工程材料試卷及答案

課程名稱:工程材料學（A卷,閉卷）適用專業(yè)年級:考試時間100分鐘題號一二三四五六七八九十總分統(tǒng)分人簽名題分101510252020100得分考生注意事項：1、本試卷共2頁,試卷如有缺頁或破損,請立即舉手報告以便更換.2、考試結(jié)束后，考生不得將試卷、答題紙和草稿紙帶出考場。（答案請寫在試卷紙密封線內(nèi)和試卷紙正面，否則不記分）一、填空題（10分，每空1分)1、共晶轉(zhuǎn)變和共析轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物都屬于相混合物.2、塑性變形后的金屬經(jīng)加熱將發(fā)生回復、、晶粒長大的變化。3、共析鋼的含碳量為。4.共晶白口鑄鐵的含碳量為。5、Q235鋼的含義是為.5、三種典型的金屬晶體結(jié)構(gòu)是：體心立方晶格、面心立方晶格和.7、根據(jù)鋼的成分、退火的工藝與目的不同，退火常分為、球化退火、去應力退火等幾種.8、鋼在奧氏體化后,冷卻的方式通常有和連續(xù)冷卻兩種。9、工具鋼按用途可分為、模具鋼、量具鋼。10、常用測定硬度的方法有、洛氏硬度和維氏硬度等測試法。二、判斷題(15分，每小題1分)（在括號里正確的劃“√”,錯誤的劃“×”)1、單晶體具有各向同性，多晶體具有各向異性。（)2、鐵素體是碳溶解在γ—Fe中所形成的間隙固溶體.（）3、熱處理的加熱，其目的是使鋼件獲得表層和心部溫度均勻一致。（）4、熔點為2325、金屬結(jié)晶時，冷卻速度愈大，則結(jié)晶后金屬的晶粒愈粗大.（）6、鑄鐵經(jīng)過熱處理，改變了基體和石墨形態(tài)，從而提高了性能.（)7、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。（）8、共晶轉(zhuǎn)變是在恒溫下進行的。（）9、機械零件選材的一般原則是:使用性能足夠原則、工藝性能良好原則和經(jīng)濟行合理原則。（）10、對于彈簧鋼的要求是具有高的彈性極限和高的屈強比，以保證承受大的彈性變形和較高的載荷;具有高的疲勞強度以承受交變載荷的作用。（）11、熱處理的基本工藝過程是加熱、保溫和冷卻。（)12、馬氏體是碳在α—Fe中的過飽和溶解.（）13、建立相圖時采用的冷卻速度應為極緩慢的速度。（)14、對于可熱處理強化的變形鋁合金,其常用的熱處理方法為固溶（淬火)加時效處理。(）15、塑料按其受熱的行為可分為熱塑性塑料和熱固性塑料.（）三、單選題（10分，每小題2分)(不選、錯選或多選答案者，該小題不得分）1、在晶體缺陷中，屬于面缺陷的有。（）

