山东省（春季高考）机械制造类 《金属加工基础》项目二任务一 45分钟专题训练卷

山东省（春季高考）机械制造类《金属加工基础》45分钟专题训练卷专辑，共220份试卷。试卷命题与高考紧密相关，精选具有代表性和典型性的高考常考题。旨在帮助学生系统地复习和巩固机械制造类理论知识，熟悉高考题型和命题规律，提高解题能力和应试技巧，为高考取得优异成绩打下坚实的基础，本训练卷适用于即将参加机械制造类高考的学生。 与本专辑配套的还有山东省春季高考考试《机械制图》《机械基础》《钳工加工技术》《极限配合与技术测量》45分钟专题训练卷专辑，欢迎同学和老师们下载使用。 山东省（春季高考）机械制造类 《金属加工基础》 项目二：钢与铸铁分类性能 任务一：常用钢材 时间：45分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题2分，共40分） 1. 下列铁碳合金中，属于钢的是（ ） A. 含碳量为1.20%的铁碳合金 B. 含碳量为2.50%的铁碳合金 C. 含碳量为3.80%的铁碳合金 D. 含碳量为5.00%的铁碳合金 【答案】A 【解析】按铁碳合金中碳质量分数划分，钢的含碳量约为0.0218%～2.11%。含碳量为1.20%的铁碳合金处于该范围内，属于钢，故选A。 2. 按铁碳合金中碳质量分数划分，钢与铸铁的分界值为（ ） A. 0.77% B. 2.11% C. 4.30% D. 6.69% 【答案】B 【解析】按铁碳合金中碳质量分数划分，钢的含碳量约为0.0218%～2.11%，铸铁的含碳量大于2.11%。因此，钢与铸铁的分界值为2.11%，故选B。 3. 钢材牌号Q235B中的“235”表示该钢材的（ ）。 A. 屈服强度不低于235 MPa B. 抗拉强度不低于235 MPa C. 冲击吸收能量不低于235 J D. 布氏硬度不低于235 HBW 【答案】A 【解析】Q235属于普通碳素结构钢，牌号中的235表示其屈服强度不低于235 MPa。字母B表示质量等级。 4. 40Cr钢按用途和合金化特点分类，属于（ ）。 A. 普通碳素结构钢 B. 合金结构钢 C. 碳素工具钢 D. 合金工具钢 【答案】B 【解析】40Cr含有铬等合金元素，主要用于制造轴、齿轮等承载零件，属于合金结构钢。 5. 合金结构钢牌号20CrMnTi中的“20”表示钢中平均碳质量分数约为（ ）。 A. 0.02% B. 0.10% C. 0.20% D. 2.00% 【答案】C 【解析】合金结构钢牌号前的数字表示平均碳质量分数的万分数。20CrMnTi中的20表示平均碳质量分数约为0.20%。 6. 制造滚动轴承套圈和滚动体时，常选用的GCr15钢属于（ ）。 A. 优质碳素结构钢 B. 低合金高强度钢 C. 碳素工具钢 D. 滚动轴承钢 【答案】D 【解析】GCr15是常用高碳铬轴承钢，具有较高的硬度、耐磨性和接触疲劳强度，适合制造滚动轴承零件。 7. 45钢经调质处理后，常用于制造（ ） A. 受力较小的冲压外壳 B. 要求调质的传动轴 C. 耐高温工作的排气阀 D. 耐腐蚀工作的容器 【答案】B 【解析】45钢属于优质碳素结构钢，调质后具有较好的强度和韧性，常用于制造轴类零件。 8. 非合金结构钢牌号Q235中，字母“Q”表示（ ） A. 平均碳质量分数 B. 冲击吸收能量 C. 质量等级代号 D. 屈服强度代号 【答案】D 【解析】Q表示屈服强度，Q235中的235表示该钢材屈服强度约为235 MPa。 9. 普通碳素结构钢牌号Q235中的字母Q表示钢材的（ ） A. 屈服强度 B. 抗拉强度 C. 