机械材料基础复习资料.docx

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机械材料基础复习资料

一、填空题

1、500HBW5/750/10表示用直径为5mm,材料为__硬质合金__球形压头,在_7355___N压力下,保持10s,测得的布氏硬度值为500。

2、铁碳合金中的珠光体组织是由F和Fe3C组成的机械混合物。

3、纯铁室温时为体心立方晶格，而加热至912℃以上则转变为面心立方晶格。

4、焊条是由__焊芯_____和__药皮______两部分组成。

5、常用的塑性指标有延伸率和断面收缩率。

6、钢中的有害杂质元素硫，使钢产生热脆现象。

7、金属的塑性变形会导致其强度、硬度提高，__塑性_下降，这种现象称为加工硬化。

8、铁碳合金的基本相是__铁素体___,奥氏体和___渗碳体___。

9、锻造包括___自由锻造___和__模样锻造___。

10、中碳钢调质处理后得到的组织是S，其性能特点是良好的综合力学性能。

1、常用的塑性指标有延伸率和断面收缩率。

2、实际金属中存在点缺陷、线缺陷、面缺陷三种缺陷。

3、Al、Cuγ-Fe等金属具有面心立方晶体结构，Cr、α-Fe等金属具有体心立方晶体结构。

4、纯铁在室温时为体心立方晶格，而加热至912℃以上则转变为面心立方晶格。

5、钢中的有害杂质元素为硫和磷，他们分别使钢产生热脆性和冷脆性。

6、钢的调质处理是指淬火+高温回火，中碳钢调质处理后得到的组织是S，其性能特点是良好的综合力学性能。

7、锻造包括___自由锻造___和__模样锻造___。

8、焊接可分为熔化焊、压力焊、钎焊。

1.碳溶入α-Fe中形成的间隙固溶体称为　铁素体　。

2.当钢中含碳量大于0.9%时，二次渗碳体沿晶界析出严重，使钢的脆性　增加　。

3.在生产中使用最多的刀具材料是　低合金刃具钢　和　高速钢　，而用于一些手工或切削速度较低的刀具材料是碳素工具钢。

4.马氏体的塑性和韧性与其含碳量有关，板条状马氏体有良好的塑性和韧性。

5.生产中把淬火加高温回火的热处理工艺称为调质，调质后的组织为回火索氏体。

6.普通车床进给运动传动链是从主轴到刀架。

7.合金工具钢与碳素工具钢相比，具有淬透性好，淬火变形小，热硬性高等优点。

8.合金渗碳钢的含碳量属低碳范围，可保证钢的心部具有良好的韧性。

9.低速车削精度要求较高的工件时，应选用死　顶尖；高速车削精度要求不高的工件时，应选用活顶尖。

10.根据基准功能的不同，基准可分为工艺基准和设计基准两大类。

11.加工轴类零件时，通常用两端中心孔作为定位基准，这符合了基准重合原则和基准统一原则。

1.硬度是衡量材料力学性能的一个指标，常见的试验方法有洛氏硬度、布氏硬度、维氏硬度。

2.切削运动包括主运动和进给运动两种，其中主运动是切削运动中速度最高，消耗功率最大的运动。

3.各种热处理工艺过程都是由加热、保温、冷却三个阶段组成.。

4.马氏体是碳在α-fe中形成的过饱和固溶体，其硬度主要取决于含碳量。

5.γo是前角符号，它是在正交平面内测量的基面与前刀面之间的夹角。

6.当钢中含碳量大于0.9%时，网状二次渗碳体沿奥氏体晶界析出严重，导致钢的脆性增加、抗拉强度降低。

7.45钢的淬火加热温度是840℃，T10钢的淬火加热温度是780℃。

8.根据铣刀和工件相对位置的不同，它可分为对称铣和不对称铣两种不同的铣削方式。

9.在钢的普通热处理里，其中退火和正火属于预先热处理。

1.衡量金属材料塑性好坏的指标有断后伸长率和断面收缩率两个。

2.生产中控制晶粒大小的的方法有增加过冷度、变质处理、附加振动等三种。

3.根据溶质原子在溶剂晶格中分布情况的不同，可将固溶体分为间隙固溶体和置换固溶体。

4.共析钢在室温下的平衡组织是珠光体，其组成相是铁素体和渗碳体。

5.钢的淬透性是指钢经过淬火后所能达到的最高硬度，它取决于马氏体中碳的质量分数。

6.各种化学热处理都是将工件加热到一定温度后，并经过分解、吸收、　扩散三个基本过程。

7.κr是主偏角的符号，它是在基面内测量的主切削平面与假定工作平面之间的夹角。

8.刀具磨损的过程可分为初期磨损阶段正常磨损阶段和急剧磨损阶段三个阶段。

9.精度要求高的小锥孔（通孔，未淬火）应用铰孔加工方法，箱体零件上尺寸与位置精度都要求较高、尺寸较大的孔应用镗孔方法加工，直径较大且淬过火、精度要求高的孔应用磨孔方法加工。

