1.机械零件所承受的外力；静载荷；冲击载荷；交变载荷。
2.金属材料受载荷作用后，其形状和尺寸发生了变化；弹性变形；塑性变形。
3.金属材料在载荷作用下，其内部会产生大小与载荷相等、方向相反的抗力；应力。 4.抗拉；抗压；抗剪切；抗扭转；抗弯曲；抗拉强度。 5.拉伸；压缩；扭转；弯曲；剪切；拉伸试验。
6.弹性变形；微量塑性变形；屈服；大量塑性变形；颈缩。 7.屈服强度；抗拉强度；?s；?b。 8.延伸率；断面收缩率；?；?。
9.布氏硬度；洛氏硬度；球面压痕单位表面上所承受的平均压力；压痕的深度。 10.一次摆锤冲击试验；摆锤冲断试样所消耗的功；强度。
三、问答题
1.解： 1
）
求
屈
服
点
?s 已知：
Ps＝29830N，
do?1?10?2m，则
2Ao?1/4?do?3.14/4(1?10?2)2?7.85?10?5m2，?s?Ps/Ao?29830/7.85?10?5＝380MPa
2）求抗拉强度?b Pb＝49455N
?b?Pb/Ao?49455/7.85?10?5＝630MPa
3）求延伸率? Lo?sdo?5?10?2m，L1?6.05?10?2m
L1?L0(6.05?5)?10?2×100％＝20％ ?s??100%??2L05?104）求断面收缩率? d1?7.3?10?3m
13.14A1??d12?(7.3?10?3)2?4.18?10?5m2 Ao?7.85?10?5m2
44Ae?A1(7.85?4.18)?10?5???100%??100%?46.8% ?5Ao7.85?10答：全部力学性能指标均高于最低要求。
2.硬度指金属材料抵抗比它更硬物体压入其表面的能力。
布氏硬度有HBS和HBW两种。HBS适用于测定HBS＜450软钢、灰铸铁、有色金属等；而HBW适用测定硬一些（HBW＜650）的金属。
洛氏硬度有三种硬度标尺（HRA、HRB、HRC），压头有?1??的淬火钢球和120°金刚石圆锥体，所以适用于16 17
从软到硬的全部硬度范围，而且适用于测量成品件和薄片。
3．是指在力作用下，所显示与弹性和非弹性反应相关或涉及应力-应变关系的性能。常用的力学性能指标有强度、塑性、硬度、冲击韧性、疲劳强度等。
4．强度是指材料材料抵抗塑性变形和断裂的能力，工程上常以屈服点（σs）和抗拉强度（σb）表示强度指标。塑性是指材料产生塑性变形而不断裂的能力，通常用断后伸长率（δ）和断面收缩率（Ψ）来表示。 5．疲劳断裂与在静载荷作用下的断裂不同，不管是脆性材料还是塑性材料，疲劳断裂都是突然发生的，事先均无明显的塑性变形的预兆，很难事先觉察到，故具有很大的危险性。 提高疲劳强度的措施有：（1）材料方面：保证冶炼质量，减少夹杂、疏松等缺陷。（2）设计方面：尽量使零件避免尖角、缺口和截面突变，以避免应力集中及其所引起的疲劳裂纹。（3）工艺方面：降低零件表面粗糙度，并避免表面划痕；采用表面强化方法。
6．钳工用工锤，硬质合金刀片采用洛氏硬度试验来测定，硬度值符号 HRC，供应状态的各种碳钢钢材，铸铁机床床身毛坯件采用布氏硬度试验来测定，硬度值符号HBS或HBW。 7．解：σs=
FmaxF2600045000????573mpa 331mpa σb=
?d23.14X0.0102?d23.14X0.01024444δ5=
lk?l058?50?? 16% l050 Ψ=
A0?A03.14X0.01023.14X0.007752?Ak44=40% ?23.14X0.01048．不能，因为用标准试样测得的材料的力学性能是在特定条件下获得的与零件尺寸相差较大，其它条件又有所不同，这些都对材料的力学性能有影响，故而不能代表。
第二章钢铁材料
一、填空题
1.2.11％；铁碳。
2.低碳钢；中碳钢；高碳钢。 3.优质碳素钢；高级优质碳素钢。 4.优质碳素结构；优质碳素。
5.加热；保温；冷却；组织结构；性能。
6.普通热处理；表面热处理；退火；正火；淬火；回火；表面淬火；化学热处理。 7.淬火；再经高温回火。 8.水；矿物油；盐碱水溶液。
9.低温回火；中温回火；高温回火。
10.是使钢件表面获得高硬度和耐磨性，而心部仍保持足够的塑性和韧性；火焰加热表面淬火；感应加热
18
表面淬火。
11.化学介质；活性原子；渗碳；渗氮；碳氮共渗；渗金属。 12.一种；多种。
13.低合金钢；中合金钢；高合金钢；＜5％；5％～10％；＞10％。 14.合金渗碳；提高淬透性；渗碳、淬火、低温回火；活塞销。 15.合金调质；调质处理；增加强度；提高淬透性；水泵轴。
16.刃具钢；量具钢；横具钢；淬透性好；耐磨性好；热硬性小；热处理变形小。 17.硬度；耐磨性；W18G4V；W6M05Cr4V。
18.硬度高；强度；白口；灰口。