冲击韧度 D. 布氏硬度 【答案】A 【解析】Q表示钢材的屈服强度，Q235表示其屈服强度等级约为235 MPa。 10. 制造经调质处理的一般传动轴，常用的非合金优质碳素结构钢是（ ） A. 45钢 B. 20钢 C. T8钢 D. Q235钢 【答案】A 【解析】45钢含碳量适中，调质后具有较好的强度、塑性和韧性，常用于制造传动轴等零件。 11. 制造承受反复弯曲载荷的农机弹簧片，要求材料具有较高的弹性和疲劳强度，宜选用（ ） A. 65Mn钢 B. 20Cr钢 C. W18Cr4V D. ZG270铸钢 【答案】A 【解析】65Mn钢是常用弹簧钢，经热处理后具有较高弹性极限和疲劳强度，适合承受反复弯曲载荷的农机弹簧片。 12. 制造经渗碳淬火处理的小齿轮，较适宜选用的钢材是（ ） A. 45钢 B. 20钢 C. T10钢 D. Q235钢 【答案】B 【解析】20钢含碳量低，适于渗碳。渗碳淬火后表层硬而耐磨，心部仍保持较好韧性，符合小齿轮的使用要求。 13. 20Cr钢经渗碳、淬火及低温回火后，常用于制造（ ） A. 灰铸铁机床床身 B. 高速钢切削刀具 C. 弹簧钢板零件 D. 渗碳齿轮零件 【答案】D 【解析】20Cr为合金渗碳钢，渗碳、淬火和低温回火后表层硬度高、耐磨，心部韧性较好，常用于制造渗碳齿轮。 14. 在合金结构钢牌号40Cr中，主要合金元素是（ ） A. 锰 B. 镍 C. 铬 D. 钨 【答案】C 【解析】40Cr中的Cr表示该钢含有铬元素，铬可提高钢的淬透性、强度和耐磨性。 15. GCr15钢最常用于制造（ ） A. 冷冲压模具 B. 高速切削刀具 C. 滚动轴承套圈 D. 锅炉受压容器 【答案】C 【解析】GCr15属于高碳铬轴承钢，淬火回火后硬度高、耐磨性和接触疲劳强度较好。 16. 制造滚动轴承套圈和滚动体，常用的高碳铬轴承钢牌号是（ ） A. 20CrMnTi B. 40Cr C. 65Mn D. GCr15 【答案】D 【解析】GCr15是常用高碳铬轴承钢，淬火回火后具有高硬度、高耐磨性和较好的接触疲劳强度。 17. 某钢结构车间需制造承受较大静载荷的桥梁支承构件，要求较高的屈服强度和良好的焊接性能，宜选用（ ） A. Q235钢 B. Q355钢 C. 45钢 D. T10钢 【答案】B 【解析】Q355属于低合金高强度结构钢，屈服强度高于Q235钢，并具有较好的焊接性能。 18. 某钢制支架需采用焊接方法成形，并承受一般静载荷，要求塑性较好且成本较低，宜选用（ ） A. Q235钢 B. 45钢 C. T8钢 D. GCr15钢 【答案】A 【解析】Q235钢塑性和焊接性能较好，价格较低，适用于焊接结构件和一般受力构件。 19. 某减速器小齿轮在高速重载下工作，要求齿面耐磨、接触疲劳强度高，且齿芯具有较好韧性，较合理的材料及热处理方案是（ ） A. 45钢调质后直接精加工 B. HT250铸态后直接精加工 C. T10钢淬火后低温回火 D. 20CrMnTi渗碳后淬火回火 【答案】D 【解析】20CrMnTi渗碳淬火后齿面硬度和耐磨性高，心部仍保持较好韧性，适合制造重载齿轮。 20. 某减速器输出轴承受交变弯扭载荷，轴颈还需具有较高耐磨性。采用“整体强韧、表面耐磨”的工艺路线，最适宜的方案是（ ） A. 选用Q235钢，先退火后表面淬火 B. 选用40Cr钢，先调质后表面淬火 C. 选用20钢，先正火后整体淬火 D. 选用GCr15钢，先退火后渗碳淬火 【答案】B 【解析】40Cr调质后可保证轴的强度和韧性，再进行表面淬火可提高轴颈硬度和耐磨性，适合该工况。 