机械工程材料部分习题

1.为什么室温下金属晶粒越细强度，硬度越高，塑性韧性也越好？

答：金属晶粒越细，晶界面积越大，位错障碍越多，需要协调的具有不同位向的晶粒越多，金属塑性变形的抗力越高，从而导致金属强度和硬度越高。

金属的晶粒越细，单位体积内晶粒数目越多，同时参与变形的晶粒数目也越多，变形越均匀，推迟了裂纹的形成和扩展，使得在断裂前发生较大的塑性变形。在强度和塑性同时增加的情况下，金属在断裂前消耗的功增大，因而其韧性也比较好。因此，金属的晶粒越细，其塑性和韧性也越好。

2.冷塑性变形金属产生加工硬化的原因？答：

①晶体内部存在位错源，变形时发生了位错增值，随变形量增加，位错密度增加。由于位错之间的交互作用，使变形抗力增加。随变形量增加，亚结构细化，亚晶界对位错运动有阻碍作用。

随变形量增加，空密度增加。④由于晶粒由有利位向而发生几何硬化，因此使变形抗力增加。3.

某厂用冷拉钢丝绳吊运出炉热处理工件去淬火，钢丝绳的承载能力远超过工件的质量，但在工件的运送过程中钢丝绳发生断裂，试分析其原因？

答：冷拉钢丝绳是利用热加工硬化效应提高其强度的，在这种状态下的钢丝中晶体缺陷密度增大，强度增加，处于加工硬化状态。在淬火的温度下保温，钢丝将发生回复、再结晶和晶粒长大过程，组织和结构恢复软化状态。

在这一系列变化中，冷拉钢丝的加工硬化效果将消失，强度下降，在再次起吊时，钢丝将被拉长，发生塑性变形，横截面积减小，强度将比保温前低，所以发生断裂。4.分别用45#钢和15#钢制造机床齿轮，要求齿表面具有高的硬度和耐磨性，心部具有良好的韧性。

是安排其加工路线，说明热处理工序的目的及使用状态下的组织。

答：加工路线：下料→铸造→正火→机加工→调制→机加工（精）→表面淬火→低温回火→装配。