工程材料复习题.docx
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工程材料复习题
工程材料复习题
一、填空
1.α—Fe的晶格类型为体心立方晶格。
2.γ—Fe的晶格类型为面心立方晶格。
3.随着固溶体中溶质原子含量增加，固溶体的强度、硬度__升高__。
4.金属的结晶包括形核和长大两个基本过程。
5.金属的实际结晶温度___低于_其理论结晶温度，这种想象称为过冷。
6.理论结晶温度与实际结晶温度之差△T称为___过冷度___。
7.金属结晶时，冷却速度越快，则晶粒越__细小__。
8.铁素体的力学性能特点是塑性、韧性好。
9.渗碳体的力学性能特点是硬度高、脆性大。
10.碳溶解在_γ-Fe__中所形成的间隙固溶体称为奥氏体。
11.碳溶解在_α-Fe__中所形成的间隙固溶体称为铁素体。
12.珠光体的本质是铁素体和渗碳体的机械混合物。
13.共析钢的室温平衡组织为P（或珠光体），共析钢的退火组织为P（或珠光体）。
14.在室温平衡状态下，碳钢随着其含碳量的增加，韧、塑性下降。
15.在铁碳合金的室温平衡组织中，渗碳体相的含量是随着含碳量增加而增加 。
16.共析钢加热到奥氏体状态，冷却后获得的组织取决于钢的_冷却速度__。
17.共析钢过冷奥氏体在550～350℃温度区间等温转变的产物是B上（或上贝氏体）。
18.共析钢过冷奥氏体在（350～230）℃温度区间等温转变的产物是下贝氏体（或B下）。
19.淬火+高温回火称调质处理。
20.为使钢获得理想的综合机械性能，应进行淬火+高温回火。
21.钢的淬硬性随着C%的增加而增加。
22.淬火钢在某些温度范围内回火时，韧性不仅没有提高，反而显著下降的现象称为回火脆性。
23.根据钢的热处理原理可知，凡使C曲线_右__移的因素，都提高钢的淬透性。
24.金属材料经塑性变形后，强度、硬度升高，而塑性下降的现象称为加工硬化。
25.60钢牌号中“60”的含义是钢的含碳量为0.60%。
26.40Cr钢牌号中“40”的含义是钢的含碳量为0.4%。
27.38CrMoAlA中碳的平均含量为0.38%。
42CrMo中碳的平均含量为0.42%。
28.为使45钢获得良好的强韧性，应采用的热处理是调质。
29.钢的耐热性是指钢在高温下兼有抗氧化性与高温强度的综合性能。
30.黄铜是由铜和锌组成的合金。
31.铸造时由于充型能力不足，易产生的铸造缺陷是浇不足和冷隔。
32.合金的流动性越好，则充型能力好。
33.铸造合金的流动性与成分有关，共晶成分合金的流动性好。
34.合金的结晶范围愈小，其流动性愈好
35.同种合金，结晶温度范围宽的金属，其流动性差。
36.为防止由于铸造合金充型能力不良而造成冷隔或浇不足等缺陷，生产中采用最方便而有效的方法是提高浇注温度。
37.铸件中的缩孔（松）是由于合金的液态收缩和凝固收缩造成的。
38.灰铸铁的石墨形态是片状。
39.可锻铸铁的石墨形态是团絮状。
40.球墨铸铁的石墨形态是球形。
41.金属可锻性的评定指标是塑性和变形抗力。
42.在锻造生产中，金属的塑性__大__和变形抗力__小_，则其锻造性好。
43.金属的可锻性（锻造性能）取决于金属的本质和变形条件。
44.影响金属可锻性的加工条件因素主要有变形温度、变形速度和应力状态三方面。
45.金属材料经锻造后，可产生纤维组织，在性能上表现为__各向异性__。
46.热变形的金属，变形后金属具有再结晶组织，不会产生加工硬化。
二、选择题（单选）
1.下列力学性能指标中，对组织不敏感的是（B）
A.硬度B.刚度C.塑性D.抗拉强度
2.金属材料抵抗塑性变形的能力主要取决于材料的（D）
A.冲击韧性B.弹性C.塑性D.强度
3.现有一碳钢支架刚性不足，可有效解决此问题的方法是（D）
A.改用合金钢B.改用另一种碳钢
C.进行热处理改性D.改变该支架的截面与结构形状尺寸。
