机械工程材料试题

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1、机械工程材料试题一、名词解释（共15分，每小题 3 分）1. 奥氏体（A）2回复3固溶体4自然时效5加工硬化二、填空题（共 20分，每空1 分）1石墨为片状的灰口铸铁称为铸铁，石墨为团絮状的灰口铸铁称为铸铁，石墨为球状的灰口铸铁称为 铸铁。其中 铸铁的韧性最高，因而可以锻造。2. 陶瓷材料中的气相是指，在程中形成的，它了陶瓷的强度。3根据采用的渗碳剂的不同，将渗碳分为、和三种。4工程中常用的特殊性能钢有、等。5金属的断裂形式有和两种。6金属元素在钢中形成的碳化物可分为、两类。7常见的金属晶体结构有、和三种。三、选择题（共 25 分，每小题 1 分）1.40钢钢锭在1000C左右轧制，有时会发生

2、开裂，最可能的原因是（）A.温度过低；B.温度过高；C.钢锭含磷量过高；D.钢锭含硫量过高2下列碳钢中，淬透性最高的是（）A.20 钢； B.40 钢； C.T8 钢； D.T12 钢3. Ni在1C门8Ni9Ti钢中的主要作用是（）A.提高淬透性；B.固溶强化；C.扩大Fe-Fe3C相图中的y相区；D.细化晶粒；4. W18Cr4V钢锻造后，在机械加工之前应进行（）A.完全退火；B.球化退火；C.去应力退火；D.再结晶退火5下列材料中，最适合制造机床床身的是（）A.40 钢； B.T12 钢； C.HT300；D.KTH300-066. 下列材料中，最适合制造气轮机叶片的是A.1C门 3 钢

3、；B.1Cr17 钢； C.3Cr13 钢； D.4Cr13 钢7下列材料中，最适合制造飞机蒙皮的是（）A.ZAISi12；B.2A50（旧牌号 LD5）； C.ZAIMg10；D.2A12（旧牌号 LY12）8下列材料中，最适合制造盛放氢氟酸容器的是（）A.1Cr17；B.1Cr18Ni9Ti； C.聚四氟乙烯；D.SiO29下列材料中，最适合制造汽车板弹簧的是（）A.60Si2Mn；B.5CrNiMo； C.Cr12MoV； D.GCr1510下列材料中，最适合制造汽车火花塞绝缘体的是（）A.AI2O3；B.聚苯乙烯；C.聚丙烯；D.饱和聚酯11铜只有通过冷加工并经随后加热才能使晶粒细化，

4、而铁则不需冷加工，只 需加热到一定温度即使晶粒细化，其原因是（ ）A.铁总是存在加工硬化，而铜没有；B.铜有加工硬化现象，而铁没有；C.铁在固态下有同素异构转变；而铜没有D.铁和铜的再结晶温度不同12常用不锈钢有铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢和（）A.铁素体-奥氏体不锈钢；B.马氏体-奥氏体不锈钢；C.莱氏体不锈钢；D.贝氏体不锈钢13以下哪种铸铁的断口呈灰黑色？（）A.马口铁；B.白口铸铁； C.麻口铸铁；D.灰铸铁14.用于制造渗碳零件的钢称为( )。A结构钢；B合金钢；C渗碳钢；D.工具钢15. 马氏体组织有两种形态( )。A.板条、树状；B.板条、针状；C.树状、针状；D.索

5、状、树状16. 实际生产中，金属冷却时( )。A理论结晶温度总是低于实际结晶温度；B理论结晶温度总是等于实际结晶温度；C理论结晶温度总是大于实际结晶温度；D实际结晶温度和理论结晶温度没有关系17. 零件渗碳后，一般需经过( )才能达到表面硬度高而且耐磨的目的。A.淬火+低温回火；B.正火；C.调质；D.淬火+高温回火18. C曲线右移使淬火临界冷却速度()，淬透性()。A.减小、增大；B.减小、减小；C.增大、减小；D.增大、增大19. 机械制造中，T10钢常用来制造()。A.容器；B.刀具；C.轴承；D.齿轮20. 钢经表面淬火后将获得( )。A.一定深度的马氏体；B.全部马氏体；C.下贝氏

