工程材料試題及答案

1、工程材料 試題及答案一、判斷題1、合金滲碳鋼經(jīng)最終熱處理后的組織全部是回火馬氏體。 （×）2、熱加工與冷加工的主要區(qū)別在于是否有加工強(qiáng)化現(xiàn)象產(chǎn)生。（×）3、鑄鐵是含碳量小于2.11%的鐵碳合金。（×）4、二元共晶相圖是指合金兩組元在液態(tài)和固態(tài)均能無限互溶所構(gòu)成的相圖。（×）5、感應(yīng)加熱表面淬火一般只改變鋼件表面層的組織，而不改變心部組織。（）6、一個(gè)合金的室溫組織為+11 +（+），則它由三相組成。 （×）7、將金屬加熱到再結(jié)晶溫度以上時(shí)，金屬將發(fā)生回復(fù)、再結(jié)晶及晶粒長大等變化。（）8、金屬在塑性變形后產(chǎn)生的纖維組織能使金屬具有各向異性。（）9

2、、碳鋼的塑性和強(qiáng)度都隨著含碳量的增加而降低。 （×）10、金屬的再結(jié)晶轉(zhuǎn)變，也要經(jīng)歷形核與晶核長大的過程。 （）二、選擇適宜材料并說明常用的熱處理方法（30分）名稱候選材料選用材料熱處理方法最終組織機(jī)床床身T10A, KTZ450-06, HT200HT200時(shí)效PFG片汽車后橋齒輪40Cr, 20CrMnTi, 60Si2Mn20CrMnTi滲碳淬火低溫回火表面CmMA心部 FM滾動(dòng)軸承GCr15, Cr12, QT600-2GCr15球化退火淬火低溫回火CmMA銼刀9SiCr, T12, W18Cr4VT12球化退火淬火低溫回火CmMA汽車板簧45, 60Si2Mn, T1060

3、Si2Mn淬火中溫回火T回鉆頭W18Cr4V，65Mn, 20W18Cr4V 淬火低溫回火CmMA橋梁1Cr13, 16Mn, Q19516Mn,不熱處理FP滑動(dòng)軸承H70, ZSnSb11Cu6, T8ZSnSb11Cu6不熱處理a+SnSb耐酸容器Q235, 1Cr18Ni9Ti, ZGMn131Cr18Ni9Ti固溶處理A發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸QT600-3, 45, ZL101QT600-3等溫淬火高溫回火S回G球三、（20分）車床主軸要求軸頸部位硬度為HRC5458，其余地方為HRC2025，其加工路線為： 下料 鍛造 正火 機(jī)加工 調(diào)質(zhì) 機(jī)加工（精） 軸頸表面淬火 低溫回火 磨加工指出：1、主

4、軸應(yīng)用的材料：45鋼2、正火的目的和大致熱處理工藝 細(xì)化晶粒，消除應(yīng)力；加熱到Ac350保溫一段時(shí)間空冷3、調(diào)質(zhì)目的和大致熱處理工藝 強(qiáng)度硬度塑性韌性達(dá)到良好配合 淬火高溫回火 4、表面淬火目的 提高軸頸表面硬度5低溫回火目的和軸頸表面和心部組織。去除表面淬火熱應(yīng)力，表面MA心部S回四、選擇填空（20分）1、合金元素對(duì)奧氏體晶粒長大的影響是溫度越高，保溫時(shí)間越長（ d）（a）均強(qiáng)烈阻止奧氏體晶粒長大 （b）均強(qiáng)烈促進(jìn)奧氏體晶粒長大（c）無影響 （d）上述說法都不全面2、適合制造滲碳零件的鋼有（ c）。（a）16Mn、15、20Cr、1Cr13、12Cr2Ni4A （b）45、40Cr、65Mn

5、、T12（c）15、20Cr、18Cr2Ni4WA、20CrMnTi3、要制造直徑16mm的螺栓，要求整個(gè)截面上具有良好的綜合機(jī)械性能，應(yīng)選用（c ）（a）45鋼經(jīng)正火處理 （b）60Si2Mn經(jīng)淬火和中溫回火（c）40Cr鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處理4、制造手用鋸條應(yīng)當(dāng)選用（a ） （a）T12鋼經(jīng)淬火和低溫回火 （b）Cr12Mo鋼經(jīng)淬火和低溫回火 （c）65鋼淬火后中溫回火5、高速鋼的紅硬性取決于（b ） （a）馬氏體的多少（b）淬火加熱時(shí)溶入奧氏體中的合金元素的量（c）鋼中的碳含量6、汽車、拖拉機(jī)的齒輪要求表面高耐磨性，中心有良好的強(qiáng)韌性，應(yīng)選用（c ） （a）60鋼滲碳淬火后低溫回火 （b）40Cr

