工程材料+复习题含答案+++一.docx

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工程材料+复习题含答案+++一

一、填空题

1.按照从大到小的顺序排列硬度值（280HBW=29.2HRC、40HRC、620HV=56.3HRC），即620HV、40HRC和280HBW。

2.金属的机械性能主要包括强度、硬度、塑性、韧性、疲劳强度等指标，其中衡量金属材料在交变载荷和冲击载荷作用下的指标有疲劳强度和韧性。

3.铁素体是碳溶入中的固溶体，它保持晶格；奥氏体是碳溶入

4.中的固溶体，它保持晶格。

常见的金属晶格类型有、______________和______________。

5.空位属于__________缺陷，晶界和亚晶界分别__________缺陷，位错属于_______________缺陷。

6.金属的实际结晶温度总是低于理论结晶温度，这种现象称为_______________。

7.原子在溶剂晶格中的分布不同，可将固溶体分为_______________固溶体和_______________固溶体。

8.室温下Fe－Fe3C合金中的4种基本组织是______________、_______________、_______________和_______________。

9.常见的金属的塑性变形方式有_______________和_______________两种类型。

10.钢的热处理工艺是由_______________、_______________和_______________三个步骤组成的。

11.铁碳合金为双重相图，即_______________相图和_______________相图。

12.纯金属铸锭的宏观组织通常由三个晶区所组成，即___________、_____和。

13.纯铁从液态冷却至室温的结晶过程中，在1394℃其晶体结构将由_______________向_______________转变，这种转变称为_______________。

14.晶内偏析又称为枝晶偏析，其形成原因是_______________，消除方法是_______________。

15.在平衡状态下，45、T8及T12钢中，塑性最好的是_______________钢，硬度最高的是_______________钢，强度最高的是_______________、

16.常见的金属的塑性变形方式有_______________和_______________两种类型。

17.钢中的有害杂质元素为硫（S）和磷（P），它们分别使钢产生和___________的现象。

18.除Co外，凡溶入奥氏体的合金元素都使C曲线_______移，钢的淬透性_______。

19.球墨铸铁的生产过程是首先熔化铁，然后在浇注以前进行_______________和_______________处理，才能获得球墨铸铁，其石墨形态是___________状。