6、体；D.上贝氏体21. GCrl5SiMn 钢的含铬量是：( )A.15；B.15；C.0. 15；D.0.01522. 铅在常温下的变形属：()A.冷变形；B.弹性变形；C.热变形；D.既有冷变形也有热变形23. 黄铜是以( )为主加元素的铜合金。A.铅B.铁C.锡D.锌24. 在Fe-Fe3C和图中，奥氏体冷却到ES线时开始析出()A.铁素体B.珠光体C.二次渗碳体D.莱氏体25. 从金属学的观点来看，冷加工和热加工是以( )温度为界限区分的。A.结晶 B.再结晶C.相变D.25C四、判断题(共10 分，每小题 1 分)1. 回火托氏体和托氏体皆由铁素体和渗碳体两个相构成，因而其性能相同。

7、 ()2. 冷却速度越快，钢的淬透性越高。 ( )3. 钢的淬透性越高，产生焊接裂纹的倾向越大。 ( )4. 铝合金也可以象钢那样通过淬火明显提高其硬度。 ( )5. 所有强化金属的手段，都在提高强度的同时降低了韧性。 ( )6. 可锻铸铁中的团絮状石墨是浇注球墨铸铁时石墨球化不良的结果。 ( )7. 一定加热温度下，奥氏体晶粒长大倾向小的钢称为本质细晶粒钢。 ()8. 所谓过量弹性变形，是指零件发生了塑性变形。 ( )9. 铝极易氧化，故铝制品的抗氧化失效能力极差。 ( )10. 弹簧钢淬火后采用中温回火是想提高钢的弹性模量。 ( )五、简答题(共 30分，每题10分)1. 简述奥氏体晶粒对

8、钢在室温下组织和性能的影响。 2.简述回火的目的3. 何谓碳钢中的铁素体、渗碳体、珠光体？他们的力学性能各有何特点？参考答案 一、名词解释1奥氏体（A）： C在Y_Fe中的间隙固溶体，常用A或Y表示，是一种硬度较低而塑性较高的固溶体。3固溶体：组成合金的组元，在固态时相互溶解，所形成的单一均匀的物质。4自然时效：自然时效是指经过冷、热加工或热处理的金属材料，于室温下发生性能随时间而变化的现象。 5加工硬化：金属材料随着冷塑变形程度的增大，强度和硬度逐渐升高，塑性和韧性逐渐 降低的现象称为加工硬化或冷作硬化。二、填空题1、普通灰口；可锻；球墨；2、气孔；烧结；降低。3、固体渗碳 气体渗碳4、不锈

9、钢 耐热钢 耐磨刚5、延性断裂6、合金渗碳体 特殊碳化物7、体心立方晶格 密排六方晶格三、选择题1. D; 2.C; 3.C; ; 5.C; 6.A; 7.D; 8.C; 10.A; 11.C; 13.D; 14.C; 15.B; 17.A; 18.A; 19.B; 20.A; 21.B 23.D; 24.C四、判断题1.x； 2.x； 3.P； 4.x； 5.x； 6.x； 7.P； 9.x； 10.x。五、简答题1、答：奥氏体晶粒细小时，冷却后转变产物的组织也细小，其强度与塑性韧性都较高，冷脆转变温度也较低； 反之，粗大的奥氏体晶粒，冷却转变后仍获得粗晶粒组织，使钢的力学性能（特别是冲击韧

10、性）降低，甚至在淬 火时发生变形、开裂。2、答：回火的目的是：（ 1 ）降低零件脆性，消除或降低内应力；（2）获得所要求的力学性能；（ 3）稳定尺寸；（ 4）改善加工性。3、答：铁素体一一碳在a-Fe中的间隙固溶体，软而韧。 渗碳体碳与铁形成的间隙化合物，硬而脆。珠光体一一铁素体与渗碳体形成的层片状交替排列的机械混合物，良好的综合力学性能。工程材料试题得分:一、名词解释题（每题3分，共30分） 1、金属化合物；与组成元素晶体结构均不相同的固相2、固溶强化；随溶质含量增加，固溶体的强度、硬度提高，塑性、韧性下降的现象。3、铁素体；碳在a-Fe中的固溶体4、加工硬化；随冷塑性变形量增加，金属的强度

