青島理工大學(xué)機(jī)械工程材料期末考試復(fù)習(xí)題

1、機(jī)械工程材料復(fù)習(xí)題及答案溫馨提示：本試題僅供備考復(fù)習(xí)使用。查題方法：復(fù)制局部試題題干，使用查找功能找到對(duì)應(yīng)試題(查找快捷鍵：Ctrl+F)o填空(1)晶體缺陷中的點(diǎn)缺陷包括、和。(2)每個(gè)面心立方晶胞在晶核中實(shí)際含有 個(gè)原子，致密度為,原子半徑為 o(3)金屬的實(shí)際結(jié)晶溫度低于理論結(jié)晶溫度，二者之差稱作 o(4)冷變形金屬在加熱過程中，變形組織隨加熱溫度升高會(huì)經(jīng)歷三個(gè)階段：， 和晶粒長大。(5)鐵素體、是室溫平衡狀態(tài)下鋼組織中基本的組成物。(6)鑄造過程中細(xì)化晶粒的主要方法有、和 o(7)普通熱處理工藝有四種：、o(8)馬氏體組織形態(tài)主要有兩種基本類型：和片狀馬氏體。(9)常見鋼的退火種類有：

2、、去應(yīng)力退火和再結(jié)晶退火。(10)按用途可以將鋼分為三大類：、特殊鋼。(11)根據(jù)鑄鐵中石墨結(jié)晶形態(tài)的不同，鑄鐵可分為三(15)圖3是一立方晶格，陰影(ODBF)所示的晶面指數(shù)是：o(16)金屬的實(shí)際結(jié)晶溫度低于理論結(jié)晶溫度，二者之差稱作 o(17)經(jīng)過塑性變形，可使金屬組織的晶粒沿變形方向拉長，性能趨于(18)冷變形金屬組織隨著加熱溫度升高，經(jīng)歷三個(gè)階段：， ，共晶反響的成分點(diǎn)以及反響溫度。 寫出各類鋼在室溫下的組織(3分)計(jì)算共析鋼珠光體中鐵素體和滲碳體的相對(duì)重量(4) aFe是什么晶格類型？畫出(100)晶面和111晶向的原子示意圖，并計(jì)算它們的原子密度。一.填空(1)置換原子、間隙原子

3、、空位(2) 4,0.74. a 4過冷度(4) 0M 再結(jié)晶(5)滲碳體 珠光體(6)控制過冷度、變質(zhì)處理、振動(dòng)攪拌(7)退火 回火、正火、淬火(8)板條狀馬氏體(9)完全退火,等溫退火,球化退火(10)結(jié)構(gòu)鋼 工具鋼(11)灰口鑄鐵、可鍛鑄鐵球墨鑄鐵(12)使用性能、工藝性能、經(jīng)濟(jì)性能。(13)面心立方晶格(i4)rnoi(15)(110)(16)過冷度(17)各項(xiàng)異性(18)回復(fù)(19)點(diǎn)缺陷、線缺陷、面缺陷(20)面心立方、體心立方 (21)珠光體(22)S (硫)(23)加工硬化;彌散強(qiáng)化;固溶強(qiáng)化;細(xì)化晶粒(24)鉆(25)加熱、保溫(26)模具鋼(27)a-Fe(28)固溶體、金

4、屬間化合物(29)球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵、灰口鑄鐵(30)使用性能(31)線缺陷(32)10101(33)單晶體(34)過冷度(35)回復(fù) 再結(jié)晶(36)相圖(37)滲碳體 珠光體(38)硅(Si) 硫(S)(39)退火 回火(40)板條狀馬氏體(4PzK 油(42)合金結(jié)構(gòu)鋼合金工具鋼(43)高硬度高熱硬性(44)可鍛鑄鐵球墨鑄鐵(45)HRC60(46)鑄鐵(47)機(jī)械性能二、判斷XXXXXXXN N X7x 7 xx7x xxd7 x x N N N x N x x三、選擇1、A 2、A 3、CADB 4、DCB 5、A 6、BAAB 7、C 8、B 9、C 10、C 11、C 12、B;2