二、判断题

1、随含碳量的增加，碳钢的强度、塑性不断上升。

（×）

2、铁素体组织是碳溶解于α-Fe中形成的间隙固溶体。

（√）

3、Wc=0.45%的碳素钢其室温平衡组织是珠光体。

（×）

4、临界冷却速度是钢淬火时为抑制非马氏体转变所需的最小冷却速度。

（√）

5、铁碳合金中的含碳量越高，其强度越高。

（×）

6、过共析钢的预备热处理应采用完全退火。

（×）

7、贝氏体等温淬火是将钢奥氏体化，快速冷却到室温的热处理工艺。

（×）

8、钢的淬透性，通常以淬火时获得的淬硬层深度的能力来衡量。

（√）

9、在碳含量相同的情况下，一般合金钢具有比碳素钢更高的淬透性。

（√）

10、5CrNiMo是一种Wc=0.50%的合金调质钢。

（×）

1、随含碳量的增加，碳钢的强度、塑性不断上升。

（×）

2、铁素体组织是碳溶解于α-Fe中形成的间隙固溶体。

（√）

3、Wc=0.45%的碳素钢其室温平衡组织是珠光体。

（×）

4、临界冷却速度是钢淬火时为抑制非马氏体转变所需的最小冷却速度。

（√）

5、铁碳合金中的含碳量越高，其强度越高。

（×）

6、过共析钢的预备热处理应采用完全退火。

（×）

7、贝氏体等温淬火是将钢奥氏体化，快速冷却到室温的热处理工艺。

（×）

8、钢的淬透性，通常以淬火时获得的淬硬层深度的能力来衡量。

（√）

9、在碳含量相同的情况下，一般合金钢具有比碳素钢更高的淬透性。

（√）

10、5CrNiMo是一种Wc=0.50%的合金调质钢。

（×）

11、S在钢中引起热脆性，是钢中主要的有害元素之一。

（√）

12、量具刃具用钢的最终热处理一般为淬火+低温回火。

（√）

（√）1.刀具寿命是指刀具从开始切削到完全报废实际切削时间的总和。

（√）2.砂轮硬度选择原则是：

磨硬材料选软砂轮，磨软材料选硬砂轮。

（√）3.珠光体、索氏体、托氏体都是由铁素体和渗碳体组成的机械混合物。

（√）4.生产批量越大，对生产工人技术水平要求越低，但工艺文件要求越详细。

（×）5.用65钢制成的沙发弹簧，使用不久就失去弹性，是因为没有进行淬火、高温回火。

（×）6.淬透性好的钢淬火后硬度一定高，淬硬性高的钢淬透性一定好。

（×）7.珩磨是对预先磨过的外圆表面进行的精密加工。

（×）8.由于T13钢中的含碳量比T8钢高，故前者的强度比后者高。

（×）9.60Si2Mn的淬硬性与60钢相同，故两者的淬透性也相同。

（√）10.硫、磷是碳钢中的有害杂质，前者使钢产生“热脆”，后者使钢产生“冷脆”，所以两者的含量在钢中应严格控制。

（√）１.回火温度是决定淬火钢件回火后硬度的主要因素，与冷却速度无关。

（×）２.可段铸铁比灰铸铁有高得多的塑性，因而可以进行锻打。

（×）３.热处理不但可以改变零件的内部组织和性能，还可以改变零件的外形，因而淬火后的零件都会发生变形。

