机械工程材料 A卷标准答案概述.docx

1、机械工程材料 A卷标准答案概述机械工程材料 A卷标准答案一、名词解释：（分）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。 加工硬化： 金属塑性变形后，强度硬度提高的现象。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。 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）三、（20分）车床主轴要求轴颈部位硬度为HRC5458，其余地方为HRC2025，其加工路线为：锻造正火 调质机加工（精） 轴颈表面淬火 低温回火 磨加工 指出：

2、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Ac350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1/16页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MA心部S回四、选择填空（20分）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 适合制造渗碳零件的钢有（ c）。（a）16Mn、15、20Cr、1Cr13、12Cr2Ni4A （b）45、40Cr、65Mn、T12 （

3、c）15、20Cr、18Cr2Ni4WA、20CrMnTi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 （

4、c）20CrMnTi渗碳淬火后低温回火765、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.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）ZGM

5、n133经水韧处理 （c）W18Cr4V淬火后低温回火五、填空题(20分)1、马氏体是其中， 片状马氏体硬度高、塑性差2、W18Cr4V钢的淬火加热温度为 ，回火次数3、材料选择的三原则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 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2/16页。7. 45钢正火后渗碳体呈状。 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，

6、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

7、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

8、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

9、( )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( )3/16页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

10、.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

11、； 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.15； 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

12、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Fe中的间隙固溶体，常用A或表示，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。4/16页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； 3、固体渗碳 气体渗碳 三、选择

13、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.B 23.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； （3）稳定尺寸；（2）获得所要求的力学性能；（4）改善加工性。6、合金渗碳体 特殊碳化物2、气

14、孔；烧结；降低。 4、不锈钢 耐热钢 耐磨刚5、延性断裂7、体心立方晶格 密排六方晶格3、答：铁素体碳在-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。珠光体铁素体与渗碳体形成的层片状交替排列的机械混合物，良好的综合力学性能。 第1章 材料的性能 一、选择题1.表示金属材料屈服强度的符号是（ B） A. B.s C.b D.-1 2.表示金属材料弹性极限的符号是（ A） A.e B.s C.b D.-1 3.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.HB B.HRC C.HV D.HS4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.

15、硬度C.塑性D.弹性 二、填空1.金属材料的机械性能是指在载荷作用下其抵抗（变形 ）或（破坏 ）的能力。 2.金属塑性的指标主要有（伸长率）和（断面收缩率）两种。3.低碳钢拉伸试验的过程可以分为弹性变形、（塑性变形）和（断裂）三个阶段。 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（无数次应力循环）作用而（不发生断裂时）的最大应力值。 三、是非题1.用布氏硬度测量硬度时，压头为钢球，用符号HBS表示。 是 2.用布氏硬度测量硬度时，压头为硬质合金球，用符号HBW表示。 是 金属材料的机械性能可以理解为金属材料的失效抗力。 四、简答题

16、1.说明下列机械性能指标符合所表示的意思：s、0.2、HRC、-1、b、5、HBS。 s: 屈服强度 0.2：条件屈服强度 极限b: 抗拉强度HRC：洛氏硬度（压头为金刚石圆锥） -1: 疲劳5：l0=5d0时的伸长率（l0=5.65s01/2）HBS:布氏硬度（压头为钢球） 第2章 材料的结构 一、选择题1. 每个体心立方晶胞中包含有（B）个原子 A.1 B.2 C.3 D.4 2. 每个面心立方晶胞中包含有（C）个原子 A.1 B.2 C.3 D.4 3.属于面心立方晶格的金属有（C）A.-Fe,铜B.-Fe,钒 C.-Fe,铜 D.-Fe,钒 4.属于体心立方晶格的金属有（B）A.-Fe

17、,铝B.-Fe,铬 C.-Fe,铝 D.-Fe,铬 5. 在晶体缺陷中，属于点缺陷的有（A） A. 间隙原子 B.位错 C.晶界 D.缩孔 6. 在立方晶系中,指数相同的晶面和晶向(B) A.相互平行 B.相互垂直 C.相互重叠 D.毫无关联 7. 在面心立方晶格中,原子密度最大的晶面是(C) A.(100) B.(110) C.(111) D.(122) 二、是非题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。 是 2.在体心立方晶格中，原子排列最密的方向111垂直于原子排列最密的晶面（110）。 非（指数相同才会相互垂直）3. 单晶体具有各向同性，多

18、晶体具有各向异性。 非（晶体具有各向异性，非晶体具有各向同性） 4晶体的配位数越大，其致密度也越高。 是 三、填空题1. 一切固态物质可以分为（晶体 ）与（非晶体）两大类。 2. 晶体缺陷主要可分为（点缺陷）,（线缺陷）和面缺陷三类。 3. 晶体缺陷中的点缺陷除了置换原子还有（间隙原子）和（空位）。4. 面缺陷主要指的是（晶界）和（亚晶界）；最常见的线缺陷有（刃型位错）和（螺型位错）。 5. 每个面心立方晶胞在晶核中实际含有（ 4）原子，致密度为（ 0.74），原子半径为（2a/4）。 6. 每个体心立方晶胞在晶核中实际含有（ 2）原子，致密度为（ 0.68），原子半径为（3a/4）。 7.