6、淬火后高溫回火 （c）20CrMnTi滲碳淬火后低溫回火7、65、65Mn、50CrV等屬于哪類鋼，其熱處理特點(diǎn)是（c ） （a）工具鋼，淬火+低溫回火 （b）軸承鋼，滲碳+淬火+低溫回火 （c）彈簧鋼，淬火+中溫回火8、二次硬化屬于（ d）（a）固溶強(qiáng)化 （b）細(xì)晶強(qiáng)化 （c）位錯(cuò)強(qiáng)化 （d）第二相強(qiáng)化9、1Cr18Ni9Ti奧氏體型不銹鋼，進(jìn)行固溶處理的目的是（ b）（a） 獲得單一的馬氏體組織，提高硬度和耐磨性（b） 獲得單一的奧氏體組織，提高抗腐蝕性，防止晶間腐蝕 （c）降低硬度，便于切削加工10、推土機(jī)鏟和坦克履帶板受到嚴(yán)重的磨損及強(qiáng)烈沖擊，應(yīng)選擇用（b ）（a）20Cr滲碳淬火后低

7、溫回火 （b）ZGMn133經(jīng)水韌處理 （c）W18Cr4V淬火后低溫回火11、位錯(cuò)是一種 。（ ）線缺陷 點(diǎn)缺陷 面缺陷 12、純鐵在850時(shí)為 晶格。 （）體心立方 面心立方 密排六方13、有些金屬在固態(tài)下會(huì)發(fā)生晶體結(jié)構(gòu)的變化，這種變化可以稱為 。 () 等溫轉(zhuǎn)變 變溫轉(zhuǎn)變 同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變14、共析鋼過冷奧氏體在連續(xù)冷卻時(shí)，有如下轉(zhuǎn)變 。 () 只有貝氏體和馬氏體轉(zhuǎn)變，而沒有珠光體型轉(zhuǎn)變 只有珠光體型和馬氏體轉(zhuǎn)變，而沒有貝氏體轉(zhuǎn)變 只有珠光體型和貝氏體轉(zhuǎn)變，而沒有馬氏體轉(zhuǎn)變貝氏體是過冷奧氏體等溫分解所得！15、當(dāng)晶格常數(shù)相同時(shí)，面心立方晶格比體心立方晶格的致密度 。 () 小 大 相等16、

8、具有勻晶相圖的合金在固態(tài)時(shí)的相結(jié)構(gòu)屬于 。 () 化合物 固溶體 以上都不是17、密排六方晶胞的原子數(shù)為 。（）2 6 4 18、彈簧及一些要求具有較高屈服極限的熱作模具等，常采用熱處理工藝是 。（） 淬火+低溫回火    淬火+中溫回火   表面淬火19、亞共析鋼中，隨著含碳量的增加，C曲線的位置： () 右移 左移 不變。20、在室溫平衡狀態(tài)下，當(dāng)鋼的含碳量超過0.9%后，鋼中滲碳體的形態(tài)主要是 。 () 粒狀 片狀 網(wǎng)狀21、屬于體心立方晶格的金屬有 。（）-Fe,鋁   -Fe,鉻   -Fe,鋁 22、工

9、程結(jié)構(gòu)件中應(yīng)用最多的鋼種是 。 ()碳素結(jié)構(gòu)鋼 不銹鋼 碳素工具鋼23、奧氏體是碳溶解在 中所形成的間隙固溶體。（）  -Fe   -Fe   -Fe  24、可逆回火脆性的溫度范圍是 。（）150200 250400 40055025、完全退火主要用于 。（）亞共析鋼 共析鋼 過共析鋼 26、退火是將工件加熱到一定溫度，保溫一段時(shí)間，然后采用的冷卻方式是 。（）  隨爐冷卻 在油中冷卻 在空氣中冷卻27、馬氏體轉(zhuǎn)變是在 以下進(jìn)行的。（） A1 Ms Mf 28、珠光體是一種 。 （）  固溶體 金屬化合物 機(jī)械混

