工程材料与热加工习题.docx

1、工程材料与热加工习题第1章 材料的力学的性能（习题）一、选择题1. 表示金属材料屈服强度的符号是（ B ）。A、； B、； C、； D、；1. 金属材料在静载荷作用下，抵抗变形和破坏的能力称为( C )。A、塑性； B、硬度； C、强度； D、弹性；2. 在测量薄片工件的硬度时，常用的硬度测试方法的表示符号是( B )。A、HBS； B、HRC； C、HV； D、HBW；3. 做疲劳试验时，试样承受的载荷为( B )。A、静载荷； B、交变载荷； C、冲击载荷； D、动载荷；二、填空题1. 材料的力学性能通常是指在载荷作用下材料抵抗（变形）或（断裂）的能力。2. 金属塑性的指标主要有（断后伸长

2、率）和（断面收缩率）两种。3. 金属的性能包括（物理）性能、 （化学）性能、 （力学）性能和（工艺）性能。 4. 常用测定硬度的方法有（布氏硬度测试法）、（洛氏硬度测试法）和维氏硬度测试法。5. 疲劳强度是表示材料经（无限次循环应力）作用而（不发生断裂）的最大应力值。6. 材料的工艺性能包括（铸造性能）、（锻造性能） 、 （焊接性能） 、 （切削加工性能） 、 （热处理性能）等。7. 零件的疲劳失效过程可分为（疲劳裂纹产生） 、 （疲劳裂纹扩展） 、 （瞬时断裂）三个阶段。 三、判断题1. 拉伸试验可以测定材料的强度、塑性等性能指标，因此材料的力学性能都可以通过拉伸试验测定。（ ）2. 用布氏

3、硬度测试法测量硬度时，压头为钢球，用符号HBS表示。（ ）3. 金属材料的力学性能可以理解为金属材料的失效抗力。（ ）4. 材料的断裂韧度大于材料的应力场强度因子的，材料的宏观裂纹就会扩展而导致材料的断裂。（ ）四、练习与思考1. 说明下列符号的意义和单位。（1）e；（2）s或0.2；（3）b；（4）；（5）；（6）1；（7）AK；2. 在测定强度指标时，0.2和s有什么不同？3. 拉伸试样的原标距长度为50 mm，直径为10 mm。试验后，将已断裂的试样对接起来测量，标距长度为73 mm，颈缩区的最小直径为5.1 mm。试求该材料的延伸率和断面收缩率的值。4. 材料的弹性模量E的工程含义是什

4、么？它和零件的刚度有何关系？5. 将6500 N的力施加于直径为10 mm、屈服强度为520 MPa的钢棒上，试计算并说明钢棒是否会产生塑性变形。6. 塑性指标在工程上有哪些实际意义？7. 下列材料或零件采用什么硬度测试法较合适？（1）锉刀；（2）黄铜轴套；（3）硬质合金刀片；（4）一般淬火钢；8. 工程材料有哪些物理性能和化学性能？ 第2章 金属的晶体结构与结晶（习题）一、名词解释晶体、单晶体、多晶体、晶格、晶胞、晶粒、晶界、合金、组元、相、组织、共晶转变 二、如果其它条件相同，试比较下列铸造条件下铸件晶粒的大小：1. 金属型铸造与砂型铸造。2. 高温浇注与低温浇注。3. 浇注时采用振动与不

5、采用振动。4. 厚大铸件的表面与心部。三、问答题1. 金属中常见的晶体结构有哪几种？2. 实际晶体的晶体缺陷有哪几种类型？它们对晶体的力学性能有何影响？3. 固溶体与化合物有何区别？固溶体的类型有哪几种？4. 何谓金属的结晶? 纯金属的结晶是由哪两个基本过程组成的？5. 何谓过冷现象和过冷度? 过冷度与冷却速度有何关系？6. 晶粒大小对金属的力学性能有何影响? 细化晶粒的常用方法有哪几种？7. 什么是共晶转变? 共晶转变有何特点？8. 什么是共析转变？共晶转变与共析转变有何异同？第3章 铁碳合金相图（习题）一、名词解释1. 铁素体；2. 奥氏体；3. 渗碳体；4.珠光体；5. 莱氏体；6. 低

