工程材料复习资料.docx

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工程材料复习资料

一，填空（每空1分，共40分）

1，填出下列性能指标符号名称：

σs          ，σb          ，ψ          ，Ak          ，

  δ           ，HRC          ，HBS            ，HV            。

2，填出下列钢组织代号名称：

F         ，P         ，S         ，M         ，A         。

3，纯铁在室温条件下的晶体结构是         晶格，在912℃以上转变为          晶格。

固态金属随温度的不同发生的晶体结构转变称为                转变。

4，钢淬火、回火包含了      强化、       强化、       强化和       强化四个强化机理。

5，根据石墨形态，铸铁可分为             、             、               、              。

其中，             铸铁有球状石墨。

6，40号钢的平均含碳量为      ％，室温平衡组织是        和        ，它们所占的百分比分别是  

            和        。

经调质处理后，其组织为                。

7，普通青铜是     和     的二元合金；铜与锌的合金叫       铜；铜与镍的合金叫       铜。

8，常见的热塑性塑料有         、          、          、           、            等。

二，选择题（３０分）   （全部为单选）

1．针对下列工件，从已给材料中选择正确的材料：

（8分）

①．坦克履带（    ）。

   ⑤.机床床身（    ）。

     现有材料：

A）.ZGMn13      E）.GCr15                                                     

②．热锻模具（    ）。

   ⑥.减振弹簧（    ）。

               B）.60Si2Mn      F）.HT200                  

③．钳工錾子（    ）。

   ⑦.麻花钻头（    ）。

               C）.W18Cr4V     G）.T8              

④．滚动轴承（    ）。

   ⑧.汽车齿轮（    ）。

               D）.20CrMnTi     H）.5CrMnMo 

2．选择适当的热处理方法：

（6分）

①．提高40Cr机床主轴的综合力学性能。

（   ）       热处理方法：

A）.淬火+中温回火     

②．满足20钢变速齿轮表硬内韧的要求。

（   ）                              B）.淬火+低温回火

③．改善T10钢的切削性能。

             （   ）                             C）.固溶-时效强化

④．65Mn弹簧获得弹性。

                 （   ）                              D）.球化退火

⑤．9SiCr丝锥获得高硬度、高耐磨性。

 （   ）                              E）.氮化       F）.调质

⑥．提高LY11的强度。

                    （   ）                              G）.渗碳淬火  H）.正火

3．选择对应的材料牌号或代号：

（8分）

①．尼龙    （  ）    ⑤.聚氯乙烯（  ）   牌号代号：

A）.HT200            E）.PVC          I）.PA

②．球墨铸铁（  ）    ⑥.可锻铸铁（  ）                      B）.LF11               F）.H62           J）.LC4

③．有机玻璃（  ）    ⑦.防锈铝  （  ）                      C）.QT500－7       G）.PMMA     K）.PE