①間隙原子

②位錯

③晶界

2、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。（）

①隨爐冷卻②

在油中冷卻③在空氣中冷卻3、合金固溶強化的基本原因是。(）①晶粒變細②晶格發(fā)生畸變③晶格類型發(fā)生了改變4、滲碳體的性能特點是。（）①強度和硬度不高，塑性良好②硬度高，極脆,塑性幾乎等于零③強度較高，硬度適中，有一定的塑性5、將變形金屬加熱發(fā)生再結(jié)晶轉(zhuǎn)變時。()①只有晶格類型發(fā)生變化②只有晶粒大小、形狀發(fā)生變化③晶格類型、晶粒大小、形狀都發(fā)生變化四、簡答題(共25分）1、奧氏體形成的四個步驟是什么？（4分）2、試述鑄鐵的石墨化概念、鑄鐵中多余C的存在形式以及石墨化方式？（6分）3、高分子材料的主要性能特點是什么？(5分)4、試對共析鋼等溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物及性能進行簡要分析？(5分）（提示:如高溫擴散型轉(zhuǎn)變,可獲得珠光體類型的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物）5、說明下列符號各是什么指標?各代表什么意思?(5分）（1）E（2）σs（3）ψ（4)αk(5)HRC五、材料及選材題（20分)1、下列七種材料中,寫出其中任意四種材料的牌號的名稱及數(shù)字、字母的含義（共8分，每題2分)①20CrMoTi:②9SiCr：③HT200：④QT600－3:⑤45：⑥H70：⑦Zl201（ZALCu5Mn）:2、從下列五種鋼號中選取合適的三種鋼號填入表中，并說明其熱處理工藝（12分，每空2分)。65Mn、20CrMnTi、GCr9、45、Q345零件名稱鋼號熱處理彈簧滾動軸承機床主軸六、綜述題（共20分，每小題10分)1、鋁合金是如何分類的,可以通過什么方式強化,具體如何進行？（10分）5、按回火溫度高低，回火可分為哪幾類?主要的溫度區(qū)間、回火后的得到的組織、性能和用途是什么？（10分)《工程材料學》課程試題參考答案及評分標準（中文試卷）(A卷)一、填空題（10分，每空1分）1、共晶轉(zhuǎn)變和共析轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物都屬于兩相混合物。2、塑性變形后的金屬經(jīng)加熱將發(fā)生回復、再結(jié)晶、晶粒長大的變化。3、共析鋼的含碳量為0。77％。4。共晶白口鑄鐵的含碳量為4。3%.5、Q235鋼的含義是為 屈服點數(shù)值(屈服強度)為235MPa的碳素結(jié)構(gòu)鋼。5、三種典型的金屬晶體結(jié)構(gòu)是:體心立方晶格、面心立方晶格和密排六方晶格.7、根據(jù)鋼的成分、退火的工藝與目的不同，退火常分為 完全退火(或等溫退火等）、球化退火、 去應力退火等幾種。8、鋼在奧氏體化后,冷卻的方式通常有等溫冷卻和連續(xù)冷卻兩種.9、工具鋼按用途可分為刃具鋼、模具鋼、量具鋼.10、常用測定硬度的方法有布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度等測試法。二、判斷題（15分,每小題1分)（在括號里正確的劃“√"，錯誤的劃“×”）1、單晶體具有各向同性，多晶體具有各向異性。（×）2、鐵素體是碳溶解在γ—Fe中所形成的間隙固溶體。（×）3、熱處理的加熱，其目的是使鋼件獲得表層和心部溫度均勻一致。（×）4、熔點為232℃的錫在室溫下的塑性變形是冷加工。(5、金屬結(jié)晶時，冷卻速度愈大，則結(jié)晶后金屬的晶粒愈粗大。（×）6、鑄鐵經(jīng)過熱處理，改變了基體和石墨形態(tài),從而提高了性能。（×)7、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.（√)8、共晶轉(zhuǎn)變是在恒溫下進行的.(√)9、機械零件選材的一般原則是：使用性能足夠原則、工藝性能良好原則和經(jīng)濟行合理原則。(√）10、對于彈簧鋼的要求是具有高的彈性極限和高的屈強比，以保證承受大的彈性變形和較高的載荷;具有高的疲勞強度以承受交變載荷的作用。（√)11、熱處理的基本工藝過程是加熱、保溫和冷卻。（√)12、馬氏體是碳在α—Fe中的過飽和溶解。(√）13、建立相圖時采用的冷卻速度應為極緩慢的速度.（√）14、對于可熱處理強化的變形鋁合金，其常用的熱處理方法為固溶（淬火）加時效處理.（√)15、塑料按其受熱的行為可分為熱塑性塑料和熱固性塑料.（√）三、單選題（10分,每小題2分）（不選、錯選或多選答案者,該小題不得分)1、在晶體缺陷中,屬于面缺陷的有.（