6、温莱氏体；7. 同素异晶转变；8. 铁碳合金状态图；二、填空题1. 珠光体是由（F）和（Fe3C）组成的机械混合物(共析组织)。2. 莱氏体是由（A）和（Fe3C）组成的机械混合物(共晶组织)。3. 奥氏体在1148时碳的质量分数可达(2.11%)，在727时碳的质量分数为（0.77%）。4. 根据室温组织的不同，钢可分为（亚共析）钢、（共析）钢和（过共析）钢。 5. 共析钢的室温组织为（P）；亚共析钢的室温组织为（F+P）；过共析钢的室温组织为（P+Fe3CII）。6. 碳的质量分数为（0.77%）的铁碳合金称为共析钢，其奥氏体冷却到S点(727)时会发生（共析）转变，从奥氏体中同时析出（F

7、）和（Fe3C）的混合物，称为（P）。7. 奥氏体和渗碳体组成的共晶产物称为（Ld），其碳的质量分数为(4.3%)。8. 亚共晶白口铸铁碳的质量分数为(2.11%4.3%)，其室温组织为（P+Fe3CII+Ld）。 9. 过晶白口铸铁碳的质量分数为（4.3%6.69%），其室温组织为（Ld+Fe3CI）。10. 过共析钢碳的质量分数为（0.77%2.11%），其室温组织为（P+Fe3CII）。11. 亚共析钢碳的质量分数为（0.0218%0.77%），其室温组织为（F+P）。 三、选择题1. 铁素体为( A )晶格，奥氏体为( B )晶格，渗碳体为( D )晶格。A、体心立方； B、面心立方；

8、 C、密排六方； D、复杂的；2. Fe-Fe3C状态图上的ES线，用代号（ B ）表示，PSK线用代号（ A ）表示。A、A1； B、Acm； C、A3； D、其它；3. Fe-Fe3C状态图上的共析线是（ C ），共晶线是（ A ）。A、ECF线； B、ACD线； C、PSK线； D、GSK线四、判断题 1. 金属化合物的特性是硬而脆，莱氏体的性能也是硬而脆，故莱氏体属于金属化合物。（ ）2. 渗碳体碳的质量分数为6.69%。（ ）3. Fe-Fe3C状态图中，A3温度是随碳的质量分数增加而上升的。（ ）4. 碳溶于-Fe中所形成的间隙固溶体称为奥氏体。（ ）五、简答题1. 何为金属的同素

9、异构转变？试画出纯铁的结晶冷却曲线和晶体结构变化图。2. 简述碳的质量分数为0.4%和1.2%的铁碳合金从液态冷却至室温时的结晶过程。3. 把碳的质量分数为0.45%的钢和白口铸铁都加热到高温(10001200)，能否进行锻造？为什么？第4章 钢的热处理（习题）1. 何谓钢的热处理？常用的热处理工艺有哪些？2. 简述共析钢加热时奥氏体形成的过程。3. 为什么要控制奥氏体晶粒大小？如何控制奥氏体晶粒的大小？4. 解释下列名词：(1) 珠光体、索氏体、托氏体、贝氏体、马氏体；(2) 奥氏体、过冷奥氏体、残余奥氏体；(3) 退火、正火、淬火、回火、表面淬火；(4) 临界淬火冷却速度(vc)、淬透性、

10、淬硬性；(5) 单液淬火、双液淬火、分级淬火、等温淬火。 5. 珠光体类型组织有哪几种？它们的形成条件、组织形态和性能方面有何特点？6. 影响C曲线的主要因素有哪些？试比较共析纲、亚共析钢和过共析钢的C曲线。7. 简述贝氏体的组织特征和性能特点。8. 马氏体组织有哪两种？它们与钢的化学成分有何关系？组织形态和性能方面有何特点？9. 生产中常用的退火方法有哪几种？各适用于什么场合？ 10. 甲、乙两厂生产同一批零件，材料均选用45钢，硬度要求为220250HBS，其中甲厂采用正火，乙厂采用调质，都达到硬度要求。试分析甲、乙两厂产品的组织和性能差别。11. 某活塞用45钢制造，由于形状复杂，按正常