4.在金属材料的力学性能指标中，“200HBW”是指（A）
A.硬度B.弹性C.强度D.塑性
5.常见金属铜室温下的晶格结构类型（C）
A.与Zn相同B.与δ-Fe相同C.与γ-Fe相同D.与α-Fe相同
6.金属锌室温下的晶格类型为（D）
A.体心立方晶格B.面心立方晶格C.体心六方晶格D.密排六方晶格
7.固溶强化的基本原因是（D）
A.晶格类型发生变化B.晶粒变细
C.晶格发生滑移D.晶格发生畸变
8.实际晶体的线缺陷表现为（B）
A.晶界B.位错C.空位和间隙原子D.亚晶界
9.晶体中的间隙原子属于（D）
A.面缺陷B.体缺陷C.线缺陷D.点缺陷
10.晶体中的位错属于（C）
A.体缺陷B.点缺陷C.线缺陷D.面缺陷
11.晶界、亚晶界是实际晶体材料晶体缺陷中的（A）
A.面缺陷B.体缺陷C.线缺陷D.点缺陷
12.过冷度是金属结晶的驱动力，它的大小主要取决于（B）
A.化学成分B.冷却速度C.晶体结构D.加热温度
13.同素异构转变伴随着体积的变化，其主要原因是（D）
A.晶粒度发生变化B.过冷度发生变化
C.晶粒长大速度发生变化D.致密度发生变化
14.利用杠杆定律可以计算合金中相的相对质量，杠杆定律适用于（B）
A.单相区B.两相区 C.三相区D.所有相区
15.共晶反应是指（A）
A.液相→固相1+固相2B.固相→固相1+固相2
C.从一个固相内析出另一个固相D.从一个液相内析出另一个固相
16.共析成分的合金在共析反应γ→（α+β）刚结束时，其相组分为（B）
A.（α+β）B.α+βC.γ+α+βD.γ+（α+β）
17.在912℃以下具有体心立方晶格的铁称为（C）
A.γ—FeB.δ—FeC.α—FeD.β—Fe
18.具有面心立方晶格的铁称为（A）
A.γ—FeB.β—FeC.α—FeD.δ—Fe
19.下列组织中，硬度最高的是（B）
A.铁素体B.渗碳体C.珠光体D.奥氏体
20.碳在铁素体中的最大溶解度为（A）
A.0.0218%B.2.11% C.0.77%D.4.3%
21.碳在奥氏体中的最大溶解度为（C）
A.0.77%B.0.0218% C.2.11%D.4.3%
22.奥氏体是（A）
A.C在
Fe中的间隙固溶体B.C在
Fe中的间隙固溶体
C.C在
Fe中的无限固溶体D.C在
Fe中的无限固溶体
23.渗碳体的力学性能特点是（B）
A.硬而韧B.硬而脆 C.软而韧D.软而脆
24.下列组织中，硬度最高的是（A）
A.渗碳体B.珠光体C.铁素体D.奥氏体
25.铁碳合金中，共晶转变的产物称为（D）。
A.铁素体B.珠光体 C.奥氏体D.莱氏体
26.共析反应是指（B）
A.液相→固相1+固相2B.固相→固相1+固相2
C.从一个固相内析出另一个固相D.从一个液相内析出另一个固相
27.一次渗碳体是从（D）
A.奥氏体中析出的B.铁素体中析出的C.珠光体中析出的D.钢液中析出的
28.二次渗碳体是从（C）
A.铁素体中析出的B.钢液中析出的C.奥氏体中析出的D.珠光体中析出的
29.珠光体是一种（A）
A.两相混合物B.单相固溶体C.Fe与C的化合物D.金属间化合物
30.共析钢奥氏体化后，在A1～680℃范围内等温，其转变产物是（D）。
A.上贝氏体B.屈氏体C.索氏体D.珠光体
当共析碳钢过冷奥氏体的转变产物为珠光体型组织，则其等温温度范围内为（A）。
A.A1～550℃B.550℃～350℃C.350℃～MsD.低于Ms
31.珠光体的转变温度越低，则（A）。
A.珠光体片越细，硬度越高B.珠光体片越细，硬度越低
C.珠光体片越粗，硬度越高D.珠光体片越粗，硬度越低
32.共析钢的过冷奥氏体在550～350℃温度区间等温转变时，所形成的组织是（C）
A.下贝氏体B.索氏体C.上贝氏体D.珠光体
33.共析钢的过冷奥氏体在300℃左右等温转变时，所形成的组织是（B）。
