材料学自考试题5卷.docx

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材料学自考试题5卷

一、单项选题每小题2分，共20分。

（在每小题的四个备选答案，将正确答案的序号写在题干的横线上。

）

1．零件变形冷校直后，造成力学性能指标降低的主要是

A.屈服极限бsB.疲劳极限б-1C.塑性δD.硬度HRc

2．两组元组成了固溶体，则固溶体比纯组元的

A.塑性高、硬度低；B.塑性低、硬度高；C.塑性、硬度都高；D.塑性、硬度都低；

3．金属热加工是在金属的以上进行的。

A.再结晶温度；B.Ac3温度；C.Ac1温度；D.Ar1温度；

4．在铁碳合金中，铸造性能最好的合金是

A.固溶体合金；B.共晶合金；C.共析合金；D.包晶合金；

5．球化退火主要适用于A.低碳钢；B.中碳钢；C.球墨铸铁；D.工具钢；

6．在常规热处理中，亚共析钢合适的淬火加热温度范围是

A.Ac3+30-50℃B.Ac1+30-50℃C.Ar3+30-50℃D.Ar1+30-50℃

7．淬火钢经过高温回火以后，获得的组织是

A.回火马氏体；B.回火托氏体；C.回火索氏体；D.回火珠光体；

8．一弹簧要求具有较高的弹性极限，合适的材料及热处理是

A.65Mn调质；B.40Cr淬火+中温回火；C.65Mn淬火+中温回火；D.40Cr调质

9．灰铸铁的力学性能主要取决于

A.基体组织；B.石墨形态及分布；C.热处理方法；D.化学成分；

10．铜合金不进行热处理强化主要原因是

A.铜没有同素异构转变，强化不了；B.导热快，强化不了；

C.本身强度高，不需强化；D.用途上没要求，不需强化；

二、多项选择（每小题2﹒5分，共15分。

在每小题的五个备选答案中有二个或二个以上正确的答案，将正确答案的序号写在横线上，错选、多选、漏选的，该题不得分。

）

1．40Cr钢按不同的分类方法属于

A.合金结构钢；B.合金工具钢；C.合金渗碳钢；D.合金调质钢；E.中碳合金钢；

2．下列钢号中，适合制造热作模具的材料有

A.35CrMo;B.3Cr2W8VC.5CrNiMoD.50CrVE.Cr12MoV

3．传统陶瓷包括A.水泥；B.耐火材料；C.碳化硅；D.日用陶瓷；E.玻璃；

4．完全退火的目的有

A.消除应力；B.消除加工硬化；C.细化晶粒；D.改善切削性能；E.提高强韧性；

5．下列钢制零件为保证其高硬度、高耐磨性的要求，必须进行淬火+低温回火作为最终热处理的有。

A.冷作模具；B.齿轮；C.滚动轴承；D.弹簧；E.连杆；

6．灰口铸铁的下列性能优于钢。

A.铸造性；B.切削性；C.切口敏感性；D.消震性；E.减磨性；

三、填空题（每空1分，共20分。

）

1、金属结晶的冷却速度越大，则过冷度，结晶后晶粒，强韧性。

2、淬火的目的主要是使钢件得到组织，再与适当的相配合，以获得所需的使用性能。

3、含碳量为0.77﹪的铁碳合金称为，其室温平衡组织为。

