机械工程材料试题及答案.docx
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机械工程材料试题及答案
机械工程材料A卷标准答案
一、名词解释：
（１０分）
1、固溶强化：
固溶体溶入溶质后强度、硬度提高，塑性韧性下降现象。
２、加工硬化：
金属塑性变形后，强度硬度提高的现象。
2、合金强化：
在钢液中有选择地加入合金元素，提高材料强度和硬度
４、热处理：
钢在固态下通过加热、保温、冷却改变钢的组织结构从而获得所需性能的一种工艺。
５、细晶强化：
晶粒尺寸通过细化处理，使得金属强度提高的方法。
二、选择适宜材料并说明常用的热处理方法（30分）
名称
候选材料
选用材料
热处理方法
最终组织
机床床身
T10A,KTZ450-06,HT200
HT200
时效
P＋F＋G片
汽车后桥齿轮
40Cr,20CrMnTi,60Si2Mn
20CrMnTi
渗碳＋淬火＋低温回火
表面Cm＋M＋A’
心部F＋M
滚动轴承
GCr15,Cr12,QT600-2
GCr15
球化退火＋淬火＋低温回火
Cm＋M＋A’
锉刀
9SiCr,T12,W18Cr4V
T12
球化退火＋淬火＋低温回火
Cm＋M＋A’
汽车板簧
45,60Si2Mn,T10
60Si2Mn
淬火＋中温回火
T回
钻头
W18Cr4V，65Mn,20
W18Cr4V
淬火＋低温回火
Cm＋M＋A’
桥梁
1Cr13,16Mn,Q195
16Mn,
不热处理
F＋P
滑动轴承
H70,ZSnSb11Cu6,T8
ZSnSb11Cu6
不热处理
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，其加工路线为：
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钢经调质处理
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。
机械工程材料A卷评分标准
一、名词解释：
（１０分）
3、固溶强化：
固溶体溶入溶质后强度、硬度提高，塑性韧性下降现象。
（2分）
２、加工硬化：
金属塑性变形后，强度硬度提高的现象。
（2分）
4、合金强化：
在钢液中有选择地加入合金元素，提高材料强度和硬度（2分）
４、热处理：
钢在固态下通过加热、保温、冷却改变钢的组织结构从而获得所需性能的一种工艺。
（2分）
５、细晶强化：
通过细化晶粒处理，使得金属强度提高的方法。
（2分）
二、选择适宜材料并说明常用的热处理方法（30分）（每空1分）
名称
候选材料
选用材料
热处理方法
最终组织
机床床身
T10A,KTZ450-06,HT200
HT200
时效
P＋F＋G片
汽车后桥齿轮
40Cr,20CrMnTi,60Si2Mn
20CrMnTi
渗碳＋淬火＋低温回火
表面Cm＋M＋A’
心部F＋M
滚动轴承
GCr15,Cr12,QT600-2
GCr15
球化退火＋淬火＋低温回火
Cm＋M＋A’
锉刀
9SiCr,T12,W18Cr4V
T12
球化退火＋淬火＋低温回火
Cm＋M＋A’
汽车板簧
45,60Si2Mn,T10
60Si2Mn
淬火＋中温回火
T回
钻头
W18Cr4V，65Mn,20
W18Cr4V
淬火＋低温回火
Cm＋M＋A’
桥梁
1Cr13,16Mn,Q195
16Mn,
不热处理
F＋P
滑动轴承
H70,ZSnSb11Cu6,T8
ZSnSb11Cu6
不热处理
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，其加工路线为：
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（4分）
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（4分）
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分）
4、表面淬火目的提高轴颈表面硬度（4分）
4．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。
（4分）
四、选择填空（20分）（每空2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钢经调质处理
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）
（c）获得单一的马氏体组织，提高硬度和耐磨性
（d）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）（每空1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：
（１０分）
1、固溶强化：
固溶体溶入溶质后强度、硬度提高，塑性韧性下降现象。
２、加工硬化：
金属塑性变形后，强度硬度提高的现象。
2、合金强化：
在钢液中有选择地加入合金元素，提高材料强度和硬度
４、热处理：
钢在固态下通过加热、保温、冷却改变钢的组织结构从而获得所需性能的一种工艺。
５、细晶强化：
晶粒尺寸通过细化处理，使得金属强度提高的方法。
二、选择适宜材料并说明常用的热处理方法（30分）
名称
候选材料
选用材料
热处理方法
最终组织
机床床身
T10A,KTZ450-06,HT200
HT200
时效
P＋F＋G片
汽车后桥齿轮
40Cr,20CrMnTi,60Si2Mn
20CrMnTi
渗碳＋淬火＋低温回火
表面Cm＋M＋A’
心部F＋M
滚动轴承
GCr15,Cr12,QT600-2
GCr15
球化退火＋淬火＋低温回火
Cm＋M＋A’
锉刀
9SiCr,T12,W18Cr4V
T12
球化退火＋淬火＋低温回火
Cm＋M＋A’
汽车板簧
45,60Si2Mn,T10
60Si2Mn
淬火＋中温回火
T回
钻头
W18Cr4V，65Mn,20
W18Cr4V
淬火＋低温回火
Cm＋M＋A’
桥梁
1Cr13,16Mn,Q195
16Mn,
不热处理
F＋P
滑动轴承
H70,ZSnSb11Cu6,T8
ZSnSb11Cu6
不热处理
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。
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