A.上贝氏体B.下贝氏体C.索氏体D.珠光体
34.上贝氏体和下贝氏体的力学性能相比较（B）。
A.上贝氏体的强度和韧性高B.下贝氏体的强度和韧性高
C.两者都具有高的强度和韧性D.两者都具有低的强度和韧性
35.马氏体的硬度取决于（D）。
A.奥氏体的晶粒度B.淬火冷却速度C.合金元素的含量D.马氏体的含碳量
36.影响碳钢淬火后残余奥氏体量的主要因素是（D）。
A.钢中碳化物的含量B.钢中铁素体的含量
C.钢材本身的含碳量D.钢中奥氏体的含碳量
37.亚共析钢常用的退火方法是（A）。
A.完全退火B.球化退火C.等温退火D.均匀化退火
38.为使高碳钢便于机械加工，常预先进行（C）。
A.淬火B.正火C.球化退火D.回火
为改善过共析钢的切削加工性，应采用（C）
A.完全退火B.去应力退火C.球化退火D.均匀化退火
39.精密零件为了提高尺寸稳定性，在冷加工后应进行（D）。
A.再结晶退火 B.完全退火C.均匀化退火D.去应力退火
40.将碳钢缓慢加热到500～600℃，保温一段时间，然后缓冷的工艺叫（A）
A.去应力退火B.完全退火C.球化退火D.等温退火
41.钢的淬硬性主要取决于（A）
A.碳含量B.合金元素C.冷却介质D.杂质元素
42.钢的淬透性主要决定于（B）。
A.含碳量B.合金元素C.冷却速度D.尺寸大小
43.多晶体的晶粒越细，则其（A）。
A.强度越高，塑性越好B.强度越高，塑性越差
C.强度越低，塑性越好D.强度越低，塑性越差
44.冷塑性变形使金属（A）。
A.强度增大，塑性减小B.强度减小，塑性增大
C.强度增大，塑性增大D.强度减小，塑性减小
45.加工硬化现象的最主要原因是（B）。
A.晶粒破碎细化B.位错密度增加
C.晶粒择优取向D.形成纤维组织
46.冷变形金属再结晶后（D）
A.形成柱状晶，强度升高；B.形成柱状晶，塑性下降；
C.形成等轴晶，强度增大；D.形成等轴晶，塑性增大；
47.为消除金属在冷变形后的加工硬化现象，需进行的热处理为（C）。
A.扩散退火B.球化退火C.再结晶退火D.完全退火
48.为改善冷变形金属塑性变形的能力，可采用（B）。
A.低温退火B.再结晶退火C.二次再结晶退火D.变质处理
49.从金属学的观点来看，冷加工和热加工的温度界限区分是（B）
A.相变温度B.再结晶温度C.结晶温度D.25℃
50.在可锻铸铁的显微组织中，石墨的形态是（D）。
A.片状的B.球状的C.蠕虫状的D.团絮状的
51.将下列各种材料牌号前的字母标号，分别填入备选材料种类前的括号中。
A.KTH350-10B.Cr12C.40MnBD.Q195E.3Cr13F.60Si2Mn
材料种类：
（D）碳素结构钢（A）可锻铸铁（B）冷作模具钢：
（F）合金弹簧钢（E）不锈钢（C）合金调质钢
52.将下列各材料牌号前的字母，分别填入备选材料种类前的括号中
A.Q195B.45Mn2C.ZL101D.ZGMn13E.Cr06F.20CrMnTi、20Cr
材料种类：
（C）铸造铝合金（F）合金渗碳钢（A）碳素结构钢
（B）合金调质钢（E）合金刃具钢（D）耐磨钢
53.将下列各材料牌号前的字母，分别填入备选材料种类前的括号中
A.GCr15B.Q215C.HT250D.65MnE.W18Cr4VF.H90
材料种类：
（B）碳素结构钢（F）普通黄铜（F）灰口铸铁
（A）滚动轴承钢（E）高速钢（D）弹簧钢
54.将下列各材料牌号前的字母，分别填入备选材料种类前的括号中
A.GCr9B.H90C.W6Mo5Cr4V2D.1Cr13E.40MnBF.KTZ550-04
材料种类：
（E）调质钢（B）普通黄铜（F）可锻铸铁
（A）滚动轴承钢（C）高速钢（D）不锈钢
55.形状复杂，尤其是内腔特别复杂的毛坯最适合的生产方式是（B）。
A.锻造B.铸造C.冲压D.型材
56.合金的化学成分对流动性的影响主要取决于合金的（B）
