第53练 材料的力学性能（二） 江苏省（职教高考）《机械基础》（苏教版·凤凰职教） 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，精心编制了江苏省（职教高考）《机械基础》（苏教版·凤凰职教）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。 本卷是江苏省（职教高考）《机械基础》（苏教版·凤凰职教）一课一练的第53练，内容为：低碳钢与铸铁拉伸压缩性能比较，塑性变形和冷作硬化。 江苏省（职教高考）一课一练 《机械基础》（苏教版·凤凰职教） 第53练 材料的力学性能（二） 一、单项选择题 1. 以下关于金属材料力学性能的描述，错误的是（ ） A. 强度是指材料抵抗外力破坏的能力 B. 塑性好的材料更容易进行冷加工 C. 韧性好的材料在受到冲击时不易断裂 D. 硬度高的材料耐磨性一定好 【答案】D 【解析】强度是材料抵抗外力破坏的能力；塑性好的材料易于进行冷加工；韧性好的材料在冲击载荷作用下不易断裂。硬度高通常有利于提高耐磨性，但耐磨性还与材料组织、摩擦条件等因素有关，不能说硬度高的材料耐磨性一定好。因此，错误的是D。 2. 三种材料的应力-应变曲线分别如图所示，其中强度最高、刚度最大、塑性最好的材料分别是（ ） A. a、b、c B. b、c、a C. b、a、c D. c、b、a 【答案】A 3. 在金属材料中，下列哪种元素通常能够提高钢的强度和硬度，但同时降低其塑性和韧性？（ ） A. 硅 B. 碳 C. 锰 D. 铬 【答案】B 【解析】碳是钢中的重要元素，随着含碳量增加，钢的强度和硬度通常提高，但塑性和韧性降低。硅、锰、铬也能影响钢的性能，但题干所述特征主要是碳的作用。因此，正确答案是B。 4. 下列哪种金属材料在常温下的塑性好，强度也高？（ ） A. 铸钢 B. 生铁 C. 低碳钢 D. 高碳钢 【答案】C 【解析】低碳钢含碳量较低，具有良好的塑性、韧性和焊接性，同时具有较好的强度，适合进行冲压、弯曲等加工。铸钢、生铁的塑性较差，高碳钢虽然强度和硬度较高，但塑性较差。因此，正确答案是C。 二、多项选择题 5. 下列属于塑性材料的是（ ） A. 铝 B. 铜 C. 砖块 D. 铸铁 【答案】AB 【解析】通常延伸率大于5%的材料称为塑性材料，铸铁和砖块的延伸率小于5%为脆性材料。 6. 下图由①和②两杆组成的支架。从材料性能和经济性两方面考虑，现有低碳钢和铸铁两种材料可供选择，合力的选择是（ ） A. ①杆为低碳钢 B. ①杆为铸铁 C. ②杆为铸铁 D. ②杆为低碳钢 【答案】BD 【解析】①杆主要承受压力，②杆承受压力，低碳钢的刚抗拉性能较好，铸铁的抗压性能较好，故应选BD两选项。 7. 下列属于塑性材料的有（ ） A. 低碳钢 B. 铸铁 C. 铝合金 D. 铜合金 【答案】ACD 【解析】低碳钢、铝合金、铜合金断裂前有显著塑性变形，属于塑性材料；铸铁断裂前塑性变形小，是脆性材料，故B错误。 三、判断题 8. 脆性材料没有屈服现象。（ ） 【答案】正确 【解析】脆性材料在受力过程中通常没有明显的塑性变形和屈服阶段，达到强度极限后会突然断裂，因此“脆性材料没有屈服现象”的说法正确。 9. 材料在交变载荷作用下，即使所受应力低于屈服强度，也可能因疲劳而发生断裂。（ ） 【答案】正确 【解析】材料承受交变载荷时，内部可能逐渐形成并扩展疲劳裂纹，即使应力未达到屈服强度，经过一定循环次数后仍可能发生疲劳断裂。 四、综合应用题 10. 某机械厂对低碳钢拉杆和灰铸铁机座材料进行力学性能试验。两种试样的截面均为直径10 mm的圆形截面。低碳钢试样标距为50 mm，在拉伸载荷达到23.55 kN时开始明显塑性变形，卸载后标距变为61 mm；灰铸铁试样拉伸断裂载荷为9.42 kN，压缩破坏载荷为72.0 kN。根据试验数据回答下列问题：（1）计算两种试样的原始截面积，以及低碳钢开始明显塑性变形时的名义应力、灰铸铁的抗拉强度和抗压强度。（2）比较低碳钢与灰铸铁的拉伸、压缩性能，并判断哪种材料更适合制作承受冲击载荷的拉杆，哪种材料更适合制作承受压力的机座。