④．超硬铝  （  ）    ⑧.黄铜    （  ）                      D）.KTZ450－06    H）.LY12 

4．从已给材料中选择填空：

（8分）

①．（    ）是奥氏体不锈钢。

               已给材料：

A）.GCr9                  I）.65Mn

②．（    ）是高级优质碳素工具钢。

                        B）.CrWMn              J）.40Cr

③．（    ）是滚动轴承钢。

                                        C）.ZGMn13           K）.20Cr

④．（    ）是合金调质钢。

                                       D）.2Cr13                L）.Cr12MoV

⑤．（    ）是高锰耐磨钢。

                                       E）.T10A                M）.45

⑥．（    ）是低合金刃具钢。

                                    F）.1Cr18Ni9Ti

⑦．（    ）是普通碳素结构钢。

                                G）.5CrMnMo

⑧．（    ）是冷作模具钢。

                                        H）.Q235－A·F

三．判断题：

正确打“ √”，错误打“ × ”    （10分）

1．T12A钢在淬火加热保温时，必须达到完全奥氏体化。

   （  ）

2．淬透性好的钢其淬硬性也好。

                                 （  ）

3．20CrMnTi属于本质细晶粒钢。

                                           （  ）

4．不锈钢的Cr元素含量大于12.5%。

                           （  ）

5．钢中的硫使钢产生冷脆，而磷使钢产生热脆。

               （  ）

6．马氏体是碳在α—Fe中的间隙式固溶体。

                   （  ）

7．中频淬火适合淬硬层0.5～3㎜的小模数齿轮。

                 （  ）

8．拉伸实验只能做出抗拉强度等强度指标。

                  （  ）

9．红硬性是指材料在高温下保持高硬度的能力。

            （  ）

10．可锻铸铁可以锻造，其强度高于球墨铸铁。

             （  ）

四．问答题  （20分）

1． 随含碳量的提高铁碳合金的性能如何变化？

为什么？

 （5分）

2．碳钢与合金钢相比有哪些不足？

      （5分）

3．齿轮类零件的工作条件？

性能要求？

举出2种机床齿轮典型用钢。

（5分）

4．加工45钢机床主轴工艺路线如下：

下料—锻造—热处理1—粗加工—热处理2—精加工—热处理3 

  —磨削加工。

请问三个热处理各做何工艺？

各自的目的？

  （5分）

                                                                                        一，填空（每空1分，共40分）

1，填出下列性能指标符号名称：

σs 屈服强度 ，σb 抗拉强度 ，ψ 断面收缩率 ，Ak  冲击吸收功 ，

  δ  延伸率  ，HRC  洛氏硬度 ，HBS  布氏硬度 ，HV  维氏硬度  。

2，填出下列钢组织代号名称：

F  铁素体  ，P 珠光体 ，S 索氏体 ，M 马氏体 ，A 奥氏体 。

3，纯铁在室温条件下的晶体结构是体心立方 晶格，在912℃以上转变为  面心立方  晶格。

固态金属

  随温度的不同发生的晶体结构转变称为 同素异构转变  转变。

4，钢淬火、回火包含了 固溶   强化、 细晶  强化、 位错  强化和 第二相 强化四个强化机理。

5，根据石墨形态，铸铁可分为 灰铸铁 、  可锻铸铁 、  球墨铸铁 、  蠕墨铸铁 。

  其中，   球墨铸铁有球状石墨。

6，45号钢的平均含碳量为  0.45   ％，室温平衡组织是 铁素体  和   珠光体  ，它们所占的百分比分别是  

    43%    和  57%  。

经调质处理后，其组织为 回火索氏体 。

7，普通青铜是 铜    和 锡    的二元合金；铜与锌的合金叫  黄     铜；铜与镍的合金叫   白    铜。

8，常见的热塑性塑料有  聚乙烯  、  聚丙烯  、 聚氯乙烯 、   尼龙   、  有机玻璃          等。

二，选择题（３０分）   （全部为单选）

1．针对下列工件，从已给材料中选择正确的材料：

（8分）

①．坦克履带（ A ）。

   ⑤.机床床身（ F  ）。

     现有材料：

A）.ZGMn13      E）.GCr15                                                     

②．热锻模具（ H ）。

   ⑥.减振弹簧（ B  ）。

                        B）.60Si2Mn      F）.HT200                  

③．钳工錾子（ G）。

   ⑦.麻花钻头（ C  ）。

                       C）.W18Cr4V     G）.T8              

④．滚动轴承（ E   ）。

   ⑧.汽车齿轮（ D  ）。

                       D）.20CrMnTi     H）.5CrMnMo 

2．选择适当的热处理方法：

（6分）

①．提高40Cr机床主轴的综合力学性能。

（F   ）       热处理方法：

A）.淬火+中温回火     

②．满足20Cr钢变速齿轮表硬内韧的要求.（G  ）                               B）.淬火+低温回火

③．改善T10钢的切削性能。

              （D   ）                              C）.固溶-时效强化

④．65Mn弹簧获得弹性。

                  （A   ）                               D）.球化退火

⑤．9SiCr丝锥获得高硬度、高耐磨性。

  （B  ）                               E）.氮化       F）.调质

⑥．提高LY11的强度。

                      （C   ）                              G）.渗碳淬火  H）.正火

3．选择对应的材料牌号或代号：

（8分）

①．尼龙    （ I ）    ⑤.聚氯乙烯（E ）   牌号代号：

A）.HT200            E）.PVC          I）.PA

②．球墨铸铁（C ）    ⑥.可锻铸铁（D）                      B）.LF11               F）.H62           J）.LC4

③．有机玻璃（G ）    ⑦.防锈铝  （B ）                      C）.QT500－7       G）.PMMA     K）.PE

