机械工程材料试题及答案.docx
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机械工程材料试题及答案
卷标准答案机械工程材料A
（１０分）一、名词解释：
固溶体溶入溶质后强度、硬度提高，塑性韧性下降现象。
固溶强化：
金属塑性变形后，强度硬度提高的现象。
加工硬化：
在钢液中有选择地加入合金元素，提高材料强度和硬度合金强化：
热处理：
钢在固态下通过加热、保温、冷却改变钢的组织结构从而获得所需性能的一种工艺。
细晶强化：
晶粒尺寸通过细化处理，使得金属强度提高的方法。
二、选择适宜材料并说明常用的热处理方法（30分）
名称牌号
候选材料类型
选用材料
热处理方法含碳量
最终组织
机床床身T9AGCr15
KTZ450-06,T10A,HT200高级优质碳素工具钢滚动轴承钢
HT200
时效0.9%0.95～1.05%
P＋F＋G片
汽车后桥齿轮3020Cr
20CrMnTi,40Cr,60Si2Mn碳素结构钢渗碳钢
20CrMnTi
渗碳＋淬火＋低温回火0.3%0.2%
MCm表面＋＋A'M＋F心部
滚动轴承
GCr15,Cr12,QT600-2
GCr15
球化退火＋淬火＋低温回火
A'＋＋CmM
锉刀
9SiCr,T12,W18Cr4V
T12
球化退火＋淬火＋低温回火
M＋Cm＋A'
汽车板簧
45,60Si2Mn,T10
60Si2Mn
淬火＋中温回火
回T
钻头
，W18Cr4V65Mn,20
W18Cr4V
淬火＋低温回火
＋Cm＋A'M
桥梁
1Cr13,16Mn,Q195
16Mn,
不热处理
P＋F
滑动轴承
H70,ZSnSb11Cu6,T8
ZSnSb11Cu6
不热处理
a+SnSb
耐酸容器
Q235,1Cr18Ni9Ti,ZGMn13
1Cr18Ni9Ti
固溶处理
A
发动机曲轴
ZL101
45,QT600-3,
QT600-3
等温淬火＋高温回火
球G回＋S
，其加工路线为：
—，其余地方为HRC54—58HRC2025分）车床主轴要求轴颈部位硬度为（三、20正火下料锻造机加工机加工（精）调质
轴颈表面淬火磨加工低温回火
指出：
45钢、主轴应用的材料：
1℃保温一段时间空2细化晶粒，消除应力；加热到＋Ac50、正火的目的和大致热处理工艺3冷淬火＋高温回火强度硬度塑性韧性达到良好配合、调质目的和大致热处理工艺34、表面淬火目的提高轴颈表面硬度
5．低温回火目的和轴颈表面和心部组织。
去除表面淬火热应力，表面M＋A'心部S回
四、选择填空（20分）
１．合金元素对奥氏体晶粒长大的影响是（d）
（a）均强烈阻止奥氏体晶粒长大（b）均强烈促进奥氏体晶粒长大
（c）无影响（d）上述说法都不全面
２．适合制造渗碳零件的钢有（c）。
（a）16Mn、15、20Cr、1Cr13、12Cr2Ni4A（b）45、40Cr、65Mn、T12
（c）15、20Cr、18Cr2Ni4WA、20CrMnTi
３．要制造直径16mm的螺栓，要求整个截面上具有良好的综合机械性能，应选用（c）
（a）45钢经正火处理（b）60Si2Mn经淬火和中温回火（c）40Cr钢经调质处理
4．制造手用锯条应当选用（a）
（a）T12钢经淬火和低温回火（b）Cr12Mo钢经淬火和低温回火（c）65钢淬火后中温回火
5．高速钢的红硬性取决于（b）
（a）马氏体的多少（b）淬火加热时溶入奥氏体中的合金元素的量（c）钢中的碳含量
6．汽车、拖拉机的齿轮要求表面高耐磨性，中心有良好的强韧性，应选用（c）
（a）60钢渗碳淬火后低温回火（b）40Cr淬火后高温回火（c）20CrMnTi渗碳淬火后低温回火
7．65、65Mn、50CrV等属于哪类钢，其热处理特点是（c）
（a）工具钢，淬火+低温回火（b）轴承钢，渗碳+淬火+低温回火（c）弹簧钢，淬火+中温回火
8.二次硬化属于（d）
（a）固溶强化（b）细晶强化（c）位错强化（d）第二相强化