二、简答题（本大题共4小题，每题5分，共20分） 21. 简述普通碳素结构钢Q235和低合金高强度结构钢Q355牌号中数字的含义，并说明两者在强度和应用方面的主要区别。 【答案】（1）Q235和Q355中的字母Q表示屈服强度，数字分别表示屈服强度不低于235 MPa和355 MPa。 （2）Q355的屈服强度高于Q235，承受相同载荷时可采用较小截面或提高承载能力。 （3）Q235常用于一般焊接结构和普通零件，Q355常用于受力较大的桥梁、厂房骨架和工程机械结构件。 【解析】两种钢材均用于工程结构，但牌号数字反映的屈服强度不同。选材时应根据构件载荷、焊接要求和经济性确定钢材种类。 22. 比较45钢与T8钢的牌号含义、材料类别及典型用途。 【答案】（1）45钢表示平均碳质量分数约为0.45%，属于优质碳素结构钢。 （2）T8中的T表示碳素工具钢，8表示平均碳质量分数约为0.80%。 （3）45钢常用于制造轴、销和连杆等机械零件；T8钢经热处理后硬度较高，常用于制造錾子、冲头和简单量具等工具。 【解析】45钢主要兼顾强度和韧性，适合制造受力机械零件。T8钢含碳量较高，热处理后硬度和耐磨性较好，适合制造工具类零件。 23. 说明Q235钢和45钢的牌号含义、性能特点及应用区别。 【答案】（1）Q235钢属于碳素结构钢，“Q”表示屈服强度，“235”表示屈服强度约为235 MPa。（2）Q235钢塑性、韧性和焊接性能较好，常用于钢板、型钢、支架和一般焊接结构件。（3）45钢属于优质碳素结构钢，“45”表示平均碳质量分数约为0.45%。（4）45钢强度和耐磨性较Q235钢高，经调质或表面淬火后可用于轴、齿轮、销和连杆等零件。 【解析】Q235钢适合制造受力不大且需要焊接成形的结构件；45钢含碳量较高，热处理后可获得较好的强度和耐磨性，适合制造机械零件。 24. 一台小型设备需要制造焊接机架、传动轴和手工錾子。分别选择合适的常用钢材，并说明选择理由。 【答案】（1）焊接机架可选用Q235钢。该钢焊接性能和塑性较好，能够满足一般机架的承载要求。 （2）传动轴可选用45钢。该钢经调质处理后具有较好的强度和韧性，适合承受扭转载荷。 （3）手工錾子可选用T8钢。该钢淬火后硬度和耐磨性较高，能够保持工具刃部的使用性能。 【解析】焊接结构应优先考虑钢材的焊接性能，传动轴应兼顾强度与韧性，手工工具则需要较高硬度和耐磨性。不同零件的工作条件决定了材料选择的侧重点。 三、计算题（本大题共2小题，每题5分，共10分） 25. 某机械厂需配制 2000 kg 45钢，按碳元素质量分数计算，目标碳含量为0.45%。现有含碳量为0.20%的低碳钢和含碳量为4.00%的生铁，假定熔炼过程中碳元素无烧损，其他元素影响忽略。（1）计算需加入生铁的质量。（2）计算需加入低碳钢的质量，并判断配制后的材料属于钢还是铸铁。 【答案】（1）设加入生铁质量为 kg，则低碳钢质量为 kg。 kg。（2）低碳钢质量为 kg。配制后的碳含量为0.45%，小于2.11%，属于钢。 【解析】（1）根据碳元素质量守恒列式，求得生铁加入量为131.58 kg。（2）总质量减去生铁质量得到低碳钢质量。钢的含碳量小于2.11%，因此该材料属于钢。 26. 某传动轴拟采用40Cr钢制造。现需熔炼600 kg 钢液，已知基础钢液含碳量为0.40%，不含铬；加入的金属铬纯度按100%计算，熔炼过程中各元素无烧损。要求钢液中铬的质量分数为1.00%。（1）计算需加入金属铬的质量。（2）计算加入金属铬后钢液中碳的实际质量分数，并判断其是否符合40Cr钢碳含量为0.37%～0.44%的要求。 