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，金屬將發(fā)生回復、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床床身T10A, KTZ450-06, HT200HT200時效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)動機曲軸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 機加工 調(diào)質(zhì) 機加工（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 細化晶粒，消除應(yīng)力；加熱到Ac350保溫一段時間空冷3、調(diào)質(zhì)目的和大致熱處理工藝 強度硬度塑性韌性達到良好配合 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、合金元素對奧氏體晶粒長大的影響是溫度越高，保溫時間越長（ d）（a）均強烈阻止奧氏體晶粒長大 （b）均強烈促進奧氏體晶粒長大（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，要求整個截面上具有良好的綜合機械性能，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、拖拉機的齒輪要求表面高耐磨性，中心有良好的強韌性，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）固溶強化 （b）細晶強化 （c）位錯強化 （d）第二相強化9、1Cr18Ni9Ti奧氏體型不銹鋼，進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、推土機鏟和坦克履帶板受到嚴重的磨損及強烈沖擊，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、位錯是一種 。（ ）線缺陷 點缺陷 面缺陷 12、純鐵在850時為 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，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、當晶格常數(shù)相同時，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 以下進行的。（） A1 Ms Mf 28、珠光體是一種 。 （）  固溶體 金屬化合物 機械混

10、合物 29、在測量工件的表面層硬度時，常用的硬度測試方法的表示符號是 。（）HB HR HV30、表示金屬材料彈性極限的符號是 。（）  e s b 31、在晶體缺陷中，屬于面缺陷的有 。 （ ）   間隙原子   位錯   晶界      32、建立相圖時采用的冷卻速應(yīng)為 。 （） 快速 中速 極緩慢33、在發(fā)生共晶轉(zhuǎn)變L+時，L、三相的成分為 。（） 相同 確定不變 不斷變化34、對板料進行多次拉伸時，為了消除形變強化，中途應(yīng)進行 。（） 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、合金固溶強化的基本原因是 。（）晶粒變細 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化晶粒的作用，其中細化晶粒作用最為顯著的有 。（） Mn,P Mn,Ti Ti,V38、分級淬火的目的是 。（） 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、滲碳體的性能特點是 。（） 強度和硬度不高，塑性良好 硬度高，極脆，塑性幾乎等于零 強度較高，硬度適中，有一定的塑性42、一個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 。（） 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、挖掘機鏟齒、坦克和拖拉機履帶宜采用 。（ ） 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、每個體心立方晶胞中包含有 個原子。（）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型鉻鎳不銹鋼的強度，主要是通過 。（）時效強化方法 固溶強化方法 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。（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是什么？（5分）答：陶瓷材料性能特點：具有不可燃燒性；（1分）、高耐熱性、高化學穩(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。(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械混合物。（2

15、分）不同的是片層間距由寬到細，強度、硬度由低變高。（3分）4、鐵碳合金中基本相是那些？其機械性能如何？(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，同時液體金屬中難熔雜質(zhì)以及振動和攪拌的方法也會增大形核率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，如縱向的強度和塑性遠大于橫向等。2晶粒破碎，位錯密度增加，產(chǎn)生加工硬化，即隨著變形量的增加，強度和硬度顯著提高，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被破碎拉長，而且各晶粒的晶格位向

17、也會沿著變形的方向同時發(fā)生轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動結(jié)果金屬中每個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)部會形成殘余的內(nèi)應(yīng)力，這在一般情況下都是不利的，會引起零件尺寸不穩(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化合金，但固溶體的強度，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械性能。9、實際晶體中的點缺陷，線

18、缺陷和面缺陷對金屬性能有何影響？答：如果金屬中無晶體缺陷時，通過理論計算具有極高的強度，隨著晶體中缺陷的增加，金屬的強度迅速下降，當缺陷增加到一定值后，金屬的強度又隨晶體缺陷的增加而增加。因此，無論點缺陷，線缺陷和面缺陷都會造成晶格畸變，從而使晶體強度增加。同時晶體缺陷的存在還會增加金屬的電阻，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，由于液態(tài)收縮和凝固收縮所縮減的容積得不到補充，則會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)變時效理論解決這一問題。將薄板在沖壓之前進行一道

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，隨后再進行冷壓成形，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：聚合都在單體相中進行不同點：懸浮聚合的單體分散為無數(shù)個小液滴，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，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是什么？（6分）答：高分子材料性能特點：具有高彈性和粘彈性；（1分）強度低，比強度高；（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、說明下列符號各是什么指標？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 （1分）（2）s：屈服點（強度） ；強度指標 （1分）（3）：斷面收縮率； 塑性指標 （1分）（4）k ：沖擊韌度；韌性指標 （1分）（5）HRC：洛氏硬度；硬度指標 （1分）六、綜合分析題（共22分）1、（12分）有兩個含碳量為1.2%的碳鋼薄試樣，分別加熱到780和860并保溫相同時間，使之達到平衡狀態(tài)，然后以大于VK的冷卻速度至室溫。試問：（1）哪個溫度加熱淬火后馬氏體晶粒較粗大？答：因為860攝氏度加熱溫度高，加熱時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）哪個溫度加熱淬火

22、后馬氏體含碳量較多？答：因為加熱溫度860已經(jīng)超過了Accm，此時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)變是非擴散型轉(zhuǎn)變，所以冷卻后馬氏體含碳量較多。（3）哪個溫度加熱淬火后殘余奧氏體較多？答：因為加熱溫度860已經(jīng)超過了Accm，此時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，卒火后殘余奧氏體增多。（4）哪個溫度加熱淬火后未溶碳化物較少？答：因為加熱溫度860已經(jīng)超過了Accm，此時碳化物全部溶于奧氏體中，因為加熱卒火后未溶碳化物較少（5）你認為哪個溫度加熱淬火后合適？為什么？答：780加熱卒火后合適。因為含碳量為1.2%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在這個溫度范圍內(nèi)，這時卒火后的組織為均勻而細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、滾動軸承、車刀、銼刀、機床床身等零件，試從下列牌號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：