工程材料试卷答案

《工程材料试卷答案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《工程材料试卷答案（8页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、一、名词解释：（10分）1、 固溶强化： 固溶体溶入溶质后强度、硬度提高，塑性韧性下降现象。2、加工硬化： 金属塑性变形后，强度硬度提高的现象。2、 合金强化： 在钢液中有选择地加入合金元素，提高材料强度和硬度4、热处理：钢在固态下通过加热、保温、冷却改变钢的组织结构从而获得所需性能的一种工艺。 5、细晶强化：晶粒尺寸通过细化处理，使得金属强度提高的方法。二、选择适宜材料并说明常用的热处理方法（30分）名称 候选材料 选用材料 热处理方法 最终组织机床床身 T10A, KTZ450-06, HT200 HT200 时效 PFG片汽车后桥齿轮 40Cr, 20CrMnTi, 60Si2Mn 20

2、CrMnTi 渗碳淬火低温回火 表面CmMA 心部 FM滚动轴承 GCr15, Cr12, QT600-2 GCr15 球化退火淬火低温回火 CmMA锉刀 9SiCr, T12, W18Cr4V T12 球化退火淬火低温回火 CmMA汽车板簧 45, 60Si2Mn, T10 60Si2Mn 淬火中温回火 T回钻头 W18Cr4V，65Mn, 20 W18Cr4V 淬火低温回火 CmMA桥梁 1Cr13, 16Mn, Q195 16Mn, 不热处理 FP滑动轴承 H70, ZSnSb11Cu6, T8 ZSnSb11Cu6 不热处理 a+SnSb耐酸容器 Q235, 1Cr18Ni9Ti, Z

3、GMn13 1Cr18Ni9Ti 固溶处理 A发动机曲轴 QT600-3, 45, ZL101 QT600-3 等温淬火高温回火 S回G球三、（20分）车床主轴要求轴颈部位硬度为HRC5458，其余地方为HRC2025，其加工路线为： 下料 锻造 正火 机加工 调质 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、正火的目的和大致热处理工艺 细化晶粒，消除应力；加热到Ac350保温一段时间空冷 3、调质目的和大致热处理工艺 强度硬度塑性韧性达到良好配合 淬火高温回火4、表面淬火目的 提高轴颈表面硬度5低温回火目的和轴颈表面和心部组织。去除表面淬火热应力，表面M

4、A心部S回四、选择填空（20分）1 合金元素对奥氏体晶粒长大的影响是（ d）（a）均强烈阻止奥氏体晶粒长大 （b）均强烈促进奥氏体晶粒长大（c）无影响 （d）上述说法都不全面2 适合制造渗碳零件的钢有（ c）。（a）16Mn、15、20Cr、1Cr13、12Cr2Ni4A （b）45、40Cr、65Mn、T12（c）15、20Cr、18Cr2Ni4WA、20CrMnTi3 要制造直径16mm的螺栓，要求整个截面上具有良好的综合机械性能，应选用（c ）（a）45钢经正火处理 （b）60Si2Mn经淬火和中温回火 （c）40Cr钢经调质处理4制造手用锯条应当选用（a ） （a）T12钢经淬火和低温

5、回火 （b）Cr12Mo钢经淬火和低温回火 （c）65钢淬火后中温回火5高速钢的红硬性取决于（b ） （a）马氏体的多少 （b）淬火加热时溶入奥氏体中的合金元素的量 （c）钢中的碳含量6汽车、拖拉机的齿轮要求表面高耐磨性，中心有良好的强韧性，应选用（c ） （a）60钢渗碳淬火后低温回火 （b）40Cr淬火后高温回火 （c）20CrMnTi渗碳淬火后低温回火765、65Mn、50CrV等属于哪类钢，其热处理特点是（c ） （a）工具钢，淬火+低温回火 （b）轴承钢，渗碳+淬火+低温回火 （c）弹簧钢，淬火+中温回火8. 二次硬化属于（ d）（a）固溶强化 （b）细晶强化 （c）位错强化 （d）

6、第二相强化9. 1Cr18Ni9Ti奥氏体型不锈钢，进行固溶处理的目的是（ b）（a） 获得单一的马氏体组织，提高硬度和耐磨性（b） 获得单一的奥氏体组织，提高抗腐蚀性，防止晶间腐蚀 （c）降低硬度，便于切削加工10.推土机铲和坦克履带板受到严重的磨损及强烈冲击，应选择用（b ）（a）20Cr渗碳淬火后低温回火 （b）ZGMn133经水韧处理 （c）W18Cr4V淬火后低温回火五、填空题(20分)1、马氏体是 碳在a-相中的过饱和固溶体，其形态主要有板条马氏体 、 片状马氏体。其中， 片状马氏体硬度高、塑性差2、W18Cr4V钢的淬火加热温度为12701280，回火加热温度为 560 ，回火次