③）

①間隙原子

②位錯

③晶界

2、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.(③）

①隨爐冷卻②

在油中冷卻③在空氣中冷卻3、合金固溶強化的基本原因是。（②）①晶粒變細②晶格發(fā)生畸變③晶格類型發(fā)生了改變4、滲碳體的性能特點是。（②）①強度和硬度不高,塑性良好；②硬度高，極脆，塑性幾乎等于零;③強度較高,硬度適中，有一定的塑性。5、將變形金屬加熱發(fā)生再結(jié)晶轉(zhuǎn)變時。（②）①只有晶格類型發(fā)生變化;②只有晶粒大小、形狀發(fā)生變化；③晶格類型、晶粒大小、形狀都發(fā)生變化。四、簡答題（共25分）1、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；(1分）（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。（1分）2、試述鑄鐵的石墨化概念、鑄鐵中多余C的存在形式以及石墨化方式？（6分）答：鑄鐵中碳原子析出并形成石墨的過程稱為石墨化。（1分)在白口鑄鐵中鑄鐵中多余C的存在形式是Fe3C或合金碳化物.在灰口鑄鐵、球墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵、可鍛鑄鐵中多余C的存在形式是石墨.(2分)石墨化方式有兩種：一種方式是在鑄鐵冷卻時從液相或A中直接析出石墨(如灰鑄鐵、球墨鑄鐵等),第二種方式是可由Fe3C分解得到石墨，即先生產(chǎn)白口鑄鐵,再將其加熱，長時間高溫退火使?jié)B碳體分解,可鍛鑄鐵的石墨化是該方式.(3分）3、高分子材料的主要性能特點是什么?（寫出其中5點即可，5分，每點1分)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分）耐熱性不高，耐蝕性能好；(1分）存在老化問題。（1分)4、試對共析鋼等溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物及性能進行簡要分析？（5分）（提示：如高溫擴散型轉(zhuǎn)變，可獲得珠光體類型的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物)答：①珠光體型轉(zhuǎn)變。發(fā)生在A1—550~℃范圍內(nèi)。鐵、碳原子都進行擴散.按其間距的大小，轉(zhuǎn)變產(chǎn)物又可分為珠光體（P），索氏體（S)和托氏體（T）。其硬度隨層間距的減小而增高。（1分）②貝氏體型轉(zhuǎn)變。貝氏體轉(zhuǎn)變發(fā)生在550℃-Ms℃范圍內(nèi)。貝氏體的轉(zhuǎn)變溫度較低,在轉(zhuǎn)變過程鐵原子擴散困難。根據(jù)組織形態(tài)和轉(zhuǎn)變溫度不同,貝氏體一般分為上貝氏體和下貝氏體兩種。(2分）③馬氏體型轉(zhuǎn)變。當奧氏體被迅速過冷至馬氏體點Ms以下時則發(fā)生馬氏體(M)轉(zhuǎn)變。(2分)5、說明下列符號各是什么指標？各代表什么意思?(5分）(1)E(2）σs(3）ψ(4)αk（5)HRC答:（1）E：彈性模量；剛度指標（1分)（2）σs：屈服點(強度）；強度指標(1分)（3）ψ:斷面收縮率；塑性指標（1分）（4）αk：沖擊韌度；韌性指標（1分）(5）HRC：洛氏硬度；硬度指標（1分）五、材料及選材題（20分)1、下列七種材料中,寫出其中任意四種材料的牌號的名稱及數(shù)字、字母的含義(共8分,每題2分）①20CrMoTi:合金結(jié)構(gòu)鋼，0.2％C，Cr、Mo、Ti的含量均≤1.5%;②9SiCr:合金工具鋼,0.9%C，Si、Cr的含量≤〈1.5%;③HT200：灰鑄鐵，最小抗拉強度200MPa④QT600－3:球墨鑄鐵，最小抗拉強度600MPa，斷后延伸率3％；⑤45：優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼,0.45％C⑥H70:黃銅，銅的質(zhì)量分數(shù)為70％C;⑦（ZALCu5Mn）Zl201：鋁銅合金，銅的平均含量5%C,Mn的含量小于1%；2、從下列五種鋼號中選取合適的三種鋼號填入表中，并說明其熱處理工藝（12分，每空2分)。65Mn、20CrMnTi、GCr9、45、Q345零件名稱鋼號熱處理彈簧65Mn淬火+中溫回火滾動軸承GCr9球化退火+淬火+低溫回火機床主軸45淬火+高溫回火六、綜述題(共20分，每小題10分）1、鋁合金是如何分類的,可以通過什么方式強化，具體如何進行？答：鋁合金可分為鑄造鋁合金和變形鋁合金.變形鋁合金又可分為不能熱處理強化的鋁合金和能熱處理強化的鋁合金。（3分)對于能通過熱處理強化的鋁合金，其熱處理方法為固溶加時效處理.(2分）先固溶處理,將鋁合金加熱至α單相區(qū),恒溫保持,然后快速冷卻(淬火）,使溶質(zhì)原子來不及析出，至室溫獲得過飽和的ɑ固溶體組織.但一般強化效果不明顯，還需進行時效處理。即鋁合金隨時間延續(xù)而形成眾多的溶質(zhì)原子局部富集區(qū),進而析出細小彌散分布的第二相，引起晶格嚴重畸變,使得強度、硬度顯著提高。時效處理有自然時效（4－5天達最大強度）和人工時效（時效溫度過高或時間過長，合金的強度、硬度反而下降,此為過時效,與合金中析出的晶粒大小有關）.（5分）2、按回火溫度高低，回火可分為哪幾類？主要的溫度區(qū)間、回火后的得到的組織、性能和用途是什么？（10分）答：⑴、低溫回火（150～250℃)回火后的組織為回火馬氏體。這種回火主要保持鋼在淬后所得到的高強度、硬度和耐磨性（2分）.在生產(chǎn)中低溫回火被廣泛應用于工具、量具、滾動軸承、