机械工程材料期末试题Word文档格式.docx

1、0.2%），GCr9钢中铬的平均含量约为（0.9%）。20. 与铸钢相比，普通灰口铸铁具有以下优异的使用性能：（铸造性能）、（减震性）和（切削加工性），但是（塑性和韧性）差。21. 可锻铸铁的生产过程是首先铸成（白口）铸件，然后再经过（石墨化退火或氧化脱碳），使其组织中的（渗碳体）转变成为（团絮状石墨）。22.（化学成分）和（冷却速度）是影响铸铁石墨化的主要因素。23. 球墨铸铁是通过浇铸前向铁水中加入一定量的（球化剂）进行球化处理，并加入少量的（碳和硅）促使石墨化，在浇铸后直接获得球状石墨结晶的铸铁。24. 填出下列力学性能指标的符号：屈服强度s，xx氏硬度标尺HRC，冲击韧性ak。（ak）

2、25. 碳素钢除铁、碳外，还常有锰、硅、硫、磷等杂质元素，其中锰是有益元素，硫、磷是有害元素。26. 内部原子杂乱排列的物质叫做非晶体，内部原子规则排列的物质叫晶体，一般固态金属都属于晶体。27. QT400-15表示名称为铁素体球墨铸铁的材料，其中两组数字分别表示和断面伸长率，其石墨形态为球状。28. 自由锻的基本工序有镦粗、拔长、冲孔、扩孔、弯曲、扭转、错移和切割等。29. 在xx共析碳钢中，钢的力学性能随含碳量的增加其强度提高而塑性下降，这是由于平衡组织中珠光体增多而铁素体减少的缘故。二、选择题（每空1分）1.表示金属材料屈服强度的符号是（B）。 A.e B.s C.b D.-12.表示

3、金属材料弹性极限的符号是（A）。3.金属材料在载荷作用下抵抗变形和破坏的能力叫（A）。A.强度 B.硬度 C.塑性D.弹性4. 下面所的列组织中，脆性最大的是（D）；塑性最好的是（C）。（a）F（b）P（c）A（d）Fe5. 在Fe-Fe相图中，钢与铁的分界点的含碳量为（C）。 A2 B2.06 C2.11 D2.26. xx是一种（C）。A固溶体 B金属化合物 C机械混合物 D单相组织金属7. 在Fe-Fe相图中，ES线也称为（D）。 A共晶线 B共析线 CA3线 DAcm线8. 在Fe-Fe相图中，共析线也称为（D）。AA1线 BECF线 CAcm线 DPSK线9. 珠光体是一种（C）。1

4、0. 加热是钢进行热处理的第一步，其目的是使钢获得（B）。 A.均匀的基体组织 B.均匀的A体组织 C.均匀的P体组织 D.均匀的M体组织11. 完全退火主要用于（A）。 A亚共析钢 B共析钢 C过共析钢 D所有钢种12. 共析钢在xx的连续冷却转变产物中，不可能出现的组织是（C）。AP BS CB DM13. 退火是将工件加热到一定温度，保温一段时间，然后采用的冷却方式是（C）。 A随炉冷却 B在油中冷却 C在空气中冷却 D在水中冷却14经过热成形制成的弹簧，其使用状态的组织是（C）。珠光体 回火xx 回火xxxx15. 为了改善20钢的切削加工性能，一般应采用（B）。A、退火B、正火C、淬

5、火16. 亚共析钢的淬火加热温度一般确定为（B）以上。A、Ac1B、Ac、AcCm17. 可用作弹簧的钢是（C）。，20，9SiCr ，60Si2Mn，20 CrMnMo18. 制造板牙常选用（D）钢。，5 CrNiMo ，Cr12MoV，W18 Cr4V ，9 SiCr19. 20CrMnTi钢根据其组织和机械性能，在工业上主要作为一种（A）使用。 A合金渗碳钢 B合金弹簧钢 C合金调质钢 D滚动轴承钢20. 将相应的牌号填入括号内：硬铝（A），xx（B）。a、11（LY11）；b、H62；c、21（LF21）。21. 塑性是指金属在静载荷作用下（C），强度是指金属在静载荷作用下（D）。a、

