機(jī)械工程材料-考試卷

2006年機(jī)械工程材料試題評分標(biāo)準(zhǔn)

（1）判斷對錯：（10分）（對J錯X）（每題1分）

1、布氏硬度可用于測量正火件、回火件和鑄件。對

2、洛氏硬度計HRC對零件的硬度值有效測量范圍是20-67HRCo對V

3、共析反應(yīng)是一種固相在恒溫下形成兩種新固相的反應(yīng)。對J

4、手工鋰刀用15號鋼制造。錯X

5、淬火用鹽水槽用lCrl8Ni9Ti制造。對J

6、機(jī)用鉆頭用20CrMnTi制造。錯X

7、直徑20毫米以下的合金鋼采用鹽水淬火。錯X

8、滾動軸承采用錫基軸承合金制造。錯X

9、高速鋼熱硬性好，耐磨性好可以制造車刀。對J

10、高銃鋼是耐磨鋼經(jīng)常用于挖掘機(jī)的斗鏟，也可用于制造犁鋅。錯X

二、作圖題：（20分）

1、寫出圖1鋼的“C”線1和2冷卻速度下的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物。（1,5分；2；5分）

1題圖2題圖

三、確定下面零件材料和熱處理工藝和顯微組織（25分）（每空1分）

零件名稱一般強(qiáng)度中等強(qiáng)度高強(qiáng)度典型熱處理工之顯微組織

傳動軸4540Cr40CrNiMo淬火+高溫回火回火索氏體

滲碳齒輪2020Cr20CrMnTi淬火+低溫回火表面滲碳體+M+A

板型彈簧6060Mn60Si2Mn淬火+中溫回火回火托氏體

連桿4540Cr42Ni2Mo淬火+高溫回火回火索氏體

軸承GCrl5GCrl5SiGCrl5SiMnTi淬火+低溫回火滲碳體+M+A

四、分析題（25分）（每題5分）

分析下列材料強(qiáng)化方法的強(qiáng)化機(jī)理

1、細(xì)晶強(qiáng)化：晶界增加提高強(qiáng)度5分

2、熱處理強(qiáng)化改變組織結(jié)構(gòu)提高強(qiáng)度5分

3、固溶強(qiáng)化晶格變形提高強(qiáng)度5分

4、合金強(qiáng)化固溶強(qiáng)化和碳化物強(qiáng)化5分

5、加工硬化位錯增加提高強(qiáng)度5分

五、填空（20分）（每空1分）

a）實際金屬的晶體缺陷有點線____________面___________。

b）二兀合金基本相圖是勻晶共晶包晶。

c）共析鋼淬火形成M+A，后，在低溫、中溫、高溫回火后的產(chǎn)物分別為M回+A

T回Sjfil?

4.45鋼奧氏體化后冷卻時，大于臨界冷卻速度獲得的組織是M,小于臨界冷

卻速度獲得的組織可能是。

5.T12鋼正火后正碳體呈片狀,球化退火后滲碳體呈球狀。

6.碳鋼M形態(tài)主要有一片和板條兩種,其中板條M硬度低、韌性好。

7.金屬中常見的三種晶格體心，面心,密排六方。

8.變形度在_2%—8%_時稱為臨界變形度，再結(jié)晶退火后會出現(xiàn)異常的大晶粒。

2006年?？粕鷻C(jī)械工程材料試題標(biāo)準(zhǔn)答案

（2）判斷對錯：（10分）（對J錯X）

1、布氏硬度可用于測量正火件、回火件和鑄件。對

2、洛氏硬度計HRC對零件的硬度值有效測量范圍是20-67HRCo對V

3、共析反應(yīng)是一種固相在恒溫下形成兩種新固相的反應(yīng)。對J

4、手工鋰刀用15號鋼制造。錯X

5、淬火用鹽水槽用lCrl8Ni9Ti制造。對J

6、機(jī)用鉆頭用20CrMnTi制造。錯X

7、直徑20毫米以下的合金鋼采用鹽水淬火。錯X

8、滾動軸承采用錫基軸承合金制造。錯X

9、高速鋼熱硬性好，耐磨性好可以制造車刀。對J

10、高銃鋼是耐磨鋼經(jīng)常用于挖掘機(jī)的斗鏟，也可用于制造犁鋅。錯X

二、作圖題：（20分）

1、寫出圖1鋼的“C”線1和2冷卻速度下的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物。

1題圖2題圖

三、確定下面零件材料和熱處理工藝和顯微組織（25分）（每空1分）

零件名稱一般強(qiáng)度中等強(qiáng)度高強(qiáng)度典型熱處理工藝顯微組織

傳動軸4540Cr40CrNiMo淬火+高溫回火回火索氏體

滲碳齒輪2020Cr20CrMnTi淬火+低溫回火表面滲碳體+M+A'

