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。(X)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。(X)3、鑄鐵是含碳量小于2.11%的鐵碳合金。(X)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。(X)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。(V)6、一個合金的室溫組織為a +P 11+ (a +B)，則它由三相組成。(X)7、將金屬加熱到再結(jié)晶溫度以上時，金屬將發(fā)生回復(fù) 再結(jié)晶及晶 粒長大等變化。(V)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。(V)9、碳鋼的塑性和強度都隨著含碳量的

2、增加而降低。(X)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。(V)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P+ F + G 片汽車后40Cr,20CrM nTi滲碳+淬表面Cm +橋齒輪20CrM nTi,火+低溫M+ A60Si2 Mn回火心咅B(yǎng) F+ M滾動軸GCr15, Cr12,GCr15球化退火Cm + M +承QT600-2+淬火+A*低溫回火鋰刀9SiCr,T12,T12球化退火Cm + M +W18Cr4V+淬火+A*低溫回火汽車板45,60Si2 Mn,60

3、Si2 Mn淬火+中T回簧T10溫回火鉆頭W18Cr4V,W18Cr4V淬火+低Cm + M +65Mn,20溫回火A橋梁1Cr13,16Mn,16Mn5不熱處理F+ PQ195滑動軸承H70,ZSn Sb11Cu6,T8ZSn Sb11Cu6不熱處理a+SnSb耐酸容Q235,1Cr18Ni9Ti固溶處理A器1Cr18Ni9Ti,ZGMn 13發(fā)動機曲軸QT600-3,45,ZL101QT600-3等溫淬火+咼溫回火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HRC20 25,其加工路線為：下料I、一鍛正一口工調(diào)質(zhì)機加工（精）*軸頸表面淬火回火磨加工指出：1

4、、主軸應(yīng)用的材料：45鋼2、正火的目的和大致熱處理工藝 細化晶粒，消除應(yīng)力；加熱到辰+ 50 C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M+A心部S回四、選擇填空（20分）1、合金兀素對奧氏體晶粒長大的影響是溫度越高，保溫時間越長(d)進奧氏體晶粒長大（C）無影響（d）上述說法都不全面厶適合制造滲碳零件的鋼有（c） O（a） 16Mnv 15、20Cr、1Cr13x 12Cr2Ni4A （b） 45、406、65Mn、T12(c) 15、20Cr、1

5、8Cr2Ni4WAx 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淬火后高溫回火 （c） 20Cr

6、MnTi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滲碳淬火后低溫回火 （b） ZGMn13 3經(jīng)水韌處理

7、（c） W18Cr4V淬火后低溫回火11、位錯是一種 。（） 線缺陷 點缺陷面缺陷12x純鐵在850C時為晶格。（）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o （） 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o （） 小大相等具有勻晶相圖的合金在固態(tài)時的相結(jié)構(gòu)屬于O（）碳素結(jié)構(gòu)鋼不銹鋼碳素工具鋼 化合物固溶體以上都不

8、是17、密排六方晶胞的原子數(shù)為。（） 264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。20x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 x屬于體心立方晶格的金屬有o （）aFe,鋁aFe鋸yFe,鋁O（）22 工程結(jié)構(gòu)件中應(yīng)用最多的鋼種是23 x奧氏體是碳溶解在中所形成的間隙固溶體。（） aFe 丫 -Fe S -Fe24 x可逆回火脆性的溫度范圍是。（） 150C -200 C 250 C 400C400 C

9、 -550 C25、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27v馬氏體轉(zhuǎn)變是在以下進行的。（）Mf（）機械混合物當用的硬痔測試方法的表示符A1處加28、珠光體是一種固溶體金屬化合物29、在測量工件的表面層硬度時，號是。（）30表示金屬材料彈性極限的符號是。（）ce cscb31在晶體缺陷中，屬于面缺陷的有。（）間隙原子位錯晶界32建立相圖時米用的冷卻速應(yīng)為。（）快速中速極緩慢33、在發(fā)生共晶轉(zhuǎn)變L-a +B時，L、a、B三相的成分為c（）相同 確定不變不斷變化34、對板料進行多次拉伸時

10、，為了消除形變強化，中途應(yīng)進行。（）完全退火再結(jié)晶退火正火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36、合金固溶強化的基本原因是在空氣中冷卻o （）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,PMn,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a +二次E + （ a +P ），它由組成。（）二相三相四相40、制造普通螺母的鋼應(yīng)選用

11、。（） 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O（）在約550 C以上高溫區(qū)冷速應(yīng)盡可能緩慢，在低于約250 C的低溫區(qū)應(yīng)具有足夠快的冷速 在約550C以上高溫區(qū)冷速應(yīng)具有足夠快的冷速，在低于 約250 C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。（）可鍛鑄鐵球

12、墨鑄鐵高猛鋼ZGMn 1345、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。（）CoCrMn46、屬于體心立方晶格的金屬有。（）47、每個體心立方晶胞中包含有個原子。（）12348、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18-8型鋸鎳不銹鋼的強度，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O（）A1線 ECF線 Acm線五、簡答題（共20分）1、晶體有那些特性？ （ 4分）一般具有規(guī)則的外形。（1分）；2）有（1分）；3）有各向異性。（1分）；4）解理性。（1分）2、陶瓷材

13、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

14、 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)晶的基本過程一一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 T9J9AJ10J10AJ11J11A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

15、，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)

16、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

17、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O答：金屬液在鑄模中冷卻和凝時,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。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

18、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;(2)奧氏體晶核的長大；（1分）(3)殘余滲碳體的溶解；（1分）(4)奧氏體成分的均勻化C、（1 分）(1分)6分)高分子材料的主要性能J點是什么？（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

19、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 牢的鈍化膜;(1分)（3）形成單相組織。（1分）17、說明下列符號各是什么指標？各代表什么意思？（5分）不銹鋼中最主要的合金元素是Cro （ 1分）(1)E（2） s （3）書（4）a k （5） HRC（1分） s :屈服點（強度）;（1分）答：（1） E:彈性模量；剛度指標（2）強度指標書：斷面收縮率；塑性指標（1分）分）a k :沖擊韌度；韌性指標（1（5

20、） 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780C和 860C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

21、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,使鋼具有咼的強度，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、冷沖壓木吳具、滾動