【答案】（1）设加入金属铬的质量为 kg。钢液总质量为600 kg，要求铬的质量分数为1.00%，则 kg。（2）加入金属铬前的基础钢液质量为 kg。基础钢液中碳元素质量为 kg。加入金属铬后钢液中碳的实际质量分数为。处于40Cr钢规定的范围内，符合要求。 【解析】（1）按钢液最终总质量为600 kg计算。加入的金属铬纯度为100%，且无烧损，因此金属铬质量等于成品钢液中所需铬元素质量： kg。（2）加入金属铬后钢液总质量为600 kg，所以加入前基础钢液质量为 kg。熔炼过程中碳元素无烧损，基础钢液中的碳元素质量为 kg。故成品钢液中碳的质量分数为。由于，故碳含量符合40Cr钢的要求。 四、综合应用题（本大题共4小题，共30分） 27.（5分）某输送设备的焊接支架采用Q355钢制造，其中一根受拉扁钢的宽度为50 mm、厚度为12 mm，工作时承受120 kN的静拉力。已知Q355钢的屈服强度按355 MPa计算，设计规定静载屈服安全系数不得小于1.5。 （1）计算该扁钢的横截面积和工作应力。 （2）计算该扁钢的屈服安全系数，并判断其是否满足设计要求。 （3）说明该焊接支架选用Q355钢的主要理由，并提出1项提高结构可靠性的措施。 【答案】（1）横截面积为50 mm×12 mm，计算得600 mm2。工作应力为120000 N除以600 mm2，计算得200 MPa。 （2）屈服安全系数为355 MPa除以200 MPa，计算得1.78。该数值大于1.5，满足设计要求。 （3）Q355钢具有较高的屈服强度和较好的焊接性能，适合制造承受较大静载荷的焊接支架。可通过增大关键部位截面、设置加强筋或保证焊缝质量等措施提高结构可靠性。 【解析】（1）扁钢横截面积由宽度与厚度相乘得到，再用拉力除以截面积求得工作应力。 （2）静载屈服安全系数由材料屈服强度除以工作应力得到，计算结果高于规定值，说明构件不会在该工作载荷下发生屈服。 （3）焊接支架既要具有足够承载能力，又要便于焊接成形，Q355钢能够较好满足这两方面要求。 28.（5分）某设备制造企业需加工一根传递冲击载荷的减速器输入轴。技术人员拟选用40Cr圆钢，其毛坯由两段同轴圆柱组成：大径段直径为60 mm、长度为180 mm，小径段直径为45 mm、长度为120 mm。取钢的密度为，计算时按40Cr钢中碳的质量分数为0.40%计。（1）计算该轴毛坯的总体积、质量以及其中碳元素的理论质量。（2）若该轴需承受较大的交变载荷和冲击载荷，与45钢相比，判断选用40Cr是否更合适，并说明理由。（3）为提高该轴的综合力学性能，说明应采用的主要热处理方法，并提出一项减少轴颈磨损的改进措施。 【答案】（1）大径段体积为：。小径段体积为：。毛坯总体积为：。毛坯质量为：。碳元素理论质量为：。（2）选用40Cr更合适。40Cr属于低合金结构钢，淬透性、强度和韧性均优于45钢，经调质处理后可承受较大的交变载荷和冲击载荷。（3）主要采用调质处理，即淬火后进行高温回火，以获得较好的强度和韧性。轴颈可进行高频感应表面淬火并低温回火，提高表面硬度和耐磨性。 【解析】（1）先分别计算两段圆柱体积，再求总质量，最后按碳质量分数计算碳元素质量。（2）40Cr含铬，淬透性和调质后的综合力学性能较好，适用于受冲击的传动轴。（3）调质可改善芯部综合性能，表面淬火可提高轴颈耐磨性。 29.（10分）某设备维修企业为一台减速器更换高速轴。该轴为实心圆轴，直径为45 mm，传递转矩为1200 N·m。现有45钢和40Cr两种材料可供选择。经工艺评定，调质45钢的许用切应力为55 MPa，调质40Cr的许用切应力为80 MPa。