机械工程材料试题及答案内蒙古科技大学资料文档格式.docx

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机械工程材料试题及答案内蒙古科技大学资料文档格式.docx

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

Q235,1Cr18Ni9Ti,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:

下料锻造正火机加工调质机加工(精)

轴颈表面淬火低温回火磨加工

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Ac3+50℃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(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

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.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。

3、固体渗碳 

气体渗碳4、不锈钢 

耐热钢 

耐磨刚5、延性断裂

6、合金渗碳体 

特殊碳化物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——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。

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。

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。

σs:

屈服强度σ0.2:

条件屈服强度HRC:

洛氏硬度(压头为金刚石圆锥)σ-1:

疲劳极限σb:

抗拉强度σ5:

l0=5d0时的伸长率(l0=5.65s01/2)

HBS:

布氏硬度(压头为钢球)

第2章材料的结构

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。

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(2½

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(3½

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。

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?

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.α-FeB.γ-FeC.δ-FeD.β-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)。

A.2%B.2.06%C.2.11%D.2.2%

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)。

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)。

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%

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℃)。

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δ、铁素体相α、奥氏体相γ和渗碳体相Fe3C

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Fe3C。

从奥氏体中析出的Fe3C称二次渗碳体,用Fe3CⅡ表示,其沿晶界呈网状分布。

温度下降,Fe3CⅡ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(727℃)下发生共析转变

A3为GS线,即γ⇄α固溶体转变线

Acm为ES线,即碳在γ-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%C,Fe3CⅡ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→γ2.11+Fe3C,产物为奥氏体和渗碳体的机械混合物,即莱氏体。

共析:

γ0.77→α0.0218+Fe3C,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

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