④．超硬铝  （J  ）    ⑧.黄铜     （F ）                      D）.KTZ450－06    H）.LY12 

4．从已给材料中选择填空：

（8分）

①．（F   ）是奥氏体不锈钢。

               已给材料：

A）.GCr9                  I）.65Mn

②．（E  ）是高级优质碳素工具钢。

                        B）.CrWMn              J）.40Cr

③．（A  ）是滚动轴承钢。

                                        C）.ZGMn13           K）.20Cr

④．（J  ）是合金调质钢。

                                       D）.2Cr13                L）.Cr12MoV

⑤．（C  ）是高锰耐磨钢。

                                       E）.T10A                M）.45

⑥．（B ）是低合金刃具钢。

                                    F）.1Cr18Ni9Ti

⑦．（H  ）是普通碳素结构钢。

                                G）.5CrMnMo

⑧．（L  ）是冷作模具钢。

                                        H）.Q235－A·F

三．判断题：

正确打“ √”，错误打“ × ”    （10分）

1．T12A钢在淬火加热保温时，必须达到完全奥氏体化。

   （×）

2．淬透性好的钢其淬硬性也好。

                                 （×）

3．20CrMnTi属于本质细晶粒钢。

                                           （√）

4．不锈钢的Cr元素含量大于12.5%。

                           （√ ）

5．钢中的硫使钢产生冷脆，而磷使钢产生热脆。

               （×）

6．马氏体是碳在α—Fe中的间隙式固溶体。

                   （×）

7．中频淬火适合淬硬层0.5～3㎜的小模数齿轮。

                 （×）

8．拉伸实验只能做出抗拉强度等强度指标。

                  （×）

9．红硬性是指材料在高温下保持高硬度的能力。

            （√）

10．可锻铸铁可以锻造，其强度高于球墨铸铁。

             （×）

四．问答题  （20分）

1． 随含碳量的提高铁碳合金的力学性能如何变化？

为什么？

 （5分）

       答：

随含碳量的提高铁碳合金的硬度和强度提高，塑性和韧性下降，但强度在

   W（C）=0.9%时开始下降。

         原因：

随W（C）的提高，铁碳合金中塑性和韧性好的铁素体减少，而硬度高的

     渗碳体增加，所以 硬度和强度提高，塑性和韧性下降， 当W（C）达到0.9%后,

     渗碳体析出过多呈网状分布,使脆性增加,强度下降.

 2．碳钢与合金钢相比有哪些不足？

      （5分）

      答：

碳钢与合金钢相比其强度和比强度低;淬透性差;回火稳定性差;不具备一些特殊性能,

   如:

红硬性,耐蚀性,耐热性,热强性及高耐磨性等.

 3．齿轮类零件的工作条件？

性能要求？

举出2种机床齿轮典型用钢。

（5分）

  答：

工作条件:

（1）由于传递扭矩，齿根承受很大的变弯曲应力；

（2）换挡、启动或啮合不均时，齿部承受一定冲击载荷；

（3）齿面相互滚动或滑动接触，承受很大的接触压应力及摩擦力的作用.

 性能要求:

（1）高的弯曲疲劳强度；

（2）高的接触疲劳强度和耐磨性；（3）较高强度和冲击韧性。

 选低、中碳碳钢或低、中碳合金钢如:

  40Cr ,20CrMnTi等， 

4．加工45钢机床主轴工艺路线如下：

下料—锻造—热处理1—粗加工—热处理2—精加工—热处理3 

  —磨削加工。

请问三个热处理各做何工艺？

各自的目的？

  （5分）

 答:

热处理1为正火,其目的为:

消除锻造应力，均匀组织，改善切削加工性，改善齿轮表面加工质量。

   热处理2为调质,其目的为:

使齿轮具有较高的综合力学性能，心部有足够的强度和韧性，能承受

           较大的交变弯曲应力和冲击载荷，并可减少齿轮的淬火变形。

   热处理3 :

为高频或中频淬火及低温回火—获得表面高硬度、高耐磨性和高的疲劳强度。

一、名词解释：

（20分）

　　合金同素异晶转变铁素体再结晶淬透性

二、试计算面心立方（FCC）晶体的晶格致密度。

（5分）

三、铁碳相图知识测验：

（25分）

　　1．默画出铁碳相图，并标注出所有温度和成分点；

　　2．40、60、T12钢的室温平衡组织是什么？

它们从高温液态平衡冷却到室温要经过哪些转变？

　　3．画出纯铁、40钢、T12钢的室温平衡组织，并标注其中的组织。

四、钢的热处理知识测验：

（10分）

　　1．T8钢经淬火后得到什么组织？

经退火后得到什么组织？

　　2．T8钢淬火后分别在200℃、400℃、600℃回火又得到什么组织？

五、要制造齿轮、连杆、热锻模具、弹簧、冷冲压模具、滚动轴承、车刀、锉刀、机床床身等零件，试从下列牌号中分别选出合适的材料并叙述所选材料的名称、成分、热处理工艺和零件制成后的最终组织。