19、每个密排六方晶胞在晶核中实际含有（ 6）原子，致密度为（ 0.74），原子半径为（ a/2 ）。 四、解释下列现象1. 金属一般都是良导体，而非金属一般为绝缘体。 2实际金属都是多晶体结构。第3章 材料的凝固 A 纯金属的结晶 二、 填空题1.随着过冷度的增大，晶核形核率N（增大），长大率G（增大）。 2.细化晶粒的主要方法有（a、控制过冷度 b、变质处理 c、振动、搅拌）。 3.纯铁在1200时晶体结构为（-Fe），在800时晶体结构为（-Fe）。 四、简答题1.影响金属结晶过程的主要因素是什么？ 答：晶核形核率和长大率6/16页2.何谓金属的同素异构转变？并以纯铁来说明。答：有些物质在固态

20、下其晶格类型会随温度变化而发生变化，这种现象称为同素异构转变。 纯铁在固态下的冷却过程中有两次晶体结构变化：d-Fe g-Fe a-Fe d-Fe、-Fe、-Fe是铁在不同温度下的同素异构体，其中d-Fe和-Fe都是体心立方晶格，分别存在于熔点到1394之间及912以下，-Fe是面心立方晶格，存在于1394到912之间。 3.试述晶粒大小对其机械性能有何影响？答：常温下，晶粒越细，晶界面积越大，因而金属强度、硬度越高，同时塑性、韧性越好。 力集中。因而高温下晶粒过粗、过细都不好。B 合金的结晶 一、 填空题1. 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（置换固溶体）和（间隙固溶体

21、）。 2. 相是指合金中（成分相同）与（结构相同）均匀一致的组成部分。3. 合金的晶体结构大致可以有三种类型：（固溶体），金属化合物和（ ）。 4. 组成合金的（最简单），（最基本），（能够独立存在）的物质称为组元。5两种元素组成固溶体，则固溶体的晶体结构（与组成元素之一的晶体结构相同）。 三 、简答题1.试述金属中固溶体与金属化合物的机械性能有何特点。答：固溶体的强度、硬度高，塑性、韧性低；金属化合物具有较高的熔点、硬度和较大的脆性。 2.合金中固溶体和金属化合物的晶体结构有何不同C 铁碳合金相图 一、选择题1. 铁素体是碳溶解在（A ）中所形成的间隙固溶体。 A-Fe B-Fe C-Fe

22、D-Fe2.奥氏体是碳溶解在（ B）中所形成的间隙固溶体。 A-Fe B-Fe C-Fe D-Fe 3.渗碳体是一种（C）。A稳定化合物 B不稳定化合物 C介稳定化合物 D易转变化合物 4.在Fe-Fe3C相图中，钢与铁的分界点的含碳量为（C）。 A2 B2.06 C2.11 D2.2 5.莱氏体是一种（C）。A固溶体B金属化合物 C机械混合物 D单相组织金属 6.在Fe-Fe3C相图中，ES线也称为（D）。 A共晶线 B共析线 CA3线 DAcm线 7.在Fe-Fe3C相图中，GS线也称为（C）。 A共晶线 B共析线 CA3线 DAcm线 8. 在Fe-Fe3C相图中，共析线也称为（A）。高

23、温下，晶界呈黏滞状态，在外力作用下易产生滑动和迁移，因而细晶粒无益，但晶粒太粗，易产生应7/16页AA1线 BECF线 CAcm线 DPSK线 9.珠光体是一种（C）。A固溶体 B金属化合物 C机械混合物 D单相组织金属10.在铁碳合金中，当含碳量超过（B）以后，钢的硬度虽然在继续增加，但强度却在明显下降。 A0.8 B0.9 C1.0 D1.111.通常铸锭可由三个不同外形的晶粒区所组成，其晶粒区从表面到中心的排列顺序为（A）。 A细晶粒区柱状晶粒区等轴晶粒区 B细晶粒区等轴晶粒区柱状晶粒区 C等轴晶粒区细晶粒区柱状晶粒区 D等轴晶粒区柱状晶粒区细晶粒区 12.在Fe-Fe3C相图中，PSK

24、线也称为（B）。 A共晶线 B共析线 CA3线 DAcm线 13.Fe-Fe3C相图中，共析线的温度为（D）。 A724 B725 C726 D727 14.在铁碳合金中，共析钢的含碳量为（B）。 A0.67 B0.77 C0.8 D0.87 二、填空题1. 珠光体是（铁素体）和（渗碳体）混合在一起形成的机械混合物。 2. 碳溶解在（-Fe）中所形成的（固溶体）称为铁素体。3. 在Fe-Fe3C相图中，共晶点的含碳量为（4.3% ），共析点的含碳量为（ 0.77% ）。 4. 低温莱氏体是（ 珠光体 ）和（共晶渗碳体 ）组成的机械混合物。 5. 高温莱氏体是（共晶奥氏体 ）和（工晶渗碳体 ）组