（1）计算该轴在额定转矩下的最大切应力。（2）判断应选用45钢还是40Cr制造该高速轴，并说明理由。（3）若与该轴啮合的小齿轮要求齿面耐磨、芯部具有较好韧性，应选用何种常用合金钢，并说明应采用的热处理方法。 【答案】（1）将转矩换算为：实心圆轴最大切应力为：代入得：（2）应选用40Cr。该轴实际最大切应力约为67.1 MPa，大于45钢的许用切应力55 MPa，小于40Cr的许用切应力80 MPa。40Cr调质后具有较高的强度、韧性和耐磨性，适合制造承受较大载荷的轴类零件。（3）小齿轮宜选用20CrMnTi，并进行渗碳、淬火和低温回火处理。该钢经渗碳淬火后可获得高硬度耐磨齿面和韧性较好的芯部。 【解析】（1）计算时应统一采用N·mm和mm单位，再代入扭转强度公式。（2）材料选择既要满足强度要求，也要考虑调质后的综合力学性能。（3）20CrMnTi是常用渗碳合金结构钢，适用于承受冲击和磨损的齿轮。 30.（10分）某钢结构制造企业采用Q355钢板制作设备支承架的受拉连接板。钢板厚度为12 mm，原设计板宽为100 mm，连接处设有直径为22 mm的螺栓孔。支承架承受的最大拉力为230 kN。设计规定，连接板净截面的许用拉应力取Q355屈服强度的60%，Q355的屈服强度按355 MPa计算。（1）计算原设计连接板净截面的实际拉应力。（2）判断原设计连接板是否满足强度要求，并计算连接板所需的最小净宽度和最小板宽。（3）说明Q355钢的类别及其适用于该支承架的原因，并分析该受拉连接板不宜改用HT250灰铸铁的主要原因。 【答案】（1）连接板净宽度为：净截面积为：实际拉应力为：（2）许用拉应力为：原设计实际拉应力245.7 MPa大于许用拉应力213 MPa，不满足强度要求。所需最小净截面积为：所需最小净宽度为：所需最小板宽为：实际选用板宽时宜取115 mm或更大。（3）Q355属于低合金高强度结构钢，具有较高的屈服强度、较好的塑性和焊接性能，适合制造焊接承载结构。HT250灰铸铁抗拉强度和塑性较低、脆性较大，不适合承受较大拉力的连接板。 【解析】净宽78 mm，净面积78×12=936 mm2，实际应力230000/936≈245.7 MPa。许用应力355×60%=213 MPa，故不满足要求。最小净面积约1079.8 mm2，最小净宽90 mm，最小板宽112 mm，宜取115 mm。Q355为低合金高强度结构钢，强度、塑性和焊接性较好；HT250脆性大、抗拉和塑性较低，不宜作受拉连接板。 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 $ 山东省（春季高考）机械制造类《金属加工基础》45分钟专题训练卷专辑，共220份试卷。试卷命题与高考紧密相关，精选具有代表性和典型性的高考常考题。旨在帮助学生系统地复习和巩固机械制造类理论知识，熟悉高考题型和命题规律，提高解题能力和应试技巧，为高考取得优异成绩打下坚实的基础，本训练卷适用于即将参加机械制造类高考的学生。 与本专辑配套的还有山东省春季高考考试《机械制图》《机械基础》《钳工加工技术》《极限配合与技术测量》45分钟专题训练卷专辑，欢迎同学和老师们下载使用。 山东省（春季高考）机械制造类 《金属加工基础》 项目二：钢与铸铁分类性能 任务一：常用钢材 时间：45分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题2分，共40分） 1. 下列铁碳合金中，属于钢的是（ ） A. 含碳量为1.20%的铁碳合金 B. 含碳量为2.50%的铁碳合金 C. 含碳量为3.80%的铁碳合金 D. 