第一章 材料的性能1-1 什么是金属材料的力学性能?金属材料的力学性能包含哪些方面 ?所谓力学性能, 是指材料抵抗外力作用所显示的性能。 力学性能包括强度刚 度硬度塑性韧性和疲劳强度等1-2 什么是强度?在拉伸试验中衡量金属强度的主要指标有哪些?他们在工程应 用上有什么意义?强度是指材料在外力作用下, 抵抗变形或断裂的能力。 在拉伸试验中衡量金 属强度的主要指标有屈服强度和抗拉强度。屈服强度的意义在于: 在一般机械零件在发生少量塑性变形后, 零件精度降 低 或其它零件的相对配合受到影响而造成失效,所以屈服强度就成为零件设计 时的主要依据之一。抗拉强度的意义在于:抗拉强度是表示材料抵抗大量均匀塑性变形的能力。 脆性材料在拉伸过程中, 一般不产生颈缩现象, 因此,抗拉强度就是材料的断裂 强度,它表示材料抵抗断裂的能力。抗拉强度是零件设计时的重要依据之一。1-3 什么是塑性?在拉伸试验中衡量塑性的指标有哪些?塑性是指材料在载荷作用下发生永久变形而又不破坏其完整性的能力。 拉伸 试验中衡量塑性的指标有延伸率和断面收缩率。1-4 什么是硬度?指出测定金属硬度的常用方法和各自的优缺点。 硬度是指材料局部抵抗硬物压入其表面的能力。 生产中测定硬度最常用的 方法有是压入法,应用较多的布氏硬度洛氏硬度和维氏硬度等试验方法。布氏硬度试验法的优点: 因压痕面积较大, 能反映出较大范围内被测试材料的平均硬度,故实验结果较精确, 特别适用于测定灰铸铁轴承合金等具有粗大经 理或组成相得金属材料的硬度; 压痕较大的另一个优点是试验数据稳定, 重复性 强。其缺点是对不同材料需要换不同直径的压头和改变试验力, 压痕直径的测量 也比较麻烦;因压痕大,不以测试成品和薄片金属的硬度。洛氏硬度试验法的优点是: 操作循序简便,硬度值可直接读出; 压痕和较小, 可在工件上进行试验; 采用不同标尺可测定各种软硬不同的金属厚薄不一的式样 的硬度,因而广泛用于热处理质量检验。其缺点是:因压痕较小,对组织比较粗 大且不均匀的材料, 测得的结果不够准确; 此外, 用不同标尺测得的硬度值彼此 没有联系,不能直接进行比较。⏺图3-3 45钢的室温平衡组织(铁素体 +珠光体P)⏺图3-4 T12钢的室温平衡组织(珠光体 P +渗碳体FeaC)(3)计算室温下45钢T12钢的平衡组织中相组成和组织组成物的相对量应用杠杆定律计算45钢中铁素体a和珠光体P的相对量,选择a +丫二相区,共析温度727OC⏺⏺T12 钢的 Q a=(2.11-1.2)/ (2.11-0.0218)=33.9%Q P=1-33.9%=66.1%(4)计算鉄碳合金中二次渗碳体和三次渗碳体最大的相对量。WFe3cn =(2.11-0.77)/(6.69-0.8)*100%=23%W Fe3c 皿=0.02/6.69*100%=33%二次渗碳体的最大百分含量为 22 . 6 % ,三次渗碳体的最大百分含量为 0.33%(5)应用相图解释下列现象:1钢柳丁一般用低碳钢合成; 钢柳丁一般要求具有良好的塑性和韧性,所以钢柳丁一般要求用低碳钢合成。2绑扎物件一般用铁丝 (镀锌低碳钢丝),而起重机吊重物时却用钢丝绳 (60 钢 65 钢 70 刚等组成);亚共析钢(碳的质量分数在0.0218%〜0.77%)室温下的组织为铁素体加珠 光体,低碳钢丝(碳的质量分数在 0.0218%〜0.25%)组织中铁素体的比例大, 所以低碳钢丝塑性、韧性好,绑扎物件时,易于操作;而 60 钢、 65 钢、70 钢 等组织中珠光体的量多,所以强度,适于作起重机吊重物用的钢丝绳。3T8钢的强度高于T12钢的强度。强度〉T12钢,因为强度是一个组织敏感量,当含碳量超过 0.9%以后,二 次渗碳体呈网状分布,将珠光体分割开,因此强度下降。3-6 现有两种鉄碳合金, 其中一种合金的显微组织中珠光体量占 75%,铁素体量 占 25%;另一种合金的显微,组织中珠光体量占 92%,二次渗碳体量占 8%,这 两种合金各属于哪一类合金?其含碳量各为多少?