5、0、 A; 21、 C;22、 C； 23、CBA；A 13、A; 14、B; 15、C; 16、C; 17、B; 18、C;/19、31、BAAB 32、A24、C； 25、D ； 26、C 27、A 28、CADB 29、DCB 30、A四、填表題鋼號(hào)類別(按用途分)碳的大致含量合金元素大致含量用途舉例GCrl5滾動(dòng)軸承鋼Cr 約 1.5%T9A碳素工具鋼刀具、沖模、沖頭40Cr調(diào)質(zhì)鋼0.4%齒輪、連桿螺釘、螺栓、套筒20CrMnTi合金滲碳鋼0.2%承受中載荷的變速箱齒輪等5CrMnMo熱作模具鋼熱作模具(熱鍛模、熱墩模、熱擠壓模等)W18Cr4V合金刃具鋼（高速鋼）W%=18% ；Cr

6、%=4%；V1%Cr%=12%；MoV%1.5%冷作模具（冷沖模、冷墩模、 冷擠壓模、拉絲模、滾絲模 等）五簡答題1、答：（1） 一次滲碳體：從液相中直接結(jié)晶出來的滲碳體；（2）二次滲碳體：從奧氏體相中析出 來的滲碳體；（3）三次滲碳體：從鐵素體相中析出來的滲碳體。（每點(diǎn)1分，扣完為止）2、答：（1）本質(zhì)細(xì)晶粒鋼：加熱到臨界點(diǎn)以上直到930,隨溫度升高，晶粒長大速度很緩慢，稱 本質(zhì)細(xì)晶粒鋼。（2）不一定。本質(zhì)晶粒度只代表鋼在加熱時(shí)奧氏體晶粒長大傾向的大小。本質(zhì)粗 晶粒鋼在較低加熱溫度下可獲得細(xì)晶粒，而本質(zhì)細(xì)晶粒鋼假設(shè)在較高溫度下加熱也會(huì)得到粗晶粒。3、答：鋼的含碳量3.0%時(shí)，隨含碳量增加，鋼

7、的強(qiáng)度和硬度不斷增加，而塑性、韌性卻不斷降低; 鋼的含碳量1.0%時(shí)，隨含碳量增加，鋼的強(qiáng)度下降，硬度不斷增加，塑性、韌性仍不斷下降。4、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：形成固溶體和金屬間化合物都能強(qiáng)化合金， 但固溶體的強(qiáng)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(jī)械性能。5、加工硬化：金屬發(fā)生冷塑性變形，隨變形量的增大，金屬材料的強(qiáng)度、硬度增加，而塑性、韌性 降低的現(xiàn)象。利：加工硬化可提高金屬強(qiáng)度、硬度和耐磨性。弊：加工硬化降低了金屬材料的塑性， 給金

8、屬材料的進(jìn)一步變形帶來了困難。6、顯微組織徹底改變，纖維狀的晶粒變成等軸晶粒；消除加工硬化與剩余應(yīng)力，強(qiáng)度、硬度 顯著降低，塑性、韌性提高。7、回火的主要目的有四個(gè): 一是降低脆性，消除或減少內(nèi)應(yīng)力。二是獲得工件所要求的機(jī)械性能。三是穩(wěn)定工件尺寸。四是適當(dāng) 降低硬度，以利于切削加工。8、基本相有：鐵素體奧氏體滲碳體。鐵素體的強(qiáng)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。9、灰口鑄鐵具有以下優(yōu)良性能：1）良好的鑄造性能；2）減磨性好；3）減震性好；4）良好的切削加工性；5）低的缺口敏感性，所以被廣泛用來制造各種床身