含碳量为5.00%的铁碳合金 2. 按铁碳合金中碳质量分数划分，钢与铸铁的分界值为（ ） A. 0.77% B. 2.11% C. 4.30% D. 6.69% 3. 钢材牌号Q235B中的“235”表示该钢材的（ ）。 A. 屈服强度不低于235 MPa B. 抗拉强度不低于235 MPa C. 冲击吸收能量不低于235 J D. 布氏硬度不低于235 HBW 4. 40Cr钢按用途和合金化特点分类，属于（ ）。 A. 普通碳素结构钢 B. 合金结构钢 C. 碳素工具钢 D. 合金工具钢 5. 合金结构钢牌号20CrMnTi中的“20”表示钢中平均碳质量分数约为（ ）。 A. 0.02% B. 0.10% C. 0.20% D. 2.00% 6. 制造滚动轴承套圈和滚动体时，常选用的GCr15钢属于（ ）。 A. 优质碳素结构钢 B. 低合金高强度钢 C. 碳素工具钢 D. 滚动轴承钢 7. 45钢经调质处理后，常用于制造（ ） A. 受力较小的冲压外壳 B. 要求调质的传动轴 C. 耐高温工作的排气阀 D. 耐腐蚀工作的容器 8. 非合金结构钢牌号Q235中，字母“Q”表示（ ） A. 平均碳质量分数 B. 冲击吸收能量 C. 质量等级代号 D. 屈服强度代号 9. 普通碳素结构钢牌号Q235中的字母Q表示钢材的（ ） A. 屈服强度 B. 抗拉强度 C. 冲击韧度 D. 布氏硬度 10. 制造经调质处理的一般传动轴，常用的非合金优质碳素结构钢是（ ） A. 45钢 B. 20钢 C. T8钢 D. Q235钢 11. 制造承受反复弯曲载荷的农机弹簧片，要求材料具有较高的弹性和疲劳强度，宜选用（ ） A. 65Mn钢 B. 20Cr钢 C. W18Cr4V D. ZG270铸钢 12. 制造经渗碳淬火处理的小齿轮，较适宜选用的钢材是（ ） A. 45钢 B. 20钢 C. T10钢 D. Q235钢 13. 20Cr钢经渗碳、淬火及低温回火后，常用于制造（ ） A. 灰铸铁机床床身 B. 高速钢切削刀具 C. 弹簧钢板零件 D. 渗碳齿轮零件 14. 在合金结构钢牌号40Cr中，主要合金元素是（ ） A. 锰 B. 镍 C. 铬 D. 钨 15. GCr15钢最常用于制造（ ） A. 冷冲压模具 B. 高速切削刀具 C. 滚动轴承套圈 D. 锅炉受压容器 16. 制造滚动轴承套圈和滚动体，常用的高碳铬轴承钢牌号是（ ） A. 20CrMnTi B. 40Cr C. 65Mn D. GCr15 17. 某钢结构车间需制造承受较大静载荷的桥梁支承构件，要求较高的屈服强度和良好的焊接性能，宜选用（ ） A. Q235钢 B. Q355钢 C. 45钢 D. T10钢 18. 某钢制支架需采用焊接方法成形，并承受一般静载荷，要求塑性较好且成本较低，宜选用（ ） A. Q235钢 B. 45钢 C. T8钢 D. GCr15钢 19. 某减速器小齿轮在高速重载下工作，要求齿面耐磨、接触疲劳强度高，且齿芯具有较好韧性，较合理的材料及热处理方案是（ ） A. 45钢调质后直接精加工 B. HT250铸态后直接精加工 C. T10钢淬火后低温回火 D. 20CrMnTi渗碳后淬火回火 20. 某减速器输出轴承受交变弯扭载荷，轴颈还需具有较高耐磨性。采用“整体强韧、表面耐磨”的工艺路线，最适宜的方案是（ ） A. 选用Q235钢，先退火后表面淬火 B. 选用40Cr钢，先调质后表面淬火 C. 选用20钢，先正火后整体淬火 D. 选用GCr15钢，先退火后渗碳淬火 二、简答题（本大题共4小题，每题5分，共20分） 21. 