工程材料試題與答案

1、紹興文理學(xué)院 20072007 學(xué)年 0101 學(xué)期機(jī)自專業(yè) 0606 級(jí)機(jī)械工程材料期末試卷一、名詞解釋（共 15 分，每小題 3 分）1、過(guò)冷度,它只適應(yīng)于鋼。9、馬氏體的顯微組織中，高碳馬氏體呈狀，低碳馬氏體呈狀。其中的韌性較好。10、調(diào)質(zhì)鋼中加入 Cr、Mn 等元素是為了提高，加入 W、Mo 是為了。11、1Cr18Ni9Ti 是鋼，Cr、Ni 的主要作用是，Ti 主要作用是，使用狀態(tài)下的組織是。12、鑄鐵中析出石墨的三個(gè)途徑是、。13、QT500-05 牌號(hào)中，QT 表示，數(shù)字 500 表示、數(shù)字 05 表示。14、變形鋁合金按熱處理性質(zhì)可分為鋁合金和鋁合金兩類。15、機(jī)器零件選材的

2、三大基本原則是、和。2、滲碳體3、淬硬性4、纖維組織5、再結(jié)晶二、填空題（共 15 分，每空格 0.5 分）1、HB、a 八60.2分別表示材料的力學(xué)性能是、。2、工程材料的結(jié)合鍵有、和。3、金屬的結(jié)晶過(guò)程主要由和兩個(gè)基本過(guò)程組成。4、常溫下，金屬單晶體的塑性變形方式為和兩種。其中主要的變形方式是。5、固溶體出現(xiàn)枝晶偏析后，可用加以消除。6、在緩慢冷卻條件下，含碳 0.8%的鋼比含碳 1.2%的鋼硬度、強(qiáng)度。三、判斷題（共 10 分，每小題 1 分）1、材料愈易產(chǎn)生彈性變形其剛度愈小。（）2、室溫下，金屬的晶粒越細(xì)，則強(qiáng)度越高，塑性越低。（）3、滑移變形不會(huì)引起金屬晶體結(jié)構(gòu)的變化。（）4、凡組

3、織組成物都是以單相狀態(tài)存在于合金系中。（）5、萊氏體的含碳量為 6.69%。（）6、不論碳含量高低，馬氏體的硬度都很高，脆性都很大。（）7、表面淬火既能改變鋼的表面化學(xué)成分，也能改善心部的組織和性能。（）8、在碳鋼中具有共析成分的鋼，較之于亞共析鋼和過(guò)共析鋼有更好的淬透性。（）9、球墨鑄鐵可通過(guò)熱處理來(lái)提高其機(jī)械性能。（）10、表面耐磨的凸輪，材料用 20 鋼，熱處理技術(shù)條件：淬火+低溫回火，HRC5060。（）四、選擇題（共 15 分，每小題 1 分）1、拉伸試驗(yàn)時(shí)，試樣斷裂前所能承受的最大應(yīng)力稱為材料的（）。（a）屈服強(qiáng)度（b）彈性極限（c）抗拉強(qiáng)度（d）疲勞強(qiáng)度2、晶體中的位錯(cuò)屬于（）。

4、（a）體缺 BI（b）面缺陷（c）線缺 Bd（d）點(diǎn)缺陷O O:一號(hào)一學(xué)-O O題號(hào)（型）一二三四五六七八核分人得分總分評(píng)卷人7、共析成分的鐵碳合金室溫平衡組織是，其組成相是和。8、利用 Fe-Fe3c 相圖確定鋼完全退火的正常溫度范圍線O O名姓訂O O（考試形式：閉卷）3、鑄造條件下，冷卻速度越大，則（）（a）過(guò)冷度越大，晶粒越細(xì)（b）過(guò)冷度越大，晶粒越粗（c）過(guò)冷度越小，晶粒越細(xì)（d）過(guò)冷度越小，晶粒越粗 4、冷變形金屬再結(jié)晶后，則（）。（a）形成等軸晶，弓 II 度增大；（b）形成柱狀晶，塑性下降；（c）形成柱狀晶，強(qiáng)度升高；（d）形成等軸晶，塑性升高（a）40（b）4Crl3（c）1