板型彈簧6060Mn60Si2Mn淬火+中溫回火回火托氏體

連桿4540Cr42Ni2Mo淬火+高溫回火回火索氏體

軸承GCrl5GCrl5SiGCrl5SiMnTi淬火+低溫回火滲碳體+M+A'

四、分析題（25分）

分析下列材料強(qiáng)化方法的強(qiáng)化機(jī)理

1、細(xì)晶強(qiáng)化：晶界增加提高強(qiáng)度

2、熱處理強(qiáng)化改變組織結(jié)構(gòu)提高強(qiáng)度

3、固溶強(qiáng)化晶格變形提高強(qiáng)度

4、合金強(qiáng)化固溶強(qiáng)化和碳化物強(qiáng)化

5、加工硬化位錯增加提高強(qiáng)度

五、填空（20分）

a）實際金屬的晶體缺陷有點線____________面___________。

b）二元合金基本相圖是勻晶共晶包晶。

c）共析鋼淬火形成M+A，后，在低溫、中溫、高溫回火后的產(chǎn)物分別為M回+A

T回S回?

4.45鋼奧氏體化后冷卻時，大于臨界冷卻速度獲得的組織是M,小于臨界冷

卻速度獲得的組織可能是P、、、、。

5.T12鋼干火后滲碳體呈.片狀,球化退火后滲碳體呈球狀。

6.碳鋼M形態(tài)主要有_片和板條兩種,其中板條M硬度低、韌性好。

7.金屬中常見的三種品格體心，面心，密排六方。

8.變形度在_2%—8%_時稱為臨界變形度，再結(jié)晶退火后會出現(xiàn)異常的大晶粒。

得分評卷人一、填空題（共30分，每空1分）

1.回答下列各文字符號所表示的機(jī)械性能指標(biāo)的正確名稱：

E-：______________;0$_:_______________：§-：______________;

ak---------------------；0-i-...........................；Kic---------------------；

HRC—o

2.通過GS線時，發(fā)生_______轉(zhuǎn)變，轉(zhuǎn)變反應(yīng)式為,生成的產(chǎn)物稱

為：o

3.液態(tài)金屬轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)的過程稱之為。這個過程是在液體中先形成

