《金属工艺学》期末总复习题及答案.docx
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《金属工艺学》期末总复习题及答案
《金属工艺学》期末总复习题及答案
一、单项选择:
1、测定淬火钢件的硬度,一般常选用(B)来测试。
A、布氏硬度计;B、洛氏硬度计;C、维氏硬度计。
2、材料抵抗变形或断裂的能力称为(A)。
A、强度;B、硬度;C、塑性;D、韧性;E、疲劳强度。
3、奥氏体为(B)晶格。
A、体心立方;B、面心立方;C、密排六方。
4、金属的(C)越好,则其锻造性能越好。
A、强度;B、硬度;C、塑性;D、韧性;E、疲劳强度。
5、铁碳合金相图上ES线,用代号(B)表示。
A、A1;B、Acm;C、A3。
6、T10A牌号中,10表示其平均碳的质量分数为(B)。
A、0.10%;B、1.0%;C、10%。
7、在下列三种钢中,(C)钢的弹性最好。
A、T10A;B、20;C、65。
8、过共析钢的淬火加热温度应选择在(A)。
A、Ac1+10~20℃;B、Accm以上;C、Ac3+30~50℃。
9、选择制造下列零件的材料:
冷冲压件(A);齿轮(C);小弹簧(B)。
A、08F;B、70;C、45。
10、选择制造下列工具所用的材料:
锉刀(C);手工锯条(B)。
A、T9Mn;B、T10A;C、T12。
11、调质处理就是(C)。
A、淬火+低温回火;B、淬火+中温回火;C、淬火+高温回火。
12、化学热处理与其它热处理方法的基本区别是(C)。
A、加热温度;B、组织变化;C、改变表面化学成分。
13、零件渗碳后,一般需经(A)处理才能达到表面高硬度和耐磨的目的。
A、淬火+低温回火;B、正火;C、调质。
14、将相应的牌号填入空格内:
普通黄铜(A);特殊黄铜(D);
锡青铜(B);硅青铜(C)。
A、H70;B、QSn4-1;C、QSi3-1;D、HAl77-2。
15、拉伸试验时,试样拉断前能承受的最大标称应力称为材料的(B)。
A、屈服点;B、抗拉强度;C、弹性极限。
16、作疲劳试验时,试样承受的载荷为(C)。
A、静载荷;B、冲击载荷;C、循环载荷。
17、铁素体为(A)晶格。
A、体心立方;B、面心立方;C、密排六方。
18、铁碳合金相图上GS线,用代号(C)表示。
A、A1;B、Acm;C、A3。
19、铁碳合金相图上的共析线是(C),共晶线是(A)。
A、ECF线;B、ACD线;C、PSK线。
20、08F牌号中,08表示其平均碳的质量分数为(A)。
A、0.08%;B、0.8%;C、8%。
21、选择制造下列工具所用的材料:
锉刀(C);手工锯条(B)。
A、T9A;B、T10;C、T12。
22、将下列合金钢牌号归类:
耐磨钢(B);合金弹簧钢(A);
合金模具钢(C);不锈钢(D)。
A、60Si2MnA;B、ZGMn13-1;C、Cr12MoV;D、2Cr13。
23、将相应的牌号填入空格内:
防锈铝合金(B);铸造铝合金(C);
铅黄铜(A);铝青铜(D)。
A、HPb59-1;B、LF21;C、ZAιSi7Mg;D、QAι9-4。
24、合金渗碳钢渗碳后,必须进行(A)处理才能使用。
A、淬火+低温回火;B、淬火+中温回火;C、淬火+高温回火。
二、判断:
(√)1、洛氏值由压头压入被测材料的残余压痕深度增量来确定的。
(√)2、冷变形金属经过再结晶后,金属的强度、硬度显著降低,而塑性和韧性大大提高,所有力学和物理性能全部恢复到冷变形以前的状态。
(√)3、在设计机械零件时,如果要求零件刚度大时,应选用具有较高弹性模量的材料。
(╳)4、塑性变形能随力的去除而消失。
(√)5、钢和生铁都是以铁碳为主的合金。
(√)6、小能量多次冲击抗力的大小主要取决于材料的强度高低。
(╳)7、高碳钢的质量优于中碳钢,中碳钢的质量优于低碳钢。
(√)8、碳素工具钢都是优质或高级优质钢。
(╳)9、GCr15钢是滚动轴承钢,其铬(Cr)的质量分数是15%。
(√)10、Cr12MoVA钢是不锈钢。
(√)11、40Cr钢是最常用的合金调质钢。
(╳)12、可锻铸铁可以进行锻压加工。
(╳)13、高碳钢可用正火代替退火,以改善其可加工性。
(√)14、低碳钢的硬度低,可以用淬火方法显著地提高其硬度。
(╳)15、碳溶于α-Fe中形成的间隙固溶体,称为奥氏体。
(√)16、弹性变形能随力的去除而消失。
(╳)17、金属的电阻率越大,电导性越好。
(√)18、碳素工具钢中的碳的质量分数一般都大于0.7%。
(√)19、碳溶于α-Fe中形成的间隙固溶体,称为铁素体。
(╳)20、所有金属材料在拉伸试验时都会出现显著的屈服现象。
(√)21、钢的最高淬火硬度,主要取决于钢中奥氏体的碳质量分数。
(╳)22、淬火后的钢,随回火温度的增高,其强度和硬度也增高。
(√)23、大部分低合金钢和合金钢的淬透性比非合金钢好。
(╳)24、金属材料的各项力学性能都可以通过拉伸试验测定。
(√)25、固溶体的晶格仍然保持溶剂的晶格。
(√)26、渗碳体碳的质量分数是6.69%。