5、6Mn（d）65Mn五、簡(jiǎn)答題（共 16 分）1、（本題 5 分）常用的硬度方法有哪幾種？其應(yīng)用范圍如何？這些方法測(cè)出的硬度值能否進(jìn)行比較?5、合金固溶強(qiáng)化的原因是（）。（a）晶格類型的改變；（b）晶粒細(xì)化；（c）晶格發(fā)生畸變；（d）發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)6、T12 鋼在室溫下，珠光體的相對(duì)重量百分?jǐn)?shù)為()。2111221112(a)100%(b)100%2.110.02182.110.772、（本題 5 分）產(chǎn)生加工硬化的原因是什么？加工硬化在金屬加工中有什么利弊?（a）單相固溶體；（b）兩相固溶體；（c）化合物;8、45 鋼為得到回火索氏體組織，應(yīng)進(jìn)行:9、汽車、拖拉機(jī)變速箱的齒輪要求表面高耐磨性

6、，中心有良好的強(qiáng)韌性，應(yīng)選用（）（b）40Cr 淬火后高溫回火（c）20CrMnTi 滲碳淬火后低溫回火10、下列材料中，淬硬性高的是（）。（a）.9SiCr（b）.45（c）12Cr2Ni4WA（d）.38CrMoAl11、機(jī)架和機(jī)床床身應(yīng)選用（）。（a）白口鑄鐵；（b）灰口鑄鐵；（c）麻口鑄鐵12、高速切削刀具選用（）（a）T8A;（b）GCr15;（C）W6Mo5Cr4V2;（d）9CrSi13、40Cr 鋼屬于（）:（a）耐熱鋼；（b）調(diào)質(zhì)鋼；（c）滲碳鋼；（d）彈簧鋼14、適合制作變速箱齒輪的鋼是（a）.W18Cr4V;（b）Gr15;（c）20CrMnTi;（d）4Cr133、（本

7、題 6 分）試總結(jié)馬氏體轉(zhuǎn)變的特點(diǎn)。O OO OO O15、橋梁構(gòu)件選用（）(c)6.691.26.690.77100%(d)1.20.776.690.77100%7、珠光體是一種（）（a）.淬火+低溫回火；（b）.等溫淬火; （c）.淬火+高溫回火。（d）機(jī)械混合物（a）20 鋼滲碳淬火后低溫回火萊氏體中為連續(xù)的基體，有時(shí)呈魚骨狀。3、淬硬性：鋼在淬火后獲得馬氏體的最高硬度。4、纖維組織：經(jīng)過(guò)一定塑性變形后，金屬組織（特別是晶界上存在的雜質(zhì)）沿變形方向的流線分布叫纖維組織。5、再結(jié)晶：經(jīng)過(guò)塑性變形的金屬材料加熱到較高的溫度時(shí)，原子具有較大的活動(dòng)能力，使晶粒的外形開(kāi)始變化。從破碎拉長(zhǎng)的晶粒變成

8、新的等軸晶粒。和變形前的晶粒形狀相似，晶格類型相同，把這一階段稱為“再結(jié)晶”。二、填空題（共 20 分，每空格 0.5 分）1、布氏硬度；沖擊韌性；條件屈服極限2、金屬鍵；共價(jià)鍵；離子鍵；分子鍵3、形核；晶核成長(zhǎng)4、滑移；學(xué)生；滑移5、熱處理（擴(kuò)散退火）6、高;低7、珠光體；鐵素體；滲碳體8、A3A3 線+30+3050C;50C;亞共析鋼9、針葉；板條；低碳馬氏體10、淬透性；防止回火脆性11、不銹鋼；提高鋼的抗腐蝕性能；防止晶間腐蝕；奧氏體12、從液體中直接結(jié)晶得到；從奧氏體中析出；從滲碳體分解得到13、球墨鑄鐵；抗拉強(qiáng)度；延伸率14、可熱處理；不可熱處理15、使用性能；工藝性能；經(jīng)濟(jì)性三

9、、判斷題（共 10 分，每小題 1 分）（打，或 X）六、分析題（共 24 分）1、（本題 15 分）已知 A（熔點(diǎn) 600C）與 B（500C）在液態(tài)無(wú)限互溶；在固態(tài) 300C 時(shí) A 溶于 B 的最大溶解度為 30%,室溫時(shí)為 10%（1B 不溶于 A;在 300C 時(shí)，含 40%B 的液態(tài)合金發(fā)生共晶反應(yīng)?，F(xiàn)要求：1）作出 A-B 合金相圖；2）分析 20%A,45%A,80%A 等合金的結(jié)晶過(guò)程，并確定室溫下的組織組成物和相組成物的相對(duì)量。紹興文理學(xué)院 20072007 學(xué)年 0101 學(xué)期機(jī)自專業(yè) 0606 級(jí)機(jī)械工程材料期末試卷標(biāo)準(zhǔn)答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)一、名詞解釋（共 15 分，每小題