,然后它再而成。影響該過程的最主要因素是冷卻時的

，它是______________溫度與______________溫度之差。

4.金屬在塑性變形后產(chǎn)生、提高；、

下降的現(xiàn)象，稱作。塑性變形后的金屬經(jīng)加熱將發(fā)生回

復(fù)、、晶粒長大的變化。

5.鐵碳相圖中，合金冷卻通過下列特征線時,

（3）通過PSK水平線時，發(fā)生______________轉(zhuǎn)變，轉(zhuǎn)變反應(yīng)式為,生

成。

（4）通過ES線時，發(fā)生______________-的轉(zhuǎn)變，折出的產(chǎn)物稱作

6.鋼的C曲線是鋼的2

得分評卷人

二、擇答案題（每小題1分，共10分）（請將正確答案的字母序

-------------號填入括號內(nèi)）

I.要消除碳素工具鋼中網(wǎng)狀的二次慘碳體應(yīng)采用：（）

A.正火B(yǎng).淬火

C.高溫回火

2.柴油機(jī)曲軸材料應(yīng)采用下列材料制造：（）

A.灰口鑄鐵B.可段鑄鐵

C.球墨偶鐵

3.共析鋼過冷奧氏體在Ai?55（PC的溫度范圍內(nèi)發(fā)生等溫轉(zhuǎn)變，其轉(zhuǎn)變產(chǎn)物為（）

A.珠光體B.貝氏體

C.馬氏體

4.共析鋼過冷奧氏體在550。（2?Ms（馬氏體轉(zhuǎn)變開始溫度）范圍內(nèi)發(fā)生等溫轉(zhuǎn)變，其轉(zhuǎn)變

產(chǎn)物為（）

A.珠光體B.貝氏體

C.馬氏體

5.共析鋼過冷奧氏體，當(dāng)其冷卻速度超過臨界冷卻速度時，在Ms?Mf的溫度范圍內(nèi)發(fā)生

轉(zhuǎn)變，其轉(zhuǎn)變產(chǎn)物（）

A.珠光體B.貝氏體

C.馬氏體

6.軸承內(nèi)的滾珠應(yīng)選用材料（)

A.T10B.GCrl5

C.9SiCr

7.上述滾珠應(yīng)進(jìn)行的熱處理方法是（）

A.淬火+高溫回火B(yǎng).淬火+中溫回火

C.淬火+低溫回火

8.機(jī)床床身應(yīng)采用下列材料制造（）

A.灰口鑄鐵B.球墨鑄佚

C.可鍛鑄鐵

9.影響鋼的淬透性的主要因素是（）

A.碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（含碳量）

B.合金元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（合金元素含量）

C.淬火介質(zhì)

10.影響鋼的淬硬性的主要因素是（）

A.碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)B.合金元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

C.淬火介質(zhì)

得分評卷入三、簡答題（共33分，）

1.在下面共析鋼C曲線圖中按給定順序填出各區(qū)域組織名稱（共12分，每答1分）

idO

(1)(2)

(3)(4)

(5)(6)

(7)(8)

(9)(10)

(11)(12)

2.T8材料制成的鑿子，采用圖示的溫度T1加熱，保溫后水淬的方法進(jìn)行處理，使用中常

出現(xiàn)刃口脆斷現(xiàn)象，試分析發(fā)生上述現(xiàn)象的原因，并說明較合理的熱處理方法、目的及

大致工藝，并將處理時的加熱溫度繪聲繪色于圖上。（15分）

3.計算碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0%的碳鋼，室溫時各組織組成物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)及其大致硬度。

（已知鐵素體、珠光體、滲碳體的硬度分別為80HB、200HB和800HB）（6分）

得分評卷人四、（10分）

某車床主軸的軸頸部位硬度需達(dá)到56HRC-58HRC,其余部位達(dá)到20HRC-24HRC即

可，其加工工藝路線為：鍛造一正火一機(jī)加工一釉頸表面淬火一低溫回火一磨削

（1）現(xiàn)有20、45、65Mn三種材料，請選用較適宜的材料；

（2）加工工藝中的正火、軸頸表面淬火工藝的目的及大致工藝如何。（工藝只需說明

加熱溫度范圍及冷卻方式即可）

得分評卷人五、（17分，每空1分）

填寫下表用途舉例可在下列范圍內(nèi)選擇：鉆頭、發(fā)動機(jī)傳動軸、拖拉機(jī)齒輪、軸承、機(jī)床床

身、板簧、汽車車身、橋梁、汽輪機(jī)葉片、絕緣子、冷沖模。

材料名稱材料類別熱處理方法或使用狀態(tài)用途舉例

20CrMnTi

40Cr

15MnV

玻璃鋼—

9SiCr

60Si2Mn

誠信應(yīng)考，考試作弊將帶來嚴(yán)重后果！

華南理工大學(xué)期末考試

《材料力學(xué)》試卷（2005級B）

叩注意事項：1.考前請將密封線內(nèi)填寫清楚；

2.所有答案請直接答在試卷上；

度

3.考試形式：閉卷；

4.本試卷共六大題，滿分100分，考試時間120分鐘。

六

題號—>二三四五總分

得分

評卷人

一、簡單計算題（共30分）

1.重量為。的重物自由下落沖擊梁的5點，梁的抗彎剛度E/為常量，若。、

EI、I、//均已知，試推出8的轉(zhuǎn)角0B的表達(dá)式。（6分）

”1.2〃

K,=1+」1+—（2分）

（1分）

另：7

如:AElB

蝮：（順時針）（2分）：

熱區(qū)；%

然：

—落：

一切；2.試求圖示交變應(yīng)力的循環(huán)特征八應(yīng)力幅值/。（4分）

bmin]_

（2分）

bfnax3

max相』丁=20MPa（2分）

o-a=—

中

3.圖示為某構(gòu)件內(nèi)危險點的應(yīng)力狀態(tài)（圖中應(yīng)力單位為MPa）,試分別求其

第二、第四強(qiáng)度理論的相當(dāng)應(yīng)力「2、<7,,4(v=0.3)0(6分)