10、合物 29、在測(cè)量工件的表面層硬度時(shí)，常用的硬度測(cè)試方法的表示符號(hào)是 。（）HB HR HV30、表示金屬材料彈性極限的符號(hào)是 。（）  e s b 31、在晶體缺陷中，屬于面缺陷的有 。 （ ）   間隙原子   位錯(cuò)   晶界      32、建立相圖時(shí)采用的冷卻速應(yīng)為 。 （） 快速 中速 極緩慢33、在發(fā)生共晶轉(zhuǎn)變L+時(shí)，L、三相的成分為 。（） 相同 確定不變 不斷變化34、對(duì)板料進(jìn)行多次拉伸時(shí)，為了消除形變強(qiáng)化，中途應(yīng)進(jìn)行 。（） 完全退火 再結(jié)晶退火

11、正火 35、正火是將工件加熱到一定溫度，保溫一段時(shí)間，然后采用的冷卻方式是 。（） 隨爐冷卻  在油中冷卻 在空氣中冷卻 36、合金固溶強(qiáng)化的基本原因是 。（）晶粒變細(xì) 晶格發(fā)生畸變 晶格類型發(fā)生了改變37、大多數(shù)合金元素均在不同程度上有細(xì)化晶粒的作用，其中細(xì)化晶粒作用最為顯著的有 。（） Mn,P Mn,Ti Ti,V38、分級(jí)淬火的目的是 。（） 使工件在介質(zhì)停留期間完成組織轉(zhuǎn)變 使工件內(nèi)外溫差較為均勻并減小工件與介質(zhì)間的溫差 使奧氏體成分趨于均勻39、一個(gè)合金的室溫組織為+二次+(+)，它由 組成。（)二相 三相 四相 40、制造普通螺母的鋼應(yīng)選用 。（）

12、Q235 65Mn T1241、滲碳體的性能特點(diǎn)是 。（） 強(qiáng)度和硬度不高，塑性良好 硬度高，極脆，塑性幾乎等于零 強(qiáng)度較高，硬度適中，有一定的塑性42、一個(gè)理想的淬火冷卻介質(zhì)應(yīng)具有的冷卻特性是 。（） 在約550以上高溫區(qū)冷速應(yīng)盡可能緩慢，在低于約250的低溫區(qū)應(yīng)具有足夠快的冷速 在約550以上高溫區(qū)冷速應(yīng)具有足夠快的冷速，在低于約250的低溫區(qū)應(yīng)盡可能緩慢 從高溫至低溫一直保持足夠快的冷卻速度43、將變形金屬加熱發(fā)生再結(jié)晶轉(zhuǎn)變時(shí) 。（） 只有晶格類型發(fā)生變化 只有晶粒大小、形狀發(fā)生變化晶格類型、晶粒大小、形狀都發(fā)生變化44、挖掘機(jī)鏟齒、坦克和拖拉機(jī)履帶宜采用 。（ ） 可鍛鑄鐵

13、球墨鑄鐵 高錳鋼ZGMn1345、除 元素外，其它合金元素溶于奧氏體后，均能增加過冷奧氏體的穩(wěn)定性。（） Co     Cr   Mn   46、屬于體心立方晶格的金屬有 。（） -Fe、鋁   -Fe、鉻   -Fe、鋁 47、每個(gè)體心立方晶胞中包含有 個(gè)原子。（）1 2 3 48、在以下晶體中，滑移系數(shù)目最多的晶格類型是 。 ( ) 密排六方 體心立方 簡單立方49、欲要提高188型鉻鎳不銹鋼的強(qiáng)度，主要是通過 。（）時(shí)效強(qiáng)化方法 固溶強(qiáng)化方法 冷加工硬化方法50、在Fe-Fe3C相圖中，共析線也稱為 。（）

14、A1線    ECF線    Acm線    五、簡答題（共20分） 1、晶體有那些特性？（4分）答：1）一般具有規(guī)則的外形。（1分）；2）有固定的熔點(diǎn)。（1分）；3）有各向異性。（1分）；4）解理性。（1分）2、陶瓷材料的主要性能特點(diǎn)是什么？（5分）答：陶瓷材料性能特點(diǎn)：具有不可燃燒性；（1分）、高耐熱性、高化學(xué)穩(wěn)定性；（1分）不老化性；（1分）、高的硬度和良好的抗壓能力；（1分），但脆性很高，溫度急變抗力很低。3、簡述珠光體、索氏體、屈氏體三者的異同點(diǎn)。(5分)答：珠光體、索氏體、屈氏體都是鐵素體與滲碳體片層交替的機(jī)械混合物。（2