9、、機(jī)架。10、感應(yīng)加熱淬火和火焰加熱淬火；工件外表硬度高，心部韌性好11、答：1）淬透性低，回火抗力差，基本相軟弱；2）機(jī)械性能差；3）不能滿足一些如耐熱、耐腐 蝕、高磁性、高耐磨性等特殊要求。12、答：鋼的含碳量01.0%時(shí)一，隨含碳量增加，鋼的強(qiáng)度和硬度不斷增加，而塑性、韌性卻不斷降低;鋼的含碳量1.0%時(shí)，隨含碳量增加，鋼的強(qiáng)度下降，硬度不斷增加，塑性、韌性仍不斷下降。六、綜合題1、（1）答:Cr:提高淬透性;Mn:強(qiáng)化鐵素體;Ti:細(xì)化晶粒。（2）答：1）正火工藝曲線如圖；時(shí)間/小時(shí)2）正火的作用：降低硬度，以便進(jìn)行切削加工；消除剩余應(yīng)力，以防鋼件的變形、開裂；細(xì)化晶粒，改善組織以提高

10、鋼的機(jī)械性能;為最終熱處理（淬火回火）作好組織上的準(zhǔn)備。(3)1)滲碳、淬火的作用：提高齒面硬度和耐磨性。2)低溫回火的作用：降低淬火內(nèi)應(yīng)力，形成回火馬氏體，保持齒面高硬度和耐磨性。(4)答：齒面組織:回火馬氏體+剩余奧氏體+碳化物；齒面性能:具有很高的硬度和耐磨性。中心組織：鐵素體+細(xì)珠光體+低碳的回火馬氏體；性能：高強(qiáng)度和良好的沖擊韌性。(5)答：(1) 20CrMnTi具有較高淬透性，油淬可以獲得足夠的馬氏體組織(2)防止水冷產(chǎn)生的較大內(nèi)應(yīng)力，防止產(chǎn)生裂紋。2、(1)選用 35CrMo 鋼(2)加工工藝路線：下料一鍛造一退火一粗車一調(diào)質(zhì)一精加工一中頻(高頻)外表加熱淬火一低溫回 火一磨至

11、尺寸。(3)退火：消除鍛造應(yīng)力，調(diào)整硬度、以利切削加工；組織P+F調(diào)質(zhì)：得到S回，保證心部具有良好的綜合力學(xué)性能高頻感應(yīng)加熱淬火+低溫回火：外表獲得M回，具有高硬度、高耐磨性最終組織狀態(tài)：軸的表層為回火馬氏體，心部為回火索氏體。3、(1)(共 4 分)(2)亞共析鋼：F+P、共析鋼：P、過共析鋼：P+Fe3C(3)鐵素體 F=(0.77-0.2)/(0.77-0.02)x 100% =76% 珠光體 P= 1-76% =24%（4） y-Fe是面心立方晶格類型（100）晶面示意圖：,（義4 + 1）/ =2/（100）晶面原子密度：44、(1)（2）亞共析鋼：F+P、共析鋼：P、過共析鋼：P+

12、Fe3C（3）鐵素體 F=（6,素-0.77）/6.69x100%=88%（1 分）、滲碳體=1-88% = 12%a-Fe是體心立方晶格類型（100）晶面原子示意圖（1x4）/6Z2 =l/a2（100）晶面原子密度：4Ill晶向原子示意圖*13a 一Gx ，3 a 111晶向原子密度2 2+1)/=1.16/a(19)晶體缺陷主要可分為, 和 三類。(20)純鐵在1200時(shí)晶體結(jié)構(gòu)為,在800時(shí)晶體結(jié)構(gòu)為 o(21)鐵素體、滲碳體、是室溫平衡狀態(tài)下鋼組織中基本的組成物。(22)碳鋼質(zhì)量的高低，主要取決于鋼中有害雜質(zhì) 和磷的多少來確定的。(23)寫出四種常用的強(qiáng)化金屬材料的方法：; ; ;