4、影响多晶体金属塑性变形的两个主要因素是和。

5、钢的热处理由、和三个阶段组成。

6、按钢的用途分类，可将合金钢分为、和三大类。

7、铝合金按其工艺方法可分为铝合金和铝合金。

8、玻璃钢是和的复合材料，其中是增强材料。

四、简答题（每小题5分，共25分。

）

1．晶体缺陷对实际金属的力学性能有何影响？

2．什么叫铁素体？

其性能特点如何？

3．什么叫调质？

调质后获得什么组织？

性能如何？

4．什么是高分子材料？

工程上常用的高分子材料有哪几类？

5．简述合金调质钢的成分特点，性能特点及主要应用。

五、综合题（每小题10分，共20分）

1、试就下列问题比较20Cr和9SiCr：

（1）两种钢各属于哪类钢？

主要应用是什么？

（2）在正常的热处理条件下，试比较它们的淬透性和淬硬性，并说明原因。

2．某机床变速箱齿轮选用40Cr钢制造，而某汽车齿轮选用20CrMnTi钢制造。

请回答下列问题：

（1）为什么两种齿轮选材不同？

（2）上述两种齿轮各应采用什么最终热处理？

（3）两种齿轮经过热处理后，在力学性能和经济性方面有何区别？

参考答案及评分标准

一、单项选择题（每小题2分，共20分）

1、C2、B3、A4、B5、D6、A7、C8、C9、B10、A

二、多项选择题（每小题2.5分，共15分）

1、A.D.E2、B.C3、A.B.D.E4、A.C.D5、A.B.C6、A.B.C.D.E

三、填空题（每空1分，共20分）

1、越大……越细……越高；2、马氏体……回火；3、共析钢……珠光体；4、晶界……晶粒位向；

5、加热、保温……冷却；6、结构钢、工具钢……特殊性能钢；

7、形变……铸造；8、玻璃纤维……塑料树脂……玻璃纤维

四、简答题（每小题5分，共25分）

1、实际金属中晶体缺陷有点缺陷，线缺陷和面缺陷（1分），前两者越多，其强度、硬度越高，塑性韧性越低（2分），面缺陷越多，实际金属的强韧性越高（2分）。

2、碳在α-Fe中的固溶体称为铁素体（2.5分），其性能特点是强度，硬度低，塑性韧性高

3、把钢淬火加高温回火称为调质（2分）调质处理后钢获得回火索氏体组织（1.5分），其性能特点是具有较高的综合力学性能（1.5分）

4、分子量高于1000的材料称为高分子材料（2分）工程上常用的高分子材料有塑料、橡胶和粘接剂

5、合金调质钢的成分特点是中碳（0.25~0.5%），（1分）含有Cr、Ni、Mn、B以提高淬透性Cr、Mo、W、V以细化晶粒其性能特点是具有较高的综合力学性能，主要用于轴杆类零件

五、综合题（每题10分，共20分）

1、

（1）20Cr钢属于渗碳钢，主要用于渗碳零件；9SiCr属于工具钢（1分），主要用于刀具

（2）9SiCr的淬透性和淬硬性都比20Cr高，因为淬透性主要取决于钢中合金元素含量，淬硬性主要取决于钢中含碳量，9SiCr的合金元素含量和含碳量都比20Cr高，所以两者都比20Cr高。

