貴州大學-19級-材料類專業(yè)-工程材料期末考試試卷及答案

PAGEPAGE4貴州大學2019--2020學年第1學期考試試卷A（開卷）《工程材料及其成形技術基礎》注意事項：1.請考生按要求在試卷裝訂線內填寫姓名、學號和年級專業(yè)。2.請仔細閱讀各種題目的回答要求，在規(guī)定的位置填寫答案。3.不要在試卷上亂寫亂畫，不要在裝訂線內填寫無關的內容。4.滿分100分，考試時間為120分鐘。題號一二三四五總分統(tǒng)分人得分得分評分人一、是非題(請在正確的題后標出“√”，在錯誤的題后標出“×”，每題1分，共10分)1．因為單晶體是各向異性的，所以實際應用的金屬材料在各個方向上的性能也是不相同的。(×)2．合金的基本相包括固溶體、金屬化合物和這兩者的機械混合物三大類。(×)3．Fe3CⅠ與Fe3Cll的形態(tài)與晶體結構均不相同。(×4．淬火加高溫回火處理稱為調質處理。處理后獲得回火馬氏體組織，具有綜合力學性能好的特點。(×)5．纖維增強復合材料，纖維直徑越小，增強效果越明顯。(√)6．陶瓷材料中有晶體相、固溶體相和氣相共存。(√)7．鑄造生產特別適合于制造受力較大或受力復雜的零件毛坯。(×)8．鑄鐵可以經過熱處理改變基體組織和石墨形態(tài)。(×)9．手工電弧焊、埋弧自動焊、氬弧焊和氣體保護焊屬于熔化焊。(√)10．貝氏體是過冷奧氏體中溫轉變產物，在轉變過程中，碳原子能進行短距離的擴散，而鐵原子不能進行擴散。(√)得分評分人二、不定項選擇題（每小題1分，共26分）1、塑料制品的玻璃化溫度(b)為好，橡膠制品的玻璃化溫度()為好1)低，高2)高，低3)高，高4)低，低2、下列屬于熱固性塑料的有(c)1)PA2)PP3)環(huán)氧樹脂4)PVC3、隨著冷塑性變形量的增加，金屬材料的（b）1）強硬度下降，塑韌性提高2）強硬度提高，塑韌性下降3）強硬度和塑韌性都下降4）強硬度和塑韌性都提高5）強硬度和塑韌性沒有變化4、下列鑄造合金中，鑄造工藝性能最好的是：（a）1）灰口鑄鐵2）鑄鋼3）鑄造銅合金4）鑄造鋁合金5、形狀復雜的高熔點難切削合金精密鑄件的鑄造應采用(b)1)金屬型鑄造2)熔模鑄造3)壓力鑄造4）低壓鑄造6、鑄造時冒口的主要作用是(b)1)增加局部冷卻速度2)補償液態(tài)金屬，排氣及集渣3)提高流動性4）實現順序凝固7、粉末壓制適應于：（ade）1）大批量生產2）單件小批量生產3）大型件生產4）難熔、極硬、陶瓷類材料的零件生產5）多孔類構件生產8、下列產品或制品中，哪些通常是由固態(tài)連接成形獲得毛坯或成品的：（ade）1）液化氣瓶2）發(fā)動機的曲軸3）含油滑動軸承4）鋼質桌椅5）玻璃魚缸9、鑄鐵難以焊接是因為（abc）1、接頭處易形成硬脆的Fe3C23、易產生氣孔、夾渣4、焊縫易析出石墨10．鑄造成形（acd）。1、工序較多，鑄件品質不夠穩(wěn)定2、鑄件力學性能好3、易產生組織缺陷4、鑄件的材質和形狀尺寸幾乎不受限制11．注射成形適于（abd）1、大批量生產2、形狀復雜、尺寸精確件生產3、帶金屬嵌件生產4、熱塑性塑料、橡膠件生產12.擠出成形可生產（abc）1、型材2電線包皮3、農用膜4、電視機殼13.下列說法正確的為（abc）1、橡膠可由注射、模壓、擠出、輥軋等成形法生產產品2、橡膠硫化即指交聯固化3、硫化前的橡膠稱生膠4、天然橡膠無需硫化14.