7、数 3次。3、材料选择的三原则 一般原则，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 强度高，淬透性好 。5. 共析钢过冷奥氏体等温转变曲线三个转变区的转变产物是 P B M。6. 共析钢淬火形成M+A后，在低温、中温、高温回火后的产物分别为 M回A T回 S回 。7. 45钢正火后渗碳体呈 片 状，调质处理后渗碳体呈 球 状。3、由奥氏体和渗碳体组成的共晶体，称为（ ）A、奥氏体 B、渗碳体 C、铁素体 D、莱氏体4、HT150是（ ）A、灰铸铁 B、球墨铸铁 C、可锻铸铁 D、蠕墨铸铁5、将钢件完全奥氏体化后，随之缓慢冷却，获得接近平衡组织的退火工艺，称为（ ）

8、A、完全退火 B、球化退火 C、均匀化退火 D、去应力退火6、在共析温度下暂存的、不稳定的奥氏体称为（ ）。A、奥氏体 B、过冷奥氏体 C、本质奥氏体 D、残存奥氏体7、H62是（ ）。A、普通黄铜 B、铸造黄铜 C、铝青铜 D、铍青铜8、铸造条件下，冷却速度越大，则（ ）A、过冷度越大，晶粒越细 B、过冷度越大，晶粒越粗C、过冷度越小，晶粒越细 D、过冷度越小，晶粒越粗9、T10钢的含碳量为（ ）A、0.01 B、0.1 C、1.0 D、1010、共晶转变是在（ ）下进行的，发生共晶转变的温度称为共晶温度。A、一定温度 B、恒温 C、800 D、1000三、判断题（每小2分，共20分）1、各

9、种晶体由于其晶格类型和晶格常数不同，故呈现出不同的物理、化学及力学性能。（ ）2、一般金属材料都是单晶体。（ ）3、渗碳体是铁和碳形成的一种具有复杂晶格的金属化合物，是钢铁中常见的液相。（ ）4、在多晶体金属中其滑移抗力比单晶体大，即单晶体金属强度高。（ ）5、可锻铸铁是可以锻造的铸铁。（ ）6、完全退火可提高钢的硬度，以利于切削加工。（ ）7、淬透性好的钢，其淬硬性一定高。（ ）8、60Si2Mn是合金调质钢。（ ）9、淬火加高温回火就是调质。（ ）10、合金元素可以提高钢的耐回火性。（ ）四、名词解释（共20分）1、晶体（2分）2、加工硬化（3分）3、淬火（3分）4、说明下列牌号属于哪种钢

10、，并说明其数字和符号含义（每个2分，共12分）T12、ZG310570、20CrMnTi、GCr15、W18Cr4V、1Cr18Ni9Ti四、综合题（每题10分，共20分）1、某柴油机凸轮轴，要求表面有高硬度(50HRC),心部有良好韧性(AK40J)。原来采用45钢经调质后，再在凸轮表面进行高频淬火、低温回火。现拟改用20钢代替45钢，试问：原45钢各热处理工序的作用（5分）；改用20钢后，其热处理工序是否应进行修改?应采用何种热处理工艺最合适？（5分）2、默画简化的FeFe3C相图中碳钢部分，并填写各区域的平衡组织。（10分）一、名词解释：（20分） 合金 同素异晶转变 铁素体 再结晶 淬

11、透性 二、试计算面心立方（FCC）晶体的晶格致密度。（5分） 三、铁碳相图知识测验：（25分） 1默画出铁碳相图，并标注出所有温度和成分点； 240、60、T12钢的室温平衡组织是什么？它们从高温液态平衡冷却到室温要经过哪些转变？ 3画出纯铁、40钢、T12钢的室温平衡组织，并标注其中的组织。 四、钢的热处理知识测验：（10分） 1T8钢经淬火后得到什么组织？经退火后得到什么组织？ 2T8钢淬火后分别在200、400、600回火又得到什么组织？ 五、要制造齿轮、连杆、热锻模具、弹簧、冷冲压模具、滚动轴承、车刀、锉刀、机床床身等零件，试从下列牌号中分别选出合适的材料并叙述所选材料的名称、成分、热