简述普通碳素结构钢Q235和低合金高强度结构钢Q355牌号中数字的含义，并说明两者在强度和应用方面的主要区别。 22. 比较45钢与T8钢的牌号含义、材料类别及典型用途。 23. 说明Q235钢和45钢的牌号含义、性能特点及应用区别。 24. 一台小型设备需要制造焊接机架、传动轴和手工錾子。分别选择合适的常用钢材，并说明选择理由。 三、计算题（本大题共2小题，每题5分，共10分） 25. 某机械厂需配制 2000 kg 45钢，按碳元素质量分数计算，目标碳含量为0.45%。现有含碳量为0.20%的低碳钢和含碳量为4.00%的生铁，假定熔炼过程中碳元素无烧损，其他元素影响忽略。（1）计算需加入生铁的质量。（2）计算需加入低碳钢的质量，并判断配制后的材料属于钢还是铸铁。 26. 某传动轴拟采用40Cr钢制造。现需熔炼600 kg 钢液，已知基础钢液含碳量为0.40%，不含铬；加入的金属铬纯度按100%计算，熔炼过程中各元素无烧损。要求钢液中铬的质量分数为1.00%。（1）计算需加入金属铬的质量。（2）计算加入金属铬后钢液中碳的实际质量分数，并判断其是否符合40Cr钢碳含量为0.37%～0.44%的要求。 四、综合应用题（本大题共4小题，共30分） 27.（5分）某输送设备的焊接支架采用Q355钢制造，其中一根受拉扁钢的宽度为50 mm、厚度为12 mm，工作时承受120 kN的静拉力。已知Q355钢的屈服强度按355 MPa计算，设计规定静载屈服安全系数不得小于1.5。 （1）计算该扁钢的横截面积和工作应力。 （2）计算该扁钢的屈服安全系数，并判断其是否满足设计要求。 （3）说明该焊接支架选用Q355钢的主要理由，并提出1项提高结构可靠性的措施。 28.（5分）某设备制造企业需加工一根传递冲击载荷的减速器输入轴。技术人员拟选用40Cr圆钢，其毛坯由两段同轴圆柱组成：大径段直径为60 mm、长度为180 mm，小径段直径为45 mm、长度为120 mm。取钢的密度为，计算时按40Cr钢中碳的质量分数为0.40%计。（1）计算该轴毛坯的总体积、质量以及其中碳元素的理论质量。（2）若该轴需承受较大的交变载荷和冲击载荷，与45钢相比，判断选用40Cr是否更合适，并说明理由。（3）为提高该轴的综合力学性能，说明应采用的主要热处理方法，并提出一项减少轴颈磨损的改进措施。 29.（10分）某设备维修企业为一台减速器更换高速轴。该轴为实心圆轴，直径为45 mm，传递转矩为1200 N·m。现有45钢和40Cr两种材料可供选择。经工艺评定，调质45钢的许用切应力为55 MPa，调质40Cr的许用切应力为80 MPa。（1）计算该轴在额定转矩下的最大切应力。（2）判断应选用45钢还是40Cr制造该高速轴，并说明理由。（3）若与该轴啮合的小齿轮要求齿面耐磨、芯部具有较好韧性，应选用何种常用合金钢，并说明应采用的热处理方法。 30.（10分）某钢结构制造企业采用Q355钢板制作设备支承架的受拉连接板。钢板厚度为12 mm，原设计板宽为100 mm，连接处设有直径为22 mm的螺栓孔。支承架承受的最大拉力为230 kN。设计规定，连接板净截面的许用拉应力取Q355屈服强度的60%，Q355的屈服强度按355 MPa计算。（1）计算原设计连接板净截面的实际拉应力。（2）判断原设计连接板是否满足强度要求，并计算连接板所需的最小净宽度和最小板宽。（3）说明Q355钢的类别及其适用于该支承架的原因，并分析该受拉连接板不宜改用HT250灰铸铁的主要原因。 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 $