（×）４.积屑瘤使刀具的实际前角增大，并使切削轻快省力，所以对精加工有利。

（×）５.GCr15是滚动轴承钢，钢中含Cr15%，主要是制造滚动轴承的内外圈。

（×）6.钨钛钴类硬质合金刀具适合加工脆性材料。

（×）7.铰孔既能提高孔的尺寸精度和降低表面粗糙度，也能纠正原有孔的位置误差。

（×）8.钢的含碳量越高，选择淬火加热温度就越高。

（×）9.粗磨时应选用粒度号大的磨粒，精磨时则应选用粒度号小的磨粒。

（×）10.淬透性好的钢淬火后硬度一定高，淬硬性高的钢淬透性一定好。

（√）1.机器零件或构件工作时，通常不允许发生塑性变形，因此多以σs作为强度设计的依据。

（√）2.在其它条件相同时，铸成薄件的晶粒比铸成厚件的晶粒更细。

（√）3.一般地说合金中的固溶体塑性较好，而合金中的化合物硬度较高。

（×）4.钢中碳的质量分数越高，则其淬火加热的温度便越高。

（×）5.奥氏体向马氏体开始转变温度线Ms与转变终止温度线Mf的位置，主要取决于钢的冷却速度。

（√）6.车削长径比L／D＞10的细长轴类零件，再没有使用中心架和跟刀架时，由于径向力的作用，会使车削后的工件成为中凸形。

（×）7.当以很大的刀具前角、很大的进给量和很低的切削速度切削钢等塑性金属时形成的是节状切屑。

（×）8.砂轮的组织好越大，磨料所占的体积百分比也就越大。

（×）9.定位装置、夹紧装置、分度装置构成了夹具的基本组成。

（×）10.精基准即是精加工所用的定位基准。

三、选择题

1、45钢的正常淬火组织应为（A）。

A.马氏体B.马氏体+铁素体C.马氏体+渗碳体D.奥氏体

2、碳素工具钢的最终热处理是（  B）。

A.球化退火 B.淬火加低温回火C.调质 D.渗碳

3、下面所列的组织或相中，塑性最好的是（A）。

A．FB．PC．Fe3C

4、冷变形加工的金属，随着变形量的增加，其：

（  B）。

A、强度提高，塑性增加； B、强度提高，塑性降低； C、强度、塑性均降低

5、引起铸件的缩孔和缩松的主要原因是（A）。

A.固态收缩B.液态收缩C.凝固收缩

6、一般来说，淬火钢的回火温度越高，则其硬度（   C ）

A.越高 B.保持不变C.越低

1、γ—Fe转变为α—Fe时，纯铁的体积会（B）.

A.收缩B.膨胀C.不变

2、45钢的正常淬火组织应为（A）

A.马氏体B.马氏体+铁素体C.马氏体+渗碳体

3、铁碳合金共晶转变是（B）摄氏度.

A.727B.1148C.1227

4、亚共析钢冷却到GS线时,要从奥氏体中析出（A）

A.铁素体B.渗碳体C.珠光体

5、引起铸件的缩孔和缩松的主要原因是（A）。

A.固态收缩B.液态收缩C.凝固收缩

6、铸铁中的碳以石墨形态析出的过程称为（A）

A.石墨化B..变质处理C.球化处理

7、合金渗碳钢渗碳后必须进行（A）热处理才能使用.