9.1Cr18Ni9Ti奥氏体型不锈钢，进行固溶处理的目的是（b）
（a）获得单一的马氏体组织，提高硬度和耐磨性
（b）获得单一的奥氏体组织，提高抗腐蚀性，防止晶间腐蚀（c）降低硬度，便于切削加工
１０.推土机铲和坦克履带板受到严重的磨损及强烈冲击，应选择用（b）
（a）20Cr渗碳淬火后低温回火（b）ZGMn13—3经水韧处理（c）W18Cr4V淬火后低温回火
五、填空题（20分）
1、马氏体是碳在a-相中的过饱和固溶体，其形态主要有板条马氏体、片状马氏体。
其中，片状马氏体硬度高、塑性差
2、W18Cr4V钢的淬火加热温度为1270－1280℃，回火加热温度为560℃，回火次数3次。
3、材料选择的三原则一般原则，工艺性原则，经济性原则。
4、合金结构钢与碳素结构钢相比，其突出优点是强度高，淬透性好。
5.共析钢过冷奥氏体等温转变曲线三个转变区的转变产物是PBM。
6.共析钢淬火形成M+A'后，在低温、中温、高温回火后的产物分别为M回＋A'
T回S回。
7.45钢正火后渗碳体呈片状，调质处理后渗碳体呈球状。
一、名词解释（共15分，每小题3分）
1.奥氏体（A）2.回复3.固溶体4.自然时效5.加工硬化
二、填空题（共20分，每空1分）
1.石墨为片状的灰口铸铁称为铸铁，石墨为团絮状的灰口铸铁称为__铸铁，石墨为球状的灰口铸铁称为铸铁。
其中铸铁的韧性最高，因而可以锻造。
2.陶瓷材料中的气相是指，在程中形成的，它了陶瓷的强度。
3.根据采用的渗碳剂的不同，将渗碳分为________、_________和_________三种。
4.工程中常用的特殊性能钢有_________、_________、_________等。
5.金属的断裂形式有__________和__________两种。
6.金属元素在钢中形成的碳化物可分为_________、_________两类。
7.常见的金属晶体结构有____________、____________和____________三种。
三、选择题（共25分，每小题1分）
1.40钢钢锭在1000℃左右轧制，有时会发生开裂，最可能的原因是（）
A.温度过低；B.温度过高；C.钢锭含磷量过高；D.钢锭含硫量过高
2.下列碳钢中，淬透性最高的是（）
A.20钢；B.40钢；C.T8钢；D.T12钢
3.Ni在1Cr18Ni9Ti钢中的主要作用是（）
A.提高淬透性；B.固溶强化；C.扩大Fe-Fe3C相图中的γ相区；D.细化晶粒；
4.W18Cr4V钢锻造后，在机械加工之前应进行（）
A.完全退火；B.球化退火；C.去应力退火；D.再结晶退火
5.下列材料中，最适合制造机床床身的是（）
A.40钢；B.T12钢；C.HT300；D.KTH300-06
6.下列材料中，最适合制造气轮机叶片的是
A.1Cr13钢；B.1Cr17钢；C.3Cr13钢；D.4Cr13钢
7.下列材料中，最适合制造飞机蒙皮的是（）
A.ZAlSi12；B.2A50（旧牌号LD5）；C.ZAlMg10；D.2A12（旧牌号LY12）
8.下列材料中，最适合制造盛放氢氟酸容器的是（）
A.1Cr17；B.1Cr18Ni9Ti；C.聚四氟乙烯；D.SiO2
9.下列材料中，最适合制造汽车板弹簧的是（）
A.60Si2Mn；B.5CrNiMo；C.Cr12MoV；D.GCr15
10.下列材料中，最适合制造汽车火花塞绝缘体的是（）
A.Al2O3；B.聚苯乙烯；C.聚丙烯；D.饱和聚酯
11.铜只有通过冷加工并经随后加热才能使晶粒细化，而铁则不需冷加工，只
需加热到一定温度即使晶粒细化，其原因是（）
A.铁总是存在加工硬化，而铜没有；B.铜有加工硬化现象，而铁没有；
C.铁在固态下有同素异构转变；而铜没有D.铁和铜的再结晶温度不同
）
（常用不锈钢有铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢和12.
