机械工程材料试题及答案内蒙古科技大学资料Word文件下载.docx
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桥梁
1Cr13,16Mn,Q195
16Mn,
不热处理
F+P
滑动轴承
H70,ZSnSb11Cu6,T8
ZSnSb11Cu6
a+SnSb
耐酸容器
Q235,1CM8Ni9Ti,
ZGMn13
1Cr18Ni9Ti
固溶处理
A
发动机曲轴
QT600-3,45,ZL101
QT600-3
等温淬火+高温回火
S回+G球
三、(20分)车床主轴要求轴颈部位硬度为HRC54—58,其余地方为HRC20—25,其加工路线:
下料锻造一正火——机加工►调质机加工(精)
k轴颈表面淬火k低温回火磨加工指出:
1、主轴应用的材料:
45钢
2、正火的目的和大致热处理工艺细化晶粒,消除应力;
加热到Acs+50C保温一段时间空冷
3、调质目的和大致热处理工艺强度硬度塑性韧性达到良好配合淬火+高温回火
4、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(
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(
(a)20Cr渗碳淬火后低温回火(b)ZGMn13—3经水韧处理
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、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—1280C,回火加热温度为560C,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钢正火后渗碳体呈丄状,调质处理后渗碳体呈旦状。
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
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)
I.40钢钢锭在1000C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相图中的丫相区;
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.SiO29.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.AI2O3;
B.聚苯乙烯;
C.聚丙烯;
D.饱和聚酯
II.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
12.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()
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.—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.25C
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在丫一Fe中的间隙固溶体,常用A或丫表示,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
二、填空题
1、普通灰口;
可锻;
球墨;
3、固体渗碳气体渗碳
6、合金渗碳体特殊碳化物
降低的现象称为加工硬化或冷作硬化。
2、气孔;
烧结;
降低。
4、不锈钢耐热钢耐磨刚5、延性断裂
7、体心立方晶格密排六方晶格
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
1、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:
(1)降低零件脆性,消除或降低内应力;
(2)获得所要求的力学性能;
(3)稳定尺寸;
(4)改善加工性。
3、答:
铁素体一一碳在a-Fe中的间隙固溶体,软而韧。
渗碳体一一碳与铁形成的间隙化合物,硬而脆。
珠光体一一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.(TB.(TsC.(TbD.(T-1
2.表示金属材料弹性极限的符号是(A)A.(TeB.(TsC.cbD.c-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。
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:
cs、c0.2、HRCc-1、cb、S5、
HBS
cs:
屈服强度c0.2:
条件屈服强度HRC洛氏硬度(压头为金刚石圆锥)
c-1:
疲劳极限cb:
抗拉强度c5:
lo=5do时的伸长率(l0=5.65so1/2)
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.a-Fe,铜B.a-Fe,钒C.丫-Fe,铜D.丫-Fe,钒
4.属于体心立方晶格的金属有(B)A.a-Fe,铝B.a-Fe,铬C.丫-Fe,铝D.丫-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。
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。
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
6.
(2?
a/4)。
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
7.
(3?
每个密排六方晶胞在晶核中实际含有(
6)
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1200E时晶体结构为(丫-Fe),在800C时晶体结构为(a-Fe)。
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。
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、
丫-Fe、a-Fe是铁在不同温度下的同素异构体,其中-Fe和a-Fe都是体心立
方晶格,分别存在于熔点到1394E之间及912C以下,丫-Fe是面心立方晶格,存在于1394E到912C之间。
3.试述晶粒大小对其机械性能有何影响?