2、

（1）因为机床齿轮工作较平稳，性能要求相对较低，而汽车变速箱齿轮，冲击较大，性能要求较高，所以选材和热处理不同（2分）。

（2）20CrMnTi齿轮采用渗碳，淬火+低温回火（2分）；40Cr齿轮采用调质—淬火+低温回火

（3）经热处理以后，20CrMnTi齿轮比40Cr齿轮的冲击韧性和耐磨性都高（2分），但材料及热处理的成本，也更高（2分）

（二）

一、单项选题每小题2分，共20分。

（在每小题的四个备选答案，将正确答案的序号写在题干的横线上。

）

1、在分析断裂零件时，主要考虑的力学性能指标是。

A.弹性极限бe；B.屈服极限бs；C.强度极限бb；D.塑性δ

2、从性能上比较，相同组元的固溶体比化合物的。

A.塑性高，硬度低；B.塑性低，硬度高；C.塑性、硬度都高；D.塑性、硬度都低；

3、钢在热处理过程中，奥氏体化温度越高，热处理后钢的

A.组织越细，强度越高；B.组织越粗，强度越低；

C.组织越粗，强度越高；D.组织越细，强度越低；

4、在二元合金中，综合力学性能较好的合金是。

A.共晶合金B.共析合金C.固溶体合金D.化合物合金

5、为了改善切削加工性能，低碳钢合适的预先热处理是

A.完全退火；B.球化退火；C.正火D.淬火

6、淬火马氏体的硬度主要取决于。

A.钢中含碳量；B.钢中合金元素；C.淬火方法；D.淬火冷却速度；

7、淬火钢经过中温回火的组织是，它具有较高的弹性极限。

A.回火马氏体；B.回火索氏体；C.回火珠光体；D.回火托氏体；

8、锉刀需要高硬度、高耐磨性，合适的材料及热处理是。

A.T12钢淬火+低温回火；B.45钢表面淬火+低温回火；

C.W18Cr4V淬火+低温灰火；D.20Cr渗碳，淬火+低温回火；

9、灰铸铁的优于球墨铸铁。

A.力学性能；B.铸造性能；C.锻造性能；D.焊接性能；

10、滑动轴承合金属于。

A.黑色金属；B.有色金属C.非金属；D.复合材料

二、多项选择。

1、在下列钢号中，适合制造齿轮的材料有。

A、20CrMnTi；B、45；C、3Cr2W8V；D、60Si2Mn；E、40Cr；

2、Cr12钢按不同的分类属于。

A不锈钢；B合金结构钢；C合金工具钢；D合金模具钢；E高合金钢；

3、在下列材料中属于热塑性塑料。

A、聚乙烯；B、聚酰胺；C、ABS塑料D、有机玻璃；E、有机硅；

4、对淬火钢进行回火的目的是。

A、消除淬火应力；B、消除残余奥氏体；C、提高强韧性；D、提高硬度和耐磨性；E、改善切削性能；

5、为了提高其硬度和耐磨性，必须对进行淬火+低温回火；

A、锉刀；B、粗车刀；C、冲裁模；D、热锻模E、压铸模

6、下列材料中属于灰口铸铁的有。

A、麻口铸铁；B、灰铸铁；C、球墨铸铁；D、蠕墨铸铁；E、可锻铸铁；

三、填空题（每空1分，共20分。

）

1、随着冷塑性变形量增大，金属的升高，下降，这种现象称为。

2、球化退火主要应用于共析钢和钢。

球化退火后的组织为。

3、随着含碳量增多，铁碳合金平衡组织中的铁素体量，渗碳体量。

4、把钢的淬火+高温回火称为，处理以后的组织是，它具有高的性能。

5、钢的表面热处理包括和两大类，处理后零件表层具有高的。

6、按钢中合金元素的含量划分，可将合金钢分为、，和三类。

7、锡基和铅基轴承合金的组织特征，是在的基体上分布着。

8、人工合成高分子材料的方式有反应和反应。

四、简答题（每小题5分，共25分。

）

1、随着钢中含碳量增多，亚共析钢的性能有何变化规律？

2、什么叫珠光体？

其性能特点如何？

3、淬火钢在回火过程中，性能上有何规律性变化？

4、哪些材料属于陶瓷材料？

它们具有哪些性能特点？

5、简述合金渗碳钢的成分特点和性能特点。