A.铁素体-奥氏体不锈钢B.马氏体-奥氏体不锈钢C.莱氏体不锈钢D.贝氏体不锈钢
13.以下哪种铸铁的断口呈灰黑色？
（）
A.马口铁；B.白口铸铁；C.麻口铸铁；D.灰铸铁
14.用于制造渗碳零件的钢称为（）。
A.结构钢；B.合金钢；C.渗碳钢；D.工具钢
15.马氏体组织有两种形态（）。
A.板条、树状；B.板条、针状；C.树状、针状；D.索状、树状
16.实际生产中，金属冷却时（）。
A.理论结晶温度总是低于实际结晶温度；B.理论结晶温度总是等于实际结晶温度；
C.理论结晶温度总是大于实际结晶温度；D.实际结晶温度和理论结晶温度没有关系
17.零件渗碳后，一般需经过（）才能达到表面硬度高而且耐磨的目的。
A.淬火+低温回火；B.正火；C.调质；D.淬火+高温回火
18.C曲线右移使淬火临界冷却速度（），淬透性（）。
A.减小、增大；B.减小、减小；C.增大、减小；D.增大、增大
19.机械制造中，T10钢常用来制造（）。
A.容器；B.刀具；C.轴承；D.齿轮
20.钢经表面淬火后将获得（）。
A.一定深度的马氏体；B.全部马氏体；C.下贝氏体；D.上贝氏体
21.GCrl5SiMn钢的含铬量是：
（）
A.15％；B.1．5％；C.0.15％；D.0.015％
22.铅在常温下的变形属：
（）
A.冷变形；B.弹性变形；C.热变形；D.既有冷变形也有热变形
23、黄铜是以（）为主加元素的铜合金。
A.铅B.铁C.锡D.锌
24、在Fe-Fe3C和图中，奥氏体冷却到ES线时开始析出（）。
A.铁素体B.珠光体C.二次渗碳体D.莱氏体
25、从金属学的观点来看，冷加工和热加工是以（）温度为界限区分的。
A.结晶B.再结晶C.相变D.25℃
四、简答题（共30分，每题10分）
1.简述奥氏体晶粒对钢在室温下组织和性能的影响。
2.简述回火的目的。
3.何谓碳钢中的铁素体、渗碳体、珠光体？
他们的力学性能各有何特点？
参考答案
一、名词解释
1．奥氏体（A）：
C在γ－Fe中的间隙固溶体，常用A或γ表示，是一种硬度较低而塑性较高的固溶体。
3．固溶体：
组成合金的组元，在固态时相互溶解，所形成的单一均匀的物质。
4．自然时效：
自然时效是指经过冷、热加工或热处理的金属材料，于室温下发生性能随时间而变化的现象。
．
5．加工硬化：
金属材料随着冷塑变形程度的增大，强度和硬度逐渐升高，塑性和韧性逐渐
降低的现象称为加工硬化或冷作硬化。
二、填空题
1、普通灰口；可锻；球墨；2、气孔；烧结；降低。
4、不锈钢耐热钢耐磨刚5、延性断裂3、固体渗碳气体渗碳
7、体心立方晶格密排六方晶格6、合金渗碳体特殊碳化物三、选择题1.D;2.C;3.C;;5.C;6.A;7.D;8.C;10.A;11.C;13.D;14.C;15.B;17.A;18.A;19.B;20.A;21.B23.D;24.C
四、简答题、答：
奥氏体晶粒细小时，冷却后转变产物的组织也细小，其强度与塑性韧性都较高，冷脆转变温1度也较低；反之，粗大的奥氏体晶粒，冷却转变后仍获得粗晶粒组织，使钢的力学性能（特别是冲击韧性）降低，甚至在淬火时发生变形、开裂。
2、答：
回火的目的是：
（）获得所要求的力学性能；2
（1）降低零件脆性，消除或降低内应力；）改善加工性。
（4）稳定尺寸；（33、答：