15、分）不同的是片層間距由寬到細(xì)，強(qiáng)度、硬度由低變高。（3分）4、鐵碳合金中基本相是那些？其機(jī)械性能如何？(6分)答：基本相有：鐵素體、奧氏體、滲碳體 。鐵素體強(qiáng)度和硬度不高，但具有良好的塑性和韌性；奧氏體的硬度較低而塑性較高，易于鍛壓成型；滲碳體硬度很高而塑性和韌性幾乎為零，脆性大。5、金屬結(jié)晶的基本規(guī)律是什么？晶核的形成率和成長率受到哪些因素的影響？P16答：結(jié)晶的基本過程晶核形成與晶核長大結(jié)晶時(shí)的冷卻速度（即過冷度）隨著過冷度的增大，晶核的形成率和成長率都增大，但形成率的增長比成長率的增長快，同時(shí)液體金屬中難熔雜質(zhì)以及振動(dòng)和攪拌的方法也會(huì)增大形核率6、手鋸鋸條、普通螺釘、車床主軸分別用何種碳

16、鋼制造？答：手鋸鋸條：它要求有較高的硬度和耐磨性，因此用碳素工具鋼制造。如T9,T9A,T10,T10A,T11,T11A普通螺釘：它要保證有一定的機(jī)械性能，用普通碳素結(jié)構(gòu)鋼制造，如Q195,Q215,Q235車床主軸：它要求有較高的綜合機(jī)械性能，用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，如30，35，40，45，507、金屬經(jīng)冷塑性變形后，組織和性能發(fā)生什么變化？答：1晶粒沿變形方向拉長，性能趨于各向異性，如縱向的強(qiáng)度和塑性遠(yuǎn)大于橫向等。2晶粒破碎，位錯(cuò)密度增加，產(chǎn)生加工硬化，即隨著變形量的增加，強(qiáng)度和硬度顯著提高，而塑性和韌性下降，3織構(gòu)現(xiàn)象的產(chǎn)生，即隨著變形的發(fā)生不僅金屬中晶粒會(huì)被破碎拉長，而且各晶粒的晶格位向

17、也會(huì)沿著變形的方向同時(shí)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)果金屬中每個(gè)晶粒的晶格位向趨于大體一致，產(chǎn)生織構(gòu)現(xiàn)象，4冷壓力加工過程中由于材料各部分的變形不均勻或晶粒內(nèi)各部分和各晶粒間的變形不均勻，金屬內(nèi)部會(huì)形成殘余的內(nèi)應(yīng)力，這在一般情況下都是不利的，會(huì)引起零件尺寸不穩(wěn)定。8、固溶體和金屬間化合物在結(jié)構(gòu)和性能上有什么主要差別？答：在結(jié)構(gòu)上：固溶體的晶體結(jié)構(gòu)與溶劑的結(jié)構(gòu)相同，而金屬間化合物的晶體結(jié)構(gòu)不同于組成它的任一組元，它是以分子式來表示其組成。在性能上：形成固溶體和金屬件化合物都能強(qiáng)化合金，但固溶體的強(qiáng)度，硬度比金屬間化合物低，塑性，韌性比金屬間化合物好，也就是固溶體有更好的綜合機(jī)械性能。9、實(shí)際晶體中的點(diǎn)缺陷，線

18、缺陷和面缺陷對(duì)金屬性能有何影響？答：如果金屬中無晶體缺陷時(shí)，通過理論計(jì)算具有極高的強(qiáng)度，隨著晶體中缺陷的增加，金屬的強(qiáng)度迅速下降，當(dāng)缺陷增加到一定值后，金屬的強(qiáng)度又隨晶體缺陷的增加而增加。因此，無論點(diǎn)缺陷，線缺陷和面缺陷都會(huì)造成晶格畸變，從而使晶體強(qiáng)度增加。同時(shí)晶體缺陷的存在還會(huì)增加金屬的電阻，降低金屬的抗腐蝕性能。10、簡述鑄造過程中縮孔形成的原因。答：金屬液在鑄模中冷卻和凝固時(shí)，由于液態(tài)收縮和凝固收縮所縮減的容積得不到補(bǔ)充，則會(huì)在鑄件的厚大部位及最后凝固部位形成尺寸較大而集中分布的孔洞。11、簡述消除沖壓制品表面出現(xiàn)呂德斯帶的措施。答：利用應(yīng)變時(shí)效理論解決這一問題。將薄板在沖壓之前進(jìn)行一道