（20分）

　　T1065MnHT300W6Mo5Cr4V2GCr15Mo40Cr20CrMnTiCr12MoV5CrMnMo

六、叙述铸铁不同阶段石墨化程度与其最终组织的关系。

（10分）

七、用一根冷拉钢丝绳吊装一大型工件进入热处理炉，并随工件一起加热到1000℃保温，当出炉后再次吊装工件时，钢丝绳发生断裂，试分析其原因。

（10分）

重庆大学“工程材料”试卷参考答案

一、（20分）每小题4分

　　合金：

由两种或两种以上金属元素；或金属与非金属元素熔炼、烧结或通过其方法由化学键组合而成的具有金属特性的物质。

　　同素异晶转变：

在固态下，同一种元素由一种晶体结构转变为另一种晶体结构的转变。

　　铁素体：

碳溶解在α－Fe中形成的间隙固溶体。

　　再结晶：

冷变形金属在加热时其组织和性能都恢复到变形前的软化状态的过程。

　　淬透性：

一种热处理工艺性能，表示材料在淬火时获得淬硬层深度的能力。

二、（5分）

三、（25分）

1．（7分

2．

3．（每个图2分）

四、（10分）

1．答：

　　淬火后组织为马氏体；（2分）

　　退火后组织为珠光体。

（2分）

2．

　　200℃回火后为回火马氏体；（2分）

　　400℃回火后为回火托氏体；（2分）

　　600℃回火后为回火索氏体。

（2分）

五、（20分）

答：

　　齿轮：

20CrMnTi渗碳钢；C%=0.2%,Cr,Mn,Ti<1.5%；渗碳＋淬火＋低温回火；组织为回火马氏体。

（3分）

　　连杆：

40Cr调质钢；C%=0.4%,Cr<1.5%；调质处理（淬火＋高温回火）；组织为回火索氏体。

（2分）

　　弹簧：

65Mn弹簧钢；C%=0.65%,Mn<1.5%；淬火＋中温回火；组织为回火托氏体。

（2分）

　　冷冲压模具：

Cr12MoV冷变形模具钢；C%>1%,Cr=12%,Mo,V<1.5%；淬火＋低温回火；组织为回火马氏体。

（2分）

　　滚动轴承：

GCr15Mo轴承钢；C%＝1%,Cr=1.5%,Mo<1.5%；球化退火＋淬火＋低温回火；组织为回火马氏体。

（2分）

　　车刀：

W6Mo5Cr4V2高速钢；W%=6%,Mo%=5%,Cr%=4%,V%=2%；淬火＋560℃三次回火；组织为回火马氏体＋碳化物。

（3分）

　　锉刀：

T10碳素工具钢；C%＝1%；淬火＋低温回火；组织为回火马氏体＋碳化物。

（2分）

　　热锻模具：

5CrMnMo热变形模具钢；C%=0.5%,Cr,Mn,Mo<1.5%；淬火＋高温回火；组织为回火索氏体。

（2分）

　　机床床身：

HT300灰口铁；无需热处理。

（2分）

六、（10分）

七、（10分）

答：

冷拉钢丝绳是利用加工硬化效应提高其强度的，在这种状态下的钢丝中晶体缺陷密度增大，强度增加，处于加工硬化状态。

在1000℃时保温，钢丝将发生回复、再结晶和晶粒长大过程，组织和结构恢复到软化状态。

在这一系列变化中，冷拉钢丝的加工硬化效果将消失，强度下降，在再次起吊时，钢丝将被拉长，发生塑性变形，横截面积减小，强度将比保温前低，所以发生断裂。

06年试题

答题注意事项：

请将答案写在相对应题目中的预留空白位置处！

得分

一、名词解释（每小题3分，共15分）

1、过冷度：

2、加工硬化：

3、组元：

4、结构材料：

5、调质：

得分

二、填空题（每小空0.5分，共20分）

1、金属中常见的三种晶体结构分别是体心立方、 面心立方、密排六方

 ，室温下铁（α-Fe）的晶体结构属于体心立方。

2、钢的淬透性越好，其临界冷却速度（vk）越小（大或小），其C曲线的位置离纵坐标轴（温度坐标轴）越远（远或近）。

3、金属材料热加工和冷加工是以再结晶温度为界限的。

已知铁的T再=600℃，铅的T再=-33℃，那么在室温下，铁的变形加工称为冷加工，铅的变形加工称为热加工。

4、根据使用性能确定淬火后零件的回火温度，T12锉刀采用低温回火，60钢弹簧采用中温回火，45钢车床主轴采用高温回火。

5、铁碳合金中，随着碳质量百分数的增加，硬度增大，塑性减小。

（填“增大”、“减小”或“不变”）

6、选材通常须遵循的三个原则是使用性能原则、工艺性原则、经济性原则。

7、机