11、淬火加热温度(840)加热后水冷，大约有40%出现淬火裂纹。请分析原因并改进该工件的淬火工艺。 12. 一块厚度为5 mm的45钢钢板，先经840加热淬火，硬度为55HRC，随后从一端加热，依靠热传导，使钢板上各点达到如图4-29所示的温度。试问：(1) 各点部位的组织是什么？(2) 整个钢板自图示各温度缓冷到室温后各点部位的组织是什么？(3) 整个钢板自图示各温度水淬快冷到室温后各点部位的组织是什么？ 图4-29 题12图13. 举例说明钢的淬透性、淬硬深度和淬硬性三者之间的区别。14. 分析单液淬火、双液淬火、分级淬火、贝氏体等温淬火等方法对淬火应力带来的影响。15. 试为以下钢件选择预先

12、热处理工艺：(1) 20CrMnTi汽车变速箱齿轮锻造毛坯(晶粒粗大)；(2) T12锻造后有网状渗碳体；(3) T12钢锉刀毛坯改善切削加工性和热处理工艺性能。 16. 回火的目的是什么？淬火钢在回火过程中显微组织发生哪些变化?17. 什么叫回火脆性？生产中如何防止回火脆性?18. 分析以下说法是否正确，并说明理由。(1) 钢的淬火冷却速度愈快，所获得的硬度愈高，淬透性也愈好。(2) 钢的合金元素越多，淬火后的硬度越高。(3) 淬火钢回火后的性能主要取决于回火后的冷却速度。19. 何谓表面热处理？表面淬火的目的是什么? 常用的表面淬火有哪几种？20. 感应加热表面淬火的加热原理是什么？淬火后

13、的淬透层深度与什么有关?21. 渗碳的主要目的是什么？试分析20钢渗碳缓慢冷却后的表层和心部组织，以及渗碳缓慢冷却后，加热到780淬火、180回火后的表层和心部组织。22. 渗氮后的性能特点是什么？渗氮后为何不进行淬火？23. 比较钢经表面淬火、渗碳淬火、渗氮热处理后的性能和应用范围等方面有何不同。24. 某一用40Cr钢制造的齿轮，其加工路线如下：备料锻造正火机械粗加工调质机械精加工高频感应加热表面淬火与低温回火磨削。请说明各热处理工序的目的及热处理后的显微组织。 第5章 工业用钢（习题）一、选择题1. 40MnB钢中，微量元素B的作用是（ B ）。A、强化铁素体；B、提高淬透性；C、提高淬

14、硬性；D、提高回火稳定性；2. 欲要提高铬镍不锈钢的强度，主要采用（ B ）。A、时效强化方法；B、固溶强化方法；C、冷加工硬化方法；D、马氏体强化方法；3. 20CrMnTi钢根据其组织和力学性能，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；4. 大多数合金元素均在不同程度上有细化晶粒的作用，其中细化晶粒作用最为显著的有（ C ）。 A、Mn、P； B、Mn、Ti； C、Ti、V； DV、P5. 除（ A ）元素外，其它合金元素溶于奥氏体后，均能增加过冷奥氏体的稳定性。A、Co； BCr； CMn； DTi；6. 用40Cr钢制造的齿轮

15、，锻造后的典型热处理工艺应是（ A ）。A、调质处理； B、高温回火； C、完全退火； D、正火处理；二、指出下列各钢牌号的名称及各符号的含义08 45 65Mn T12A ZG230-450 Q235A Q345 40Cr 20CrMnTi 60Si2Mn GCr9 CrWMn 9SiCr Cr12MoV W6Mo5Cr4V2 3Cr2Mo 1Cr13 0Cr19Ni9 4Cr9Si2 ZGMn13 三、填空题1. 高速工具钢经高温淬火加多次回火后，具有很高的（硬度）和较好的（耐磨性）。2. 不锈钢按其金相显微组织不同，常用的有以下三类：（马氏体型不锈钢）、（铁素体型不锈钢）和（奥氏体型不锈钢）。3. 含碳量对钢的性能影响很大，低碳钢、中碳钢和高碳钢的含碳量分别为（0.25%）、（0.25%0.60%）、（0.60%）。4. 钢中常存的杂质元素为（Mn）、（Si）、（S）、（P），钢的质量等级主要以（S）和（P）的多少划分。5.