貴州大學(xué)-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(xué)2019--2020學(xué)年第1學(xué)期考試試卷A（開卷）《工程材料及其成形技術(shù)基礎(chǔ)》注意事項(xiàng)：1.請考生按要求在試卷裝訂線內(nèi)填寫姓名、學(xué)號和年級專業(yè)。2.請仔細(xì)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(nèi)填寫無關(guān)的內(nèi)容。4.滿分100分，考試時(shí)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?jiān)谡_的題后標(biāo)出“√”，在錯(cuò)誤的題后標(biāo)出“×”，每題1分，共10分)1．因?yàn)閱尉w是各向異性的，所以實(shí)際應(yīng)用的金屬材料在各個(gè)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(jī)械混合物三大類。(×)3．Fe3CⅠ與Fe3Cll的形態(tài)與晶體結(jié)構(gòu)均不相同。(×4．淬火加高溫回火處理稱為調(diào)質(zhì)處理。處理后獲得回火馬氏體組織，具有綜合力學(xué)性能好的特點(diǎn)。(×)5．纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，纖維直徑越小，增強(qiáng)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(chǎn)特別適合于制造受力較大或受力復(fù)雜的零件毛坯。(×)8．鑄鐵可以經(jīng)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(dòng)焊、氬弧焊和氣體保護(hù)焊屬于熔化焊。(√)10．貝氏體是過冷奧氏體中溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物，在轉(zhuǎn)變過程中，碳原子能進(jìn)行短距離的擴(kuò)散，而鐵原子不能進(jìn)行擴(kuò)散。(√)得分評分人二、不定項(xiàng)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(qiáng)硬度下降，塑韌性提高2）強(qiáng)硬度提高，塑韌性下降3）強(qiáng)硬度和塑韌性都下降4）強(qiáng)硬度和塑韌性都提高5）強(qiáng)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(fù)雜的高熔點(diǎn)難切削合金精密鑄件的鑄造應(yīng)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(shí)冒口的主要作用是(b)1)增加局部冷卻速度2)補(bǔ)償液態(tài)金屬，排氣及集渣3)提高流動(dòng)性4）實(shí)現(xiàn)順序凝固7、粉末壓制適應(yīng)于：（ade）1）大批量生產(chǎn)2）單件小批量生產(chǎn)3）大型件生產(chǎn)4）難熔、極硬、陶瓷類材料的零件生產(chǎn)5）多孔類構(gòu)件生產(chǎn)8、下列產(chǎn)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(dòng)機(jī)的曲軸3）含油滑動(dòng)軸承4）鋼質(zhì)桌椅5）玻璃魚缸9、鑄鐵難以焊接是因?yàn)椋╝bc）1、接頭處易形成硬脆的Fe3C23、易產(chǎn)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(zhì)不夠穩(wěn)定2、鑄件力學(xué)性能好3、易產(chǎn)生組織缺陷4、鑄件的材質(zhì)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(chǎn)2、形狀復(fù)雜、尺寸精確件生產(chǎn)3、帶金屬嵌件生產(chǎn)4、熱塑性塑料、橡膠件生產(chǎn)12.擠出成形可生產(chǎn)（abc）1、型材2電線包皮3、農(nóng)用膜4、電視機(jī)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(chǎn)產(chǎn)品2、橡膠硫化即指交聯(lián)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(shù)方案擬定的一般原則為：abc1、零件所選材料與成形技術(shù)應(yīng)相適宜2、零件所選材料與成形技術(shù)的現(xiàn)實(shí)可能性與經(jīng)濟(jì)性3、材料成形技術(shù)的安全性4、材料性能的好壞15．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)1、T92、Cr12MoV3、9SiCr4、W18Cr4V16．鋼中珠光體組織為(acd)1、共析產(chǎn)物2、共晶產(chǎn)物3、兩相組織4、機(jī)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(jī)床主軸可由：1、45#鋼，調(diào)質(zhì)+表面淬火+低溫回火；2、40Cr，調(diào)質(zhì)+表面淬火+低溫回火；3、20CrMnTi，滲碳+淬火+低溫回火；4、38CrMoAl，調(diào)質(zhì)+氮化。上述幾種材料及強(qiáng)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(qiáng)化方式性能特點(diǎn)應(yīng)用舉例Q235ZL102W18Cr4VRuT300得分評分人四、簡答題（共16分）1．