10、3 分）1、過(guò)冷度：實(shí)際結(jié)晶溫度與理論結(jié)晶溫度之差稱為過(guò)冷度。2、滲碳體（FeC）:鐵和碳相互作用形成的具有復(fù)雜品格的間隙化合物。滲碳體具有很高的硬度，但塑性很差，延伸率接近于零。在鋼中以片狀存在或網(wǎng)絡(luò)狀存在于晶界。在題號(hào)12345678910答案XXVXXXXVVX四、選擇題（共 10 分，每小題 1 分）題號(hào)12345678910答案CCADCCDCCA題號(hào)1112131415答案BCBCC四、簡(jiǎn)答題（共 16 分）1、（5 分）答：實(shí)際常使用的硬度試驗(yàn)方法有：布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度三種。三種硬度試驗(yàn)值有大致的換算關(guān)系，機(jī)械、機(jī)械工藝或金屬材料的手冊(cè)上面一般都有換算關(guān)系表。（2分）布

11、氏硬度：布氏硬度的使用上限是HB450,適用于測(cè)定硬度較低的金屬材料，如退火、正火、調(diào)質(zhì)鋼、鑄鐵及有色金屬的硬度。洛氏硬度：是工業(yè)生產(chǎn)中最常用的硬度測(cè)量的方法，因?yàn)椴僮骱?jiǎn)便、迅速，可以直接讀出硬度值，缺點(diǎn)是因壓痕小，對(duì)材料有偏析及組織不均勻的情況，測(cè)量結(jié)果分離度大，再現(xiàn)性較差。洛氏硬度有A、B、C等幾種標(biāo)尺， 其中C標(biāo)尺 （即HRC）用的最多， 該硬度有效范圍是20-67 （相當(dāng)于HB230-700）,適用于測(cè)定硬度較高的金屬材料，如淬火鋼及調(diào)質(zhì)鋼。維氏硬度：試驗(yàn)時(shí)加載的壓力小，壓入深度淺，對(duì)工件損傷小。特別適用于測(cè)量零件的表面淬硬層及經(jīng)過(guò)表面化學(xué)處理的硬度，精度比布氏、洛氏硬度精確。但是維氏

12、硬度的試驗(yàn)操作較麻煩，一般在生產(chǎn)上很少使用，多用于實(shí)驗(yàn)室及科研方面。（3分）2、（5分）答：隨著變形的增加，晶粒逐漸被拉長(zhǎng)，直至破碎，這樣使各晶粒都破碎成細(xì)碎的亞晶粒，變形愈大，晶粒破碎的程度愈大，這樣使位錯(cuò)密度顯著增加；同時(shí)細(xì)碎的亞晶粒也隨著晶粒的拉長(zhǎng)而被拉長(zhǎng)。因此，隨著變形量的增加，由于晶粒破碎和位錯(cuò)密度的增加，金屬的塑性變形抗力將迅速增大，即強(qiáng)度和硬度顯著提高，而塑性和韌性下降產(chǎn)生所謂“加工硬化”現(xiàn)象。（3分）金屬的加工硬化現(xiàn)象會(huì)給金屬的進(jìn)一步加工帶來(lái)困難，如鋼板在冷軋過(guò)程中會(huì)越軋?jiān)接?，以致最后軋不?dòng)。另一方面人們可以利用加工硬化現(xiàn)象，來(lái)提高金屬?gòu)?qiáng)度和硬度，如冷拔高強(qiáng)度鋼絲就是利用冷加工

13、變形產(chǎn)生的加工硬化來(lái)提高鋼絲的強(qiáng)度的。加工硬化也是某些壓力加工工藝能夠?qū)崿F(xiàn)的重要因素。如冷拉鋼絲拉過(guò)?？椎牟糠郑捎诎l(fā)生了加工硬化，不再繼續(xù)變形而使變形轉(zhuǎn)移到尚未拉過(guò)?？椎牟糠郑@樣鋼絲才可以繼續(xù)通過(guò)?？锥尚巍＃?分）3、（6 分）答：與珠光體型轉(zhuǎn)變和貝氏體轉(zhuǎn)變相比，馬氏體轉(zhuǎn)變有以下特點(diǎn)：屬于無(wú)擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變。由于溫度過(guò)低，鐵和碳原子均不擴(kuò)散。（1.5 分）馬氏體轉(zhuǎn)變的速度極快。馬氏體形成一般不需要孕育期，馬氏體量的增加不是靠已經(jīng)形成的馬氏體片的不斷長(zhǎng)大，而是靠新的馬氏體片的不斷形成。（1.5 分）在不斷降溫的過(guò)程中形成。即過(guò)冷奧氏體只有在Ms至Mf溫度間連續(xù)冷卻時(shí)，馬氏體轉(zhuǎn)變才能進(jìn)行，如在Ms