11、、硬度提高，塑性、韧性下降的现象。5、球化退火；将工件加热到Acl以上3050摄氏度保温一定时间后随炉缓慢冷却至600摄氏度后出炉空冷。6、金属键；金属离子与自由电子之间的较强作用就叫做金属键。7、再结晶；冷变形组织在加热时重新彻底改组的过程.8、枝晶偏析；在一个枝晶范围内或一个晶粒范围内成分不均匀的现象。9、正火；是将工件加热至Ac3或Accm以上3050C，保温一段时间后，从炉中取出在空气中冷却的金属热处理 工艺。10、固溶体。合金在固态时组元间会相互溶解，形成一种在某一组元晶格中包含有其他组元的新相， 这种新相称为固溶体 二、简答题（每题8分，共48分）1、金属结晶的基本规律是什么？晶核

12、的形成率和成长率受到哪些因素的影响？P16l 结晶的基本过程晶核形成与晶核长大 结晶时的冷却速度（即过冷度）随着过冷度的增大，晶核的形成率和成长率都增大，但形成率的增长比 成长率的增长快，同时液体金属中难熔杂质以及振动和搅拌的方法也会增大形核率2、手锯锯条、普通螺钉、车床主轴分别用何种碳钢制造？ 手锯锯条：它要求有较高的硬度和耐磨性，因此用碳素工具钢制造。如 T9，T9A，T10，T10A，T11，T11A 普通螺钉：它要保证有一定的机械性能，用普通碳素结构钢制造，如 Q195，Q215，Q235 车床主轴：它要求有较高的综合机械性能，用优质碳素结构钢，如30， 35， 40， 45， 503

13、、金属经冷塑性变形后，组织和性能发生什么变化？1晶粒沿变形方向拉长，性能趋于各向异性，如纵向的强度和塑性远大于横向等。2晶粒破碎，位错密 度增加，产生加工硬化，即随着变形量的增加，强度和硬度显著提高，而塑性和韧性下降，3织构现象的 产生，即随着变形的发生不仅金属中晶粒会被破碎拉长，而且各晶粒的晶格位向也会沿着变形的方向同时发 生转动，转动结果金属中每个晶粒的晶格位向趋于大体一致，产生织构现象，4冷压力加工过程中由于材 料各部分的变形不均匀或晶粒内各部分和各晶粒间的变形不均匀，金属内部会形成残余的内应力，这在一般 情况下都是不利的，会引起零件尺寸不稳定。4、固溶体和金属间化合物在结构和性能上有什

14、么主要差别？ 在结构上：固溶体的晶体结构与溶剂的结构相同，而金属间化合物的晶体结构不同于组成它的任一组元，它 是以分子式来表示其组成。在性能上：形成固溶体和金属件化合物都能强化合金，但固溶体的强度，硬度比金属间化合物低，塑性，韧 性比金属间化合物好，也就是固溶体有更好的综合机械性能。5、实际晶体中的点缺陷，线缺陷和面缺陷对金属性能有何影响？ 如果金属中无晶体缺陷时，通过理论计算具有极高的强度，随着晶体中缺陷的增加，金属的强度迅速下降， 当缺陷增加到一定值后，金属的强度又随晶体缺陷的增加而增加。因此，无论点缺陷，线缺陷和面缺陷都会 造成晶格畸变，从而使晶体强度增加。同时晶体缺陷的存在还会增加金属

15、的电阻，降低金属的抗腐蚀性能。6、比较退火的状态下的45钢、T8钢、T12钢的硬度、强度和塑性的高低，简述原因。三、综合分析题（共22分） 1、（12分）有两个含碳量为1.2%的碳钢薄试样，分别加热到780C和860C并保温相同时间，使之达到平衡状态, 然后以大于VK的冷却速度至室温。试问:1）哪个温度加热淬火后马氏体晶粒较粗大？因为860摄氏度加热温度高，加热时形成的奥氏体晶粒粗大，冷却后得到的马氏体晶粒叫粗大（2）哪个温度加热淬火后马氏体含碳量较多？因为加热温度860已经超过了 Accm,此时碳化物全部溶于奥氏体中，奥氏体中含碳量增加，而奥氏体向马氏 体转变是非扩散型转变，所以冷却后马氏体