較

=60MPa,（1分）cr2=56.06MPa,（1分）

q=-16.06MPa（1分）

/2=48MPa,（1分）%4=74.17MPa（2分）

4.直徑為4的圓柱放在直徑為0=34、厚為f的圓形生出,，＞四生人」生住

的支反力為均勻分布，圓柱承受軸向壓力P,試求基座剪切面的剪力

4

P-Q_q；血2=o,（2分）

Q^P--7id2-^—=-P（2分）

4工就29

4

作圖1分

q

5.試求圖示懸臂梁自由端8的撓度。（4分）

2

ma，1人、ma

5=；（1分）n（1分），

2EIEIA

maa

co=g+0(I—a)=--(/---)（2分）

BCEI2

6.如下結(jié)構(gòu)中，0A為剛性桿，桿2的長度短了6,現(xiàn)強(qiáng)行將三桿裝配，試

寫出變形協(xié)調(diào)方程。（4分）

2A/j=S—A/2

二、已知夕、試作梁的剪力圖和彎矩圖。（12分）

（6分）

（6分）

三、平面剛架如圖所示，E/為常量，試用能量法求出A、C處的約束力。

（16分）

B

尸=1

ck------

M=-1（4分）

=—卜一五cx）（-x）dx+」《（Mo-FlX-l）dx=0

Ac

CH

得：己="

（4分）

c4/

支座A處的約束反力:

尸「喉㈠）

（1分）

%=0；（1分）

此小。（順時針）

（2分）

四、橫截面為力X/7的矩形截面梁如圖所示，已知：/z=2b=5.2cm,尸=lkN,q=

IkN/m,材料的許用應(yīng)力為[（r]=140MPa。試校核該梁的正應(yīng)力強(qiáng)度。

（10分）

畫出正確的彎矩圖，

或?qū)懗?、。截面的彎矩值。

匕=1.75AN（1分）

FB=3.25AN（1分）

x=1.75m（1分）

MB=—lkN-m（1分）

MD=\.5?>kN-m（2分）

\MmaxMD=1.53kN-m（1分）

1MJ1.53xl03

cy----l-------------------

|皿Wj_,

叫-X2.6X5.22X10-6

6

該梁符合正應(yīng)力強(qiáng)度要求。

五、圓截面桿，受橫向外力產(chǎn)和繞軸線的外力偶m°作用。由實驗測得桿表面A

點處沿軸線方向的線應(yīng)變幻。=4xIO"4,桿表面8點處沿與軸線成45。方向

的線應(yīng)變乞5。=3-75乂10^。材料的彈性模量E=200GPa,泊松比v=0.25,

許用應(yīng)力[6=180MPa。試按第三強(qiáng)度理論校核桿的強(qiáng)度。（16分）

中間段為純彎曲和扭轉(zhuǎn)的組合變形,畫出A、B點處的單元體:

（A點處的單元體）（2分）（8點處的單元體）（2分）

（2分）

■%=%，（2分）

A點為危險點（1分）

則有：

g-%=Es0-80MPa,（2分）

TXY=-=59.2MPa（2分）

°i）

<7（,3=Jcr；+4c；=144.2MPa<[cr]（3分）

六、圖示支架，斜桿為圓截面桿，直徑d=45mm、長度/=L25m,材料為優(yōu)

質(zhì)碳鋼，比例極限b?=200MPa,彈性模量E=200GPa。若卬產(chǎn)4,試按BC

桿的穩(wěn)定性確定支架的許可載荷31。（16分）

取節(jié)點8

%=0

FBC?sin45°—P=0,

FBC%=F(3分)

取桿

,_///_I_1.25x4

X=———~—---------（3分）

zd0.045

4

可以使用Euler公式(1分)

口加2^3.142x200x1()9x(0045)4

FBc-cr=,八，=----------------------------------------------------------------=8886(kN)(3分)

(〃廠(1XL25/X64

rm血FK-CrV280.86

f/7]=-----------=————=14.30(AN)（3分

2nsl24

北京理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院

2010年9月份《機(jī)械工程材料》課程考試

模擬試卷

考試形式：閉卷試卷類型：（A）

☆注意事項：1、本考卷滿分共：100分；考試時間：90分鐘。

2、所有試題必須答到誠豫管題紙上，答到試卷上無效。

3、考試結(jié)束后，考生須將試卷和試卷答題紙一并交回.