12、处理工艺和零件制成后的最终组织。（20分） T10 65Mn HT300 W6Mo5Cr4V2 GCr15Mo 40Cr 20CrMnTi Cr12MoV 5CrMnMo 六、叙述铸铁不同阶段石墨化程度与其最终组织的关系。（10分） 七、用一根冷拉钢丝绳吊装一大型工件进入热处理炉，并随工件一起加热到1000保温，当出炉后再次吊装工件时，钢丝绳发生断裂，试分析其原因。（10分） 一、（20分）每小题4分 合金：由两种或两种以上金属元素；或金属与非金属元素熔炼、烧结或通过其方法由化学键组合而成的具有金属特性的物质。 同素异晶转变：在固态下，同一种元素由一种晶体结构转变为另一种晶体结构的转变。 铁素

13、体：碳溶解在Fe中形成的间隙固溶体。 再结晶：冷变形金属在加热时其组织和性能都恢复到变形前的软化状态的过程。 淬透性：一种热处理工艺性能，表示材料在淬火时获得淬硬层深度的能力。 1 答： 淬火后组织为马氏体；（2分） 退火后组织为珠光体。（2分） 2 200回火后为回火马氏体；（2分） 400回火后为回火托氏体；（2分） 600回火后为回火索氏体。（2分） 五、（20分） 答： 齿轮：20CrMnTi渗碳钢；C%=0.2%,Cr,Mn,Ti1.5%；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

14、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560三次回火；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

15、床身：HT300灰口铁；无需热处理。（2分） 答：冷拉钢丝绳是利用加工硬化效应提高其强度的，在这种状态下的钢丝中晶体缺陷密度增大，强度增加，处于加工硬化状态。在1000时保温，钢丝将发生回复、再结晶和晶粒长大过程，组织和结构恢复到软化状态。在这一系列变化中，冷拉钢丝的加工硬化效果将消失，强度下降，在再次起吊时，钢丝将被拉长，发生塑性变形，横截面积减小，强度将比保温前低，所以发生断裂。得分评阅人一：名词解释（共5小题，每小题3分，共15分）1 过冷度2变质处理2 再结晶4马氏体5球化退火得分评阅人二：是非题（共10小题，每题1分，共10分）1室温下，金属晶粒越细，则强度越高、塑性越高。( )2因

16、为体心立方晶格与面心立方晶格具有相同数量的滑移系，所以两种晶体的塑性变形能力完全相同。( )3间隙固溶体一定是无限固溶体。( )4铁素体的本质是碳在a-Fe中的间隙相。( )5在铁碳合金平衡结晶过程中，只有碳质量分数为43的铁碳合金才能发生共晶反应。( )6高合金钢既具有良好的淬透性，也具有良好的淬硬性。( )7钢的淬透性高，则其淬透层的深度也越大。( )8T8钢比T12和40钢有更好的淬透性。( )9灰铸铁可以经过热处理改变基体组织和石墨形态。( )10齿轮渗碳用钢常采用低碳钢。( )得分评阅人三：选择（共20小题，每题2分，共40分）1.金属结晶时，冷却速度越快，其实际结晶温度将 a越高；

17、 b越低； c越接近理论结晶温度2Fe是实际原子数为 。a2； b4； c6 3固溶体的晶体结构 。 a与溶剂相同； b与溶质相同； c为其他晶型4间隙相的性能特点是 。a熔点高、硬度低； b硬度高、熔点低；c硬度高、熔点高5. 金属的加工硬化现象将导致 。 a. 强度降低,塑性提高； b. 强度提高,塑性降低； c强度降低,塑性降低 6用下述三种方法制成齿轮， 种方法较为理想。a. 用厚钢板切出圆饼，再加工成齿轮； b. 由粗钢棒切下圆饼，再加工成齿轮； c. 由圆棒锻成圆饼，再加工成齿轮7. 钢中含硫量过高的最大危害是造成 。a. 热脆； b. 冷脆； c. 氢脆8奥氏体是 。 a碳在-F

18、e中的间隙固溶体 b碳在-Fe中的间隙固溶体；c. 碳在-Fe中的无限固溶体9珠光体是一种 。 a单相固溶体； b两相混和物； cFe与C的化合物10铁素体的机械性能特点是 。 a强度高、塑性好、硬度低； b强度低、塑性差、硬度低； c. 强度低、塑性好、硬度低11. 奥氏体向珠光体的转变是 。 a.扩散型转变； b非扩散型转变； c.半扩散型转变12. 钢经调质处理后获得的组织是 。 a，回火马氏体； b回火屈氏体； c.回火索氏体13. 共析钢的过冷奥氏体在550350的温度区间等温转变时，所形成的组织是 。 a索氏体 b下贝氏体； c上贝氏体 14. 若合金元素能使C曲线右移，钢的淬透性