材料成形技術方案擬定的一般原則為：abc1、零件所選材料與成形技術應相適宜2、零件所選材料與成形技術的現實可能性與經濟性3、材料成形技術的安全性4、材料性能的好壞15．經淬火+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)1、T92、Cr12MoV3、9SiCr4、W18Cr4V16．鋼中珠光體組織為(acd)1、共析產物2、共晶產物3、兩相組織4、機械混合物17、下列適于作高溫耐熱零件的材料為(ad)1、陶瓷2、玻璃鋼3、40Cr4、12CrMoV18、機床主軸可由：1、45#鋼，調質+表面淬火+低溫回火；2、40Cr，調質+表面淬火+低溫回火；3、20CrMnTi，滲碳+淬火+低溫回火；4、38CrMoAl，調質+氮化。上述幾種材料及強化工藝中：1）成本最低的是a，最抗沖擊及抗重載的為c，精度高且變形最小的為d。2）淬硬性最高的為a，最低的為c，最耐熱耐蝕的為d。3）軸心部可能為低碳馬氏體，表層為高碳馬氏體的為c；表面、心部成分相同的為ab。得分評分人三、填空題（共20分）已知下列工程材料的牌號，請按順序填出表格。（每格1分，共20分）材料種類大致成分強化方式性能特點應用舉例Q235ZL102W18Cr4VRuT300得分評分人四、簡答題（共16分）1．根據鐵碳相圖，分析產生下列現象的原因：（9分）(1)含碳量為1.0%的鋼比含碳量為0.5%的鋼硬度高；(2)在室溫下，含碳0.8%的鋼的強度比含碳1.2%的鋼高；(3)在1l00℃時，含碳為0.4%的鋼能進行鍛造，而含碳為4.0%的白口鐵不能進行1．答：原因分析：（1）從鐵碳相圖分析可知，碳鋼在平衡狀態(tài)下是由F和Fe3C兩相組成。F具有良好塑性，而Fe3C硬而脆。鋼中含碳量較低時，Fe3C以層片狀分布于F中，隨含碳量增高，Fe（2）當鋼的含碳量超過0．9％時，沿晶界呈現網狀分布的Fe3CⅡ，隨含碳量增加，其數量越多，網絡越厚越完整，晶粒間的結合力越弱，因此，鋼的強度隨含碳量的提高而降低。 (3)含0．4％C的鋼為亞共析鋼，加熱到1100℃好，變形抗力小，具有良好的鍛造性能；而含4．0％C的白口鑄鐵，由于含碳量高，加熱到1100℃時，組織中含有大量的Ld（A+Fe3C）和Fe3CⅡ2．請為下列零件選擇合適的毛坯生產方法或工藝：（7分）(1)汽車油箱；(2)成批大量生產的變速箱體；(3)單件生產的鋼質機架；(4)形狀簡單、承載能力較大的鋼軸；(5)發(fā)動機活塞；(6)船體；(7)汽車發(fā)動機上的曲軸。得分評分人五、綜合分析題（共28分）1、現用38CrMoAl制造高精度磨床的主軸其加工工藝路線如下：下料→鍛造→（）→粗加工→（）→精加工→（）→粗磨→（）→精磨。試解答下列問題：（13分）將熱處理工藝：調質，氮化，消除應力，退火填入上述括號內；（4分）粗加工前熱處理工藝的主要目的是什么？（2分）粗磨前、后的熱處理工藝各起什么作用？（3分）在使用狀態(tài)下，該軸的截面組織是什么？性能如何？（4分）2．按材料成形時的狀態(tài)來分，成形技術的成形原理主要有幾類？它們各有何種特點以及應用范圍如何？