16、含碳量较多。（3）哪个温度加热淬火后残余奥氏体较多？因为加热温度860已经超过了 Accm，此时碳化物全部溶于奥氏体中，使奥氏体中含碳量增加，降低钢的Ms 和 Mf 点，卒火后残余奥氏体增多。（4）哪个温度加热淬火后未溶碳化物较少？因为加热温度860已经超过了 Accm，此时碳化物全部溶于奥氏体中，因为加热卒火后未溶碳化物较少（5）你认为哪个温度加热淬火后合适？为什么？780加热卒火后合适。因为含碳量为1.2%的碳钢属于过共析钢，过共析碳钢卒火加热温度Ac1 +（30_50摄氏度），而780在这个温度范围内，这时卒火后的组织为均匀而细小的马氏体和颗粒状渗碳体及残余 奥氏体的混合组织，使钢具有高

17、的强度，硬度和耐磨性，而且也具有较高的韧性。2、（10分）说明45钢试样（10mm）经下列温度加热、保温并在水中冷却得到的室温组织：700C, 760C, 840C, 1100C。700：因为它没有达到相变温度，因此没有发生相变，组织为铁素体和珠光体。760：它的加热温度在Ac1_Ac3之间，因此组织为铁素体，马氏体和少量残余奥氏体。840：它的加热温度在Ac3以上，加热时全部转变为奥氏体，冷却后的组织为马氏体和少量残余奥氏体。 1100：因为它的加热温度过高，加热时奥氏体晶粒粗化，卒火后得到粗片状马氏体和少量残余奥氏体 齿轮：20CrMnTi渗碳钢；C%=0.2%,Cr,Mn,Ti1.5%；

18、渗碳+淬火+低温回火；组织为回火马氏体。（3 分）连杆：40Cr调质钢；C%=0.4%,Cr1.5%；调质处理（淬火+高温回火）；组织为回火索氏体。（2分） 弹簧：65Mn弹簧钢；C%=0.65%,Mn1%,Cr=12%,Mo,V1.5%；淬火+低温回火；组织为回火马氏体。（2分）滚动轴承：GCr15Mo轴承钢；C% = 1%,Cr=1.5%,Mo1.5%；球化退火+淬火+低温回火；组织为回火 马氏体。（2分）车刀：W6Mo5Cr4V2 高速钢；W%=6%,Mo%=5%,Cr%=4%,V%=2%；淬火+560C三次回火；组织为回火马氏体+碳化物。（3分）锉刀：T10碳素工具钢；C%=1%；淬火

19、+低温回火；组织为回火马氏体+碳化物。（2分）热锻模具：5CrMnMo热变形模具钢；C%=0.5%,Cr,Mn,Mo1.5%；淬火+高温回火；组织为回火索氏 体。（2分）机床床身：HT300灰口铁；无需热处理。（2分）得分:2007 年本科工程材料试题标准答案、分析题 （分析下列材料强化方法的主要机理）（25 分）1、 细晶强化：金属组织中晶界大量增加2、弥散强化： 金属组织中第二相细小均匀分布3、固溶强化：固溶体的晶格畸变4、二次硬化：包括二次淬火（过冷奥氏体转变成马氏体）和二次相析出（过冷奥氏体和马氏体中析出弥 散碳化物）使得材料回火后硬度提高。5、加工硬化：位错数量急剧增加使得材料强度硬

20、度提高二、填空题（25 分）1、马氏体是碳在aFe过饱和固溶体，其形态主要有板条状、针片状。 其中，针片状马氏体硬度高、塑性差。2、 W18Cr4V钢的淬火加热温度为1270 1280C，回火加热温度为560C ，回火次数3W的主要作用 提高红硬性，Cr的主要作用提高淬透性，V的主要作用提高硬度和韧性。3、材料选择的三个主要原则使用性原则，工艺性原则，经济性原则。4、 合金结构钢与碳素结构钢相比，其突出优点是淬透性好，。5. 在工程图学中，零件的力学性能通常用硬度表示。HBS测量范围是W 450HBS，HBW测量范围是W 650HBW，HRC 测量范围是 20 67HRC。6. 共析钢淬火形成

21、M+A后，在低温、中温、高温回火后的产物分别为冋火马氏体，冋火托氏体，冋火索氏体。7. 钢在淬火时，钢的淬硬性取决于碳的质量分数，转钢的淬透性取决于合金元素的含量。8. 45钢正火后渗碳体呈片状，调质处理后渗碳体呈-粒状。三、简答题（10分）由T12材料制成的丝锥，硬度要求为HRC6064。生产中混入了 Q235钢料，如果按T12钢进行淬火 +低温回火处理，问其中Q235钢制成的丝锥的性能能否达到要求？为什么？不能达到要求。Q235属于普通碳素结构钢，碳的质量分数很低，一般在0、10、17%C，按照T12淬火温度淬火（760 780C），钢中只有少量珠光体转变成马氏体，大量铁素体未发生转变。因