13、。(24)除了 外，所有合金元素溶入奧氏體后，都增大其穩(wěn)定性，使C曲線右移。(25)在鋼的熱處理中，奧氏體的形成過程是由 和 兩個(gè)基本過程來完成的。(26)合金工具鋼包括三類：刃具鋼、量具鋼。(27)碳溶解在 中所形成的固溶體稱為鐵素體。(28)固體合金的相結(jié)構(gòu)分為 和 兩大類。(29)根據(jù)鑄鐵中石墨結(jié)晶形態(tài)的不同，鑄鐵可分為、o(30)機(jī)械零件選材的一般原那么是考慮材料的、工藝性能、經(jīng)濟(jì)性能。(31)金屬中存在的晶格缺陷有點(diǎn)缺陷、面缺陷。(32)以下圖是立方晶格的示意圖，請(qǐng)問以下方向獲代表哪個(gè)方向 o(33)晶體內(nèi)部的晶格位向完全一致時(shí)，稱該晶體為 o(34)金屬的實(shí)際結(jié)晶溫度低于理論結(jié)晶溫

14、度，二者之差稱作。(35)變形金屬在加熱過程中，經(jīng)歷三個(gè)階段：, 和晶粒長大。(36)用來表示合金系中各個(gè)合金的結(jié)晶過程的簡明圖解稱為,它可以回答某一定成 分的合金在某一溫度下會(huì)形成什么樣的組織c(37)鐵素體、是室溫平衡狀態(tài)下鐵碳合金組織中基本的組成物。(38)鋼中常存的雜質(zhì)元素有、硅(Mn)、磷(P)四種，其中前兩種一般是有 益的，后兩種是有害的。(39)普通熱處理工藝有四種：、正火、淬火、o(40)馬氏體組織形態(tài)主要有兩種基本類型：和片狀馬氏體。(41)常用淬火的冷卻介質(zhì)有(按冷卻速度由高到低排列)鹽水、硝鹽 等。(42)按用途可以將合金鋼分為三大類：、特殊性能鋼。(43)刃具鋼要求至少

15、具有三大性能要求、高耐磨、o(44)根據(jù)鑄鐵中石墨結(jié)晶形態(tài)的不同，鑄鐵可分為三類：灰口鑄鐵、。(45)熱硬性是指刃部受熱升溫時(shí)刃具鋼仍能維持高硬度的一種特性，此時(shí)硬度值至少為 o(46)含碳量大于2.11%的鐵碳合金稱為 o(47)機(jī)械零件選材的一般原那么是考慮材料的、工藝性能、經(jīng)濟(jì)性能。一、判斷題(1)物質(zhì)從液體狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w狀態(tài)的過程稱為結(jié)晶。()(2)碳素工具鋼的牌號(hào)，如T8, T12,該數(shù)字表示鋼的最低沖擊韌性值。()(3) 一般結(jié)構(gòu)鋼的奧氏體晶粒度分為8級(jí)，1級(jí)最細(xì)，8級(jí)最粗。(4)合金元素溶于奧氏體后，均能增加過冷奧氏體的穩(wěn)定性。(5)加熱速度越快，奧氏體晶粒越粗大。(6)在體心立

16、方晶格中，原子排列最密的方向111垂直于原子排列最密的晶面(110)o(7)可鍛鑄鐵可以鍛造成形。(8) 一般認(rèn)為硫和磷是鋼中的有害元素。(9)等溫轉(zhuǎn)變時(shí)的鼻尖處過冷奧氏體最易發(fā)生轉(zhuǎn)變。(10)珠光體是單相組織。(11)凡晶格缺陷處及其附近，均會(huì)引起晶格能量的提高，并使金屬的物理、化學(xué)、機(jī)械性能發(fā)生顯 著變化。(12)變形金屬經(jīng)回復(fù)過程既可以降低內(nèi)應(yīng)力，又可以消除加工硬化。(13)晶內(nèi)偏析可以通過擴(kuò)散退火處理得到解決。(14)珠光體是由奧氏體和滲碳體所形成的機(jī)械混合物，其平均含碳量為0.77(15) T8是優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。(16)馬氏體轉(zhuǎn)變不能得到100%的馬氏體。(17)液態(tài)金屬結(jié)晶時(shí)的冷卻

17、速度越快，過冷度就越大，形核率和長大率都增大，故晶粒就粗大。(18)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)用兩位數(shù)字來表示，如45鋼，該數(shù)字表示鋼的1/10最低抗拉強(qiáng)度值。(19)馬氏體轉(zhuǎn)變溫度區(qū)的位置主要與鋼的化學(xué)成分有關(guān)，而與冷卻速度無關(guān)(20)球墨鑄鐵之所以具有較高的機(jī)械性能，主要原因是其組織中的石墨形態(tài)為球狀。(21)馬氏體轉(zhuǎn)變不能得到100%的馬氏體。(22)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼中，鋼號(hào)20表示平均含碳量為2.0%。(23) 一般結(jié)構(gòu)鋼的奧氏體晶粒度分為8級(jí)，1級(jí)最細(xì)，8級(jí)最粗。(24)所有能夠提高過冷奧氏體穩(wěn)定性的因素，均可使過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線右移。(25)過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物為單一組織。(26)

18、分級(jí)淬火法與雙液淬火法相比，可以更有效防止變形和裂紋。(27)可鍛鑄鐵可以鍛造成型。一般認(rèn)為硫和磷是鋼中的有害元素。(29)變形金屬經(jīng)回復(fù)可以消除加工硬化。(30)珠光體是單相組織。三.選擇題1、鐵素體是碳溶解在 中所形成的間隙固溶體。A. a-Fe B. y-Fe C. 8-Fe D. p-Fe2、三相平衡線的圖形特征如圖1所示，該三相反響的反響名稱是：A.共晶反響 B.共析反響 C.包晶反響3、寫出圖2中所示的淬火方法，1表示, 2表示, 3表示, 4表示 oA.雙液淬火 B.等溫淬火 C.單液淬火D.分級(jí)淬火E.局部淬火時(shí)間4、將T8鋼加熱至760保溫后，以在TTT圖(見圖3所示)中所示

19、的三種方式冷卻，將獲得什么 組織。方式1獲得,方式2獲得 ,方式3獲得。A.索氏體 B.馬氏體+剩余奧氏體 C.下貝氏體 D.珠光體5、金屬多晶體的晶粒越細(xì)，那么其。A.強(qiáng)度越高，塑性越好B.強(qiáng)度越高，塑性越差C.強(qiáng)度越低，塑性越好D.強(qiáng)度越低，塑性越差6、為以下熱處理選擇正確的加熱溫度，亞共析鋼淬火,過共析鋼淬火,過共析鋼 的球化退火，亞共析鋼的完全退火 oA. Aci+30-50 B. Ac3+30-50 C. Accm+30-50D. Ac 以下7、馬氏體的硬度主要取決于 oA.過冷奧氏體的冷卻速度B.過冷奧氏體的轉(zhuǎn)變溫度C.馬氏體的含碳量D.馬氏體的亞結(jié)構(gòu)8、淬硬性好的鋼：oA.具有高

20、的合金元素含量B.具有高的含碳量C.具有低的含碳量 D.具有低的合金元素含量9、過共析鋼正火的目的是。A.調(diào)整硬度，改善切削性能B.細(xì)化晶粒C.消除網(wǎng)狀二次滲碳體D.提高硬度10、以下材料中，最適合制造機(jī)床床身的是 oA.40 鋼； B.T12 鋼； C.HT300；D.KTH300-0611、萊氏體是一種 OA.固溶體B.金屬化合物C.機(jī)械混合物D.單相組織金屬12、退火是將工件加熱到一定溫度，保溫一段時(shí)間，然后采用的冷卻方式是 oA.隨爐冷卻 B.在油中冷卻 C.在空氣中冷卻D.在水中冷卻晶體中的線缺陷是指。A、位錯(cuò) B、晶界 C、亞晶界D、晶格空位不會(huì)引起加工硬化。A、冷加工 B、熱加工

21、（15）以下圖是某合金的冷卻曲線及結(jié)晶過程示意圖。請(qǐng)問該合金在三相平衡時(shí)是。時(shí)間一一A、共晶反響B(tài)、共析反響C、包晶反響(16)亞共析鋼肯定不是A、低碳鋼 B、中碳鋼 C、高碳鋼(17)的目的是使工件在熱處理厚外表具有高硬度和耐磨性，而心部仍保持一定強(qiáng)度以及較高的 韌性和塑性A、退火 B、滲碳 C、淬火 D、回火(18)萊氏體是一種 oA.固溶體B.金屬化合物C.機(jī)械混合物D.單相組織金屬(19)在立方晶系中，指數(shù)相同的晶面和晶向A.相互平行B.相互垂直C.相互重疊D.毫無關(guān)聯(lián)(20)過共析鋼淬火采取的正確加熱溫度是 oA、Aci + 30-50B、Ac3+30-50 C、Accm+30-50

22、D、Aci 以下(21)將T8鋼加熱至760 保溫后，以在TTT圖中所示的三種方式冷卻，方式2獲得 。A、索氏體 B、馬氏體+剩余奧氏體 C、下貝氏體 D、珠光體(22)正火是將工件加熱到一定溫度，保溫一段時(shí)間，然后采用的冷卻方式是 oA.隨爐冷卻 B.在油中冷卻 C.在空氣中冷卻 D.在水中冷卻(23)根據(jù)組織特征選擇正確的答案：具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的間隙化合物是，高溫下存在的組織 是 ，室溫下奧氏體和滲碳體的共晶混合物是。A、變態(tài)萊氏體 B、奧氏體 C、滲碳體 D、馬氏體 E、鐵素體(24)大多數(shù)合金元素均在不同程度上有細(xì)化晶粒的作用，其中細(xì)化晶粒作用最為顯著的有 oA. Mn,PB. Mn,Ti

23、 C. Ti,VD. V,P(25)每個(gè)面心立方晶胞中包含有 個(gè)原子A.l B.2 C.3 D.4(26)不是晶粒大小的實(shí)際度量，而是表示在規(guī)定的加熱條件下，奧氏體晶粒長大傾向的高低。A.起始晶粒度B.實(shí)際晶粒度 C.本質(zhì)晶粒度(27)三相平衡線的圖形特征如圖1所示，該三相反響的反響名稱是：oA.共晶反響 B.共析反響 C.包晶反響(28)寫出圖2中所示的淬火方法，1表示, 2表示, 3表示, 4表示 oA.雙液淬火B(yǎng).等溫淬火 C.單液淬火D.分級(jí)淬火E.局部淬火(29)將T8鋼加熱至7600c保溫后，以在TTT圖(見圖3所示)中所示的三種方式冷卻，將獲得什 么組織。方式1獲得，方式2獲得

24、,方式3獲得 oA.索氏體 B.馬氏體+剩余奧氏體 C.下貝氏體 D.珠光體時(shí)間(30)根據(jù)目的選擇不同的熱處理工藝：消除偏析，采用。A.擴(kuò)散退火B(yǎng).去應(yīng)力退火 C.淬火 D.回火 E.正火(31)為以下熱處理選擇正確的加熱溫度，亞共析鋼淬火,過共析鋼淬火,過共析 鋼的球化退火,亞共析鋼的完全退火 oA. Aci + 30-50B. Ac3+30-50 C. Accm+30-50D. Aci 以下(32)合金鋼中，含Mn或Ni相當(dāng)高的鋼，因擴(kuò)大丫區(qū)有可能在室溫下只有單相存在而成為一種鋼。A.奧氏體 B.鐵素體 C.珠光體 D.馬氏體四填表題鋼號(hào)類別(按用途分)碳的大致含量合金元素大致含量用途舉例GCrl50.95 - 1.05%滾動(dòng)軸承T9A-40CrCr%W1.5%20CrMnTiCr%、Mo、V%WL5%齒輪5CrMnMo0.5%Cr、Mn、Mo%Wl.5%W18Cr4V1%高速切削用車 刀刨刀銃刀等Crl2MoV五問答題1、一次滲碳體、二次滲碳體、三次滲碳體的成分、結(jié)構(gòu)及性能都相同，其來源有何不同？2、何謂本質(zhì)細(xì)晶粒鋼？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),并說明原因。3、以熱軋空冷狀態(tài)的碳鋼為例說明含碳量對(duì)機(jī)械性能的影響。4、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異？5、什么是加工硬化，對(duì)實(shí)際生產(chǎn)有何有利與不利影響。