根據(jù)鐵碳相圖，分析產(chǎn)生下列現(xiàn)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(qiáng)度比含碳1.2%的鋼高；(3)在1l00℃時(shí)，含碳為0.4%的鋼能進(jìn)行鍛造，而含碳為4.0%的白口鐵不能進(jìn)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(shí)，F(xiàn)e3C以層片狀分布于F中，隨含碳量增高，F(xiàn)e（2）當(dāng)鋼的含碳量超過0．9％時(shí)，沿晶界呈現(xiàn)網(wǎng)狀分布的Fe3CⅡ，隨含碳量增加，其數(shù)量越多，網(wǎng)絡(luò)越厚越完整，晶粒間的結(jié)合力越弱，因此，鋼的強(qiáng)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(shí)，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(chǎn)方法或工藝：（7分）(1)汽車油箱；(2)成批大量生產(chǎn)的變速箱體；(3)單件生產(chǎn)的鋼質(zhì)機(jī)架；(4)形狀簡單、承載能力較大的鋼軸；(5)發(fā)動(dòng)機(jī)活塞；(6)船體；(7)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上的曲軸。得分評分人五、綜合分析題（共28分）1、現(xiàn)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(diào)質(zhì)，氮化，消除應(yīng)力，退火填入上述括號內(nèi)；（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(shí)的狀態(tài)來分，成形技術(shù)的成形原理主要有幾類？它們各有何種特點(diǎn)以及應(yīng)用范圍如何？（15分）鑄造——液態(tài)凝固成形，材質(zhì)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(nèi)腔復(fù)雜的零件的毛坯生產(chǎn)；（3分）鍛造（壓力加工）———固態(tài)塑變成形，材質(zhì)主要是韌性金屬材料的無內(nèi)腔或內(nèi)腔簡單的毛坯或半成品或零件的生產(chǎn)；（3分）焊接——固態(tài)連接成形，主要是各類材質(zhì)為韌性金屬材料的構(gòu)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(chǎn)；（3分）高分子材料（聚合物）成形——粘流（膠質(zhì)）態(tài)固化成形，各類塑料或橡膠制品的生產(chǎn)。（3分）貴州大學(xué)2009--2010學(xué)年第1學(xué)期考試試卷A《工程材料及其成形技術(shù)基礎(chǔ)》參考答案及評分標(biāo)準(zhǔn)（一）是非題1．×；2．×；3．×；4．×；5．√；6．√；7．×；8．×；9．√；10．√。(二)不定項(xiàng)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(qiáng)化方式性能特點(diǎn)應(yīng)用舉例Q235碳素結(jié)構(gòu)鋼C%≤0.22%；合金總量＜5%強(qiáng)度一般，塑性較好；易塑變成形及焊接金屬結(jié)構(gòu)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(zhì)處理力學(xué)性能不如變形鋁合金，但鑄造性能好形狀復(fù)雜的零件，如飛機(jī)、儀表零件，抽水機(jī)殼體W18Cr4V高速鋼高碳；W18%;Cr4%V＜1.5%鍛造，淬火+回火；彌散強(qiáng)化高耐磨性、高熱硬性高速切削或形狀復(fù)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(qiáng)度較高，承受熱循環(huán)負(fù)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(shí)，F(xiàn)e3C以層片狀分布于F中，隨含碳量增高，F(xiàn)e3C數(shù)量越多，對位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的阻力越大，其強(qiáng)度、硬度越高，塑性、韌性越低。（3分）（2）當(dāng)鋼的含碳量超過0．9％時(shí)，沿晶界呈現(xiàn)網(wǎng)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(shí)，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(diào)質(zhì)，消除應(yīng)力，氮化。（4分）2）粗加工前的退火是為了穩(wěn)定工件內(nèi)部組織，消除鍛造內(nèi)應(yīng)力等，為后續(xù)熱處理和表面強(qiáng)化做組織準(zhǔn)備。（2分）3）粗磨前對工件進(jìn)行消除應(yīng)力退火，以消除機(jī)加工過程中所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)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(qiáng)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