22、此淬火后的硬度很低，不能使 用。四、下面材料所属类别，常用热处理工艺和应用实例（15分）材料排号类别典型热处理工艺应用举例QT600 球墨铸铁等温淬火 +高温冋火曲轴，齿轮箱1Cr18Ni9Ti 不锈钢固溶处理耐蚀罐体，炉条5CrMnMo 热作模具钢淬火+中温冋火热锻模热挤压模65Mn 碳素钢淬火+中温冋火弹簧 发条GCr15 滚动轴承钢淬火+低温冋火滚珠套圈五、分析题（ 25 分）车床主轴要求轴颈部位硬度为5458HRC，其余地方为2025HRC，其加工路线为：下料罪造 正火 机加工调旷机加工（精）轴颈表面淬火低温回火磨加工指出： 1、主轴应用的材料： 45钢2、正火的目的，去除应力，细化晶

23、粒3、调质目的和大致热处理工艺 获得冋火索氏体，实现强度、硬度、塑性、韧性良好配合。加热820840C，保温一段时间，淬入盐水中，随后加热到600C回火1 1、5小时出炉空冷。4、表面淬火目的 提高轴颈表面硬度，提高耐磨性。5、低温冋火目的及工艺 消除主轴高频淬火应力和脆性。一般再回火炉中加热到150180C，保温1 2小时出炉空冷。工程材料试题答案一、（15 分）名词解释（每小题3分）1. 过冷度 2.正火 3.奥氏体 4.热加工 5.调质处理 答案：1. 过冷度 理论结晶温度与实际结晶温度之差2. 正火一将钢件加热到Ac或Ac以上30-50C,保温适当时间后在静止的空气中冷却的热处理工3c

24、m艺,称为正火。3. 奥氏体一碳固溶于Y-Fe中形成的间隙固溶体称为奥氏体，用Y或A表示。4. 热加工 高于再结晶温度的塑性变形。5. 调质处理 将淬火加高温回火相结合的热处理称为调质处理。 对于上述名词解释,如学生用自己的语言回答,考虑其对概念或名词含义理解程度酌情给分。二、利用铁碳相图回答下列问题（15 分）区：E+P区：P区：.P+FeC3 II区：P+ FeC +L3 IId区：一区：dFeC +L-3 IdA点：0E点：2.14%C点:4.3%S 点：0.8%P点：0.02%K点:6.69%（1）写出FeC相图上-区的组织组成物，标明A，E，C，S，P，K各点的含碳量。2）计算室温下

25、含碳 0.6%的钢中珠光体和铁素体各 占多少？3）说明含碳量 1.0%的钢比含碳量为 0.5%的钢的硬度高。答：（1） 空格中斜体部分为答案。（6分，每空格0.5分）（2）（5 分）由杠杆定律得：室温下含碳0.6%的钢中珠光体为：（0.6-0.02） /（0.8-0.02） *100%=74.4 室温下含碳0.6%的钢中铁素体为：100%-74.4%=25.6%（3）含碳量1.0%的钢中含有硬度高的渗碳体，而含碳量为0.5%的含有较硬度较低的铁素体，故含碳量1.0% 的钢比含碳量为 0.5%的钢的硬度高。（4 分）三、简答（24 分）（每小题4分）1. 在铸造生产中，采用哪些措施获得细晶粒组织

26、？2. 说明实际金属晶体缺陷种类及特征。3. 石墨的形态对铸铁都有哪些影响？4. 常见的热处理方法有哪些？5. 什么是铝合金的固溶处理和时效处理。6. 回火的目的是什么，常用的回火操作有哪几种？答案：1. 在铸造生产中，采用哪些措施获得细晶粒组织？答：（1） 增加过冷度（2）进行变质处理（3） 附加振动2. 说明实际金属晶体缺陷种类及特征。答：根据晶体缺陷的几何尺寸大小可分为三类：点缺陷，线缺陷，面缺陷。点缺陷的主要类型有空位和间 隙原子。晶体中的线缺陷就是位错。面缺陷包括晶界、亚晶界和孪晶界。2. 简述石墨形态对铸铁的影响？答：根据铸铁中石墨形态,铸铁可分为: （1）灰铸铁它是以片状石墨形式