6、抵抗塑性变形的能力；b、抵抗破断的能力； c、产生残余变形而不被破坏的能力； d、抵抗塑性变形和断裂的能力。22. xx是（D），xx是（B）。a、 铁和碳的金属化合物； b、碳在-Fe中的固溶体；c、碳在-Fe中的固溶体； d、碳在-Fe中的过饱和固溶体。23. 当浇注具有圆柱形内腔的铸件时，用（C）可省去型芯。、压力铸造；、熔模铸造； 、离心铸造24. 区别冷变形和热变形的依据是（B）。a、变形时是否有加热；b、变形温度的高低；c、变形后是否有加工硬化组织。25. 随温度下降从xx中析出的渗碳体称为（B），从铁素体中析出的渗碳体称为（C）。a、一次渗碳体； b、二次渗碳体； c、三次渗碳体

7、。26. 常温下金属的晶粒越细，则力学性能是（B）。a、强度越高，塑性越好； b、强度越高，塑性越差；c、强度越低，塑性越差。27. xx、xx、珠光体、渗碳体四者相比，（C）的硬度最高，（D）的硬度最低。a、xx； b、xx； c、渗碳体； d、珠光体。28. 将相应的牌号填入括号内，灰铸铁（B），高速钢（C），不锈钢（A）。a、0Cr19Ni9；b、HT200；c、W18Cr4V。29. 金属型铸造适用于（A）生产。、大批、大量；、小批量；、成批、大量、也可单件。三、名词解释（每题3分）1. 第二类回火脆性:合金钢在450范围内回火后，缓冷时出现的脆性，是一种可逆的回火脆性。（书中：淬火合

8、金钢在450回火时出现的回火脆性）2. 二次硬化：钢中含有Cr、Mo、V、Ti、Ni等碳化物形成元素，经淬火并在500之间回火时，不仅硬度不降低，反而升高到接近淬火钢得高硬度的强化效应。淬火合金钢在500温度范围内回火时，硬度升高的现象）3. 回火稳定性：淬火钢在回火时抵抗强度、硬度下降的能力4. 固溶强化：通过形成固液体使金属强化的现象（书中：当溶质原子融入溶剂晶格，使溶剂晶格发生畸变，导致固溶体强度、硬度提高，塑性和韧性略有下降的现象）5. 时效处理：金属工件经固溶处理，冷塑性变形，经铸造、锻造后，在较高的温度设置成定温，保持其性能、形状、尺寸随时间的变化的热处理工艺6. 调质处理：淬火后

9、高温回火的热处理方法7. 淬透性：刚淬火时获得xx的能力8. 淬火临界冷却速度（Vk）：冷却速度Vk与C曲线鼻尖相切点9. 石墨化退火：可Xxx退火使渗碳体在高温下长时间保温分解为团絮状石墨10.铁素体：碳溶解与体心立方晶格-Fe中所形成的固溶体11.退火：将金属和合金加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺12.xx构转变：高温状态下的晶体，在冷却过程中晶格结构发生改变的现象13.铸造工艺图：用红、蓝两色铅笔，将各种简明的工艺符号，标注在产品零件图上的图样14.焊接性：金属材料对焊接加工的适应性15.淬火：将刚加热到Ac3或Ac1以上，保温一定时间使其xx化，再以大于临界冷却速

10、度快速冷却，从而发生xx转变的热处理工艺16.铸造：将液态金属浇注到铸型型腔中，讲其冷却凝固后，获得一定形状的毛胚或零件的方法17.xx：碳溶解于面心立方晶格-Fe中所形成的固溶体18.加工硬化：随着塑性变形量得增加，金属的强度、硬度升高，塑性、韧性下降的现象四、判断题（每题1.5分）1Ac1表示xx向珠光体平衡转变的临界点。（X）2临界淬火冷却速度（VK）越大，钢的淬透性越高。3. 钢氮化处理后必须经过淬火才能获得高硬度。 （X）4退火与正火在工艺上的主要区别是正火的冷却速度大于退火。（V）5球化退火可使过共析钢中严重连续网状二次渗碳体及片状共析渗碳体得以球状化。6 40钢比40Cr钢的淬透

11、性、淬硬性和回火稳定性均低。7. 接近共晶成分的合金，流动性最好。、1Cr13钢的含铬量比GCr15钢低。、钢的加热温度低于时，其组织不发生变化。10用同一钢料制造的截面不同的两个零件，在相同条件下进行淬火，小件比大件的淬硬层深，故钢的淬透性好。11感应加热表面淬火时，电流频率越高，淬硬层越深。12. 可锻铸铁由于具有较好的塑性，故可以进行锻造。13由于可锻铸铁的塑性比灰铸铁好，所以是可以锻造的铸铁。14. 砂型铸造、金属型铸造、熔模铸造、压力铸造相比，大批生产时压力铸造的生产率最高。15承受重载荷的重要零件，例如轴、齿轮、连杆等大多采用锻件毛坯。16. 淬火钢随着回火温度的升高，钢的硬度值显