A.淬火+低温回火B.淬火+中温回火C.淬火+高温回火

1.粗车锻造钢坯应采用的刀具材料是（C）

A.YG3B.YG8C.YT15D.YT30

2.下列钢号中，（C）是合金渗碳钢，（E）是合金调质钢。

A.20B.65MnC.20CrMnTiD.45E.40Cr

3.在下列四种钢中（D）钢的弹性最好，（A　）钢的硬度最高，（C）钢的塑性最好。

A.T12B.T8C.20D.65Mn

4.选择下列工具材料：

板牙（C　），铣刀（A），冷冲模（B），车床主轴（D），医疗手术刀（E）。

A.W18Cr4VB.Cr12C.9SiCrD.40CrE.4Cr13

5.当刀尖是主切削刃上最低点时，刃倾角为（C　）

A.正值B.负值C.零值D.不确定

6.为了获得使用要求的力学性能，T10钢制手工锯条采用（C　）处理。

A.调质B.正火C.淬火+低温回火D.完全退火

7.降低切削温度最有效的措施是（D　）

Ａ.降低切削速度B.减小背吃刀量C.减小进给量D.加切削液

8.划分工序的原则是加工地点不变和（D　）

A.加工表面不变B.加工刀具不变C.切削用量不变D.加工过程连续

1.一般说来，淬火时形状简单的碳钢工件应选择（C）作冷却介质，形状简单的合金钢工件应选择（A）作冷却介质。

a.机油b.盐浴c.水d.空气

2.T12钢制造的工具其最终热处理应选用（A）

a.淬火+低温回火b.淬火+中温回火c.调质d.球化退火

3.在下列四种钢中（D）钢的弹性最好，（A）钢的硬度最高，（C）钢的塑性最好。

a.T12b.T8c.20d.65Mn

4.选择下列工具、零件的材料：

铣刀（A），冷冲模（B），汽车变速箱中的齿轮（C），滚动轴承的内外套圈（D）。

a.W18Cr4Vb.Cr12c.20CrMnTid.GCr15

5.铁碳合金含碳量小于0.0218%是（　A　），等于0.77%是（　C　），大于4.3%是（B）

a．工业纯铁b.过共晶白口铁c.共析钢

6.车削螺纹时，常用开倒车退刀，其主要目的是（C　）。

A.防止崩刀B.减少振动C.防止乱扣D.减少刀具磨损

7.精基准所用的定位基准表面是（　D）。

A.未加工表面　　B.精度最高的表面

C.粗造度最低的表面　D.已经加工过的表面

1.锉刀的硬度测定，应用（D）。

A.HBS硬度测定法B.HBW硬度测定法

C.HRB硬度测定法D.HRC硬度测定法

2.纯金属结晶时，冷却速度越快，则实际结晶温度将（B）。

A.越高B.越低C.接近于理论结晶温度D.没有变化

3.固溶体的晶体结构特点是（A）。

A.与溶剂相同　B.与溶质相同

C.形成新的晶型D.各自保持各自的晶型　　

4.下列各钢种中，C曲线最靠右的是（B）。

A.20钢B.T8C.45钢D.T12钢

5.高碳钢最佳切削性能的热处理工艺方法应是（B）。

A.完全退火B.球化退火C.正火　D.淬火

6.对于形状简单的碳钢件进行淬火时，应采用（A）。

A.水中淬火B.油中淬火C.盐水中淬火D.碱溶液中淬火

7.在W18Cr4V高速钢中，W元素的作用是（C）。

A.提高淬透性B.细化晶粒C.提高红硬性D.固溶强化

8.力学性能要求较高，耐蚀性要求较低的工件，如医疗工具等应选用（A）。

A.1Cr13油淬＋空冷B.1Cr17空冷

C.1Cr18Ni9Ti固溶处理D.T12淬火＋低温回火

9.牌号YT15中的“15”表示（B）。

A.WC的百分含量B.TiC的百分含量

C.Co的百分含量D.顺序号

10.与工件已加工表面相对的刀面是（C）。

A.主后刀面B.前刀面

C.副后刀面D.底平面

11.用较大的的前角、较高的切削速度切削铸铁和黄铜等脆性材料时所产生的切屑是（C）。

A.带状切屑B.节状切屑

C.崩碎切屑D.无法确定

12.车削细长轴时，为防止工件产生弯曲和振动，应尽量减少（D）。

A.轴向力B.前角C.主偏角D.径向力

13.逆铣与顺铣相比，其优点是（B）。

A.散热条件好B.切削时工作台不会窜动

C.加工质量好D.生产率高

14.白刚玉砂轮适于磨削（D）。

A.铸铁B.陶瓷C.硬质合金D.淬火钢

四、简答题

1、砂型铸造造型材料应具备哪些性能？

（1）可塑性:

型砂和芯砂在外力作用下要易于成形。

（1.5分）

（2）足够的强度:

型砂和芯砂在外力作用下要不易破坏。

（1.5分）

（3）耐火性:

型砂和芯砂在高温下要不易软化、烧结、粘附。

（1.5分）

（4）透气性:

型砂和芯砂紧实后要易于通气。

（1.5分）

（5）退让性:

型砂和芯砂在冷却时其体积可以被压缩。

（1.5分）

2、何谓过冷现象和过冷度？

过冷度与冷却速度有何关系？

（1）过冷现象：

实际结晶温度T1总是低于理论结晶温度T0的现象。

（1.5分）

（2）理论冷却速度和实际冷却速度的差值称为过冷度。

（1.5分）

（3）冷却速度越快，过冷度越大。

（1.5分）

3、用40Cr钢制造某机床齿轮，其加工工艺路线为：

下料（棒料）→锻造毛坯→正火→粗加工→调质→精加工→齿面表面淬火、低温回火→磨削，请说明各热处理工艺的目的，并指出调质后所得的组织。

（1）正火：

改善切削加工性，为调质作好组织准备。

（1.5分）

（2）调质：

使齿轮获得良好的综合力学性能。

调质组织：

回火索氏体。

（1.5分）

（3）表面淬火：

提高齿轮表面硬度和耐磨性。

（1.5分）

（4）低温回火：

消除淬火内应力。

（1.5分）

4、常用金属的防腐措施有哪些？

（1）覆盖层保护:

涂漆、电镀、发蓝、磷化等工艺。

（1.5分）

（2）形成氧化层:

加入合金元素Cr、Al、Si等,形成Cr2O3、SiO2、Al2O3等氧化膜。

（1.5分）

（3）提高金属的电极电位:

加入合金元素Cr、Ni、Si等,提高金属基体的电极电位。

（1.5分）

（4）使钢在室温下呈单相组织。

（1.5分）

5、焊件材料的选择有哪些注意事项？

（1）一般碳的质量分数小于0.25％的碳素钢和碳的质量分数小于0.20％的低合金都具有良好的焊接性，应尽量采用。

（1.5分）

（2）碳的质量分数大于0.50％的碳素钢和碳的质量分数大于0.40％的合金钢焊接性不好，应尽量避免采用。

（1.5分）

（3）同一构件焊接时应尽量选用同种金属材料。

（1.5分）

6、说明20Cr2MnTi、40、T10Mn三种牌号中各符号和数字含义。

（1）20Cr2MnTi指含碳量为0.20%，Cr的含量为1.5-2.49%，Mn，Ti的含量小于1.5%的合金渗碳钢。

（1.5分）

（2）40指含碳量为0.08%的优质碳素结构钢。

（1.5分）

（3）T10Mn指含碳量为1.0%的含锰量较高的碳素工具钢。

（1.5分）

7、在金属结晶过程中，细化晶粒应采取什么措施？

（1）增大过冷度:

因金属结晶时形核速率大于长大速率，以而获得细晶粒组织。

（1.5分）

（2）变质处理:

变质处理时，在液态金属中加入许多人工晶核，使金属结晶的晶核数量大大增加，从而获得细晶粒组织。

（1.5分）

（3）附加振动:

在生产中常采用机械振动、超声波振动、电磁振动等方法，使晶粒在长大过程中不断破碎而细化。

（1.5分）

8、晶体与非晶体相比，有哪些特点？

（1）原子规则排列的集合体。

（1.5分）

（2）固定的熔点。

（1.5分）

（3）各向异性：

不同方向的性能不同。

（1.5分）

9、写出铁碳相图中的共晶、共析反应式。

共晶反应式：

L－Ld（A+Fe3C）（1.5分）

共析反应式：

A－P（F+Fe3C）（1.5分）

10、现有20CrMnTi钢制造的汽车齿轮，其加工工艺路线为：

锻造→热处理

（一）→机加工→热处理

（二）→精加工，试分析两次热处理工艺名称及其作用。

热处理一：

正火。

（1分）

正火作用：

改善切削加工性，为淬火作好组织准备。

（1分）

热处理二：

渗碳、淬火＋低温回火。

（1分）

渗碳作用：

提高齿轮表面的含碳量。

（1分）

淬火作用：

获得马氏体，提高渗碳后齿轮的表面硬度和耐磨性。

（1分）

低温回火作用：

消除淬火内应力。

（1分）

1、晶体与非晶体相比，有哪些特点？

（1）原子规则排列的集合体（1分）

（2）固定的熔点（1分）

（3）各向异性：

不同方向的性能不同（1分）

2、砂型铸造造型材料应具备哪些性能？

（1）可塑性:

型砂和芯砂在外力作用下要易于成形。

（1.5分）

（2）足够的强度:

型砂和芯砂在外力作用下要不易破坏。

（1.5分）

（3）耐火性:

型砂和芯砂在高温下要不易软化、烧结、粘附。

（1.5分）

（4）透气性:

型砂和芯砂紧实后要易于通气。

（1.5分）

（5）退让性:

型砂和芯砂在冷却时其体积可以被压缩。

（1.5分）

3、焊件材料的选择有哪些注意事项？

（1）一般碳的质量分数小于0.25％的碳素钢和碳的质量分数小于0.20％的低合金都具有良好的焊接性，应尽量采用；（1.5分）

（2）碳的质量分数大于0.50％的碳素钢和碳的质量分数大于0.40％的合金钢焊接性不好，应尽量避免采用。

（1.5分）

（3）同一构件焊接时应尽量选用同种金属材料。

（1.5分）

4、常用金属的防腐措施有哪些？

（1）覆盖层保护:

涂漆、电镀、发蓝、磷化等工艺。

（1.5分）

（2）形成氧化层:

加入合金元素Cr、Al、Si等,形成Cr2O3、SiO2、Al2O3等氧化膜。

（1.5分）

（3）提高金属的电极电位:

加入合金元素Cr、Ni、Si等,提高金属基体的电极电位。

（1.5分）

（4）使钢在室温下呈单相组织。

（1.5分）

5、铸铁的性能特点？

（1）切削加工性能优异。

（1分）

（2）铸铁的铸造性能良好。

（1分）

（3）很好的耐磨性能。

（1分）

（4）有很好的抗振性能。

（1分）

（5）对缺口不敏感。

（1分）

6、在金属结晶过程中，细化晶粒应采取什么措施？

答：

在金属结晶过程中，细化晶粒的措施有：

（1）增大过冷度

因金属结晶时形核速率大于长大速率，以而获得细晶粒组织。

（1.5分）

（2）变质处理

变质处理时，在液态金属中加入许多人工晶核，使金属结晶的晶核数量大大增加，从而获得细晶粒组织。

（1.5分）

（3）附加振动

在生产中常采用机械振动、超声波振动、电磁振动等方法，使晶粒在长大过程中不断破碎而细化。

（1.5分）

7、根据石墨形态的不同，铸铁可分为哪几种？

它们各自的石墨形态如何？

（1）铸铁可以分为灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁和蠕墨铸铁。

（1.5分）

（2）灰铸铁石墨形态分别呈片状；可锻铸铁石墨形态呈团絮状；球墨铸铁石墨形态呈球状；蠕墨铸铁石墨形态呈蠕虫状。

（1.5分）

8、何谓过冷现象和过冷度？

过冷度与冷却速度有何关系？

（1）过冷现象：

实际结晶温度T1总是低于理论结晶温度T0的现象。

（1.5分）

（2）理论冷却速度和实际冷却速度的差值称为过冷度。

（1.5分）

（3）冷却速度越快，过冷度越大。

（1.5分）

9、分别用低碳钢和中碳钢制作的两种齿轮，要求齿面具有高的硬度和耐磨性，心部具的较高的强度和韧性，两种齿轮分别应进行怎样的最终热处理工艺？

热处理后两种齿轮在性能上、成本上有何差异？

（1）低碳钢齿轮最终热处理为正火，中碳钢齿轮最终热处理为调质。

（2分）

（2）调质后的组织为回火S，正火后的组织为S，回火S中的渗碳体呈颗粒状且弥散分布于基体内，因此具有更好的强硬度和塑韧性，但成本较高。

（2分）

10、什么是退火？

钢锻造后为什么要退火？

（1）把零件加温到临界温度以上30～50℃,保温一段时间,然后随炉冷却到室温的热处理工艺。

（2分）

（2）钢在锻造后产生很大的内应力，通过退火可消除钢的内应力，防止工件在使用过程中变形和开裂。

常选用完全退火或等温退火。

（3分）

五、看图回答问题

1、下图为简化的铁碳合金相图，分析45钢的结晶过程。

（11分）

（1）绘制出图示线条。

（1分）

（2）合金在1点温度以上全部为液态合金，当缓慢冷却到1点时，开始从液体中结晶出奥氏体，直至2点结晶完毕。

（2分）

（3）在2－3点之间为单相的奥氏