27、存在。 （2）球墨铸铁它是铁液经过球化 处理,使石墨呈球状的铸铁。(3)可锻铸铁它是白口铸铁通过可锻化退火,使石墨呈团絮状的铸铁 灰铸铁的抗拉强度和塑性就越低。球墨铸铁中石墨呈球状使球墨铸铁的抗拉强度、塑性和韧性、疲劳强度 不仅高于其它铸铁,而且可以与相应组织的铸钢相比。可锻铸铁的石墨呈团絮状，因此它不但比普通灰铸铁 具有较高强度，而且有较高的塑性和韧性。4. 常见的热处理方法有哪些？ 答：退火、正火、淬火、回火、表面热处理、化学热处理。5. 什么是铝合金的固溶处理和时效处理。答：当铝合金加热到a相区，保温后在水中快冷，其强度和硬度并没有明显升高，而塑性却得到改善，这种热处 理称为固溶处理。固

28、溶处理后铝合金的强度和硬度随时间而发生显著提高的现象,称为时效处理。6. 回火的目的是什么，常用的回火操作有哪几种？答：回火的目的： 1 获得工件所需的组织。2 稳定尺寸。3 消除淬火内应力。 回火的种类：低温回火；中温回火；高温回火对于上述简答，如学生用自己的语言回答，考虑其对含义理解程度酌情给分。四、指出下列金属材料的类别(12分)(每空格0.5分)(1)H68黄铜(2)W18Cr4V高速钢(3)Q235-A.F普通碳钢(4)1Cr18Ni9Ti不锈钢(5)GCr15滚动轴承钢(6)QT600-02球墨铸铁(7)45优质碳素结构钢(8)HT200灰口铸铁(9)55Si2Mn合金弹簧钢(10

29、)KTH350-06可锻铸铁(11)T10A优质碳素工具钢(12)40Cr合金调质钢(13)20优质碳素结构钢(14)ChSnSb11-6轴承合金(15)Q235C普通碳钢(16)QSn4-3锡青铜(17)QAl7铝青铜(17)08优质碳素结构钢(19)T12碳素工具钢(20)Y30易切削钢(21)HT150灰口铸铁(22)35优质碳素结构钢(23)16Mn低合金结构 钢(24)20Cr合金渗碳钢答案：表格中斜体部分为答案, 上述填空如果按大类回答酌情给分。 五、综合应用题(14 分)(每小题7分)(1) 某机床主轴选用45钢锻造毛坯，要求有良好的综合机械性能且轴径部分要耐磨(HRC 50-5

30、5),试为其编 写简明的工艺路线，并说明各热处理工序的作用。(2) 一批 45 钢小轴因组织不均匀，需采用退火处理。拟采用以下几种退火工艺： 缓慢加热至700r，经长时间保温后随炉冷至室温； 缓慢加热至840r，经长时间保温后随炉冷至室温； 缓慢加热至ii00c，经长时间保温后随炉冷至室温； 试说明上述三种工艺会导致小轴组织发生何变化？若要得到大小均匀的细小晶粒，选何种工艺最合适？答案：(1) 主轴的工艺路线：下料f锻造f正火f粗加工f调质f半精、精加工f表面淬火、低温回火f精加工。 正火处理是为了得到合适的硬度，以便机械加工，同时为调质处理做好组织准备。调质处理是为了使主轴得到高的综合机械性

31、能和疲劳强度，为了更好地发挥调质效果，将它安排在粗 加工后进行。 表面淬火是为了使轴径部分得到所需硬度，以保证装配精度和不易磨损。（2） 缓慢加热至700C，经长时间保温后随炉冷至室温，小轴的组织无变化。 缓慢加热至840C，经长时间保温后随炉冷至室温，小轴的晶粒得到细化且比较均匀。 缓慢加热至1100C，经长时间保温后随炉冷至室温，由于加热温度高、加热时间长，会使奥氏体晶粒 粗化。所以，为了要得到大小均匀的细小晶粒，选用第二种方法，即缓慢加热至840C，经长时间保温后随炉 冷至室温。2007 2008学年第2学期工程材料课程期末考试试卷（A卷）答案本试卷共 六 道大题，满分 100 分。一、