12、著降低，这种现象称为回火脆性。17. 灰铸铁通过球化退火可以转变为球墨铸铁。18. 在室温下进行金属变形加工，称为xx。19. 淬透性好的钢，淬火后硬度一定很高。20. 将钢件加热到A1以下某一温度，保温、冷却，称为回火。21. 珠光体的含碳量是6.69%。（0.77%）（X）五、说出下列钢号属于哪一类钢，并说出牌号中各符号和数字的含义（每空1分）钢号类型牌号中各符号和数字含义Q390碳素结构钢屈服点为390MPa50CrVA弹簧钢数字表示弹的质量分数万倍T8A碳素工具钢表示平均Wc=0.8%的碳素工具钢，A表示高级优质钢35优质碳素结构钢表示Wc=0.35%GCr15SiMn滚动轴承钢“G”

13、是滚的首字母，含Cr1.5%，含Si0.1%1Cr19Ni9Ti奥氏体不锈钢Wc=0.1%，Wcr=19%，WNi=9%，WTi=1%六、填图及计算1. 在下图中数字所标的七个区域内填上相应的组织组成物。（每空1分）1：F+A 2：A+Fe 3：A+Fe+Ld 4：Fe+Ld 5：A 6：F+ Fe 7：F+P8：P+Fe 9：P+Fe+Ld 10：Fe+ Ld（5）（1）（2）（3）（4）（6） （7）（8）（9）（10）Fe 0 0.0218 0.77%4.36.69 Fe2. 计算xxxx含碳量为0.77%的铁碳合金xx常温下铁素体与渗碳体的相对含量。（4分）七、问答题1. xx共析反应

14、和共晶反应？试比较这两种反应的异同点。共析反应：一定温度下，一定成分的固相同时析出两种一定成分的固相的反应共晶反应：一定温度下，一定成分的液相同时结晶出两种成分和结构都不相同的新固相的反应相同点：共析和共晶转变都会形成两相混合物不同点:相对于共晶体，共析体的组织较细小且均匀，共析反应母相是固相，而共晶则是液相2. 淬火的目的是什么？亚共析碳钢及过共析碳钢淬火加热温度应如何选择？试从获得的组织及性能等方面加以说明。目的：获得xx，提高钢的性能、硬度和耐磨性共析钢淬火温度为Ac3+3050C，组织为Wc0.5%时Mn和均匀而细小的xx，Wc0.5%时为Mn+A过共析钢淬火温度为Ac1+3050C，

15、温度高于Accm，则xx晶粒粗大，含碳量高，淬火后xx晶体粗大，A%增大，硬度、耐磨性下降，脆性、变形裂开倾向增加。组织物为M+Fe3（颗粒+A，这种组织不仅具有高强度、高耐磨性3. 晶粒大小对金属的性能有什么影响？细化晶粒的方法有哪几种？常温下，晶粒越细，晶界面积越大，因而金属的强度、硬度越高，同时塑性、韧性也好高温下，晶界呈粘滞状态，在协助作用下易产生滑动，因而细晶粒无益，但晶粒太粗易产生应力集中，因而高温下晶粒过大过小都不好方法：增大过冷度 2：变质处理 3：附加振动4. 为什么一般情况xx共析钢采用完全（xx化）淬火，过共析钢采用不完全淬火？亚共析钢才用完全淬火是因为如果加热温度过低（

16、Ac3），在淬火钢中将出现铁素体组织，造成淬火硬度不足，如果加热温度过高（Ac3），将引起xx晶粒粗大，淬火后得到粗大的xx组织，韧性降低2：过共析钢才用不完全淬火是因为如果加热温度高于Acm，则xx晶粒粗大，含碳量高，淬火后xx晶粒粗大，残余xx增多，使刚硬度、耐磨性下降，脆性变形裂开倾向增加5. 为减少钢件的淬火变形、防止开裂，从淬火方法上应采取哪些措施？选择合适的淬火方法可以在获得所要求的淬火组织和性能条件下，尽量减小淬火应力，从而减小工件变形和开裂的倾向措施：单液淬火法，双液淬火法，分级淬火法，等温淬火法，局部淬火法，xx6. 45钢（Ac1=, Ac3=）分别加热至 时的组织以及在水