铁素体——碳在α-Fe中的间隙固溶体，软而韧。
渗碳体——碳与铁形成的间隙化合物，硬而脆。
珠光体——铁素体与渗碳体形成的层片状交替排列的机械混合物，良好的综合力学性能。
第1章材料的性能
一、选择题
1.表示金属材料屈服强度的符号是（B）A.σB.σsC.σbD.σ-1
2.表示金属材料弹性极限的符号是（A）A.σeB.σsC.σbD.σ-1
3.在测量薄片工件的硬度时，常用的硬度测试方法的表示符号是（B）
A.HBB.HRCC.HVD.HS
4金属材料在载荷作用下抵抗变形和破坏的能力叫（A）A.强度B.硬度C.塑性D.弹性
二、填空
1.金属材料的机械性能是指在载荷作用下其抵抗（变形）或（破坏）的能力。
2.金属塑性的指标主要有（伸长率）和（断面收缩率）两种。
3.低碳钢拉伸试验的过程可以分为弹性变形、（塑性变形）和（断裂）三个阶段。
4.常用测定硬度的方法有（布氏硬度测试法）、（洛氏硬度测试法）和维氏硬度测试法。
5.疲劳强度是表示材料经（无数次应力循环）作用而（不发生断裂时）的最大应力值。
三、是非题
1.用布氏硬度测量硬度时，压头为钢球，用符号HBS表示。
是
2.用布氏硬度测量硬度时，压头为硬质合金球，用符号HBW表示。
是
3.金属材料的机械性能可以理解为金属材料的失效抗力。
四、简答题
1.说明下列机械性能指标符合所表示的意思：
σs、σ0.2、HRC、σ-1、σb、δ5、HBS。
σ屈服强度σ：
条件屈服强度HRC：
洛氏硬度（压头为金刚石圆锥）σ:
疲劳-1s:
0.21/2:
极限σ=5.65sl时的伸长率（=5d：
抗拉强度σl）00005b
HBS:
布氏硬度（压头为钢球）
第2章材料的结构
一、选择题
1.每个体心立方晶胞中包含有（B）个原子A.1B.2C.3D.4
2.每个面心立方晶胞中包含有（C）个原子A.1B.2C.3D.4
3.属于面心立方晶格的金属有（C）A.α-Fe,铜B.α-Fe,钒C.γ-Fe,铜D.γ-Fe,钒
4.属于体心立方晶格的金属有（B）A.α-Fe,铝B.α-Fe,铬C.γ-Fe,铝D.γ-Fe,铬
5.在晶体缺陷中，属于点缺陷的有（A）A.间隙原子B.位错C.晶界D.缩孔
6.在立方晶系中,指数相同的晶面和晶向（B）
A.相互平行B.相互垂直C.相互重叠D.毫无关联
7.在面心立方晶格中,原子密度最大的晶面是（C）
A.（100）B.（110）C.（111）D.（122）
二、是非题
1.金属或合金中,凡成分相同、结构相同，并与其他部分有界面分开的均匀组成部分称为相。
是
2.在体心立方晶格中，原子排列最密的方向[111]垂直于原子排列最密的晶面（110）。
非
（指数相同才会相互垂直）
3.单晶体具有各向同性，多晶体具有各向异性。
非（晶体具有各向异性，非晶体具有各向同性）
4．晶体的配位数越大，其致密度也越高。
是
三、填空题
1.一切固态物质可以分为（晶体）与（非晶体）两大类。
2.晶体缺陷主要可分为（点缺陷）,（线缺陷）和面缺陷三类。
3.晶体缺陷中的点缺陷除了置换原子还有（间隙原子）和（空位）。
4.面缺陷主要指的是（晶界）和（亚晶界）；最常见的线缺陷有（刃型位错）和（螺型位错）。
5.每个面心立方晶胞在晶核中实际含有（4）原子，致密度为（0.74），原子半径为（2?