32、填空题（本大题20分，每空1分）1、 共晶转变和共析转变的产物都属于相混合物。得分2、 塑性变形后的金属经加热将发生回复再结晶晶粒长大的变化。3、 共析钢的含碳量为022%。4、 Q235钢的含义是为屈服点数值（屈服强度）为235MPa的碳素结构钢 。5、 单晶体塑性变形中滑移的实质是。6、体心立方晶格的致密度为一68%一。7、 根据钢的成分、退火的工艺与目的不同，退火常分为等温退火均匀化退火、球化退火一、.夫应力退火等几种。8、 钢在奥氏体化后，冷却的方式通常有 和连续冷却 两种。9、在铁碳合金的室温平衡组织中，强度最高的合金含碳量约为一09 %。10、 工具钢按用途可分为刃具钢 钢、模具钢

33、一钢、一量具钢钢。11、 常用测定硬度的方法有一布氏硬度洛氏硬度一和 维氏硬度 测试法。二、判断题（本大题 10分，每小题1分）（在括号里正确的划“7”,错误的划“x”）1、 单晶体具有各向同性，多晶体具有各向异性。（X ）2、 物质从液体状态转变为固体状态的过程称为结晶。（丿）3、 共晶转变是在恒温下进行的。（丿）4、 铁素体是碳溶解在YFe中所形成的间隙固溶体。（X ）5、 热处理选用的钢一般为本质细晶粒钢。（丿）6、 热处理的加热，其目的是使钢件获得表层和心部温度均匀一致。（ X ）7、 弹簧在热处理后再进行喷丸处理，目的是在表面形成残余压应力。（丿）8、熔点为232C的锡在室温下的塑性

34、变形是冷加工。（X ）9、 金属结晶时，冷却速度愈大，则结晶后金属的晶粒愈粗大。（ X ）10、 铸铁经过热处理，改变了基体和石墨形态，从而提高了性能。（ X三、单选题（本大题 20分，每小题1分（不选、错选或多选答案者，该小题不得分）1、 在晶体缺陷中，属于面缺陷的有。（） 间隙原子 位错晶界2、建立相图时采用的冷却速度应为。（） 快速 中速 极缓慢3、 在发生共晶转变L-a +0时，L、a、0三相的成分为。（） 相同 确定不变 不断变化4、对板料进行多次拉伸时，为了消除形变强化，中途应进行。（） 完全退火 再结晶退火 正火5、 正火是将工件加热到一定温度，保温一段时间，然后采用的冷却方式是

35、。（） 随炉冷却 在油中冷却在空气中冷却6、合金固溶强化的基本原因是一。 ） 晶粒变细 晶格发生畸变 晶格类型发生了改变7、 大多数合金元素均在不同程度上有细化晶粒的作用，其中细化晶粒作用最为显著的有 。 ） Mn,P Mn,Ti Ti,V8、 分 级 淬 火 的 目 的 是 。 ） 使工件在介质停留期间完成组织转变 使工件内外温差较为均匀并减小工件与介质间的温差 使奥氏体成分趋于均匀9、一个合金的室温组织为a +二次0 +（a +0 ），它由 组成。）二相 三相 四相10 、 制 造普通螺母 的钢应选用 。） Q235 65Mn T1211 、 渗 碳 体 的 性 能 特 点 是 。 ） 强

36、度和硬度不高，塑性良好 硬度高，极脆，塑性几乎等于零 强度较高，硬度适中，有一定的塑性12、一个理想的淬火冷却介质应具有的冷却特性是。 ） 在约550C以上高温区冷速应尽可能缓慢，在低于约250C的低温区应具有足够快的冷速 在约550C以上高温区冷速应具有足够快的冷速，在低于约250C的低温区应尽可能缓慢 从高温至低温一直保持足够快的冷却速度13、 将变形金属加热发生再结晶转变时。） 只有晶格类型发生变化 只有晶粒大小、形状发生变化 晶格类型、晶粒大小、形状都发生变化14、挖掘机铲齿、坦克和拖拉机履带宜采用。 ）可锻铸铁 球墨铸铁 高锰钢 ZGMn1315、除元素外，其它合金元素溶于奥氏体后，