（3）说明低碳钢试样卸载后标距发生变化的变形类型及冷作硬化的主要影响，并提出减小冷作硬化不利影响的工艺措施。 【答案】（1）原始截面积：。低碳钢名义应力：。灰铸铁抗拉强度：。灰铸铁抗压强度：。（2）低碳钢具有较好的塑性和韧性，抗拉性能较强，受拉时能产生明显塑性变形；灰铸铁抗拉强度低、塑性差，受拉时容易脆断，但抗压强度较高。低碳钢适合制作承受冲击载荷的拉杆，灰铸铁适合制作承受压力的机座。（3）标距变长说明试样产生了塑性变形。冷作硬化会使材料的强度和硬度提高，但塑性和韧性降低，并可能产生残余应力。可采用退火或中间退火处理，以恢复材料的塑性。 【解析】两试样原始截面积均为A=π/4=78.5 mm2。低碳钢名义应力为23.55×103/78.5=300 MPa；灰铸铁抗拉、抗压强度分别为120 MPa、917 MPa。低碳钢塑韧性好，适于承受冲击的拉杆；灰铸铁抗压强度高但抗拉脆，适于压力机座。标距变长为塑性变形。冷作硬化使强度、硬度提高而塑韧性下降，可通过退火或中间退火改善。 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 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，精心编制了江苏省（职教高考）《机械基础》（苏教版·凤凰职教）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。 本卷是江苏省（职教高考）《机械基础》（苏教版·凤凰职教）一课一练的第53练，内容为：低碳钢与铸铁拉伸压缩性能比较，塑性变形和冷作硬化。 江苏省（职教高考）一课一练 《机械基础》（苏教版·凤凰职教） 第53练 材料的力学性能（二） 一、单项选择题 1. 以下关于金属材料力学性能的描述，错误的是（ ） A. 强度是指材料抵抗外力破坏的能力 B. 塑性好的材料更容易进行冷加工 C. 韧性好的材料在受到冲击时不易断裂 D. 硬度高的材料耐磨性一定好 2. 三种材料的应力-应变曲线分别如图所示，其中强度最高、刚度最大、塑性最好的材料分别是（ ） A. a、b、c B. b、c、a C. b、a、c D. c、b、a 3. 在金属材料中，下列哪种元素通常能够提高钢的强度和硬度，但同时降低其塑性和韧性？（ ） A. 硅 B. 碳 C. 锰 D. 铬 4. 下列哪种金属材料在常温下的塑性好，强度也高？（ ） A. 铸钢 B. 生铁 C. 低碳钢 D. 高碳钢 二、多项选择题 5. 下列属于塑性材料的是（ ） A. 铝 B. 铜 C. 砖块 D. 铸铁 6. 下图由①和②两杆组成的支架。从材料性能和经济性两方面考虑，现有低碳钢和铸铁两种材料可供选择，合力的选择是（ ） A. ①杆为低碳钢 B. ①杆为铸铁 C. ②杆为铸铁 D. ②杆为低碳钢 7. 下列属于塑性材料的有（ ） A. 低碳钢 B. 铸铁 C. 铝合金 D. 铜合金 三、判断题 8. 脆性材料没有屈服现象。（ ） 9. 材料在交变载荷作用下，即使所受应力低于屈服强度，也可能因疲劳而发生断裂。（ ） 四、综合应用题 10. 某机械厂对低碳钢拉杆和灰铸铁机座材料进行力学性能试验。两种试样的截面均为直径10 mm的圆形截面。低碳钢试样标距为50 mm，在拉伸载荷达到23.55 kN时开始明显塑性变形，卸载后标距变为61 mm；灰铸铁试样拉伸断裂载荷为9.42 kN，压缩破坏载荷为72.0 kN。根据试验数据回答下列问题：（1）计算两种试样的原始截面积，以及低碳钢开始明显塑性变形时的名义应力、灰铸铁的抗拉强度和抗压强度。（2）比较低碳钢与灰铸铁的拉伸、压缩性能，并判断哪种材料更适合制作承受冲击载荷的拉杆，哪种材料更适合制作承受压力的机座。（3）说明低碳钢试样卸载后标距发生变化的变形类型及冷作硬化的主要影响，并提出减小冷作硬化不利影响的工艺措施。 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 学科网（北京）股份有限公司 $