金屬工藝學(xué)試題和答案

...wd......wd......wd...一、簡答題1．將鐘表發(fā)條拉直是彈性變形還是塑性變形怎樣判別它的變形性質(zhì)2．以下符號表示的力學(xué)性能指標(biāo)的名稱和含義是什么

σb、σs、σ0.2、σ-1、δ、αk、HRC、HBS、HBW

3．什么是同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變?試畫出純鐵的冷卻曲線，分析曲線中出現(xiàn)“平臺〞的原因。室溫和1100℃時的純鐵晶格有什么不同4．金屬結(jié)晶的基本規(guī)律是什么晶核的形成率和成長速度受到哪些因素的影響5．常用的金屬晶體構(gòu)造有哪幾種它們的原子排列和晶格常數(shù)各有什么特點α-Fe、γ-Fe、Al、Cu、Ni、Pb、Cr、V、Mg、Zn各屬何種晶體構(gòu)造6．什么是固溶強化造成固溶強化的原因是什么7．將20kg純銅與30kg純鎳熔化后緩慢冷卻到如以下列圖溫度T1〔1〕兩相的成分；〔2〕兩相的重量比；

〔3〕各相的相對重量〔4〕各相的重量。8．某合金如以以下列圖所示：標(biāo)出〔1〕-〔3〕區(qū)域中存在的相；

〔2〕標(biāo)出〔4〕、〔5〕區(qū)域中的組織；

〔3〕相圖中包括哪幾種轉(zhuǎn)變寫出它們的反響式。9.今有兩個形狀一樣的銅鎳合金鑄件，一個含Ni90％，一個含Ni50％，鑄后自然冷卻，問凝固后哪個鑄件的偏析較為嚴重如何消除偏析10.按下面所設(shè)條件，示意地繪出合金的相圖，并填出各區(qū)域的相組分和組織組分，以及畫出合金的力學(xué)性能與該相圖的關(guān)系曲線。

設(shè)C、D兩組元在液態(tài)時能互相溶解，D組元熔點是C組元的4/5，在固態(tài)時能形成共晶，共晶溫度是C組元熔點的2/5，共晶成分為ωD＝30％；C組元在D組元中有限固溶，形成α固溶體。溶解度在共晶溫度時為ωC＝25％，室溫時ωC＝10％，D組元在C組元中不能溶解；C組元的硬度比D組元高。計算ωD＝40％合金剛完成共晶轉(zhuǎn)變時，組織組成物及其百分含量。11．分析在緩慢冷卻條件下，45鋼和T10鋼的結(jié)晶過程和室溫的相組成和組織組成。并計算室溫下組織的相對量。12.試比較索氏體和回火索氏體，托氏體和回火托氏體，馬氏體和回火馬氏體之間在形成條件、組織形態(tài)、性能上的主要區(qū)別。索氏體回火索氏體形成條件

650～600淬火后高溫回火500～650℃組織形態(tài)細片狀珠光體由已再結(jié)晶的鐵素體和均勻分布的細粒狀滲碳體所組成。F失去原M形態(tài)，成為多邊形顆粒狀，同時滲碳體聚集長大性

能強度和硬度較高〔25～30HRC〕，塑性和韌性較好保持較高的強度和硬度〔25～35HRC)同時具有更好的塑性和韌性。

屈氏體回火屈氏體形成條件

600～550淬火后中溫回火〔350～500℃〕組織形態(tài)極細片狀珠光體由尚未發(fā)生再結(jié)晶的針狀鐵素體和彌散分布的極細小的片狀或粒狀滲碳體所組成。形態(tài)仍為淬火M的片狀或板條狀性

能強度和硬度高〔30～40HRC〕，塑性和韌性好獲得較高的屈強比，硬度〔35～45HRC)高的彈性極限，高的韌性。

馬氏體回火馬氏體形成條件

230～－50淬火后低溫回火150～250℃以上組織形態(tài)碳在α－Fe中過飽和的固溶體，形態(tài)為片狀或板條狀由過飽和的α相與其共格的ε－Fe2.4C組成，形態(tài)保存原M形狀性

能高碳片狀M，硬度〔64～66HRC〕、脆性大，塑性、韌性差。低碳板條狀M，硬度〔30～50HRC〕，塑性韌性較高由于需低溫淬火的都為高碳鋼，故保持淬火M的高硬度〔58～62HRC)高耐磨性，降低淬火應(yīng)力和脆性。13．C曲線分析：〔1〕直徑為10mm的某鋼小試樣過冷奧氏體連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變動力學(xué)曲線如以以下列圖所示，用圖中所示的冷卻曲線進展冷卻，分析其所得到的組織?！?〕直徑為10mm的某鋼小試樣的過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變動力學(xué)曲線如以以下列圖所示，用圖中所示的冷卻曲線進展冷卻，分析其所得到的組織。14.現(xiàn)有45號鋼材料，

〔1〕請根據(jù)鐵碳合金相圖，畫出合金從液態(tài)冷卻到室溫的溫度-時間曲線，并寫出各個階段的組織轉(zhuǎn)變過程；

〔2〕請分別選擇大批或小批生產(chǎn)小軸零件兩種適宜的熱處理方案；

〔3〕在TTT曲線上畫出這兩種熱處理方案的工藝曲線，并分別標(biāo)出其室溫時的組織狀態(tài)；〔2〕力學(xué)性能要求一般的小軸零件，采用正熾熱處理方案；力學(xué)性能要求較高的小軸零件采用調(diào)質(zhì)熱處理方案。因為正火索氏體呈片狀，高溫回火得到的回火索氏體呈顆粒狀，力學(xué)性能比正火索氏體好。

〔3〕V1為正熾熱處理方案，其室溫組織為F+S

V2為調(diào)質(zhì)熱處理中的淬火，然后高溫回火；其室溫組織為回火索氏體。15．確定以下鋼件的退火方法，并指出退火的目的及退火的組織。

〔1〕經(jīng)冷軋后的15鋼鋼板，要求降低硬度；

〔2〕ZG35的鑄造齒輪；

〔3〕鑄造過熱的60鋼鍛坯；

〔4〕改善T12鋼的切削加工性能。

16．說明直徑為10mm的45鋼試樣分別經(jīng)以下溫度加熱：700℃、760℃、850℃、1100℃，保溫后在水中冷卻得到的室溫組織。

119．有兩種高強度螺栓，一種直徑為10mm，另一種直徑為30mm，都要求有較高的綜合力學(xué)性能：σb≥800MPa，αk≥600KJ/m2。試問應(yīng)選擇什么材料及熱處理工藝。

20．為什么合金彈簧鋼以硅為重要的合金元素為什么要進展中溫回火

21．什么是鋼的回火脆性如何防止

22．簡述高速鋼的成分，熱處理和性能特點，并分析合金元素的作用。

23．合金元素提高鋼的回火穩(wěn)定性的原因何在

24．不銹鋼的固溶處理與穩(wěn)定化處理的目的各是什么二、改錯題1.

材料的抗拉強度是指材料到達允許變形程度前的最大應(yīng)力?！?/p>

〕

2.

當(dāng)外力超過塑性材料的彈性極限后，材料將產(chǎn)生屈服變形，該彈性極限也是材料的屈服極限。

〔

〕

3.

HRA是測定硬質(zhì)合金、淬火鋼、外表淬火層的洛氏硬度測試方法?！?/p>

〕

4.

低應(yīng)力脆斷是材料在低溫下發(fā)生脆性所引起的。

〔

〕

5.

結(jié)晶時成核速率愈小，生長速率愈小，那么結(jié)晶后合金的力學(xué)性能愈好?！?/p>

〕

6.

置換固溶體中溶質(zhì)原子和溶劑原子半徑相差愈小那么溶解度愈小?！?/p>

〕7.球化退火為了得到在珠光體基體上均勻分布的球狀滲碳體。

〔

〕

8.

水淬后，過共析鋼得到的是板狀馬氏體組織。

〔

〕

9.利用合金元素產(chǎn)生細晶粒鋼，既減少晶界的面積，又提高晶界的強度，可提高鋼的抗高溫蠕變性能。

〔

〕

三、單項選擇題

1.金屬材料的沖擊韌度用符號ak表示，其計算單位為

〔

〕

(1)N/mm2

(2)J/cm2

(3)kgf?m/mm2

(4)Pa/mm2

2.金屬在疲勞試驗時，試樣承受的載荷為

〔

〕

(1)靜載荷

(2)動載荷

(3)沖擊載荷

(4)交變載荷

3.

固溶強化的基本原因是

〔

〕

(1)晶格類型發(fā)生變化

(2)晶粒變細

(3)晶格發(fā)生滑移

(4)晶格發(fā)生畸變

4.碳的質(zhì)量分數(shù)為1.2%的碳鋼，當(dāng)加熱至Ac1～Accm時，其組織應(yīng)為

〔

〕

(1)F+A

(2)P+A

(3)A+Fe3CII

(4)P+Fe3CII

5.A1、Ar1、Ac1、A3之間的關(guān)系為

〔

〕

(1)A1>Ar1>Ac1>A3

(2)Ar1<A1<Ac1<A3

(3)Ar1>A1>Ac1>A3

(4)A3<Ac1<A1<Ar1

6.過冷奧氏體轉(zhuǎn)變前所停留的時間稱為

〔

〕

(1)孕育期

(2)轉(zhuǎn)變期

(3)過渡期

(4)停留期

7.與鋼相比，鑄鐵工藝性能的突出特點是

〔

〕

(1)焊接性能好

(2)鍛造性能好

(3)吸振性能好

(4)熱處理性能好

8.

T12鋼做銼刀，其最終熱處理一般為

〔

〕

(1)淬火

(2)淬火+高溫回火

(3)中溫淬火

(4)淬火+低溫回火

9.60鋼可以制造以下工件

〔

〕

(1)游標(biāo)卡尺

(2)齒輪

(3)塞規(guī)

(4)銼刀四、多項選擇題1.硬度指標(biāo)包括以下幾種

〔

〕〔

〕〔

〕〔

〕〔

〕

(1)HBW

(2)HBS

(3)HRD

(4)HRC

(5)HV

2.工具鋼包括

〔

〕〔

〕〔

〕〔

〕〔

〕

(1)模具鋼

(2)刃具鋼

(3)耐熱鋼

(4)量具鋼

(5)高速鋼3.高速鋼具有〔

〕〔

〕〔

〕〔

〕〔

〕

(1)淬透性

(2)高塑性

(3)導(dǎo)電性

(4)紅硬性

(5)回火穩(wěn)定性4.鋼的淬透性主要取決于過冷奧氏體的穩(wěn)定性，使C曲線右移，顯著提高鋼的淬透性的合金元素有〔

〕〔

〕〔

〕〔

〕〔

〕

(1)Mn

(2)Ni

(3)Co

(4)Cr

(5)V

5.鋼正火的目的是

〔

〕〔

〕〔

〕〔

〕〔

〕

(1)提高硬度、強度

(2)消除網(wǎng)狀二次滲碳體

(3)降低硬度以利切削加工

(4)提高鋼綜合力學(xué)性能

(5)消除內(nèi)應(yīng)力6.按石墨形態(tài)分，鑄鐵可分為

〔

〕〔

〕〔

〕〔

〕〔

〕

(1)普通灰口鑄鐵

(2)孕育鑄鐵

(3)可鍛鑄鐵

(4)球墨鑄鐵

(5)白口鑄鐵

五、綜合題1．附圖所示為四種不同材料的應(yīng)力-應(yīng)變曲線〔1～4〕，試比較這四種材料的抗拉強度、屈服強度〔屈服點〕、剛度和塑性。答：1)σb：2>1>3>4

2)σS：1>3>2>4

3〕E：1>3>2>4

4〕δ：3>2>4>12.有A、B兩元合金，在液態(tài)下能無限互溶，在固態(tài)中也能無限互溶而形成均勻固溶體，A組元熔點1090℃，B組元熔點1450℃。在1200℃時，ωB為30%的試樣液態(tài)質(zhì)量分數(shù)ωL為52.63%，固態(tài)質(zhì)量分數(shù)ωS為47.37%，固態(tài)的濃度為ωB=40％。而ωB=70%，溫度為1360℃時，液相成分為ωB1〕說明該合金相圖為何類相圖2〕繪出該二元合金相圖，其中相界限上必須有六個點的位置正確。3.畫出T8鋼的過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線。為獲得以下組織，應(yīng)采用什么冷卻方式：并在等溫轉(zhuǎn)變曲線上畫出冷卻曲線示意圖?！?〕索氏體〔2〕屈氏體+馬氏體+剩余奧氏體〔3〕全部下貝氏體〔4〕屈氏體+馬氏體+下貝氏體+剩余奧氏體〔5〕馬氏體+剩余奧氏體4.某型號機床齒輪，要求齒輪外表有高的硬度〔HRC>50〕，而心部具有良好的韌性〔Ak>40J〕，原采用40Cr鋼調(diào)質(zhì)后再在齒輪外表進展高頻淬火+低溫回火，現(xiàn)因工廠庫存的40Cr鋼已