25、成的机械混合物。6. 铸锭可由三个不同外形的晶粒区所组成，即（ 表层细晶区 ），（柱状晶区 ）和心部等轴晶粒区。 7. 在Fe-Fe3C相图中，共晶转变温度是（ 1148），共析转变温度是（ 727 ）。 第5章 钢的热处理 一、 选择题1.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 2.下列温度属于钢的高、中、低温回火温度范围的分别为（A ）（D ）（B ）。 A500 B200 C400 D3503.碳钢的淬火工艺是将其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（D ）。 A随炉冷却 B在风中冷却

26、 C在空气中冷却 D在水中冷却4.正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 5.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 6.共析钢在奥氏体的连续冷却转变产物中，不可能出现的组织是（ C）。 AP BS CB DM7.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（A ）。 A随炉冷却 B在油中冷却 C在空气中冷却 D在水中冷却 三、填空题8/16页1. 共析钢中奥氏体形成的四个阶段是：（ 奥氏体晶核形成 ），（ 奥氏体晶核长大 ），残余Fe3C溶解，奥氏体均匀

27、化。2. 化学热处理的基本过程，均由以下三个阶段组成，即（介质分解 ），（工件表面的吸收 ），活性原子继续向工件内部扩散。3. 马氏体是碳在（ -Fe ）中的（过饱和溶液 ）组织。4. 在钢的热处理中，奥氏体的形成过程是由（ 加热 ）和（ 保温 ）两个基本过程来完成的。 5. 钢的中温回火的温度范围在（350500 ），回火后的组织为（回火托氏体）。 6. 钢的低温回火的温度范围在（150250 ），回火后的组织为（回火马氏体 ）。7. 在钢的回火时，随着回火温度的升高，淬火钢的组织转变可以归纳为以下四个阶段：马氏体的分解，残余奥氏体的转变，（铁素体中析出 Fe3C），（铁素体多边形化 ）。8

28、. 钢的高温回火的温度范围在（500650），回火后的组织为（回火索氏体 ）。 9. 常见钢的退火种类有：完全退火，（等温退火 ）和（ 球化退火 ）。10. 根据共析钢的C曲线，过冷奥氏体在A1线以下转变的产物类型有（P型组织 ），（S型组织 ）和马氏体型组织。11.材料在一定的淬火剂中能被淬透的（淬硬层深度越大）越大表示（淬透性）越好。 第6章 工业用钢 一、选择题1. 欲要提高188型铬镍不锈钢的强度，主要是通过（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 2.20CrMnTi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

29、簧钢 C合金调质钢 D滚动轴承钢3.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 ）。 AMn,P BMn,Ti CTi,V DV,P4.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。 ACo BCr CMn DTi 5.优质钢的含硫量应控制在下列（ C）范围内。A0.060.05 B0.050.035C0.0350.02 D0.020.015 6.优质钢的含磷量应控制在下列（ C）范围内。A0.0550.045 B0.0450.035 C0.0350.03 D0.030.02 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

30、的（强度、硬度）和较好的（ 塑性、韧性）。 2.不锈钢按其金相显微组织不同，常用的有以下三类：（ 马氏体不锈钢），（铁素体不锈钢），奥氏体型不锈钢。 五、简答题1.指出下列牌号是哪种钢？其含碳量约多少？9/16页2.试说明下列合金钢的名称及其主要用途。3.指出下列牌号是哪类钢？其含碳量约多少？1、加工硬化： 2、淬透性 3、热硬性 4、变质处理 5、同素异构转变二、填空题（共 20 分，每空格0.5 分）1、材料常用的塑性指标有 和 两种，其中用 材料的真实变形，在拉伸曲线上可以确定的塑性指标是 。2、金属的结晶过程主要由 和 两个基本过程组成。3、常温下，金属单晶体的塑性变形方式为 是 。4、二元合金的杠杆定律中，杠杆的端点是所求的 的成分，杠杆的支点是 5、F的晶体结构是 ，A的晶体结构是 。 6、工业用钢按质量分为钢、钢。7、钢的热处理工艺由 、_ 、 三个阶段所组成。8、除 元素外，其它所有的合金元素都使C曲线向 移动，使钢的临界冷却速度 、淬透性 。9、60Si2Mn是 钢，可制造 ；GCr15是 钢，可制造 ；9SiCr是 。10、铸造状态下，灰口铸铁的基体有 、 和 三种。 11、玻璃钢是_和_组成的复合材料。12、铜合金按其合金化系列可分为 、 和 三类 13、零件失效的三种基本类型是 、 和