A.凝固点 B.凝固温度区间 C.熔点 D.过热温度
57.下列因素中，能提高液态合金充型能力的是（C）。
A.采用金属型B.采用凝固温度范围宽的合金C.增加充型压力D.降低浇注温度
58.倾向于缩松的合金成分为（B）。
A.纯金属B.结晶温度范围宽的合金C.共晶成分D.逐层凝固的合金
59.灰口铸铁的石墨形态是（A）
A、片状B、蠕虫状C、球状D、团絮状
60.可锻铸铁的石墨形态是（D）
A．片状B.球状C.蠕虫状D.团絮状
61.球墨铸铁中的石墨为（C）。
A.蠕虫状B.片状C.球状D.团絮状
62.球墨铸铁球化处理时，加入的球化剂是（B）。
A.稀土镁钛合金B.稀土镁合金C.75硅铁D.锰铁
63.金属压力加工不是指（C）。
A.自由锻B.板料冲压C.压力铸造D.弯曲
64.为消除金属在冷变形后的加工硬化现象，，需进行的热处理为（C）。
A.完全退火B.球化退火C.再结晶退火D.扩散退火
65.选择金属材料生产锻件毛坯时，首先应满足（A）。
A.塑性好B.硬度高C.强度高D.无特别要求
66.锻造时对金属加热的目的是（D）
A.消除内应力B.提高强度C.提高韧性D.提高塑性，降低变形抗力
三、简答题
1.金属晶体的常见晶格有哪三种？
α-Fe、γ-Fe各是什么晶格？
体心、面心、密排六方α-Fe：
体心立方结构γ-Fe：
面心立方结构
2.什么是固溶强化？
造成固溶强化的原因是什么？
溶质原子使固溶体的强度和硬度升高的现象称固溶强化。
固溶强化的原因是晶格畸变。
晶格畸变增大位错运动的阻力，使金属的滑移变形更加困难，提高了金属的强度和硬度。
3.实际金属晶体中存在哪些晶体缺陷？
它们对性能有什么影响？
实际金属晶体中存在点缺陷（空位、间隙原子、置换原子）、线缺陷（位错）、面缺陷（晶
界、亚晶界）三类晶体缺陷。
点缺陷造成晶格畸变，使材料强度增加。
位错密度增加，材料强度增加。
晶界越多，晶粒越细，金属强度越高，同时塑性越好。
4.Fe—C合金中基本相有哪些？
基本组织有哪些？
基本相：
铁素体（F）、渗碳体（Fe3C）、奥氏体（A）
基本组织：
铁素体（F）、渗碳体（Fe3C）、奥氏体（A）、珠光体（P）、莱氏体（Ld）
5.简述钢的硬度、强度、塑性、韧性与含碳量的关系。
随着钢中含碳量的增加，塑性、韧性下降，硬度增加。
当含碳量小于0.9％时，含碳量增加，钢的强度增加。
而当含碳量大于0.9％时，渗碳体以网状分布于晶界或以粗大片状存在，使得强度随之下降。
6.M有何特征？
它的硬度取决于什么因素？
低碳M有何特征？
M是碳在α-Fe中的过饱和固溶体。
它的硬度主要取决于M的含碳量，含碳越高，M的强度、硬度越高。
低碳M是板条状M，它具有良好的塑性和韧性，较高的断裂韧度和较低的韧脆转变温度。
7.进行退火处理的目的是什么？
（1）降低钢的硬度以便于进行切削加工；
（2）消除残余应力，以稳定钢件尺寸，并防止其变形和开裂；
（3）使化学成分均匀，细化晶粒，改善组织，提高钢的力学性能。
（4）改善组织，为最终热处理作好组织准备
8.图为已简化的Fe-Fe3C相图
（1）分析E点、ACD线的含义。
（2）分析含碳量为0.1%的碳钢从液态至室温的结晶过程。
（1）E点：
A中碳的最大溶解度。
ACD：
液相线。
（2）见图
1点以上为液体，1点开始结晶A。
1～2点析出为奥氏体，至2点全部为为奥氏体。
2～3点全部为A。
3点开始从A中析出F。
3～4点为A+F。
4点产生余下的A共析转变，A→P。
至室温F+P
或L→L+A→A→A+F→F+P。
9.图中已简化的Fe—Fe3C相图
（1）分析A点、GS线的含义。
（2）填写（）中相或组织代号。
（3）分析含碳量为0.2%的亚共析钢从液态至室温的结晶过程。
（1）A点：
纯铁的熔点。
GS：
从奥氏体中开始析出F。
（2）见图
（3）见图1点以上为液体。
1～2点。
析出为奥氏体，至2点全部为为奥氏体.