五、综合题（每小题10分，共20分）

1、试从成分、组织、性能、应用等方面比较碳钢和白口铸铁。

2、某凸轮原用40Cr钢制造其加工工艺路线为：

（1）锻造——正火——机加工——调质——精加工——表面淬火+低温回火——磨加工

试说明三道热处理的目的

（2）若改用20Cr制造，请问：

a.改用20Cr钢能否采用原40Cr钢得热处理工艺？

为什么？

b.改用20Cr钢应采用何种热处理工艺？

参考答案及评分标准

一、单项选择题（每小项2分，共20分）

1、C2、A3、B4、B5、C6、A7、D8、A9、B10、B

二、多项选择题（每小项2.5分，共15分）

1、A、B、E2、C、D、E3、A、B、C、D

4、A、B、C5、A、B、C6、B、C、D、E

三、填空题（每空1分，共20分）

1、硬度……塑韧性……加工硬化；2、过共析……球状珠光体；

3、越少……越多；4、调质……回火索氏体……综合力学；

5、表面淬火……表面化学热处理……硬度和耐磨性；

6、低合金钢、中合金钢……高合金钢；

7、软……硬的质点；8、加聚……缩聚。

四、简答题（每小题5分，共25分）

1、随着钢中含碳量增多，亚共析钢的强度、硬度升高（2.5分），塑性、韧性下降（2.5分）。

2、铁素体和渗碳体的混合物称为珠光体（2.5分）。

它具有较高的综合力学性能的特点（2.5分）。

3、淬火钢在回火过程中，随着回火温度升高，强度和硬度下降（2.5分）。

塑性升高（1分）。

韧性呈升高趋势，但有两次回火脆性（1.5分）。

4、除了金属材料和有机物以外的其它固体材料都属于无机材料，亦称为陶瓷材料（2分）。

它具有很高的硬度和高温强度（1分），耐蚀、导电能力在很大范围内变化（1分），但脆性大，抗震性较差（1分）。

5、合金渗碳钢的成分特点是低碳（<0.25%C）（1分），含有Cr、Ni、Mn、B以提高淬透性（1分），Cr、Mo、V、Ti以细化晶粒（1分）。

其性能特点是有较高的冲击韧性，渗碳淬火后表层有较高硬度和耐磨性（2分）。

五、综合题（每小题10分，共20分）

1、见下表，每项1.25分，不列表用文字说明也行。

材料

成分

组织

性能

应用

白口铸铁

含碳量>2.11%

以莱氏体为基体

硬度高、脆性大

耐磨件、铸造生铁

碳钢

含碳量<2.11%

没有莱氏体，平衡组织以铁素体和珠光体为基体

强度和塑性都比白口铸铁高得多

工程结构和机械构件

2、

（1）热处理的目的正火是：

消除应力、细化晶粒、均匀组织；（2分）调质是：

提高凸轮心部的综合力学性能；（1.5分），淬火+低温回火是：

提高凸轮表层的硬度和耐磨性（1.5分）。

（2）a、不行（1分），因为20Cr含碳量低，用上述热处理工艺硬度和耐磨性太低（2分）。

b、20Cr钢应采用渗碳-淬火+低温回火（2分）。

（三）

一、单项选择每小题2分，共20分。

（在每小题的四个备选答案中，将正确答案的序号写在题干的横线上。

）

1、在设计发动机缸盖螺栓时，应考虑的强度指标是。

A、屈服极限бsB、强度极限бbC、疲劳极限б-1D、弹性极限бe

2、金属化合物的结构。

A、与溶剂的相同；B、与溶剂、溶质的都不同；C、与溶质的相同；D、是两个组元结构混合；

3、多晶体的晶粒越细，则其。

A、强度越高，塑性越高；B、强度越低，塑性越低；

C、强度越低，塑性越高；D、强度越高，塑性越低；

4、某厂用冷拉钢丝绳（其承截能力没有问题）吊出加热炉中零件，发生钢丝绳断裂，其断裂原因是钢丝绳。

A、产生加工硬化；B、氧化脱碳；C、形成带状组织；D、发生再结晶；

5、下列钢号中，以球化退火作为改善切削性能的钢种是.