學(xué)習(xí)中心姓名學(xué)號

一、單項選擇題（本大題共10小題，每小題2分，共20分）

1、在設(shè)計汽車缸蓋螺釘時，應(yīng)選用的強(qiáng)度指標(biāo)是（C）。

A.*B.qc.cr02D.%

2、在立方晶系中指數(shù)相同的晶面和晶向（B）。

A.互相平行B.互相垂直C.即平行又垂直D.無必然聯(lián)系

3、鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后獲得的組織是（C）。

A.回火馬氏體B.回火屈氏體C.回火索氏體D.回火貝氏體

4、鋼的淬透性主要取決于（C）。

A.含碳量B.冷卻介質(zhì)C.合金元素D.加熱溫度

5、用來合成高聚物的低分子化合物稱為（B

A.鏈節(jié)B.單體C.鏈段D.單分子

6、有一碳鋼制作的支架剛性不足，解決的辦法是（C

A.用熱處理方法強(qiáng)化B.另選合金鋼C.增加橫截面積D.在冷塑性變形

狀態(tài)下使用

7、晶體中的空穴屬于（A）o

A.點缺陷B.而缺陷C.線缺陷D.不是缺陷

8、過共析鋼的正常淬火加熱溫度是（B）0

A.43+（30?50）°CB.A”+（30-50）°C

C.“+（30-50）°CD.Are+（30?50）°C

9、鋼的淬硬性主要取決于（A）。

A.含碳量B.冷卻介質(zhì)C.合金元素D.加熱溫度

10、塑料制品的玻璃化溫度（B）為好，橡膠制品的玻璃化溫度（B)為好。

A.低，高B.高，低C.高，高D.低，低

二、多項選擇題（本大題共5小題，每小題4分，共20分）

1、從液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)時，為了細(xì)化晶粒，可采用（BD）o

A.快速澆注B.加變質(zhì)劑

C.以砂型替代金屬型D.增大過冷度

2、淬火時，零件易變形、開裂的形狀可能有（BD）。

A.形狀對稱B.有尖角C.壁厚均勻D.壁厚不均勻

3、影響工程材料力學(xué)性能的內(nèi)在因素包括（ABC）0

A.化學(xué)成分B.內(nèi)部結(jié)構(gòu)C.內(nèi)部組織D.使用條件

4、下列適于作高溫耐熱零件的材料為（AD）。

A.陶瓷B.玻璃鋼C.40CrD.12CrMoV

5、經(jīng)淬火+低溫回火后可能為“高碳回火馬氏體+碳化物+少量殘余奧氏體”組織的鋼為

（ABCD）。

A.T9B.Crl2MoVC.9SiCrD.W18Cr4V

三、填空題（本大題共15空，每空2分，共30分）

1、單晶體與非晶體最根本的區(qū)別是晶體有固定的熔點、晶體原子排列具有規(guī)律性、晶體

性能各向異性。

2、a—Fe、y-Fe的一個晶胞內(nèi)的原子數(shù)分別為2和4。

3、當(dāng)鋼中發(fā)生奧氏體向馬氏體的轉(zhuǎn)變時，原奧氏體中碳含量越高，則Ms點越低，

轉(zhuǎn)變后的殘余奧氏體量就越多。

4、鋼熱處理確定其加熱溫度的依據(jù)是尸e-相圖一，而確定過冷奧氏體冷卻轉(zhuǎn)變產(chǎn)