(╳)27、T10钢中碳的质量分数是10%。
三、填空:
1、钢铁材料是由铁(Fe)、碳(C)及Si、Mn、S、P等杂质
元素组成的金属材料。
2、机械产品的制造一般分为设计阶段、制造阶段与使用阶段
三个阶段。
3、根据钢水的脱氧程度不同,可分为沸腾钢、半镇静钢、
镇静钢和特级镇静钢。
4、使用性能包括力学性能、物理性能和化学性能。
5、写出下列力学性能指标的符号:
屈服点σS,洛氏硬度C标尺
HRC,伸长率δ,断面收缩率ψ,疲劳强度σ-1。
6、金属晶格的基本类型有体心立方晶格、面心立方晶格和
密排六方晶格三种。
7、金属的晶粒越细小,其强度、硬度越高,塑性、韧性越好。
8、根据室温组织的不同,钢又分为亚共析钢,其室温组织为
珠光体(P)和铁素体(F);共析钢,其室温组织为珠光体(P);
过共析钢,其室温组织为珠光体(P)和渗碳体(Fe3C)。
9、45钢按用途分类属于结构钢,按碳的质量分数分类属于中碳钢,
按质量分类属于优质钢。
10、热处理工艺过程由加热、保温和冷却三个阶段组成。
11、根据回火温度,回火可分为_低温_、_中温_和高温回火三种。
12、化学热处理是由分解、吸收和扩散三个基本过程组成。
13、高速钢刀具在切削温度达600℃时,仍能保持较高硬度、耐磨性
和较高强度。
14、根据铸铁中碳的存在形式,铸铁分为白口铸铁、灰口铸铁、
可锻铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、麻口铸铁等。
15、普通黄铜是由铜(Cu)、锌(Zn)组成的二元合金。
16、铸造铝合金有:
铝硅系、铝铜系、铝镁系和铝锌系
等系列合金。
17、按照合金的成分,铜合金可分为黄铜、青铜和白铜。
18、金属材料一般可分为黑色金属和有色金属两类。
19、钢中所含有害杂质元素主要是硫(S)、磷(P)。
20、金属材料的性能包括使用性能和工艺性能。
21、洛氏硬度按选用的总试验力及压头类型的不同,常用的标尺有
HRA、HRB和HRC。
22、金属结晶时冷却速度越快,过冷度越大,金属的实际结晶
温度越低。
23、亚共析钢的碳的质量分数为<0.77%,其室温组织为F+P。
24、珠光体是由铁素体(F)和渗碳体(Fe3C)组成的机械混合物。
25、非合金钢按钢中碳的质量分数可分为低碳钢、中碳钢
和高碳钢三类。
26、T10A钢按用途分类属于工具钢,按碳的质量分数分类
属于高碳钢,按质量分类属于高级优质钢。
27、整体热处理方法分为_正火__、_退火_、_淬火_和回火等。
28、淬火方法有:
单液淬火、双液淬火、分级淬火和等温淬火等。
29、60Si2Mn是合金弹簧钢,它的最终热处理方法是
淬火+中温回火。
30、常用的合金铸铁有耐热铸铁、耐蚀铸铁及耐磨铸铁等。
31、形变铝合金根据其主要性能特点不同可分为:
防锈铝、硬铝、
超硬铝和锻铝等几种。
四、名词解释:
(1)金属材料:
指由金属元素为主所组成,具有良好的导电性
和导热性,有一定的强度和塑性,并具有光泽的应用材料。
(2)强度:
材料在服役过程中,抵抗变形和断裂的能力。
(3)塑性变形:
不能随力的去除而消失的变形。
(或:
当外力去除后不能恢复原状的变形)。
(4)晶粒:
材料内部形成的外形不规则而内部原子规则排列
的小晶体。
(5)合金钢:
含有一种或数种合金元素的钢。
(6)固溶强化:
随着溶质含量的增加,材料的强度、硬度提高,
而塑性、韧性则下降的现象。
(7)钢的热处理:
是指通过将固态金属或合金,采用适当方式加热、保温和冷却来改变其内部组织,从而获得所需性能的一种工艺方法。
(8)力学性能:
材料在外力作用时所表现出来的抵抗能力。
(9)合金:
是指由两种或两种以上的金属元素或金属与非金属
元素组成的金属材料。
(10)晶界:
晶粒与晶粒之间的分界面。
(11)加工硬化(形变强化):
随着冷变形量的增加,材料的强度、
硬度提高,而塑性、韧性则下降的现象。
(12)弹性变形:
能随力的去除而消失的变形。
(或当外力去除后能恢复原状的变形)。
(13)共析转变:
由一种固态合金相同时析出(转变出)两种固态
合金相的现象。
五、牌号解释:
(1)Q235-A•F:
σS=235N/mm2,A级质量沸腾钢
[A级质量普通非合金(碳素)结构钢]
(2)65Mn:
C≈0.65%;较高含锰量的高碳钢
[弹簧钢、优质非合金(碳素)结构钢]
(3)T10A:
C≈1.0%;高级优质非合金(碳素)工具钢
(4)9SiCr:
C≈0.9%;Si<1.5%;Cr<1.5%;
低合金工具钢[低合金刃具钢、低合金刀具钢]
(5)W18Cr4V:
C≥1%,W≈18%,Cr≈4%,V<1.5%,
高速钢[高合金工具钢、冷作模具钢、锋钢、风钢等]
(6)45:
C≈0.45%,中碳钢
[调质钢、优质非合金(碳素)结构钢]
(7)T8Mn:
C≈0.8%,较高含锰量的非合金(碳素)工具钢
(8)1Cr13:
C≈0.1%,Cr≈13%,铬不锈钢(铬13型钢)
(9)H90:
Cu≈90%,Zn≈10%,普通黄铜
六、综合:
1、什么是过冷现象和过冷度?