19.白口铸铁；灰口铸铁；可锻铸铁；球墨。 20.抗拉强度；塑性；抗压强度。 21.团絮；割裂；强度；塑性；韧性。
22.球；钢；屈服强度；受力复杂；强度；韧性；耐磨性。
二、选择题
1.③；2.②，④，⑧；3.①，⑤；4.①、②，④、⑤，③；5.④，⑤，⑦，⑩。6.②（或③）；7.②；8.④；9.②；10.②。11.①、②、③，④、⑤，③，①；12.②；13.②、⑤，①，③，③、④；14.①，③，⑤；15.③，④，⑥，⑦，⑧；16.②，④，⑤。17.③；18.①；19.②，②，③，④，④；20.②，④。
三、判断题
1.√；2.×；3.×；4.√；5.√。6.×；7.√；8.√；9.√；10.×。11.×；12.√；13.×；14.×；15.×；16.×。
四、问答题
1.因钢中含有一定数量的硫、磷后，能改善钢的切削加工性能，在进行切削加工的过程中易于断屑。因此，在工业上，常在炼钢时有意地提高钢的含硫、磷量，制成适合自动车床进行高速切削用的易切削钢，以改善切削加工性能，降低刀具磨损。
2.Q235－B属于碳素结构钢。Q——表示屈服点?s，235表示该钢的?s≥235MPa，B——表示质量等级为B级，用于车轮轮辐。
55属于优质碳素结构钢。55——表示该钢的平均含碳量为0.55％，用于制作连杆。
T8属于碳素工具钢，T——碳素工具钢，8——表示该钢的平均含碳量为0.8％，用于制作冲头等。 3. 钢号 按质量和用途相结合分类 平均含碳量 （％） 按含碳量分类 用途举例 （每空填一例） 19
20 45 08 Q235－A 65Mn T12A 优质碳素结构钢 优质碳素结构钢 优质碳素结构钢 碳素结构钢 优质碳素结构钢 高级优质碳素工具钢 0.20 0.45 0.08 0.65 低碳钢 中碳钢 低碳钢 高碳钢 风扇叶片 曲轴 驾驶室 后视镜支杆 气门弹簧 4.常用的淬火方法：单液淬火、双液淬火、分级淬火和等温淬火四种。
5.退火的目的：①细化晶粒，均匀钢的成分及组织，改善钢的机械性能或为以后的热处理作准备。②降低硬度，提高塑性，以利于切削加工及冷变形加工。③消除在前一工序（如铸造、锻造、轧制）中所产生的内应力，防止变形和开裂。
6.淬火后的钢虽具有高的硬度和耐磨性，但其组织是不稳定的，同时内部残留着很大的淬火内应力。钢的脆性也很大，不能承受冲击载荷，钢件不能使用。为了得到互相配合的机械性能，钢件淬火后需要进行回火处理。
7.表面淬火是使零件表层具有高硬度和高耐磨性，适应零件表面摩擦的条件，心部具有良好综合机械性能，以满足承受较大的载荷与冲击，适用材料为中碳钢和中碳合金钢。
8.通过改变零件表层的化学成分和组织来改变零件表层的机械性能以满足使用要求。 9.渗碳的方法有固体渗碳、液体渗碳、气体渗碳，所需的材料是低碳钢或低碳合金钢。
10.①淬透性好：工件淬火时，若能完成淬透，则经高温回火后，工件整个截面上都能获得良好的综合机械性能；如仅表面淬硬而心部未淬硬，即淬透性差，那么经高温回火后，工件的综合机械性能明显下降。相同直径的碳钢与合金钢，碳钢即使在强烈的冷却介质中冷却，其淬火深度也是有限的；合金钢在同样介质中淬火，淬火深度要比碳钢深，甚至在较缓慢的冷却介质中冷却，也能获得较深的淬透层。②机械性能好：含碳量相同的碳钢与合金钢，经同样的热处理，其机械性能区别较大。如40钢经调质后?b＜750MPa，而40Cr调质后?b＜1000MPa，而40钢、40Cr钢在硬度相同的情况下，40Cr的塑性和韧性要比40钢好。③具有较高的热硬性：在相同的回火温度下，合金钢回火硬度高，有的合金钢在723～873K时仍能保持很高的硬度。④合金钢可具有碳素钢没有的特殊性能，如耐磨性、耐腐蚀性、耐高温性等。 11.45Mn2为合金调质钢，其平均含碳量为0.45％，含锰量约2％，制作CA1091半轴套管。
12.20MnVB为合金渗碳钢，50Mn2为合金调质钢，GCr15为滚动轴承钢，W18Cr4V为高速钢。它们的平均含碳量分别为：0.20％、0.5％、≥1％、0.7％～0.8％。20MnVB中的锰、钒、硼的含量均小于1.5％，50Mn2中的含锰量为2％，GCr15中的铭含量为1.5％，W18Cr4V中的钨、铝、钒含量分别为18％、4％、＜1.5％。 13.指在腐蚀介质中具有高的抗腐蚀能力的钢。其原因是：①钢中加入某些元素后，钢表面形成致密的氧化膜，且很稳定，把钢与腐蚀介质隔离。②加入大量合金元素后，使钢形成单一组织，避免发生电化学作用，提高耐腐蚀性。 14. 钢号 9SiCr 16Mn 60Si2Mn 钢类 低合金刃具钢 低合金结构钢 合金弹簧钢 合金元素平均含量 Cr＜1.5％ Si＜1.5％ Mn＜1.5％ Si约2％ Mn＜1.5％ 最终热处理 淬火、低温回火 不热处理 淬火、中温回火 应用举例 丝锥等 汽车纵横梁 钢板、弹簧 20