14、與Mf之間某一溫度等溫，馬氏體轉(zhuǎn)變將停止，此時(shí)組織中有一部分奧氏體被殘留下來(lái)，這部分奧氏體稱為殘余奧氏體，殘余奧氏體的存在會(huì)改變鋼的性能，并使工件尺寸發(fā)生變化，因此，生產(chǎn)中，對(duì)一些高精度的工件（如精密量具、精密絲杠、精密軸承等），為了保證它們?cè)谑褂闷陂g的精度，可將淬火工件冷卻到室溫后，又隨即放到零下溫度的冷卻介質(zhì)中冷卻（如干冰+酒精可冷卻到-78C,液態(tài)氧可冷卻到-183C）,以最大限度地消除殘余奧氏體，達(dá)到增加硬度，耐磨性與穩(wěn)定尺寸的目的，這種處理稱為“冷處理”。（1.5 分）轉(zhuǎn)變過(guò)程伴隨有體積的膨脹。與鐵素體和奧氏體相比，馬氏體的比容最大，由奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體時(shí)，鋼的體積有所膨脹，因此會(huì)產(chǎn)

15、生應(yīng)力（叫組織應(yīng)力），它是造成淬火變形和開(kāi)裂的原因之一。（1.5 分）六、分析題（共24分）U U上Q Q1U1U口口匕口7U7UQUQUnunu工)0 0) )B%B%(6分)(2)20%的金：合金在1點(diǎn)以上全部為液相，當(dāng)冷至1點(diǎn)時(shí)，開(kāi)始從液相中析出a固溶體，至2點(diǎn)結(jié)束，23點(diǎn)之間合金全部由a固溶體所組成，但當(dāng)合金冷到3點(diǎn)以下，由于固溶體a的濃度超過(guò)了它的溶解度限度，于是從固溶體a中析出二次相A,因此最終顯微組織：什即相組成物：o+AA%=(90-80/90)*100%=11%0%=1-A%=89%(3分)45%A合金：合金在1點(diǎn)以上全部為液相，冷至1點(diǎn)時(shí)開(kāi)始從液相中析出a固溶體，此時(shí)液相線

16、成分沿線BE變化， 固相線成分沿BD線變化， 當(dāng)冷至2點(diǎn)時(shí)， 液相線成分到達(dá)E點(diǎn)， 發(fā)生共晶反應(yīng)， 形成(A+a)共晶體，合金自2點(diǎn)冷至室溫過(guò)程中，自a固溶體中析出二次相An,因而合金室溫組織：An+c+(A+o)相組成物：A+a組織：(A+a)%=(70-55)/(70-40)*100%=50%An%=(55-40)/(70-40)*20/90*100%=11%A%=(55-40)/(70-40)*70/90*100%=39%或燈50%-11%=39%80%蛤金如圖：合金在1點(diǎn)以上全部為液相，冷至1點(diǎn)時(shí)開(kāi)始從液相中析出A,此時(shí)液相線成分沿AE線變化，冷至2點(diǎn)時(shí)，液相線成分到達(dá)點(diǎn)，發(fā)生共晶反應(yīng)，形成(A+a)共晶體，因而合金的室溫組織：A+(A+)相組成物：A+a組織：A%=(40-20)/40*100%=50%(A+a)%=1-A%=50%相：A%=(90-20)/90*100%=78%o%=1-A%=22%(3分)2 2、(9分)答：(1)因其未達(dá)到相變溫度，加熱時(shí)組織未變化，故冷卻后依然是原來(lái)的品粒大小不均勻的組織。(2分)(2)因其在退火溫度范圍內(nèi)，加熱時(shí)全部轉(zhuǎn)化為晶粒細(xì)小的奧氏體，故冷卻后得到組織、晶粒均勻細(xì)小的鐵素體和珠光體。(2分)(3)因其加熱溫度過(guò)高，加熱時(shí)奧氏體晶粒劇烈長(zhǎng)大，故冷卻后得到晶粒粗大的鐵素體和珠光體。(2分)要