过冷度与冷却速度有什么关系?
参考答案:
答:
金属结晶时实际结晶温度总是低于理论结晶温度的现象
称为过冷现象。
而理论结晶温度与实际结晶温度之差称为
过冷度。
冷却速度越快则过冷度越大。
2、请画出钢部分的铁碳合金相图,填写各区域所含有的组织,标注关键点处的含碳量、温度以及节点字母。
并简述特性点及特性线的含义。
参考答案:
主要特性点的含义:
A点:
1538℃,0%C,纯铁的熔点;
G点:
912℃,0%C,纯铁的同素异构转变点;
S点:
727℃,0.77%C,共析点、C在A中的最小溶解度点;
E点:
1148℃,2.11%C,C在A中的最大溶解度点。
主要特性线的含义:
AC’线:
液相线;
AE线:
固相线;
GS线:
同素异构转变线
(A3线);
ES线:
C在A中的溶解度线
(Acm线);
PSK’线:
共析线(A1线)
3、有一钢试样,其直径为ф10mm,标距长度为50mm,当载荷达到18840N时,试样产生屈服现象;当载荷加至36110N时,试样产生缩颈现象,然后被拉断;拉断后标距长度为73mm,断裂处直径为ф6.7mm,求试样的σs、σb、δ和ψ值。
参考答案:
已知:
do=10mm,Lo=50mm;d1=6.7mm,L1=73mm;
Fs=18.84kN,Fb=36.11kN。
求:
σS、σb、δ和ψ。
解:
So=πdo2/4=3.14×102/4=78.5(mm2)
S1=πd12/4=3.14×6.72/4≈(mm2)
σs=Fs/So=18840/78.5≈240(N/mm2)
σb=Fb/So=36110/78.5≈460(N/mm2)
δ=ΔL/L0=(L1-L0)/L0
=(73-50)/50=46%
Ψ=ΔS/S0=(S0-S1)/S0
=(78.5-29.4)/78.5≈62.55%
答:
σs≈240N/mm2;σb≈460N/mm2;
δ=46%;Ψ≈55%
4、金属铜(Cu)的熔点为1083℃,试计算铜(Cu)的再结晶温度t再;当铜(Cu)在250℃状态下进行变形加工是属于热加工还是冷加工?
参考答案:
解:
t再=(0.35~0.4)(t熔+273)-273
=(0.35~0.4)(1083+273)-273
=(0.35~0.4)×1356-273
=201.6~269.4(℃)
t(250℃)≤t再(201.6~269.4℃)
答:
铜(Cu)在250℃状态下进行变形加工是属于冷加工。
5、画出低碳钢力-伸长曲线(拉伸曲线图),并简述各拉伸阶段。
参考答案:
答:
o~e:
弹性变形阶段;
e~s:
微量塑性变形阶段;
s~s’:
屈服阶段;
s’~b:
塑性变形(强化)阶段;
b~k:
缩颈(径)阶段。
6、画出共析钢过冷奥氏体等温转变曲线图,填写各区域所含有的相,标注关键点处的温度以及特性线字母代号。
并简述各特性线的含义。
参考答案:
主要特性线的含义:
A1线:
共析线;
a线:
A→(F+Fe3C)的开始时间;
b线:
A→(F+Fe3C)的终了时间;
MS线:
A→M的开始温度;727A1
Mf线:
A→M的终了温度。
650
600
550
350
230
-50
7、金属铝的熔点为660℃,试计算纯铝的再结晶温度t再;当工业纯铝在200℃状态下进行变形加工是属于热加工还是冷加工?
参考答案:
解:
t再=(0.35~0.4)(t熔+273)-273
=(0.35~0.4)(660+273)-273
=(0.35~0.4)×933-273=53.6~100.2(℃)
t(150℃)>t再(53.6~100.2℃)
答:
铝(Al)在200℃状态下进行变形加工是属于热加工。