第12练 铸铁的分类与灰铸铁 山东省（春季高考）机电技术类《金属材料与钳工技术》（高教版）一课一练

编写说明：考虑到中职学生普遍基础知识相对薄弱的情况，我们依据支架式教学理念，精心编制了山东省（春季高考）机电技术类《金属材料与钳工技术》（高教版）一课一练。专辑里的每一份练习，都与课堂所授知识点紧密相关，题目围绕课堂所学知识点呈现。目的在于激发学生的学习兴趣，培养他们的学习自觉性，帮助学生扎实掌握课程的基本概念与基本方法，为他们后续的逐步提升奠定坚实基础。 本卷是山东省（春季高考）机电技术类《金属材料与钳工技术》（高教版）一课一练的第12练，内容涵盖钢、铸铁的分类、性能及应用 2.6 铸铁的分类与灰铸铁。 山东省（春季高考）机电技术类 一课一练 《金属材料与钳工技术》（高教版）第12练 钢、铸铁的分类、性能及应用 2.6 铸铁的分类与灰铸铁 一、单项选择题 1．在自动化生产线夹紧装置的底座选材时，按石墨形态对铸铁进行分类，灰铸铁中的石墨通常呈现为（ ） A．片状 B．球状 C．团絮状 D．蠕虫状 【答案】A 【解析】灰铸铁中的碳主要以片状石墨形式存在，断口呈灰黑色，因此称为灰铸铁。 2．液压站阀体上标注“HT200”，其中“200”主要表示该材料的（ ） A．最低屈服强度 B．最低抗拉强度 C．最低冲击韧性 D．最低硬度数值 【答案】B 【解析】灰铸铁牌号中的数字表示最低抗拉强度，HT200表示最低抗拉强度为200 MPa的灰铸铁。 3．观察图中的铸铁显微组织对比。图中石墨呈片状、呈不规则细长分布的组织所属的铸铁类型是（ ） A．白口铸铁 B．球墨铸铁 C．灰铸铁 D．可锻铸铁 【答案】C 【解析】片状石墨是灰铸铁的典型组织特征，石墨片容易造成应力集中并降低抗拉强度，因此该组织属于灰铸铁。 4．数控设备床身需要长期承受切削振动，且零件结构较复杂、需要进行机械加工，优先选用灰铸铁的主要依据是其具有较好的（ ） A．塑性和焊接性能 B．冲击韧性和延展性 C．抗拉强度和热处理强化性 D．减振性和切削加工性 【答案】D 【解析】灰铸铁中的片状石墨能够吸收和衰减振动，同时灰铸铁铸造性能和切削加工性能较好，适合制造复杂的设备基础件。 5．自动化设备导轨座采用HT250制造，设备运行中受到偶发冲击载荷。关于该材料性能的判断，正确的是（ ） A．片状石墨有利于提高抗冲击能力 B．灰铸铁适合承受剧烈冲击载荷 C．灰铸铁减振性好但抗冲击能力较低 D．灰铸铁抗拉强度通常高于球墨铸铁 【答案】C 【解析】灰铸铁具有良好的减振性、耐磨性和切削加工性，但片状石墨会削弱基体的连续性，使其抗拉和抗冲击能力较低，因此应避免将HT250用于强冲击工况。 二、判断题 6．在自动化生产线减速箱箱体的选材中，灰铸铁牌号HT250中的“250”表示该材料的布氏硬度值为250（ ） 【答案】× 【解析】该说法错误，因为灰铸铁牌号HT250中的“250”表示其抗拉强度不低于250 MPa，而不是布氏硬度值。 7．灰铸铁中的片状石墨有利于吸收振动，因此灰铸铁适合用于自动化设备的底座、机架和减速箱体等要求减振的零件（ ） 【答案】√ 【解析】该说法正确，因为片状石墨能够削弱振动传播，使灰铸铁具有较好的减振性，因而常用于自动化设备底座、机架和减速箱体等零件。 三、简答题 8．某自动化装配线的设备底座需要减小运行振动，并具有较复杂的外形和较多加工面。请说明选用灰铸铁时应重点考虑的性能及其适用原因，并指出一项使用中的注意事项。 【答案】1. 灰铸铁具有良好的减振性，能够吸收和衰减设备运行中的振动，有利于保持装配精度和运行稳定性。 2. 灰铸铁具有较好的铸造性能，适合制造形状复杂的底座类零件。 3. 灰铸铁切削加工性能较好，便于加工安装面、定位面和孔系。 4. 使用中应避免较大的冲击载荷和拉伸载荷，因为片状石墨容易造成应力集中，使灰铸铁发生脆性断裂。 【解析】灰铸铁的片状石墨赋予其良好的减振性和切削加工性，也有利于制造复杂零件，但片状石墨会削弱基体连续性，因此选用和维护时必须避开强冲击、强拉伸等不利工况。 四、计算题 9．数控设备夹紧机构采用HT200支承板，支承板的有效受拉截面为宽20 mm、厚30 mm，检修试验时受到90 kN的轴向拉力。已知HT200的最低抗拉强度为200 MPa，按“工作拉应力不超过最低抗拉强度的80%”进行初步校核。计算支承板的工作拉应力和校核限值，并判断该支承板是否满足本次初步校核要求。 【答案】截面积为：。 工作拉应力为：。 校核限值为：。 因为，所以该支承板满足本次初步校核要求，但灰铸铁抗冲击和抗拉能力相对较低，实际使用仍应避免冲击载荷并进行结构安全复核。 【解析】先用受力面积求出支承板的平均拉应力，再将其与最低抗拉强度的80%进行比较；计算结果表明工作应力低于给定校核限值，所以满足本题规定的初步条件，但该结论不能替代对灰铸铁脆性和实际载荷变化的进一步检查。 