19、微量冷軋工序（12的壓下量），或向鋼中加入少量的Ti或Al，C，N等間隙原子形成化合物，以消除屈服點(diǎn)，隨后再進(jìn)行冷壓成形，便可保證工件表面平滑光潔。12、說明本體聚合與懸浮聚合的異同？答：相同點(diǎn)：聚合都在單體相中進(jìn)行不同點(diǎn)：懸浮聚合的單體分散為無數(shù)個(gè)小液滴，易散熱13、陶瓷表面施釉的作用有那些？燒鈾后釉面出現(xiàn)裂紋或陶瓷表面發(fā)生翹曲時(shí)，應(yīng)如何解決？答：作用：在陶瓷上形成玻璃狀物質(zhì)使其表面具有光亮、美觀、致密絕緣、不吸水、不透水及化學(xué)穩(wěn)定性好等優(yōu)良性能改變鈾料成分，降低其熱膨脹系數(shù)14、奧氏體形成的四個(gè)步驟是什么？（4分）答：（1）奧氏體晶核的形成；（1分）（2）奧氏體晶核的長大；（1分）（3）殘

20、余滲碳體的溶解；（1分）（4）奧氏體成分的均勻化。（1分）15、高分子材料的主要性能特點(diǎn)是什么？（6分）答：高分子材料性能特點(diǎn)：具有高彈性和粘彈性；（1分）強(qiáng)度低，比強(qiáng)度高；（1分）耐磨、減磨性能好；（1分）絕緣、絕熱、絕聲；（1分）耐熱性不高，耐蝕性能好；（1分）存在老化問題。（1分）16、提高金屬耐蝕性的途徑是什么？不銹鋼中最主要的合金元素是哪一個(gè)元素？ （4分）答：（1）提高金屬的電極電位；（1分）（2）使金屬易于鈍化，形成致密、完整、穩(wěn)定的與鋼基體結(jié)合牢固的鈍化膜；（1分）（3）形成單相組織。（1分）不銹鋼中最主要的合金元素是Cr。（1分）17、說明下列符號(hào)各是什么指標(biāo)？各代表什么意思

21、？（5分）(1) E （2） s （3） （4） k (5)HRC答：（1）E：彈性模量；剛度指標(biāo) （1分）（2）s：屈服點(diǎn)（強(qiáng)度） ；強(qiáng)度指標(biāo) （1分）（3）：斷面收縮率； 塑性指標(biāo) （1分）（4）k ：沖擊韌度；韌性指標(biāo) （1分）（5）HRC：洛氏硬度；硬度指標(biāo) （1分）六、綜合分析題（共22分）1、（12分）有兩個(gè)含碳量為1.2%的碳鋼薄試樣，分別加熱到780和860并保溫相同時(shí)間，使之達(dá)到平衡狀態(tài)，然后以大于VK的冷卻速度至室溫。試問：（1）哪個(gè)溫度加熱淬火后馬氏體晶粒較粗大？答：因?yàn)?60攝氏度加熱溫度高，加熱時(shí)形成的奧氏體晶粒粗大，冷卻后得到的馬氏體晶粒叫粗大（2）哪個(gè)溫度加熱淬火

22、后馬氏體含碳量較多？答：因?yàn)榧訜釡囟?60已經(jīng)超過了Accm，此時(shí)碳化物全部溶于奧氏體中，奧氏體中含碳量增加，而奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變是非擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變，所以冷卻后馬氏體含碳量較多。（3）哪個(gè)溫度加熱淬火后殘余奧氏體較多？答：因?yàn)榧訜釡囟?60已經(jīng)超過了Accm，此時(shí)碳化物全部溶于奧氏體中，使奧氏體中含碳量增加，降低鋼的Ms和Mf點(diǎn)，卒火后殘余奧氏體增多。（4）哪個(gè)溫度加熱淬火后未溶碳化物較少？答：因?yàn)榧訜釡囟?60已經(jīng)超過了Accm，此時(shí)碳化物全部溶于奧氏體中，因?yàn)榧訜嶙浠鸷笪慈芴蓟镙^少（5）你認(rèn)為哪個(gè)溫度加熱淬火后合適？為什么？答：780加熱卒火后合適。因?yàn)楹剂繛?.2%的碳鋼屬于過共析鋼，過共析碳鋼卒火加熱溫度Ac1+(30_50攝氏度)，而780在這個(gè)溫度范圍內(nèi)，這時(shí)卒火后的組織為均勻而細(xì)小的馬氏體和顆粒狀滲碳體及殘余奧氏體的混合組織，使鋼具有高的強(qiáng)度，硬度和耐磨性，而且也具有較高的韌性。七、要制造齒輪、連桿、熱鍛模具、彈簧、冷沖壓模具、滾動(dòng)軸承、車刀、銼刀、機(jī)床床身等零件，試從下列牌號(hào)中分別選出合適的材料并敘述所選材料的名稱、成分、熱處理工藝和零件制成后的最終組織。答：