（15分）鑄造——液態(tài)凝固成形，材質為金屬材料尤其是脆性材料（如鑄鐵，鑄造鋁合金等）的各類零件尤其是內腔復雜的零件的毛坯生產；（3分）鍛造（壓力加工）———固態(tài)塑變成形，材質主要是韌性金屬材料的無內腔或內腔簡單的毛坯或半成品或零件的生產；（3分）焊接——固態(tài)連接成形，主要是各類材質為韌性金屬材料的構件連接；（3分）粉末壓制（粉末冶金）——顆粒態(tài)成形，原材料為顆粒狀的各類零件或半成品的生產；（3分）高分子材料（聚合物）成形——粘流（膠質）態(tài)固化成形，各類塑料或橡膠制品的生產。（3分）貴州大學2009--2010學年第1學期考試試卷A《工程材料及其成形技術基礎》參考答案及評分標準（一）是非題1．×；2．×；3．×；4．×；5．√；6．√；7．×；8．×；9．√；10．√。(二)不定項選擇題1-2）;2-3);3-2);4-1);5-2);6-2);7-1),4),5);8-1),4),5);9-1，2，3;;10-1，3，4;11-1，2，4;12-1，2，3；13-1，2，3；14-1，2，3；15-1，2，3，4；16-1，3，4；17-1，4；18-1）1；3；4；18-2）1；3；4；18-3）3；1/2；(三)填空題（共20分）1．答材料種類大致成分強化方式性能特點應用舉例Q235碳素結構鋼C%≤0.22%；合金總量＜5%強度一般，塑性較好；易塑變成形及焊接金屬結構件、鋼板、鋼筋、型鋼、短軸、心軸、螺母、焊接件等ZL102鑄造硅合金Si：8—25%，余為Al變質處理力學性能不如變形鋁合金，但鑄造性能好形狀復雜的零件，如飛機、儀表零件，抽水機殼體W18Cr4V高速鋼高碳；W18%;Cr4%V＜1.5%鍛造，淬火+回火；彌散強化高耐磨性、高熱硬性高速切削或形狀復雜的刃具等RuT300蠕墨鑄鐵高碳，高硅，低硫，低磷C=3.2%孕育處理，蠕化處理抗壓強度較高，承受熱循環(huán)負荷好，鑄造性較好缸蓋、汽缸套、玻璃模等零件四、簡答題（共16分）1．答：原因分析：（1）從鐵碳相圖分析可知，碳鋼在平衡狀態(tài)下是由F和Fe3C兩相組成。F具有良好塑性，而Fe3C硬而脆。鋼中含碳量較低時，Fe3C以層片狀分布于F中，隨含碳量增高，Fe3C數量越多，對位錯運動的阻力越大，其強度、硬度越高，塑性、韌性越低。（3分）（2）當鋼的含碳量超過0．9％時，沿晶界呈現網狀分布的Fe(3)含0．4％C的鋼為亞共析鋼，加熱到1100℃好，變形抗力小，具有良好的鍛造性能；而含4．0％C的白口鑄鐵，由于含碳量高，加熱到1100℃時，組織中含有大量的Ld（A+Fe3C）和Fe3CⅡ2．答：(1)冷沖壓—沖壓件；(2)砂型鑄造—鑄件；(3)電弧焊—焊接件；(4)鍛造—鍛件；(5)鑄造—鑄件；(6)電弧焊—焊接件；(7)鑄造—鑄件。(五)綜合分析題1．答：1）退火，調質，消除應力，氮化。（4分）2）粗加工前的退火是為了穩(wěn)定工件內部組織，消除鍛造內應力等，為后續(xù)熱處理和表面強化做組織準備。（2分）3）粗磨前對工件進行消除應力退火，以消除機加工過程中所產生的內應力，防止工件尺寸變化和變形；粗磨后的氮化在于使工件表面形成氮化物層，以顯著提高其表面的硬度和耐磨性，提高疲勞強度和抗蝕性。（3分）4）表面是氮化物層（如AlN,CrN,MoN等），硬度為950~1100HV，耐磨性好且抗蝕也好；心部為回火索氏體