五、综合题 10．某自动化冲压生产线的液压站采用HT250泵座，泵座与底板连接后出现振动传递较小、安装面加工方便的现象。设备维护记录显示，换型调试时曾用铜锤敲击泵座使其快速就位，随后在泵座圆角处发现一条裂纹。请结合灰铸铁的牌号、组织和性能，完成以下任务： （1）说明HT250中“250”的含义； （2）分析泵座具有较好减振性和切削加工性的原因； （3）解释敲击后产生裂纹的主要原因； （4）提出两项针对该泵座的装调或维护要求。 【答案】（1）HT250中的“250”表示该灰铸铁的最低抗拉强度为250 MPa。 （2）灰铸铁中含有片状石墨，石墨片能够吸收和衰减振动，所以泵座减振性较好；石墨还能起到断屑和润滑作用，使切削加工较容易。 （3）片状石墨会割裂金属基体并造成应力集中，灰铸铁的抗拉和抗冲击能力较低。铜锤敲击产生局部冲击应力，圆角处又容易出现应力集中，因此可能形成并扩展裂纹。 （4）装配时应采用压装、螺栓均匀紧固或调整垫片等平稳方法定位，禁止直接敲击泵座；维护时应检查圆角、安装孔和连接面是否有裂纹，避免使泵座承受冲击载荷和异常拉伸载荷。 【解析】HT250的牌号数字对应最低抗拉强度；片状石墨使灰铸铁具有良好的减振性和切削加工性，但也会造成应力集中并降低抗冲击能力，因此泵座裂纹与敲击产生的局部冲击应力有关，装调维护应采用平稳定位和定期裂纹检查。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 编写说明：考虑到中职学生普遍基础知识相对薄弱的情况，我们依据支架式教学理念，精心编制了山东省（春季高考）机电技术类《金属材料与钳工技术》（高教版）一课一练。专辑里的每一份练习，都与课堂所授知识点紧密相关，题目围绕课堂所学知识点呈现。目的在于激发学生的学习兴趣，培养他们的学习自觉性，帮助学生扎实掌握课程的基本概念与基本方法，为他们后续的逐步提升奠定坚实基础。 本卷是山东省（春季高考）机电技术类《金属材料与钳工技术》（高教版）一课一练的第12练，内容涵盖钢、铸铁的分类、性能及应用 2.6 铸铁的分类与灰铸铁。 山东省（春季高考）机电技术类 一课一练 《金属材料与钳工技术》（高教版）第12练 钢、铸铁的分类、性能及应用 2.6 铸铁的分类与灰铸铁 一、单项选择题 1．在自动化生产线夹紧装置的底座选材时，按石墨形态对铸铁进行分类，灰铸铁中的石墨通常呈现为（ ） A．片状 B．球状 C．团絮状 D．蠕虫状 2．液压站阀体上标注“HT200”，其中“200”主要表示该材料的（ ） A．最低屈服强度 B．最低抗拉强度 C．最低冲击韧性 D．最低硬度数值 3．观察图中的铸铁显微组织对比。图中石墨呈片状、呈不规则细长分布的组织所属的铸铁类型是（ ） A．白口铸铁 B．球墨铸铁 C．灰铸铁 D．可锻铸铁 4．数控设备床身需要长期承受切削振动，且零件结构较复杂、需要进行机械加工，优先选用灰铸铁的主要依据是其具有较好的（ ） A．塑性和焊接性能 B．冲击韧性和延展性 C．抗拉强度和热处理强化性 D．减振性和切削加工性 5．自动化设备导轨座采用HT250制造，设备运行中受到偶发冲击载荷。关于该材料性能的判断，正确的是（ ） A．片状石墨有利于提高抗冲击能力 B．灰铸铁适合承受剧烈冲击载荷 C．灰铸铁减振性好但抗冲击能力较低 D．灰铸铁抗拉强度通常高于球墨铸铁 二、判断题 6．在自动化生产线减速箱箱体的选材中，灰铸铁牌号HT250中的“250”表示该材料的布氏硬度值为250（ ） 7．灰铸铁中的片状石墨有利于吸收振动，因此灰铸铁适合用于自动化设备的底座、机架和减速箱体等要求减振的零件（ ） 三、简答题 8．某自动化装配线的设备底座需要减小运行振动，并具有较复杂的外形和较多加工面。请说明选用灰铸铁时应重点考虑的性能及其适用原因，并指出一项使用中的注意事项。 答： 四、计算题 9．数控设备夹紧机构采用HT200支承板，支承板的有效受拉截面为宽20 mm、厚30 mm，检修试验时受到90 kN的轴向拉力。已知HT200的最低抗拉强度为200 MPa，按“工作拉应力不超过最低抗拉强度的80%”进行初步校核。计算支承板的工作拉应力和校核限值，并判断该支承板是否满足本次初步校核要求。 答： 五、综合题 10．某自动化冲压生产线的液压站采用HT250泵座，泵座与底板连接后出现振动传递较小、安装面加工方便的现象。设备维护记录显示，换型调试时曾用铜锤敲击泵座使其快速就位，随后在泵座圆角处发现一条裂纹。请结合灰铸铁的牌号、组织和性能，完成以下任务： （1）说明HT250中“250”的含义； （2）分析泵座具有较好减振性和切削加工性的原因； （3）解释敲击后产生裂纹的主要原因； （4）提出两项针对该泵座的装调或维护要求。 答： 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $