工程材料試卷及答案

1、課程名稱(chēng)： 工程材料學(xué) (A卷, 閉卷)適用專(zhuān)業(yè)年級(jí)： 考試時(shí)間100分鐘題號(hào)一二三四五六七八九十總分統(tǒng)分人簽名題分101510252020100得分考生注意事項(xiàng):1、本試卷共2頁(yè),試卷如有缺頁(yè)或破損，請(qǐng)立即舉手報(bào)告以便更換。 2、考試結(jié)束后，考生不得將試卷、答題紙和草稿紙帶出考場(chǎng)。(答案請(qǐng)寫(xiě)在試卷紙密封線內(nèi)和試卷紙正面，否則不記分）一、填空題（10分，每空1分） 1、共晶轉(zhuǎn)變和共析轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物都屬于相混合物。2、塑性變形后的金屬經(jīng)加熱將發(fā)生回復(fù)、晶粒長(zhǎng)大的變化.3、共析鋼的含碳量為。4.共晶白口鑄鐵的含碳量為。5、Q235鋼的含義是為。5、三種典型的金屬晶體結(jié)構(gòu)是:體心立方晶格、面心立方晶格和

2、。7、根據(jù)鋼的成分、退火的工藝與目的不同,退火常分為、球化退火、去應(yīng)力退火等幾種。8、鋼在奧氏體化后，冷卻的方式通常有和連續(xù)冷卻兩種。9、工具鋼按用途可分為 、 模具鋼、量具鋼。10、常用測(cè)定硬度的方法有、洛氏硬度和維氏硬度等測(cè)試法。二、判斷題（15分，每小題1分）（在括號(hào)里正確的劃“",錯(cuò)誤的劃“×"）1、單晶體具有各向同性，多晶體具有各向異性。（）2、鐵素體是碳溶解在-Fe中所形成的間隙固溶體。（）3、熱處理的加熱，其目的是使鋼件獲得表層和心部溫度均勻一致.（）4、熔點(diǎn)為232的錫在室溫下的塑性變形是冷加工.()5、金屬結(jié)晶時(shí)，冷卻速度愈大，則結(jié)晶后金屬的晶粒

3、愈粗大。（) 6、鑄鐵經(jīng)過(guò)熱處理，改變了基體和石墨形態(tài)，從而提高了性能.（）7、物質(zhì)從液體狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w狀態(tài)的過(guò)程稱(chēng)為結(jié)晶.()8、共晶轉(zhuǎn)變是在恒溫下進(jìn)行的。（）9、機(jī)械零件選材的一般原則是：使用性能足夠原則、工藝性能良好原則和經(jīng)濟(jì)行合理原則。(）10、對(duì)于彈簧鋼的要求是具有高的彈性極限和高的屈強(qiáng)比，以保證承受大的彈性變形和較高的載荷;具有高的疲勞強(qiáng)度以承受交變載荷的作用。（）11、熱處理的基本工藝過(guò)程是加熱、保溫和冷卻。（)12、馬氏體是碳在-Fe中的過(guò)飽和溶解.（）13、建立相圖時(shí)采用的冷卻速度應(yīng)為極緩慢的速度。(）14、對(duì)于可熱處理強(qiáng)化的變形鋁合金，其常用的熱處理方法為固溶（淬火）加時(shí)效

4、處理。（）15、塑料按其受熱的行為可分為熱塑性塑料和熱固性塑料。(）三、單選題（10分，每小題2分)(不選、錯(cuò)選或多選答案者，該小題不得分)1、在晶體缺陷中，屬于面缺陷的有。（）  間隙原子  位錯(cuò)  晶界     2、正火是將工件加熱到一定溫度,保溫一段時(shí)間，然后采用的冷卻方式是.(） 隨爐冷卻 在油中冷卻在空氣中冷卻3、合金固溶強(qiáng)化的基本原因是。（)晶粒變細(xì)晶格發(fā)生畸變晶格類(lèi)型發(fā)生了改變4、滲碳體的性能特點(diǎn)是。()強(qiáng)度和硬度不高，塑性良好硬度高,極脆，塑性幾乎等

5、于零強(qiáng)度較高，硬度適中，有一定的塑性5、將變形金屬加熱發(fā)生再結(jié)晶轉(zhuǎn)變時(shí)。（)只有晶格類(lèi)型發(fā)生變化只有晶粒大小、形狀發(fā)生變化晶格類(lèi)型、晶粒大小、形狀都發(fā)生變化四、簡(jiǎn)答題（共25分)1、奧氏體形成的四個(gè)步驟是什么？（4分)2、試述鑄鐵的石墨化概念、鑄鐵中多余C的存在形式以及石墨化方式?(6分）3、高分子材料的主要性能特點(diǎn)是什么?（5分)4、試對(duì)共析鋼等溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物及性能進(jìn)行簡(jiǎn)要分析?（5分）（提示:如高溫?cái)U(kuò)散型轉(zhuǎn)變，可獲得珠光體類(lèi)型的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物）5、說(shuō)明下列符號(hào)各是什么指標(biāo)?各代表什么意思?（5分)（1) E （2）s(3） （4）k (5)HRC五、材料及選材題（20分）1、下列七種材料中，寫(xiě)出其中

6、任意四種材料的牌號(hào)的名稱(chēng)及數(shù)字、字母的含義(共8分,每題2分)20CrMoTi：9SiCr：HT200:QT6003： 45:H70：Zl201（ZALCu5Mn）：2、從下列五種鋼號(hào)中選取合適的三種鋼號(hào)填入表中,并說(shuō)明其熱處理工藝(12分，每空2分）.65Mn、20CrMnTi、GCr9、45、Q345零件名稱(chēng)鋼號(hào)熱處理彈簧滾動(dòng)軸承機(jī)床主軸六、綜述題（共20分，每小題10分)1、鋁合金是如何分類(lèi)的，可以通過(guò)什么方式強(qiáng)化,具體如何進(jìn)行？(10分)5、按回火溫度高低，回火可分為哪幾類(lèi)？主要的溫度區(qū)間、回火后的得到的組織、性能和用途是什么？(10分）工程材料學(xué)課程試題參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)（中文試卷）

7、（ A卷)一、填空題(10分，每空1分） 1、共晶轉(zhuǎn)變和共析轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物都屬于兩相混合物。2、塑性變形后的金屬經(jīng)加熱將發(fā)生回復(fù)、 再結(jié)晶 、晶粒長(zhǎng)大的變化。3、共析鋼的含碳量為 0.77。4。共晶白口鑄鐵的含碳量為 4。3 .5、Q235鋼的含義是為屈服點(diǎn)數(shù)值(屈服強(qiáng)度）為235MPa的碳素結(jié)構(gòu)鋼。5、三種典型的金屬晶體結(jié)構(gòu)是：體心立方晶格、面心立方晶格和 密排六方晶格 。7、根據(jù)鋼的成分、退火的工藝與目的不同，退火常分為 完全退火(或等溫退火等） 、球化退火、去應(yīng)力退火等幾種。8、鋼在奧氏體化后,冷卻的方式通常有等溫冷卻和連續(xù)冷卻兩種。9、工具鋼按用途可分為 刃具鋼 、 模具鋼、量具鋼。10、

8、常用測(cè)定硬度的方法有布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度等測(cè)試法。二、判斷題（15分,每小題1分）（在括號(hào)里正確的劃“”,錯(cuò)誤的劃“×”）1、單晶體具有各向同性，多晶體具有各向異性。（×）2、鐵素體是碳溶解在Fe中所形成的間隙固溶體。（×)3、熱處理的加熱，其目的是使鋼件獲得表層和心部溫度均勻一致。（×）4、熔點(diǎn)為232的錫在室溫下的塑性變形是冷加工.(×)5、金屬結(jié)晶時(shí)，冷卻速度愈大，則結(jié)晶后金屬的晶粒愈粗大.（× ) 6、鑄鐵經(jīng)過(guò)熱處理，改變了基體和石墨形態(tài),從而提高了性能。（× ）7、物質(zhì)從液體狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w狀態(tài)的過(guò)程稱(chēng)為結(jié)晶

9、。(）8、共晶轉(zhuǎn)變是在恒溫下進(jìn)行的.（)9、機(jī)械零件選材的一般原則是：使用性能足夠原則、工藝性能良好原則和經(jīng)濟(jì)行合理原則.（）10、對(duì)于彈簧鋼的要求是具有高的彈性極限和高的屈強(qiáng)比，以保證承受大的彈性變形和較高的載荷；具有高的疲勞強(qiáng)度以承受交變載荷的作用.( ）11、熱處理的基本工藝過(guò)程是加熱、保溫和冷卻.( ）12、馬氏體是碳在-Fe中的過(guò)飽和溶解。（ )13、建立相圖時(shí)采用的冷卻速度應(yīng)為極緩慢的速度。()14、對(duì)于可熱處理強(qiáng)化的變形鋁合金，其常用的熱處理方法為固溶（淬火）加時(shí)效處理。（)15、塑料按其受熱的行為可分為熱塑性塑料和熱固性塑料。()三、單選題（10分，每小題2分）(不選、錯(cuò)選或多

10、選答案者，該小題不得分）1、在晶體缺陷中，屬于面缺陷的有。（ ）  間隙原子  位錯(cuò)  晶界     2、正火是將工件加熱到一定溫度，保溫一段時(shí)間，然后采用的冷卻方式是.(） 隨爐冷卻 在油中冷卻在空氣中冷卻3、合金固溶強(qiáng)化的基本原因是。（）晶粒變細(xì)晶格發(fā)生畸變晶格類(lèi)型發(fā)生了改變4、滲碳體的性能特點(diǎn)是。（）強(qiáng)度和硬度不高,塑性良好；硬度高,極脆，塑性幾乎等于零； 強(qiáng)度較高,硬度適中,有一定的塑性.5、將變形金屬加熱發(fā)生再結(jié)晶轉(zhuǎn)變時(shí)。(）只有晶格類(lèi)型發(fā)生變化

11、;只有晶粒大小、形狀發(fā)生變化；晶格類(lèi)型、晶粒大小、形狀都發(fā)生變化。四、簡(jiǎn)答題(共25分）1、奧氏體形成的四個(gè)步驟是什么？（4分）答：（1)奧氏體晶核的形成；（1分)(2）奧氏體晶核的長(zhǎng)大；（1分)（3)殘余滲碳體的溶解;（1分）（4）奧氏體成分的均勻化.（1分)2、試述鑄鐵的石墨化概念、鑄鐵中多余C的存在形式以及石墨化方式？（6分)答：鑄鐵中碳原子析出并形成石墨的過(guò)程稱(chēng)為石墨化.（1分）在白口鑄鐵中鑄鐵中多余C的存在形式是Fe3C或合金碳化物。在灰口鑄鐵、球墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵、可鍛鑄鐵中多余C的存在形式是石墨.（2分）石墨化方式有兩種：一種方式是在鑄鐵冷卻時(shí)從液相或A中直接析出石墨(如灰鑄鐵、球

12、墨鑄鐵等），第二種方式是可由Fe3C分解得到石墨，即先生產(chǎn)白口鑄鐵，再將其加熱，長(zhǎng)時(shí)間高溫退火使?jié)B碳體分解，可鍛鑄鐵的石墨化是該方式。(3分）3、高分子材料的主要性能特點(diǎn)是什么?（寫(xiě)出其中5點(diǎn)即可，5分，每點(diǎn)1分）答：高分子材料性能特點(diǎn)：具有高彈性和粘彈性;（1分)強(qiáng)度低，比強(qiáng)度高；（1分）耐磨、減磨性能好；（1分）絕緣、絕熱、絕聲；（1分)耐熱性不高，耐蝕性能好；(1分）存在老化問(wèn)題。（1分)4、試對(duì)共析鋼等溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物及性能進(jìn)行簡(jiǎn)要分析?(5分)(提示：如高溫?cái)U(kuò)散型轉(zhuǎn)變，可獲得珠光體類(lèi)型的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物）答：珠光體型轉(zhuǎn)變.發(fā)生在A1550范圍內(nèi)。鐵、碳原子都進(jìn)行擴(kuò)散。按其間距的大小，轉(zhuǎn)變產(chǎn)物又可分

13、為珠光體(P)，索氏體（S)和托氏體（T)。其硬度隨層間距的減小而增高。（1分)貝氏體型轉(zhuǎn)變。貝氏體轉(zhuǎn)變發(fā)生在550Ms范圍內(nèi)。貝氏體的轉(zhuǎn)變溫度較低,在轉(zhuǎn)變過(guò)程鐵原子擴(kuò)散困難。根據(jù)組織形態(tài)和轉(zhuǎn)變溫度不同，貝氏體一般分為上貝氏體和下貝氏體兩種.（2分）馬氏體型轉(zhuǎn)變。當(dāng)奧氏體被迅速過(guò)冷至馬氏體點(diǎn)Ms以下時(shí)則發(fā)生馬氏體（M）轉(zhuǎn)變。（2分）5、說(shuō)明下列符號(hào)各是什么指標(biāo)？各代表什么意思？（5分）（1) E （2)s（3） （4）k (5）HRC答：（1）E:彈性模量;剛度指標(biāo)(1分）(2)s：屈服點(diǎn)（強(qiáng)度）；強(qiáng)度指標(biāo)(1分）(3）：斷面收縮率； 塑性指標(biāo) (1分)(4)k:沖擊韌度;韌性指標(biāo)(1分)（5

14、）HRC：洛氏硬度；硬度指標(biāo)（1分)五、材料及選材題（20分）1、下列七種材料中，寫(xiě)出其中任意四種材料的牌號(hào)的名稱(chēng)及數(shù)字、字母的含義（共8分,每題2分）20CrMoTi：合金結(jié)構(gòu)鋼，0。2C，Cr、Mo、Ti的含量均1.5%；9SiCr：合金工具鋼，0.9C，Si、Cr的含量1。5;HT200：灰鑄鐵，最小抗拉強(qiáng)度200MPaQT6003: 球墨鑄鐵,最小抗拉強(qiáng)度600MPa，斷后延伸率3；45：優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼,0。45CH70：黃銅，銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70C；（ZALCu5Mn)Zl201:鋁銅合金,銅的平均含量5C，Mn的含量小于1%;2、從下列五種鋼號(hào)中選取合適的三種鋼號(hào)填入表中,并說(shuō)明其熱

15、處理工藝(12分，每空2分）。65Mn、20CrMnTi、GCr9、45、Q345零件名稱(chēng)鋼號(hào)熱處理彈簧65Mn淬火+中溫回火滾動(dòng)軸承GCr9球化退火+淬火+低溫回火機(jī)床主軸45淬火+高溫回火六、綜述題(共20分，每小題10分）1、鋁合金是如何分類(lèi)的,可以通過(guò)什么方式強(qiáng)化，具體如何進(jìn)行？答：鋁合金可分為鑄造鋁合金和變形鋁合金.變形鋁合金又可分為不能熱處理強(qiáng)化的鋁合金和能熱處理強(qiáng)化的鋁合金。(3分）對(duì)于能通過(guò)熱處理強(qiáng)化的鋁合金，其熱處理方法為固溶加時(shí)效處理。（2分)先固溶處理,將鋁合金加熱至單相區(qū),恒溫保持,然后快速冷卻(淬火），使溶質(zhì)原子來(lái)不及析出，至室溫獲得過(guò)飽和的固溶體組織。但一般強(qiáng)化效果不明顯，還需進(jìn)行時(shí)效處理。即鋁合金隨時(shí)間延續(xù)而形成眾多的溶質(zhì)原子局部富集區(qū),進(jìn)而析出細(xì)小彌散分布的第二相,引起晶格嚴(yán)重畸變，使得強(qiáng)度、硬度顯著提高。時(shí)效處理有自然時(shí)效(45天達(dá)最大強(qiáng)度）和人工時(shí)效（時(shí)效溫度過(guò)高或時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，合金的強(qiáng)度、硬度反而下降,此為過(guò)時(shí)效，與合金中析出的晶粒大小有關(guān)）。（5分）2、按回火溫度高低，回火可分為哪幾類(lèi)？主要的溫度區(qū)間、回火后的得到的組織、性能和用途是什么？（10分）答：、低溫回火（150250）回火后的組織為回火馬氏體。這種回火主要保持鋼在淬后所得到的高強(qiáng)度、硬度和耐磨性(2分).在生產(chǎn)中低溫回火被廣泛應(yīng)用于工具、量具