a/4）。
6.每个体心立方晶胞在晶核中实际含有
（2）原子，致密度为（0.68），原子半径为（3?
a/4）。
7.每个密排六方晶胞在晶核中实际含有（6）原子，致密度为（0.74），原子半径为（a/2）。
四、解释下列现象
1.金属一般都是良导体，而非金属一般为绝缘体。
2．实际金属都是多晶体结构。
第3章材料的凝固
A纯金属的结晶
二、填空题
1.随着过冷度的增大，晶核形核率N（增大），长大率G（增大）。
2.细化晶粒的主要方法有（a、控制过冷度b、变质处理c、振动、搅拌）。
3.纯铁在1200℃时晶体结构为（γ-Fe），在800℃时晶体结构为（α-Fe）。
四、简答题
1.影响金属结晶过程的主要因素是什么？
答：
晶核形核率和长大率．
2.何谓金属的同素异构转变？
并以纯铁来说明。
答：
有些物质在固态下其晶格类型会随温度变化而发生变化，这种现象称为同素异构转变。
纯铁在固态下的冷却过程中有两次晶体结构变化：
?
-Fe?
?
-Fe?
?
-Fe?
-Fe、γ-Fe、α-Fe是铁在不同温度下的同素异构体，其中?
-Fe和α-Fe都是体心立方晶格，分别存在于熔点到1394℃之间及912℃以下，γ-Fe是面心立方晶格，存在于1394℃到912℃之间。
3.试述晶粒大小对其机械性能有何影响？
答：
常温下，晶粒越细，晶界面积越大，因而金属强度、硬度越高，同时塑性、韧性越好。
高温下，晶界呈黏滞状态，在外力作用下易产生滑动和迁移，因而细晶粒无益，但晶粒太粗，易产生应力集中。
因而高温下晶粒过粗、过细都不好。
合金的结晶B
填空题一、
。
1.根据溶质原子在溶剂晶格中分布情况的不同，可将固溶体分为（置换固溶体）和（间隙固溶体）相是指合金中（成分相同）与（结构相同）均匀一致的组成部分。
2.
。
）（固溶体），金属化合物和（3.合金的晶体结构大致可以有三种类型：
（能够独立存在）的物质称为组元。
，（最基本），4.组成合金的（最简单）。
5．两种元素组成固溶体，则固溶体的晶体结构（与组成元素之一的晶体结构相同）三、简答题试述金属中固溶体与金属化合物的机械性能有何特点。
1.答：
固溶体的强度、硬度高，塑性、韧性低；金属化合物具有较高的熔点、硬度和较大的脆性。
合金中固溶体和金属化合物的晶体结构有何不同2.
C铁碳合金相图
一、选择题铁素体是碳溶解在（A）中所形成的间隙固溶体。
1.
-Fe
D．βC．δ-Fe-FeA．αB．γ-Fe
B）中所形成的间隙固溶体。
2.奥氏体是碳溶解在（
-Fe．βδ-FeDα-FeB．γ-FeC．．A）。
3.渗碳体是一种（C．易转变化合物C．介稳定化合物DA．稳定化合物B．不稳定化合物
。
Fe-Fe3C相图中，钢与铁的分界点的含碳量为（C）4.在．2.2％．2.11％D2A．％B．2.06％CC）。
5.莱氏体是一种（D．单相组织金属．金属化合物C．机械混合物A．固溶体B。
ES线也称为（D）在6.Fe-Fe3C相图中，．Acm线．A3线DCA．共晶线B．共析线
。
线也称为（相图中，GSC）在7.Fe-Fe3CAcmD．线A3C．共析线A．共晶线B．线。
）A相图中，共析线也称为（Fe-Fe3C在8.