3点开始析出F。
3～4点从奥氏体中不断析出F。
4点产生共析转变，A→P。
至室温F+P
或L→L+A→A→A+F→P+F。
10.图为简化的Fe-Fe3C相图。
（1）指出S点、ECF线的意义。
（2）根据相图分析45钢的结晶过程，指出45钢的室温组织。
（1）S点为共析点；ECF线为共晶线。
（2）见图1点以上为液体。
1～2点。
从液体中析出奥氏体，至2点全部为奥氏体。
3点由奥氏体中开始析出F。
3～4点从奥氏体中不断析出F。
4点产生共析转变，A→P。
至室温F+P
或L→L+A→A→A+F→P+F。
室温组织为铁素体与珠光体
11.图中已简化的Fe—Fe3C相图
（1）分析E点、SE线的含义。
（2）填写（）中相或组织代号。
（3）分析含碳量为0.77%的共析钢从液态至室温的结晶过程。
（1）E点：
A中碳的最大溶解度。
ES：
碳在A中的固溶线。
（2）见图
（3）见图1点以上为液体。
1～2点，析出为奥氏体。
至2点，全部为为奥氏体。
3点产生共析转变，A→P。
至室温P
或L→L+A→A→P
12.图为简化的Fe-Fe3C相图。
（1）指出C点、PSK线的意义。
（2）根据相图分析T12钢的结晶过程，指出T12钢的室温组织。
（1）C点为共晶点；PSK线为共析线。
（2）见图
1点以上为液体。
1～2点，析出为奥氏体，至2点全部为奥氏体。
3点开始析出Fe3CⅡ。
3～4点从奥氏体中不断析出Fe3CⅡ。
4点产生共析转变，A→P。
至室温P+Fe3CⅡ
或L→L+A→A→A+Fe3CⅡ→P+Fe3CⅡ。
室温组织为P＋Fe3C
13.铸造生产中改善合金充型能力的主要措施。
（1）适当提高浇注温度。
（2）保证适当的充型压力。
（3）使用换热系数小的造型材料，如砂型。
（4）预热铸型。
（5）使铸型具有良好的透气性。
14.简述影响石墨化的主要因素。
（1）化学成分：
碳形成石墨，又促进石墨化。
Si强烈促进石墨化，S阻碍石墨化，P、Mn影响不显著。
（2）冷却速度：
缓冷时，石墨可顺利析出。
反之，则易产生白口。
15.为什么用金属型生产灰铸铁件常出现白口组织？
生产中如何预防和消除白口组织？
金属型浇注铸铁件出现白口组织的原因是金属型导热能力强，铸件冷却速度快。
预防：
铸件壁厚不宜过薄（一般应大于15mm）；
金属型应保持合理的工作温度（预热铸型）；
采用碳、硅的质量分数高的铁水（两者之和不小于6%）；
对铁液进行孕育处理。
消除：
利用出型时铸件的自身余热及时进行退火。
16.解释铸锭锻造后力学性能提高的原因。
由于塑性变形及再结晶，改变了粗大、不均匀的铸态组织，获得细化了的再结晶组织；
将铸锭中的气孔、缩松等压合在一起，使金属更加致密。
17.冷塑性变形后，金属内部组织和性能发生了什么变化？
组织变化：
晶粒沿变形方向伸长。
晶格扭曲。
晶界产生碎晶。
性能变化：
强度、硬度升高，塑性、韧性下降。
即加工硬化。
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