工程材料試題與答案

1、號學(xué).O務(wù).3、淬硬性姓訂4、纖維組織O裝紐9.班O5、再結(jié)晶二、填空題（共15分，每空格05分）1、HB、a.6“分別表示材料的力學(xué)性能是、。k0.22、工程材料的結(jié)合鍵有、和。3、金屬的結(jié)晶過程主要由和兩個基本過程組成。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、強度。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是,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

2、、調(diào)質(zhì)鋼中加入Cr、Mn等兀素是為了提高，加入W、Mo是為了。11、lCrl8Ni9Ti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途徑是、。13、QT500-05牌號中，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、機器零件選材的三大基本原則是、和。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，則強度越高，塑性越低。()3、滑移變形不會引起金屬晶體結(jié)構(gòu)的變化。()4、凡組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.

3、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共析鋼有更好的淬透性。()9、球墨鑄鐵可通過熱處理來提高其機械性能。()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、拉伸試驗時，試樣斷裂前所能承受的最大應(yīng)力稱為材料的()o(a)屈服強度(b)彈性極限(c)抗拉強度(d)疲勞強度2、晶體中的位錯屬于()。(a)體缺陷(b)面缺陷(c)線缺陷(d)點缺陷3、鑄造條件下，冷卻速度越大，則

4、()。15、橋梁構(gòu)件選用()(a)過冷度越大，晶粒越細(b)過冷度越大，晶粒越粗a)40(b)4Crl3(c)16Mn(d)65Mn(c)過冷度越小，晶粒越細(d)過冷度越小，晶粒越粗五、簡答題(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？這些方法測出的硬度值能否進行比較？4、冷變形金屬再結(jié)晶后，則()。(a)形成等軸晶，強度增大；(b)形成柱狀晶，塑性下降；(c)形成柱狀晶，強度升高；(d)形成等軸晶，塑性升高5、合金固溶強化的原因是()。(a)晶格類型的改變；(b)晶粒細化；(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，珠光體的相對重量百分數(shù)為()。(

5、a)2.111.2x100%(b)2.111.2x100%2.11-0.02182.11-0.77)6.69-1.2x100%(d)1.2-0.77x100%6.69-0.776.69-0.772、(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？7、珠光體是一種()。(a)單相固溶體；(b)兩相固溶體；(c)化合物；(d)機械混合物8、45鋼為得到回火索氏體組織，應(yīng)進行：(a).淬火+低溫回火；(b).等溫淬火；(c).淬火+高溫回火。9、汽車、拖拉機變速箱的齒輪要求表面高耐磨性，中心有良好的強韌性，應(yīng)選用()。(a)20鋼滲碳淬火后低溫回火(b)40Cr淬火后高溫回火(

6、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)12Cr2Ni4WAd).38CrMoAl11、機架和機床床身應(yīng)選用()。(a)白口鑄鐵；(b)灰口鑄鐵；(c)麻口鑄鐵3、(本題6分)試總結(jié)馬氏體轉(zhuǎn)變的特點。O12、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)4Cr13號學(xué)O班級六、分析題（共24分）1、（

7、本題15分）已知A（熔點600C）與B（500C）在液態(tài)無限互溶；在固態(tài)300C時A溶于B的最大溶解度為30%,室溫時為10%,但E不溶于A；在300C時，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)晶過程，并確定室溫下的組織組成物和相組成物的相對量。紹興文理學(xué)院2007學(xué)年01學(xué)期機自專業(yè)06級機械工程材料期末試卷標準答案及評分標準一、名詞解釋（共15分，每小題3分）1、過冷度：實際結(jié)晶溫度與理論結(jié)晶溫度之差稱為過冷度。2、滲碳體（FesC）：鐵和碳相互作用形成的具有復(fù)雜晶格的間隙化合物。滲碳體具有很高的硬度，但塑性很差，延

8、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。在萊氏體中為連續(xù)的基體，有時呈魚骨狀。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)過塑性變形的金屬材料加熱到較高的溫度時，原子具有較大的活動能力，使晶粒的外形開始變化。從破碎拉長的晶粒變成新的等軸晶粒。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；共價鍵；離子鍵；分子鍵3、形核；晶核成長4、滑移；李生；滑移5、熱處理（擴散退火）6

9、、咼；低7、珠光體；鐵素體；滲碳體8、A3線+3050C；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)濟性三、判斷題（共io分，每小題1分）（打或X）四、簡答題（共16分）1、（5分）答：實際常使用的硬度試驗方法有：布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度三種。三種硬度試驗值有大致的換算關(guān)系，機械、機械工藝或金屬材料的手冊上面一般都有換算關(guān)系表。（2分）布氏硬度：布氏硬度的使用上限是HB450