A．A1线B．ECF线C．Acm线D．PSK线
9.珠光体是一种（C）。
A．固溶体B．金属化合物C．机械混合物D．单相组织金属
10.在铁－碳合金中，当含碳量超过（B）以后，钢的硬度虽然在继续增加，但强度却在明显下降。
A．0.8％B．0.9％C．1.0％D．1.1％
11.通常铸锭可由三个不同外形的晶粒区所组成，其晶粒区从表面到中心的排列顺序为（A）。
A．细晶粒区－柱状晶粒区－等轴晶粒区B．细晶粒区－等轴晶粒区－柱状晶粒区
C．等轴晶粒区－细晶粒区－柱状晶粒区D．等轴晶粒区－柱状晶粒区－细晶粒区
12.在Fe-Fe3C相图中，PSK线也称为（B）。
A．共晶线B．共析线C．A3线D．Acm线
13.Fe-Fe3C相图中，共析线的温度为（D）。
A．724℃B．725℃C．726℃D．727℃
14.在铁碳合金中，共析钢的含碳量为（B）。
A．0.67％B．0.77％C．0.8％D．0.87％
二、填空题
1.珠光体是（铁素体）和（渗碳体）混合在一起形成的机械混合物。
2.碳溶解在（α-Fe）中所形成的（固溶体）称为铁素体。
3.在Fe-Fe3C相图中，共晶点的含碳量为（4.3%），共析点的含碳量为（0.77%）。
4.低温莱氏体是（珠光体）和（共晶渗碳体）组成的机械混合物。
5.高温莱氏体是（共晶奥氏体）和（工晶渗碳体）组成的机械混合物。
6.铸锭可由三个不同外形的晶粒区所组成，即（表层细晶区），（柱状晶区）和心部等轴晶粒区。
7.在Fe-Fe3C相图中，共晶转变温度是（1148℃），共析转变温度是（727℃）。
第5章钢的热处理
一、选择题
1.加热是钢进行热处理的第一步，其目的是使钢获得（B）。
A．均匀的基体组织B．均匀的A体组织C．均匀的P体组织D．均匀的M体组织
2.下列温度属于钢的高、中、低温回火温度范围的分别为（A）（D）（B）。
A．500℃B．200℃C．400℃D．350℃
3.碳钢的淬火工艺是将其工件加热到一定温度，保温一段时间，然后采用的冷却方式是（D）。
A．随炉冷却B．在风中冷却C．在空气中冷却D．在水中冷却
4.正火是将工件加热到一定温度，保温一段时间，然后采用的冷却方式是（C）。
A．随炉冷却B．在油中冷却C．在空气中冷却D．在水中冷却
5.完全退火主要用于（A）。
A．亚共析钢B．共析钢C．过共析钢D．所有钢种
6.共析钢在奥氏体的连续冷却转变产物中，不可能出现的组织是（C）。
A．PB．SC．BD．M
7.退火是将工件加热到一定温度，保温一段时间，然后采用的冷却方式是（A）。
A．随炉冷却B．在油中冷却C．在空气中冷却D．在水中冷却
三、填空题．
1.共析钢中奥氏体形成的四个阶段是：
（奥氏体晶核形成），（奥氏体晶核长大），残余Fe3C溶解，奥氏体均匀化。
2.化学热处理的基本过程，均由以下三个阶段组成，即（介质分解），（工件表面的吸收），活性原子继续向工件内部扩散。
3.马氏体是碳在（α-Fe）中的（过饱和溶液）组织。
4.在钢的热处理中，奥氏体的形成过程是由（加热）和（保温）两个基本过程来完成的。
5.钢的中温回火的温度范围在（350～500℃），回火后的组织为（回火托氏体）。
6.钢的低温回火的温度范围在（150～250℃），回火后的组织为（回火马氏体）。
7.在钢的回火时，随着回火温度的升高，淬火钢的组织转变可以归纳为以下四个阶段：
马氏体的分解，残余奥氏体的转变，（铁素体中析出Fe3C），（铁素体多边形化）。
8.钢
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