物的依據(jù)是C曲線。

5、鋼的淬透性主要決定于合金元素，鋼的淬硬性主要決定于含碳量。

6、除Co（鉆）和A/（鋁）夕卜，兒乎所有的合金元素都使Ms、Mf點降

低_,因此淬火后相同碳含量的合金鋼比碳鋼的A殘增多，使鋼的硬度降低。

四、問答題（本大題共3小題，每小題10分，共30分）

1、敘述滲碳鋼和調(diào)質(zhì)鋼的合金化及熱處理特點。

答：

（1）滲碳鋼要滿足表面高硬度、高耐磨，因此要求鋼中含有碳化物形成元素，同時由于滲

碳溫度高，還加入防止奧氏體晶?；脑兀ㄈ鏥,Ti）,另外含有提高基體淬透性、強(qiáng)度

和韌性的元素（Ni,Si等），為保證滲碳效率，滲碳鋼含碳量為低碳。熱處理工藝為滲碳+

淬火+低溫回火。（5分）

（2）調(diào)質(zhì)鋼的含碳量為中碳（0.3%?0.5%）,以保證強(qiáng)度、塑性和韌性的匹配，主要合金元

素包括提高淬透性的元素（Ni,Si,Mn,Cr）,另外還有細(xì)化晶粒、抑制高溫回火脆性的元

素（Mo,W）。熱處理工藝為淬火+高溫回火（調(diào)質(zhì)）。

（5分）

2、本質(zhì)細(xì)晶粒鋼的奧氏體晶粒是否一定比本質(zhì)粗晶粒鋼的細(xì)，為什么？

答：

（1）不一定

（2分）

(2)本質(zhì)晶粒度表示在特定的加熱條件下A晶粒有長大的傾向。本質(zhì)細(xì)晶粒鋼是指鋼特定

的加熱條件下，A晶粒不容易長大。而本質(zhì)粗晶粒鋼是指鋼特定的加熱條件下，A晶粒迅速

長大。(4分)

(3)超過規(guī)定的溫度，阻止A晶粒長大的碳化物也溶解后，本質(zhì)細(xì)晶粒鋼的A晶粒并不一

定比本質(zhì)粗晶粒鋼的細(xì)。

(4分)

3、低碳鋼板硬度低，可否用淬火方法提高硬度？用什么辦法能顯著提高硬度？

答：

(1)低碳鋼不宜用淬火方法提高硬度，因為含碳量太低，淬火后的低碳馬氏體的硬度不是

很高。(5分)

(2)可以通過塑性變形產(chǎn)生加工硬化效應(yīng)來提高硬度或采用滲碳+淬火+低溫回火的方法，

提高表面硬度。

(5分)

名詞解釋

1.過冷度：理想結(jié)晶溫度與實際結(jié)晶溫度的差值。

2.變質(zhì)處理：向液體中加入固態(tài)元素或化合物作為非均質(zhì)形核的核心，從而提

高了形核率，細(xì)化了晶粒。

3.再結(jié)晶：當(dāng)變形金屬加熱到某一溫度，破碎拉長的晶粒長大為等軸晶粒。

4.馬氏體：C在a—Fe中形成的過飽和間隙固溶體。

5.球化退火：過共析鋼加熱到不完全奧氏體化退火，使?jié)B碳體由片狀轉(zhuǎn)為球狀,

提高了塑性和切削加工能力。

-：是非題

1.(V)2.(X)3.(X)4.(V)5.(X)6.(X)7.(V)

8.(V)9.(X)10.(V)

三：選擇

1.b2.a3.a4.c5.b6.c7.a8.a9.b10.c

11.a12.c13.c14.b15.b16.c17.c18.b19.a20.c

四：簡答

1.解：晶粒越細(xì)，強(qiáng)度、硬度、塑性和韌性越大。細(xì)化晶粒采取提高過冷度、

變質(zhì)處理、振動處理。

2.解:

X印%Xp%+(a+0)%X(a+p)%

=50%X95%+50%X75%

=85%B

3.解：把固態(tài)金屬材料通過一定的加熱，保溫和冷卻以獲得所需組織、結(jié)構(gòu)和

性能的工藝稱熱處理。常見的熱處理方法有退火、正火、淬火和回火。

退火的目的：降低鋼的硬度，提高塑性；細(xì)化晶粒，消除因鑄、鍛、焊引起的組

織缺陷，均勻鋼的組織和成分；消除鋼中的內(nèi)應(yīng)力，以防止變形和開裂。

正火的目的：細(xì)化晶粒，獲得比較均勻的組織和性能；對低碳鋼可提高硬度，改

善切削加工性；對過共析鋼可抑制網(wǎng)狀滲碳體析出為球化退火作準(zhǔn)備。淬火的目

的：使鋼件獲得所需的馬氏體組織，提高工件的硬度，強(qiáng)度和耐磨性。回火的目

的：主要是消除鋼件在淬火時所產(chǎn)生的應(yīng)力；穩(wěn)定組織，使工件尺寸和性能穩(wěn)定；

提高鋼的塑韌性。

4.解：馬氏體分解；殘余奧氏體轉(zhuǎn)變；碳化物轉(zhuǎn)變；碳化物聚集長大及a回復(fù)

與再結(jié)晶。

5.解：預(yù)備熱處理：完全退火，作用是細(xì)化晶粒，消除內(nèi)應(yīng)力，降低硬度，

提高塑性。最終熱處理：淬火+高溫回火，作用是獲得良好的綜合機(jī)械性能。

6.解：固溶處理是加熱到高溫使碳化物全部溶入奧氏體，再快速冷卻，從而抑

制第二相的析出，形成過飽和固溶體，以獲得單相奧氏體組織，以避免晶間腐蝕。

穩(wěn)定化處理是加入Ti,使Ti與C形成TiC。加熱溫度高于（Fe,Cr）4c的熔點，而

低于TiC的熔點，緩慢冷卻，使奧氏體的碳完全穩(wěn)定在TiC中，從而徹底避免了

晶間腐蝕。

7.解：鑄鐵的鑄造性能良好。鑄鐵具有良好的切削加工性能。鑄鐵具有優(yōu)良的減

磨性。鑄鐵具有優(yōu)良的消震性。鑄鐵具有低的缺口敏感性。所以一般機(jī)器的支架、

機(jī)床的床身常用灰口鑄鐵制造。

機(jī)械工程材料A卷標(biāo)準(zhǔn)答案

-、名詞解釋：（1o分）

］、固溶強(qiáng)化：固溶體溶入溶質(zhì)后強(qiáng)度、硬度提高，塑性韌性卜降現(xiàn)象。

2、加工硬化：金屬塑性變形后，強(qiáng)度硬度提高的現(xiàn)象。

2、合金強(qiáng)化：在鋼液中有選擇地加入合金兀素，提高材料強(qiáng)度和硬度

4、熱處理：鋼在固態(tài)卜通過加熱、保通I、冷卻改變鋼的組織結(jié)構(gòu)從向獲得所需性能的一種

工藝。

5、細(xì)晶強(qiáng)化：晶粒尺寸通過細(xì)化處理，使得金屬強(qiáng)度提高的方法。

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時效P4-F+G片

汽車后橋齒輪40Cr,20CrMnTi,6OSi2Mn20CrMnTi滲碳+淬火+低溫表面Cm+M+A'

回火心部F+M

滾動軸承GCrl5,Crl2,QT600-2GCrl5球化退火+淬火+Cm+M+A'

低溫回火

錘刀9SiCr,T12,W18Cr4VT12球化退火十淬火十Cm+M+A'

低溫回火

汽車板簧45,60Si2Mn,T1060Si2Mn淬火+中溫回火T回

鉆頭W18Cr4V,65Mn,20W18Cr4V淬火+低溫回火Cm+M+A'

橋梁!Crl3,l6Mn,Q19516Mn,不熱處理F+P

滑動軸承H70,ZSnSb11Cu6,T8ZSnSbllCu6不熱處理a+SnSb

耐酸容器Q235,lCrl8Ni9Ti,ZGMnl3!Crl8Ni9Ti固溶處理A

發(fā)動機(jī)曲軸QT600-3,45,ZL101QT600-3等溫淬火+高溫回S回+G球

火

三（20分）車床主軸要求軸頸部位硬度為HRC54—58,其余地方為HRC20—25,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AC3+5O℃保溫一

段時間空冷

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M+A'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（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、1513、12Cr2Ni4A（b）45、40Cr、65Mn、T12

（c）15、20Cr、18Cr2Ni4WA、20CrMnTi

3.要制造直徑16mm的螺栓，要求整個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）Crl2Mo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(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(qiáng)化（b）細(xì)晶強(qiáng)化（c）位錯強(qiáng)化（d）第二相強(qiáng)化