A、20CrB、40CrC、9Mn2VD、35CrMo

6、钢的淬透性主要取决于

A、钢中含碳量；B、钢中合金元素；C、淬火冷却速度；D、淬火方法；

7、某零件要求具有很高的硬度和耐磨性，合适的热处理是。

A、淬火+低温回火；B、淬火+中温回火；C、淬火+高温回火；D、调质；

8、汽车发动机连杆螺栓要求具有很高的综合力学性能，选用更合适。

A、40Cr调质；B、65Mn淬火+中温回火；C、20Cr调质D、45钢表面淬火+低温回火；

9、球墨铸铁的强度和塑性其它灰铸铁的。

A、相当于；B、优于；C、不及；D、不能比较；

10、普通黄铜是的铜合金。

A、铜和镍为主；B、铜和锌为主；C、铜和镍组成；D、铜和锌组成；

二、多项选择。

1、在下列钢号中属于合金工具钢。

A、35CrMo；B、5CrNiMo；C、50CrMo；D、Cr12MoV；E、9SiCr；

2、45钢按不同的分类属于。

A、低碳钢；B、中碳钢；C、高碳钢；D、调质钢；E、碳素结构钢。

3、陶瓷材料可以制作。

A、绝缘材料；B、高温材料；C、刀具材料；D、保温材料；E、耐磨材料；

4、正火作为低碳钢的预先热处理，其主要目的有。

A、消除应力；B、细化晶粒；C、改善切削性能；

D、提高钢的强韧性；E、提高钢的耐磨性；

5、下列零件要求高耐磨性又有高韧性，必须进行渗碳，淬火低温回火的有。

A、20CrMnTi齿轮；B、40Cr齿轮；C、20Cr活塞销；

D、45钢曲轴；E、20Cr机床分度头蜗杆；

6、滑动轴承需具有硬质点和软基体的组织特点，具备这一要求的材料有。

A、巴氏合金；B、高锡铝基合金；C、铅青铜；D、Fe-G粉末冶金；E、紫铜；

三、填空题（每空1分，共20分。

）

1、在铁碳合金中，共晶合金的性能好；而固溶体合金的好。

2、生产中把钢淬火后的热处理称为调质，调质后的组织为，该组织的性能特点是。

3、金属中常见的三种晶体结构是晶格、晶格、和晶格。

4、完全退火的加热温度是，冷却方式为。

主要应用于。

5、加工硬化是指随着塑性变形量的增加，金属的强度、硬度塑性、韧性的现象。

6、在碳钢中，把含碳量分别为＜0.25%、0.25～0.6%和＞0.6%的钢分别称为钢、钢和钢。

7、铜合金可以分为。

、黄铜和铜，其中黄铜由铜和组成。

8、复合材料是由材料和材料组成的。

四、简答题（每小题5分，共20分。

）

1、什么叫结晶？

结晶冷却速度对金属的组织和性能有何影响？

2、铁碳合金有哪些基本相组成，随着含碳量增加，铁碳合金中的基本相有何变化？

3、钢的表面热处理可分为哪两类？

表面热处理以后零件的性能有何变化？

4、什么叫玻璃钢？

主要特点如何？

提出三种可以用玻璃钢制造的元件或结构。

5、什么叫合金钢？

合金钢按用途如何分类？

按合金元素含量又如何分类？

五、综合题（每小题10分，共20分）

1、试分析高频表面淬火与渗碳在用材、相关热处理方法、组织和性能等方面的差别。

2、试从成分、组织、性能三方面比较碳钢、灰口铸铁，和白口铸铁。

参考答案及评分标准

一、单项选择题（每小题2分，共20分）

1、A2、B3、A4、D5、C6、B7、A8、A9、B10、D

二、多项选择题（每小题2.5分，共15分）

1、B.D.E2、B.D.E3、A.B.C.D.E4、A.B.C5、A.B.C.E6、A.B.C.D

三、填空题（每题1分，共20分）

1、铸造……塑性；

2、高温回火……回火索氏体……较高的综合力等性能

3、体心……面心……密排六方；

4、Ac3+30-50℃……炉冷……亚共析钢；

5、升高……下降；6、低碳……中碳……高碳；

7、白铜……青铜……锌；8、增强……基体；

四、简答题（每小题5分，共20分）

1、材料由液体凝固成晶体的过程称为结晶（2.5分）一般说来结晶过冷度越大，金属结晶后的组织越细，强韧性越高。

（2.5分）

2、铁碳合金的平衡组织由铁素体和渗碳体组成（2.5分）随着合金中合碳量升高，铁碳合金的铁素体相对量减少，渗碳体相对量增多（2.5分）

3、钢的表面化学热处理可分为表面淬火和表面化学热处理（2.5分）经过表面化学热处理以后，钢的硬度和耐磨性显著提高（2.5分）

4、玻璃纤维增强塑料称为玻璃钢（2分）。

玻璃钢具有成本低，工艺简单；强度低，绝缘等特点（1.5分），它可制造壳体、管道、容器等（1.5分）

5、合金钢是在碳钢基础上，有目的地加入某些合金元素而得到的多元铁基合金（2分），按用途划分，合金钢可分为合金结构钢、合金工具钢和特殊性能钢（1.5分）；按合金元素划分，合金钢又分为低合金钢、中合金钢和高合金钢（1.5分）

五、综合题（每小题10分，共20分）

1、见下表，每题1.25分，下列表用文字表述也行

选材