37、均能增加过冷奥氏体的稳定性。） Co Cr Mn16、 属 于 体 心 立 方 晶 格 的 金 属 有 。（）a-Fe、铝a-Fe、铬y-Fe、铝17、 每个体心立方晶胞中包含有 个原子。（）12318、在以下晶体中，滑移系数目最多的晶格类型是。（ ）密排六方 体心立方 简单立方19、欲要提高18 8型铬镍不锈钢的强度，主要是通过 。（）时效强化方法 固溶强化方法 冷加工硬化方法20、 在 Fe-Fe3C 相图中， 共析线也称为 。（） A1 线 ECF 线 Acm 线四、简答题（共 25分）1、奥氏体形成的四个步骤是什么？（4 分）答：（1）奥氏体晶核的形成；（1 分）（2）奥氏体晶核的长大

38、；（1 分）（3）残余渗碳体的溶解；（1 分）（4）奥氏体成分的均匀化。（1分）2、按回火温度高低，回火可分为哪几类？主要的温度区间、回火后的得到的组织、性能和用 途是什么？（6 分）答：、低温回火（150250C）回火后的组织为回火马氏体。这种回火主要保持钢在淬后所得到的高强度、 硬度和耐磨性（1分）。在生产中低温回火被广泛应用于工具、量具、滚动轴承、渗碳工件以及表面淬火工 件等。（1 分）、中温回火（350500C）回火后的组织为回火屈氏体。经中温回火后，工件的内应力基本消除，其力学 性能特点是具有极高的弹性极限和良好的韧性（1 分）。中温回火主要用于各种弹簧零件及热锻模具的处理。 （1

39、分）、高温回火（500650C）高温回火后的组织是回火索氏体。钢的强度、塑性和韧性具有良好的配合，即 具有较高的综合机械性能（1 分）。因而，调质处理被广泛应用于中碳结构钢和低合金经构钢制造的各种重 要的结构零件，特别是在交变载荷下工作的连杆、螺栓以及轴类等。（1分）3、高分子材料的主要性能特点是什么？（6 分） 答：高分子材料性能特点：具有高弹性和粘弹性；（1 分）强度低，比强度高；（1 分）耐磨、减磨性能好；（1 分）绝缘、绝热、绝声；（1 分） 耐热性不高，耐蚀性能好；（1 分）存在老化问题。（1 分）4、提高金属耐蚀性的途径是什么？不锈钢中最主要的合金元素是哪一个元素？ （4 分）答：

40、（1）提高金属的电极电位；（1 分）（2）使金属易于钝化，形成致密、完整、稳定的与钢基体结合牢固的钝化膜；（1 分）（3） 形成单相组织。（1 分）不锈钢中最主要的合金元素是Cr。（1分）5、说明下列符号各是什么指标？各代表什么意思？（5 分）（1） E（2）o s （3）屮 （4） ak （5）HRCsk答：（1） E：弹性模量；刚度指标 （1分）（2） o s：屈服点（强度）；强度指标 （1分）（3）屮：断面收缩率；塑性指标（1分）（4）a k :冲击韧度；韧性指标 （1分）（5）HRC:洛氏硬度；硬度指标 （1分）五、选材题（本大题 10分，每空1分）从下列钢号中选取合适的钢号填入表中，

41、并说明其热处理工艺。65Mn、20CrMnTi、GCr9、45、Q345零件名称钢号热处理汽车变速齿轮20CrMnTi渗碳+淬火+低温回火弹簧65Mn淬火+中温回火滚动轴承GCr9球化退火+淬火+低温回火压力容器Q345热轧状态或正火状态机床主轴45淬火+高温回火六、作图题（本大题共15分）试画出Fe-Fe3C相图中钢的部分（包晶部分可省略）（4分），并完成下列各题：1、标明各特征点的成分、温度，按相组成填充各相区； （4 分）2、写出共析反应式，分析含碳量为0.4%的钢的平衡结晶过程； （4分）3、一种合金的显微组织为珠光体占 94% ，二次渗碳体占 6% ，这种合金属于那一类合金 ? 其含碳 量为多少 ? （3分）答： 1、如下图（8 分）2、 A0.77F0.02Fe3C（2分）L L+6 L+6 -A L+A A A + F A-P F+P（2 分）3、 过共析钢（ 1 分）w （C） = 6%（6.69%0.77%）+ 0.77% = 1.125%（2 分）7275FeD.FsC0. 02 IUA + F e, CLl