17、中冷却后的组织。 7. . 45（Ac1=, Ac3=）钢制造的连杆，要求具有良好的综合机械性能，试确定淬火、回火加热温度及淬火、回火后的组织。淬火温度：810-830C高温回火：500-650C 淬火组织：M 回火组织：回火xx8. 试说明下列合金钢的名称及其主要用途。W18Cr4V、1Cr18Ni9Ti高速钢，是合金工具钢中的重要钢种xx不锈钢，用于化工设备和管道9. 指出普通灰口铸铁与球墨铸铁在石墨形态、机械性能和应用方面的主要区别。石墨形态：前者为片层状，后者为球状球墨铸铁与灰铸铁相比，有高的强度和良好的塑性和韧性，屈服点比碳素结构钢高，疲劳强度接近中碳钢，同时，它具有灰铸铁的减震性，

18、减磨性和小的缺口敏感性等优良性能，球墨铸铁中的石墨球的圆管度越好，球径越小，分布约均匀，则球墨铸铁的力学性能就越好（高强度，塑性、韧性好）10. 拟用T10制造形状简单的车刀，工艺路线为：锻造热处理机加工热处理磨加工（1） 试写出各热处理工序的名称并指出各热处理工序的作用；（2） 指出最终热处理后的显微组织及大致硬度；（3） 制定最终热处理工艺规定（温度、冷却介质）锻造：自由锻热处理：退火，改善切削性能机加工：切削热处理：淬火，增加硬度及耐磨性，低温回火，细小的xx减少淬火应力，防止裂纹磨加工:锉削细小回火xx，粒状合金碳化物，少量的残余xx3：温度：Ac1+30，冷却介质为油（空气、水选一）

19、11. 下图为T8钢的等温转变曲线（C曲线），若使该钢在进行等温转变，并经不同时间等温后，按图中1、2、3速度冷至室温，试问各获得什么组织？ A1700550Ms123MfM+残余A 2：残余A+M+S 3：M+S12. xx再结晶？它对工件的性能有何影响？金属的组织和性能又重新回到冷却变形前的状态，而且结晶出的经历与变形前完全一样，成为再结晶过程。影响：强度、硬度降低，塑性、韧性升高，消除了加工硬化机械工程材料（xx xx 第七版）课后习题答案第一章1-1、可否通过增加零件尺寸来提高其弹性模量：不能，弹性模量的大小主要取决于材料的本性，除随温度升高而逐渐降低外，其他强化材料的手段如热处理、冷

20、热加工、合金化等对弹性模量的影响很小。所以不能通过增大尺寸来提高弹性模量。1-2、工程上的伸长率与选取的样品xx有关，为什么：伸长率等于，当试样（d）不变时，增加，则伸长率下降，只有当/为常数时，不同材料的伸长率才有可比性。所以伸长率与样品xx有关。1-3、和两者有什么关系？在什么情况下两者相等？为应力强度因子，为平面应变断裂韧度，为的一个临界值，当增加到一定值时，裂纹便失稳扩展，材料发生断裂，此时，两者相等。1-4、如何用材料的应力-应变曲线判断材料的韧性？所谓材料的韧性是指材料从变形到断裂整个过程所吸收的能量，即拉伸曲线（应力-应变曲线）与横坐标所包围的面积。第二章2-1、从原子结构上说明

21、晶体与非晶体的区别。原子在三维空间呈现规则排列的固体称为晶体，而原子在空间呈无序排列的固体称为非晶体。晶体长程有序，非晶体短程有序。2-2、立方晶系中指数相同的晶面和晶向有什么关系？相互垂直。2-4、合金一定是单相的吗？固溶体一定是单相的吗？合金不一定是单相的，也可以由多相组成，固溶体一定是单相的。第三章3-1、说明在液体结xx的过程中xx胚和xx核的关系。在业态经书中存在许多有序排列xx原子团，这些小原子团或大或小，时聚时散，称为xx胚。在以上，由于液相自由能低，xx胚不会xx，而当液态金属冷却到以下后，经过孕育期，达到一定尺寸的xx胚将开始xx，这些能够连续xx的xx胚称为xx核。3-2、