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。
B合金的结晶
一、填空题
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)。
2•相是指合金中(成分相同)与(结构相同)均匀一致的组成部分。
3.合金的晶体结构大致可以有三种类型:
(固溶体),金属化合物和()。
4.组成合金的(最简单),(最基本),(能够独立存在)的物质称为组元。
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
1.试述金属中固溶体与金属化合物的机械性能有何特点。
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。
2.合金中固溶体和金属化合物的晶体结构有何不同
C铁碳合金相图
1.铁素体是碳溶解在(A)中所形成的间隙固溶体。
A.a-FeB.丫-FeC.S-FeD.B-Fe
2.奥氏体是碳溶解在(B)中所形成的间隙固溶体。
3.渗碳体是一种(C)。
A稳定化合物B不稳定化合物C介稳定化合物D易转变化合物
4.在Fe-Fe3C相图中,钢与铁的分界点的含碳量为(C)。
A2%B2.06%C2.11%D2.2%
5.莱氏体是一种(C)。
A固溶体B金属化合物C机械混合物D单相组织金属
6.在Fe-Fe3C相图中,ES线也称为(D)。
A.共晶线B.共析线C.A3线D.Acm线
7.在Fe-Fe3C相图中,GS线也称为(C)。
8.在Fe-Fe3C相图中,共析线也称为(A)。
A.A1线B.ECF线C.Acm线D.PSK线
9.珠光体是一种(C)。
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。
A0.8%B0.9%C1.0%D1.1%
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)。
13.Fe-Fe3C相图中,共析线的温度为(D)。
A.724°
CB.725°
CC.726°
CD.727°
C
14.在铁碳合金中,共析钢的含碳量为(B)。
A0.67%B0.77%C0.8%D0.87%
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(a-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(1148C),共析转变温度是(727C)。
1.铁碳合金中基本相有哪几相?
室温下的基本相是什么?
基本相有液相L高温铁素体相S、铁素体相a、奥氏体相丫和渗碳体相F&
C室温下的基本相是
2.试分析含碳量为0.6%。
铁碳含金从液态冷却到室温时的结晶过程。
3.试分析含碳量为1.2%铁碳合金从液体冷却到室温时的结晶过程。
合金在1〜2点转变为,到3点,开始析出Fe3G从奥氏体中析出的Fe3C称二次渗碳体,用Fe3CU表示,其沿晶界呈网状分布。
温度下降,Fe3CU量增加。
到4点,成分沿ES线变化到S点,余下的转变为P。
P53
4.结合Fe-Fe3C相图指出A1、A3和Acm代表哪个线段,并说明该线段表示的意思。
A1为PSK水平线,即共析线,在该线温度(727C)下发生共析转变
A3为GS线,即丫?
a固溶体转变线
Acm为ES线,即碳在丫-Fe中的固溶线
5.简述碳钢中碳含量变化对机械性能的影响。
亚共析钢随含碳量增加,P量增加,钢的强度、硬度升高,塑性、韧性下降.
0.77%C时,组织为100%P,钢的性能即P的性能。
>
0.9%CFe3CH为晶界连续网状,强度下降,但硬度仍上升。
2.11%C组织中有以Fe3C为基的Le'
合金太脆
6.写出铁碳相图上共晶和共析反应式及反应产物的名称。
共晶:
L4.3一丫2.11+FeaC,产物为奥氏体和渗碳体的机械混合物,即莱氏体。
共析:
丫0.77fa0.0218+FesC,产物为铁素体和渗碳体的机械混合物,即珠光体。
7.在Fe—Fe3C相图上空白处填写上组织。
8.简述Fe—Fe3C相图应用是在哪些方面?
铁碳合金相图是研究铁碳合金最基本的工具,是研究碳钢和铸铁成分、温度、组
织及性能之间关系的理论基础,是制定热加工、热处理、冶炼和铸造工艺的依据。
五、计算题
1.二块钢样,退火后经显微组织分析,其组织组成物的相对含量如下:
第一块:
珠光体占40%铁素体60%
第二块:
珠光体占95%二次渗碳体占5%
试问它们的含碳量约为多少?
(铁素体含碳量可忽略不计)
解:
•••铁素体含碳量忽略不计.••第一块:
C%=P面积%X0.77%=QX0.77%=0.31%
C%=QX0.77%+QFe3CtX2.11%=0.84%
3.室温下45钢(含碳量0.45%)中铁素体和珠光体的相对重量百分比。
由杠杆定理有Qp=(0.45-0.0008)/(0.77-0.0008)X100%=58.4%贝UQa=100%-58.4%=41.6%
第5章钢的热处理
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