9.lCrl8Ni9Ti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滲碳淬火后低溫回火（b）ZGMnl3-3經(jīng)水韌處理（c）W18Cr4V淬

火后低溫回火

五、填空題（20分）

1、馬氏體是碳在a-相中的過飽和固溶體,其形態(tài)主要有板條馬氏體、片狀馬氏體。

其中，片狀馬氏體硬度高、塑性差

2、W18Cr4V鋼的淬火加熱溫度為1270—1280℃,回火加熱溫度為560℃,回火次數(shù)3次。

3、材料選擇的三原則一般原則,工藝性原則,經(jīng)濟(jì)性原則。

4、合金結(jié)構(gòu)鋼與碳素結(jié)構(gòu)鋼相比，其突出優(yōu)點是強(qiáng)度高，淬透性好。

5.共析鋼過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線三個轉(zhuǎn)變區(qū)的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物是上_B_Mo

6.共析鋼淬火形成M+A，后，在低溫、中溫、高溫回火后的產(chǎn)物分別為M回+A'

T回Sjgo

7.45鋼正火后滲碳體呈上狀，調(diào)質(zhì)處理后滲碳體呈應(yīng)狀。

機(jī)械工程材料A卷評分標(biāo)準(zhǔn)

一、名詞解釋：（1o分）

3、固溶強(qiáng)化：固溶體溶入溶質(zhì)后強(qiáng)度、硬度提高，塑性韌性下降現(xiàn)象。（2分）

2、加工硬化：金屬塑性變形后，強(qiáng)度硬度提高的現(xiàn)象。（2分）

4、合金強(qiáng)化：在鋼液中有選擇地加入合金元素，提高材料強(qiáng)度和硬度（2分）

4、熱處理：鋼在固態(tài)下通過加熱、保溫、冷卻改變鋼的組織結(jié)構(gòu)從而獲得所需性能的一種

工藝。（2分）

5、細(xì)晶強(qiáng)化：通過細(xì)化晶粒處理，使得金屬強(qiáng)度提高的方法。（2分）

二、選擇適宜材料并說明常用的熱處理方法（30分）（每空1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時效P+F+G片

汽車后橋齒輪40Cr,20CrMnTi,60Si2Mn20CrMnTi滲碳+淬火+低溫表面Cm+M+A'

回火心部F+M

滾動軸承GCrl5,Crl2,QT600-2GCrl5球化退火+淬火+Cm+M+A'

低溫回火

鋰刀9SiCr,T12,W18Cr4VT12球化退火+淬火+Cm+M+A'

低溫回火

汽車板簧45,60Si2Mn,T1060Si2Mn淬火+中溫回火T回

鉆頭W18Cr4V,65Mn,20W18Cr4V淬火+低溫回火Cm+M+A'

橋梁lCrl3,l6Mn,Q19516Mn,不熱處理F+P

滑動軸承H70,ZSnSbllCu6,T8ZSnSbllCu6不熱處理a+SnSb

耐酸容器Q235,lCrl8Ni9Ti,ZGMnl3!Crl8Ni9Ti固溶處理A

發(fā)動機(jī)曲軸QT600-3,45,ZL101QT600-3等溫淬火+高溫回S回+G球

火

H（20分）車床主軸要求軸頸部位硬度為HRC54—58,其余地方為HRC20—25,其加工

路線為：

下料-----?鍛造一?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、主軸應(yīng)用的材料-：45鋼（4分）

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AC3+5O℃保溫一

段時間空冷（4分）

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

分）

4、表面淬火目的提高軸頸表面硬度（4分）

4.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M+A'心部S回。

（4分）

四、選擇填空（20分）（每空2分）

1.合金元素對奧氏體晶粒長大的影響是（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、lCrl3>12Cr2Ni4A（b）45、40Cr、65Mn、T12

（c）15、20Cr、18Cr2Ni4WA、20CrMnTi

3.要制造直徑16mm的螺栓，要求整個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）Crl2Mo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(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(qiáng)化（b）細(xì)晶強(qiáng)化（c）位錯強(qiáng)化（d）第二相強(qiáng)化

9.lCrl8Ni9Ti奧氏體型不銹鋼，進(jìn)行固溶處理的目的是（b