工程材料及成形工艺试题二十三及答案
一、填空题。
（每题2分，,共40分）
1. 一般是在满足零件（）要求的情况下，同时考虑材料的（）和（），并要充分重视、保障环境不被污染，符合可持续性发展要求。
2.材料的工艺性能是指在一定条件下将材料加工成优质零件或毛坯的（），
它将影响零件的（）、（）和（）。
材料工艺性能主要包括：（）、（）、（）和（）等。
3. 根据经济性合理的原则选择材料时应考虑以下几个方面内容：（）、（）、（）、（）等。
4. 根据上述的齿轮工作条件、失效形式，要求齿轮材料具备以下主要性能：（）、（）等。
5. 正确选择材料成形方法具有重大的技术经济意义，选择时必须合理考虑（）、（）、（）三个原则。
二、简答题。
（每空5分，共10分）
1. 工程材料成形方法选择的原则？
2. 对环境友好的含义：
三、解答题。
（本题50分）
1. 保证使用性能足够的原则体现在哪些方面？（10分）
2. 经济性合理的原则体现在哪些方面？（5分）
3. 工程材料选择的步骤有哪些。
（5分）
4. 典型零件材料的选择方法。
（30分）
试题二十三答案
一、填空题。
1. 使用性能、工艺性、经济性。
3.难易程度、质量、生产效率、生产成本、铸造工艺性、锻造工艺性、焊接工
艺性、切削加工工艺性。
3. 成本、材料来源、用非金属材料代替金属材料、材料的利用率和再生利用率。
4. 高的接触疲劳抗力、高的弯曲疲劳强度。
5. 适用性、经济性、与环境相宜。
二、简答题
1. 工程材料成形方法选择的原则？
答：正确选择材料成形方法具有重大的技术经济意义，选择时必须合理考虑适用性、经济性、与环境相宜三个原则。
2. 对环境友好的含义：
答：对环境友好就是要使环境负载小，“小”主要包括以下四个方面：
（1）能量耗费少，CO2产生少（以煤、石油等化工燃料为主的能源，会大量排出CO2气体，导致地球温度升高）。
（2）贵重资源用量少。
（3）废弃物少，再生处理容易，能够实现再循环。
（4）不使用、不产生对环境有害的物质。
三、解答题。
1. 保证使用性能足够的原则体现在哪些方面？（5分）
答：使用性能要求是在零件的使用要求下，对零件进行工件条件和失效形式分析的基础上提出来的。
零件的使用性能要求体现在对其形状、尺寸、加工精度、表面粗糙度等外部质量，以及对其化学成分、组织结构、力学性能、物理性能、化学性能等内部质量的要求上。
2. 经济性合理的原则体现在哪些方面？（5分）
答：经济性是指在满足零件对使用性能与工艺性能要求的前提下，应考虑尽量降低零件的总成本，提高经济效益，使产品具有最强的市场竞争力。
产品总成本包括材料价格，零件成品率，加工费用，零件加工过程中材料的利用率、回收率、零件寿命以及材料的货源、供应、保管等综合因素。
根据经济性合理的原则选择材料时应考虑以下几个方面内容。
3. 工程材料选择的步骤有哪些。
（5分）
答：工程材料的选择包括以下基本步骤：
（1）正确分析零件的工作条件及可能的失效形式，找出最主要的性能指标，初步确定候选材料的类型范围。
（2）通过分析或试验，结合同类零件失效分析的结果，找出零件在实际使用中主要和次要的失效抗力指标，以此作为选材的依据。
（3）根据力学计算，确定零件应具有的主要力学性能指标，正确选择材料。
这时要综合考虑所选材料应满足失效抗力指标和工艺性的要求，同时还需考虑所选材料在保证实现先进工艺和现代生产组织方面的可能性。
（4）确定热处理方法或其他强化方法。
（5）对所选定的材料进行产品试制及实验分析，以考查其能否满足使用性能要求。
重要的产品应在真实工况下进行台架试验。
当试验结果基本满意后，可小批投产。
4. 典型零件材料的选择方法。
（30分）
答：金属材料、高分子材料、陶瓷材料及复合材料是目前的主要工程材料，它们各有自己的特性，各有自己合适的用途。
高分子材料的强度、刚度（弹性模量）低，尺寸稳定性较差，易老化，因此，目前其还不能用来制造承受载荷较大的结构零件。
在机械工程中，高分子材料常用于制造轻载传动齿轮、轴承、紧固件及各种密封件等。
陶瓷材料在室温下几乎没有塑性，在外力作用下不产生塑性变形，易发生脆性断裂，一般不用于制造重要的受力零件。
但其化学稳定性好，具有高的硬度和红硬性，因此，可用于制造在高温下工作的零件、切削刀具和某些耐磨零件。
由于其
制造工艺较复杂、成本高，因而在一般机械工程中应用的还不普遍。
复合材料综合了多种不同材料的优良性能，如强度、弹性模量高、抗疲劳、减摩、耐磨、减振性能好，且化学稳定性优异，因此，它是一种很有发展前途的工程材料。
金属材料具有优良的综合力学性能和某些物理、化学性能，因此，它被广泛地用于制造各种重要的机械零件和工程结构。
目前，金属材料是机械工程中最主要的结构材料。
从应用情况来看，机械零件的用材主要是钢铁材料。