22、固态非晶合金的晶化过程是否属于xx构转变？为什么？不属于。xx构是物质在固态下的晶格类型随温度变化而发生变化，而不是晶化过程。3-3、根据匀晶转变相图分析产生枝晶偏析的原因。枝晶偏析：在一个枝晶范围内或一个晶粒范围内，成分不均匀的现象叫做枝晶偏析。结合二元匀晶转变相图可知，枝晶偏析产生的原因是固溶体合金的结晶只有在“充分缓慢冷却”的条件下才能得到成分均匀的固溶体组织。然而在实际生产中，由于冷速较快，合金在结晶过程中，固相和液相中的原子来不及扩散，使得先结晶出的枝晶轴含有较多的高熔点元素，而后结晶的枝晶中含有较多低熔点元素。冷速越快，液固相间距越大，枝晶偏析越严重。3-4、结合相图分析含0.45

23、% C、1.2% C和3.0% C的Fe-C合金在缓慢冷却过程中的转变及室温下的组织。0.45% C: LL+L+L+eP+。室温组织：P+1.2%C：LL+二次渗碳体二次渗碳体。P+二次渗碳体。3.0%C：LL+L+Le+ Le+二次渗碳体P+二次渗碳体+一次渗碳体Le+二次渗碳体+P。Le+二次渗碳体+P。3-6、说明Fe-C合金xx5种类型渗碳体的形成和形态特点。一次渗碳体：由液相直接析出，黑色的片层。 二次渗碳体：含碳量超过0.77%的铁碳合金自1148冷却至727时，会从xx中析出二次渗碳体。沿xx晶界呈网状排列。 三次渗碳体：铁碳合金自727向室温冷却的过程中，从铁素体析出的为三次

24、渗碳体。不连续网状成片状分布于铁素体晶界。 共晶渗碳体：共晶白口铸铁由液态冷却到1148是发生共晶反应，产生共晶xx和共晶渗碳体。为白色基体。共析渗碳体：共析钢液体在发生共析转变时，由xx相析出铁素体和共析渗碳体。为黑色的片层。3-7、说明金属实际凝固时，铸锭的3xx宏观组织的形成机制。铸锭的宏观组织由表层细晶区、柱状晶区和xx心等轴晶区3个晶区组成。表层细晶区：当高温的液体金属被浇注到铸型xx时，液体金属首先与铸型的模壁接触，一般来说，铸型的温度较低，产生很大的过冷度，形成大量晶核，再加上模壁的非均匀形核作用，在铸锭表面形成一层厚度较薄、晶粒很细的等轴晶区。柱状晶区：表层细晶区形成以后，由于

25、液态金属的加热及凝固时结晶潜热的放出，使得模壁的温度逐渐升高，冷却速度下降，结晶前沿过冷度减小，难以形成新的结晶核心，结晶只能通过已有晶体的继续生长来进行。由于散热方向垂直于模壁，因此晶体沿着与散热方向相反的方向择优生长而形成柱状晶区。xx心等轴晶区：当柱状晶区长大到一定程度，由于冷却速度进一步下降及结晶潜热的不断放出，使结晶前沿的温度梯度消失，导致柱xx的xx停止。当心部液体全部冷却至实际结xx温度一下时，以杂志和被冲下的xx枝碎片为结xx核心均匀xx，形成粗大的等轴xx区。第四章4-1、为什么室温下金属的晶粒越细，强度、硬度越高，塑型、韧性也越好？因为金属的晶粒越细，晶界总面积越大，位错障

26、碍越多，需要协调的具有不同位向的晶粒越多，金属塑性变形的抗力越高。从而导致金属强度和硬度越高；金属的晶粒越细，单位体积内晶粒数目越多，同时参与变形的晶粒数目也越多，变形越均匀，推迟了裂纹的形成于扩展使得在断裂前发生了较大的塑性变形，在强度和塑型同时增加的情况下，其塑型和韧性越好。4-2、xx铸件上的数码不慎搓掉如何识别数码？用加热使它再结晶的方法可以使原来的数码再呈现。因为打字时会使铸件打字处产生塑性变形，有预变形存在，通过加热再结晶可使晶粒恢复到预变形之前的状态，使之显现出数码。4-3、金属铸件的晶粒往往粗大，能否通过再结晶退火来细化其晶粒？不能，因为铸件没有产生预变形，故不能采用再结晶的方法。 4-4、铜只是通过xx及随后加热来细化晶粒，而铁则不需要xx，只需加热到一定温度便可使晶粒细化，为什么？因为铜不存在xx构的现象，加热时晶体的结构不发生变形，所