20.表征材料抵抗冲击载荷能力的性能指标是________，其单位是________。

21..已知银的原子半径为0.144nm，则其晶格常数约为________nm。

（银的晶体结构为面心立方晶格）

22.3.实际金属中存在有________、________和________3类缺陷。

23.4.金属在结晶过程中，冷却速度越大，则过冷度越________，晶粒越________，强度和硬度越________，塑性越________。

24.5.与单晶体相比，影响多晶体塑性变形的两个主要因素是_位向_和___晶界__。

25.6.钢淬火后要进行________，该热处理温度越高，钢的强度与硬度越________。

26.7.除__Co__之外，凡溶入奥氏体的合金元素都使C曲线向__右__移动，使钢的临界冷却速度_减小__，越容易得到__马氏体___。

27.8.白口铸铁中碳主要以________的形式存在，灰口铸铁中碳主要以________的形式存在。

二、选择题

1.金属的（）越好，其锻造性能就越好。

A．强度B.硬度C.塑性D.韧性

2．位错是一种（）。

A．线缺陷B.点缺陷C.面缺陷D.体缺陷

3.两种元素组成固溶体，则固溶体的晶体结构。

A．与溶质的相同B．与溶剂的相同

C．与溶剂、溶质的都不相同　

D．是两种元素各自结构的混合体

4.铸造条件下，冷却速度越大，则。

A．过冷度越小，晶粒越细

B．过冷度越小，晶粒越粗

C．过冷度越大，晶粒越粗　

D．过冷度越大，晶粒越细

5.金属多晶体的晶粒越细，则其。

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

6.钢的淬透性主要取决于。

A．冷却介质B．碳含量C．钢的临界冷却速度D.其它合金元素

7.汽车、拖拉机的齿轮要求表面具有高耐磨性，心部具有良好的强韧性，应选用。

A．45钢表面淬火+低温回火B．45Cr调质

C．20钢渗碳、淬火+低温回火D．20CrMnTi渗碳、淬火+低温回火

8.完全退火主要适用于。

A．亚共析钢B．共析钢

C．过共析钢D．白口铸铁

9.铸铁如果所有的阶段石墨化都完全进行，其组织为。

A．F＋GB．F＋P＋G

C．P＋GD.Le＋P＋G

10.对于可热处理强化的铝合金，其热处理方法为D。

A．淬火+低温回火B．正火

C．水韧处理D.固溶处理+时效

11.马氏体的硬度主要取决于。

A．过冷奥氏体的冷却速度B．过冷奥氏体的转变温度

C．马氏体的含碳量D．马氏体的亚结构

12.在下列方法中，可使晶粒细化的方法是。

A．扩散退火B．切削加工C．喷丸处理D．变质处理

（）1、金属产生永久变形而不破坏其完整性的能力称为。

A、强度B、硬度C、塑性D、韧性

（）2、晶界是一种。

A、线缺陷B、点缺陷

C、面缺陷D、体缺陷

（）3、铁碳合金中的基本相为。

A、铁素体、奥氏体、珠光体

B、铁素体、珠光体、莱氏体

C、奥氏体、珠光体、莱氏体

D、铁素体、奥氏体、渗碳体

（）4、机床床身应采用下列何种材料制造。

A、灰口铸铁 B、球墨铸铁

C、可锻铸铁D、蠕墨铸铁

（）5、金属的塑性变形主要是通过方式进行的。

A、晶粒的相对滑动B、位错的运动

C、晶格的扭折D、晶格类型的改变

（）6、共析钢过冷奥氏体在A1～550℃的温度范围内发生等温转变，其转变产物为。

A、珠光体B、贝氏体

C、马氏体D、珠光体+贝氏体

（）7、马氏体组织有两种形态。

A、板条、树枝状B、板条、针状C、树枝状、针状D、球状、树状

（）8、钢的淬透性主要决定于。

A、含碳量B、淬火介质

C、工件大小D、合金元素含量

（）9、要消除碳素工具钢中网状的二次渗碳体应采用。

A、正火B、淬火

C、高温回火D、退火

（P85）10、过共析钢的正常淬火加热温度为。

A、Ac3+30～50℃ B、A1+30～50℃ 

C、Ac1+30～50℃ D、Accm+30～50℃

三、判断题

（√）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.在实际金属和合金中，自发生核常常起着优先和主导的作用。

（）3.由于再结晶过程是一个形核和长大的过程，因而是相变过程。

（√）4.位错是晶体中常见的缺陷，在常见的工业金属中位错密度愈多，其强度愈高。

（）5.回火屈氏体、回火索氏体和过冷奥氏体分解时形成的屈氏体、索氏体，只是形成过程不同，但组织形态和性能则是相同的。

（√）6.球墨铸铁可通过热处理来提高其综合力学性能。

（）7.所有铝合金都可以通过热处理进行强化。

（）8.钢的铸造性能比铸铁好，故常用来铸造形状复杂的工件。

（）9.滑移变形所需要的切应力要比孪生变形时所需的小得多。

（）10.奥氏体冷却时，只要温度达到Ms以下，马氏体的转变就能完成。

（）1、常用的金属，其原子排列是完整的、规则的，晶格位向也是完全一致的。

（X）2、FCC（Face-centeredcubic面心立方）晶格中原子排列最密的晶面是{110}，原子排列最密的晶向是<111>。

BCC（Body-centeredcubic体心立方）HCP（密排六方）

（√）3、25钢、45钢、65钢的室温平衡态的组织组成物不同，但相组成物相同。

（）4、间隙固溶体是无序固溶体，也是无限固溶体。

（）5、退火与正火在工艺上的主要区别是退火的冷却速度大于正火。

（）6、铸铁可铸造成形；钢可锻压成形，但不可铸造成形。

（）7、金属晶体的滑移是在正应力作用下产生的。

（√）8、马氏体是碳在α－Fe中所形成的过饱和固溶体；当发生奥氏体向马氏体的转变时，体积发生膨胀。

（√）9、通过热处理，可以改变灰铸铁的基体组织，但不能改变石墨的形状。

（P154-156）10、变形铝合金都可以进行固溶处理+时效的热处理工艺。

四、名词解释

1、晶胞2、同素异构转变3、固溶强化4、钢的淬透性5、调质处理

1、致密度2、相3、加工硬化4、调质处理5、马氏体

五、简答题

1、在铸造生产中，采用哪些措施控制晶粒大小？

答:

（1）控制过冷度

（2）变质处理（3）振动和搅拌

2、金属经冷塑性变形后，组织和性能发生什么变化？

答：

组织：

晶粒发生滑移，产生位错，而在切应力作用下，其一部分将沿一定的晶面（孪晶面）产生一定角度的切变产生孪晶;从而使晶粒拉长、破碎和纤维化，内部产生了残余应力等，

性能：

使金属的强度和硬度升高，塑性和韧性降低。

3、选择下列零件的退火方法：

①用弹簧钢丝（强化的）经冷卷成弹簧后；②消除60钢锻件的过热组织。

③低碳钢钢丝多次冷拉之间；④T10钢车床顶尖锻造以后。

答:

①去应力退火②扩散退火③再结晶退火④球化退火

4、试为下列工具选材，并确定最终的热处理方式。

①手用锯条；②螺栓；③高速车刀。

  备选材料：

T12、40Cr、9SiCr、65Mn、W18Cr4V、GCr15、Cr12MoV。

答:

①手用锯条：

T12，淬火+低温回火。

②螺栓：

40Cr，调质（淬火+高温回火）。

③高速车刀：

W18Cr4V，淬火+高温回火。

六、综述题

1、直径为5mm的45钢三个试样，加热至830℃后水冷，然后再分别加热至200℃、400℃、600℃空冷，试说明这三个试样所经历的各热处理工艺名称、获得的室温组织及大致硬度。

答：

45钢加热830℃后水冷称淬火。

①再经200℃加热后空冷称低温回火，室温组织为回火M，硬度约HRC55。

②再经400℃加热后空冷称中温回火，室温组织为回T，硬度约HRC40

③再经600℃加热后空冷称高温回火，即调质处理，室温组织为回S，硬度约HRC25。

2、如图是铁碳平衡相图。

①写出ECF线、PSK线发生的相变反应名称及反应式。

②A1线是指________线，A3线是指___________线，Acm线是指_______________线。

③计算含碳为0.45%的铁碳合金室温组织组成物和相的相对质量。

答：

①ECF线：

共晶反应：

LCAE+Fe3C（Ld或Le）

PSK线：

共析反应：

ASFP+Fe3C（P）

②A1线—→PSK线

A3线—→GS线

Acm线—→ES线

③室温下组织组成为：

F+P

F的质量百分比：

QF=（0.77-0.45）/（0.77-0.0218）≈42.77%

P的质量百分比:

QP=1-42.77%=57.23%室温下相的组成：

F+Fe3C

F的质量百分比：

QF=（6.69-0.45）/6.69≈93.27%

Fe3C的质量百分比：

QFe3C=1-93.27%=6.73%

3、将Φ5mm的T8钢加热至760℃并保温，后经不同冷却方式得到①P②S③B下④M+少量残余A这四种不同的组织，在如图C曲线上画出冷却曲线，并说明热处理工艺名称。

答：

①P—退火（或等温退火）

②S—正火

③B下—等温淬火

④M＋少量A’—淬火（水冷）

4、如图是铁碳平衡相图。

①写出ECF线、PSK线发生的相变反应名称及反应式。

②写出室温下PS，EC，CF区间的组织组成物。

③计算含碳为1.5%的铁碳合金室温组织组成物和相的组成物相对质量。

答：

①ECF线：

共晶反应：

LCAE+Fe3C（Ld或Le）

PSK线：

共析反应：

ASFP+Fe3C（P）

②PS区:

F+P

EC区:

Le′（Ld′）+P+Fe3CⅡ

CF区:

Le′（Ld′）+Fe3CⅠ

③室温下组织组成为：

P+Fe3CⅡ

P的质量百分比：

QP=（6.69-1.5）/（6.69-0.77）≈87.67%

Fe3CⅡ的质量百分比:

QFe3CII=1-87.67%=12.33%

室温下相的组成：

F+Fe3C

F的质量百分比：

QF=（6.69-1.5）/6.69≈77.57%

Fe3C的质量百分比：

QFe3C=1-QF=22.43%

简答题:

1、指出固溶体和金属化合物在晶体结构和机械性能方面的区别。

答：

固溶体仍保持溶剂的晶格类型。

而金属化合物为新的晶格，它与任一组元均不相同。

固溶体一般是塑性、韧性好，强度、硬度低；金属化合物是硬度高，塑性、韧性差。

2、现有20钢直轴和45钢凸轮轴各一根，为使轴具有高硬度和耐磨性，各应进行何种热处理，最终获得何种组织。

答：

①20钢直轴先渗碳然后低温回火，使工件表面为含碳较高的回火M体而心部仍为原组织（F+P）；

②45钢凸轮轴应经调质处理，获得回火S体组织。

综述题:

1、指出下列工件的淬火及回火温度，并说明其退火炉回火后获得的组织和大致的硬度：

（1）45钢小轴（要求综合机械性能）；

（2）T12钢锉刀。

答：

①45钢小轴（要求综合机械性能），工件的淬火温度为850℃左右，回火温度为500℃～650℃左右，其回火后获得的组织为回火索氏体 ，大致的硬度25～35HRC。

②T12钢锉刀，工件的淬火温度为780℃左右，回火温度为150℃～250℃，其回火后获得的组织为回火马氏体 ，大致的硬度60HRC。