10、,適用于測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)中最常用的硬度測量的方法，因為操作簡便、迅速，可以直接讀出硬度值，缺點是因壓痕小，對材料有偏析及組織不均勻的情況，測量結(jié)果分離度大，再現(xiàn)性較差。洛氏硬度有A、B、C等幾種標尺，其中C標尺（即HRC）用的最多，該硬度有效范圍是20-67（相當于HB230-700）,適用于測定硬度較高的金屬材料，如淬火鋼及調(diào)質(zhì)鋼。維氏硬度：試驗時加載的壓力小，壓入深度淺，對工件損傷小。特別適用于測量零件的表面淬硬層及經(jīng)過表面化學(xué)處理的硬度，精度比布氏、洛氏硬度精確。但是維氏硬度的試驗操作較麻煩，一般在生產(chǎn)上很少使用，多

11、用于實驗室及科研方面。（3分）2、（5分）答：隨著變形的增加，晶粒逐漸被拉長，直至破碎，這樣使各晶粒都破碎成細碎的亞晶粒，變形愈大，晶粒破碎的程度愈大，這樣使位錯密度顯著增加；同時細碎的亞晶粒也隨著晶粒的拉長而被拉長。因此，隨著變形量的增加，由于晶粒破碎和位錯密度的增加，金屬的塑性變形抗力將迅速增大，即強度和硬度顯著提高，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)象會給金屬的進一步加工帶來困難，如鋼板在冷軋過程中會越軋越硬，以致最后軋不動。另一方面人們可以利用加工硬化現(xiàn)象，來提高金屬強度和硬度，如冷拔高強度鋼絲就是利用冷加工變形產(chǎn)生的加工硬化來提高鋼絲的強度的。加工硬化

12、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?？椎牟糠?，由于發(fā)生了加工硬化，不再繼續(xù)變形而使變形轉(zhuǎn)移到尚未拉過模孔的部分，這樣鋼絲才可以繼續(xù)通過模孔而成形。（2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：屬于無擴散型轉(zhuǎn)變。由于溫度過低，鐵和碳原子均不擴散。（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）在不斷降溫的過程中形成。即過冷奧氏體只有在Ms至Mf溫度間連續(xù)冷卻時，馬氏體轉(zhuǎn)變才能進行，如在Ms與Mf之間某一溫度等溫，馬氏體轉(zhuǎn)變將停止，此時組織中

13、有一部分奧氏體被殘留下來，這部分奧氏體稱為殘余奧氏體，殘余奧氏體的存在會改變鋼的性能，并使工件尺寸發(fā)生變化，因此，生產(chǎn)中，對一些高精度的工件（如精密量具、精密絲杠、精密軸承等），為了保證它們在使用期間的精度，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10-183C）,以最大限度地消除殘余奧氏體，達到增加硬度，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，鋼的體積有所膨脹，因此會產(chǎn)生應(yīng)力（叫組織應(yīng)力），它是造成淬火變形和開裂的原因之

14、一。（1.5分）六、分析題（共24分）1(15分)答：(1)(6分)(2)20%A合金：合金在1點以上全部為液相，當冷至1點時，開始從液相中析出a固溶體，至2點結(jié)束，23點之間合金全部由a固溶體所組成，但當合金冷到3點以下，由于固溶體a的濃度超過了它的溶解度限度，于是從固溶體a中析出二次相A,因此最終顯微組織：oi+AH相組成物:a+AA%=(90-80/90)*100%=11%ot%=l-A%=89%(3分)45%A合金：合金在1點以上全部為液相，冷至1點時開始從液相中析出a固溶體，此時液相線成分沿線BE變化，固相線成分沿BD線變化，當冷至2點時，液相線成分到達E點，發(fā)生共晶反應(yīng)，形成(A+

15、a)共晶體，合金自2點冷至室溫過程中，自a固溶體中析出二次相A,因而合金室溫組織：HA+a+(A+a)相組成物：A+aII組織：(A+a)%=(70-55)/(70-40)*100%=50%A%=(55-40)/(70-40)*20/90*100%二11%HA%=(55-40)/(70-40)*70/90*100%二39%或a=5O%-ll%=39%相：A%=(90-55)/90*100%二39%ot%=l-A%=61%(3分)80%A合金如圖：合金在1點以上全部為液相，冷至1點時開始從液相中析出A,此時液相線成分沿AE線變化，冷至2點時，液相線成分到達點，發(fā)生共晶反應(yīng)，形成(A+ot)共晶體，因而合金的室溫組織：A+(A+a)相組成物：A+a組織：A%=(40-20)/40*100%二50%(A+a)%=l-A%=50%相：A%=(90-20)/90*100%二78%a%=l-A%=22%(3分)2、(9分)答：(1)因其未達到相變溫度，加熱時組織未變化，故冷卻后依然是原來的晶粒大小不均勻的組織。(2分)因其在退火溫度范圍內(nèi)，加熱時全部轉(zhuǎn)化為晶粒細小的奧氏體，故冷卻后得到組織、晶粒均勻細小的鐵素體和珠光體。(2分)因