19、将 。 a降低； b提高； c不改变15. 淬硬性好的钢 。 a.具有高的合金元素含量； b具有高的碳含量； c.具有低的碳含量16. 钢的回火处理是在 。a退火后进行； b正火后进行； c.淬火后进行17渗碳钢 后性能最好。a. 直接淬火； b. 一次淬火； c. 二次淬火18. 量具钢加工工艺中，在切削加工之后淬火处理之前可能的热处理工序为 。a. 退火； b. 调质； c. 回火 19. 灰口铸铁铸件薄壁处出现白口组织，造成切削加工困难采取的热处理措施为 。a. 高温退火； b. 调质； c. 回火20在下列牌号中属于球墨铸铁的是 。a. HT100； b. KT30-6； c. QT4

20、0-7 得分评阅人四：简答（共7小题，每题5分，共35分）1 晶粒大小对金属性能有何影响？如何细化晶粒？2 一个二元共晶反应为： L(75%B) (15%B) + (95%B)。若显微组织中测出 初晶与( + )共晶各占一半，求该合金成分。3 什么是热处理？常见的热处理方法有几种？其目的是什么？3 淬火钢回火时，组织发生哪几个阶段的变化？4 已知某轴的材料为45钢，其生产工艺路线为：下料 锻造 预备热处理 切削加工最终热处理精加工装配请说明各道热处理工序的名称及作用。5 不锈钢的固溶处理与稳定化处理的目的各是什么？7. 为什么一般机器的支架、机床的床身常用灰口铸铁制造？ 机械工程材料 试卷答案

21、 一：名词解释1 过冷度：理想结晶温度与实际结晶温度的差值。2 变质处理：向液体中加入固态元素或化合物作为非均质形核的核心，从而提高了形核率，细化了晶粒。3 再结晶：当变形金属加热到某一温度，破碎拉长的晶粒长大为等轴晶粒。4马氏体：C在Fe中形成的过饱和间隙固溶体。5球化退火：过共析钢加热到不完全奥氏体化退火，使渗碳体由片状转为球状，提高了塑性和切削加工能力。二：是非题1() 2 () 3() 4() 5() 6() 7() 8() 9 () 10()三：选择1.b 2a 3a 4c 5.b 6.c 7.a 8.a 9.b 10.c 11.a 12.c 13.c 14.b 15.b 16.c

22、17.c 18.b 19.a 20.c四：简答1解：晶粒越细，强度、硬度、塑性和韧性越大。细化晶粒采取提高过冷度、变质处理、振动处理。2解：X=% X%+() % X() %=50%95%+50%75%=85% B3解：把固态金属材料通过一定的加热，保温和冷却以获得所需组织、结构和性能的工艺称热处理。常见的热处理方法有退火、正火、淬火和回火。退火的目的：降低钢的硬度，提高塑性；细化晶粒，消除因铸、锻、焊引起的组织缺陷，均匀钢的组织和成分；消除钢中的内应力，以防止变形和开裂。正火的目的：细化晶粒，获得比较均匀的组织和性能；对低碳钢可提高硬度，改善切削加工性；对过共析钢可抑制网状渗碳体析出为球化退

23、火作准备。淬火的目的：使钢件获得所需的马氏体组织，提高工件的硬度，强度和耐磨性。回火的目的：主要是消除钢件在淬火时所产生的应力；稳定组织，使工件尺寸和性能稳定；提高钢的塑韧性。4解：马氏体分解；残余奥氏体转变；碳化物转变；碳化物聚集长大及回复与再结晶。5 解：预备热处理：完全退火，作用是细化晶粒，消除内应力，降低硬度，提高塑性。最终热处理：淬火高温回火，作用是获得良好的综合机械性能。6解：固溶处理是加热到高温使碳化物全部溶入奥氏体，再快速冷却，从而抑制第二相的析出，形成过饱和固溶体，以获得单相奥氏体组织，以避免晶间腐蚀。稳定化处理是加入Ti，使Ti与C形成TiC。加热温度高于(Fe,Cr)4C的熔点，而低于TiC的熔点，缓慢冷却，使奥氏体的碳完全稳定在TiC中，从而彻底避免了晶间腐蚀。7.解：铸铁的铸造性能良好。铸铁具有良好的切削加工性能。铸铁具有优良的减磨性。铸铁具有优良的消震性。铸铁具有低的缺口敏感性。所以一般机器的支架、机床的床身常用灰口铸铁制造。