機械工程材料期末試題(含答案)

1、機械工程材料模擬練習題一、填空題（每空0.5分）1 .常用測定硬度的方法有 布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度測試法。2 .金屬材料的力學性能主要包括強度、 懾電、斑隹、鱉拄等；強度的主要判據(jù)有屈服強度和 抗拉強度，強度和塑性可以用拉伸試驗來測定;壓入法測量方法簡便、不破壞試樣，并且能 綜合反映其它性能，在生產(chǎn)中最常用。3 .鐵碳合金在室溫下平衡組織組成物的基本相是鐵素體和滲碳體,隨著碳的質(zhì)量分數(shù)的增加，滲碳體相的相對量增多,鐵素體相的相對量卻減少。4 .珠光體是一種復相組織，它由 鐵素體和滲碳體按一定比例組成。珠光體用符號 P表示。5 .鐵碳合金中，共析鋼的w=0.77 %，室溫平衡組織為 珠光體

2、；亞共析鋼的 枕=0.0218%-0.77% 室溫平衡組織為鐵素體和珠光體；過共析鋼的wc=0.77%-2.11 %，室溫平衡組織為珠光體和二次 滲碳體。6 .鐵碳合金結(jié)晶過程中，從液體中析出的滲碳體稱為 一次滲碳體;從奧氏體中析出的滲碳體 稱為二次滲碳體;從鐵素體中析出的滲碳體稱為 三次滲碳體。7 .低碳鋼的碳質(zhì)量分數(shù)范圍是：WcC 0.25%、中碳鋼：Wc=0.25%-0.6%高碳鋼：Wc0.6%8 .金屬的晶粒越細，強度、硬度越高塑性、韌性越好。二際生產(chǎn)中可通過增加過冷度、變質(zhì)處理和附加振動來細化晶粒。9 .常用金屬中，丫-Fe、Al、Cu等金屬具有面心立方晶格、a -Fe具有體心立方品

3、格。10 .金屬的結(jié)晶是在過冷的情況下結(jié)晶的，冷卻速度越快,過冷度越大,金屬結(jié)晶后的晶粒越 細小,力學性能越好。11 .鋼的熱處理工藝是由（加熱）、（保溫）和（冷卻）三個步驟組成的；熱處理基本不改變 鋼件的（形狀和尺寸）,只能改變鋼件的（結(jié)構(gòu)組織）和（力學性能）。12 .完全退火適用于（亞共析碳）鋼，其加熱溫度為（Ac3以上30-50 C）,冷卻速度（緩慢）， 得到（鐵素體和珠光體）組織。13 .球化退火又稱為（均勻化）退火，其加熱溫度在（Ac1） + 20-30 C,保溫后（隨爐緩慢） 冷卻，獲得（球狀珠光體）組織；這種退火常用于高碳工具鋼等。14 .中碳鋼淬火后，再經(jīng)低溫回火后的組織為（回

4、火馬氏體），經(jīng)中溫回火后的組織為（回火 托氏體），經(jīng)高溫回火后的組織為（回火索氏體）；淬火高溫回火后具有（綜合力學）性能。15 .鋼的高溫回火的溫度范圍在（500-650 0 C）,回火后的組織為（回火索氏體）。這里開始！ ！16.按化學成份分類，就含碳量而言，滲碳鋼屬低碳鋼,調(diào)質(zhì)鋼屬中碳鋼,滾 動軸承鋼屬高碳鋼。17 .高速鋼W18Cr4V中合金元素W的作用是提高鋼的紅硬性和回火穩(wěn)定性；Cr的作用是提 高鋼的淬透性；V的作用是與Cf成穩(wěn)定的VC具有極高的硬度和耐磨性。高速鋼的鍛造不 僅是為了成型，而且是為了使萊氏體中呈粗大魚骨狀的共晶合金碳化物均勻分布在某體上 。 高速鋼淬火后需經(jīng)560c三

5、次回火，回火后其組織由 隱針馬氏體、粒狀碳化物 及少量殘余奧 氏體構(gòu)成、 其性能具有高硬度、高強度、高耐磨性。18 .按用途分，合金鋼可分為（合金結(jié)構(gòu)）鋼、（合金工具）鋼、（特殊性能）鋼。19 . 40Cr鋼中銘的平均含量約為（Wcr0.5% 時為Mn+A過共析鋼淬火溫度為Ac1+30-50 C,溫度高于Accmi則奧氏體晶粒粗大，含碳量高，淬火 后馬氏體晶體粗大，A%曾大，硬度、耐磨性下降，脆性、變形裂開傾向增加。組織物為M +Fe3（顆粒+A,這種組織不僅具有高強度、高耐磨性3 .晶粒大小對金屬的性能有什么影響？細化晶粒的方法有哪幾種？常溫下，晶粒越細，晶界面積越大，因而金屬的強度、硬度越

6、高，同時塑性、韌性也好高溫下，晶界呈粘滯狀態(tài)，在協(xié)助作用下易產(chǎn)生滑動，因而細晶粒無益，但晶粒太粗易產(chǎn)生應力集中，因而高溫下晶粒過大過小都不好方法：1:增大過冷度2:變質(zhì)處理3:附加振動4 .為什么一般情況下亞共析鋼采用完全（奧氏體化）淬火，過共析鋼采用不完全淬火？1:亞共析鋼才用完全淬火是因為如果加熱溫度過低（Ac3）,在淬火鋼中將出現(xiàn)鐵素體組織，造成淬火硬度不足，如果加熱溫度過高（學 Ac3）,將引起奧氏體晶粒粗大，淬火后得到粗大的馬氏體組織，韌性降低2:過共析鋼才用不完全淬火是因為如果加熱溫度高于Acm則奧氏體晶粒粗大，含碳量高，淬火后馬氏體晶粒粗大，殘余奧氏體增多，使剛硬度、耐磨性下降，

7、脆性變形裂開傾向增加5 .為減少鋼件的淬火變形、防止開裂，從淬火方法上應采取哪些措施？選擇合適的淬火方法可以在獲得所要求的淬火組織和性能條件下，盡量減小淬火應力，從而減小工件變形和開裂的傾向措施：單液淬火法，雙液淬火法，分級淬火法，等溫淬火法，局部淬火法，冷處理6 . 45 鋼（Ac1=730C , Ac3=780 C）分別加熱至 760C , 830C , 1040c 時的組織以及在水 中冷卻后的組織。1.1. 45 (Ac1=730C , Ac3=780 C)鋼制造的連桿，要求具有良好的綜合機械性能，試確定淬 火、回火加熱溫度及淬火、回火后的組織。淬火溫度：810-8300 C高溫回火：5

8、00-650 C 淬火組織：M 回火組織：回火索氏體8 .試說明下列合金鋼的名稱及其主要用途。W18Cr4V 1Cr18Ni9Ti高速鋼，是合金工具鋼中的重要鋼種奧氏體不銹鋼，用于化工設備和管道9 .指出普通灰口鑄鐵與球墨鑄鐵在石墨形態(tài)、機械性能和應用方面的主要區(qū)別。石墨形態(tài)：前者為片層狀，后者為球狀球墨鑄鐵與灰鑄鐵相比，有高的強度和良好的塑性和韌性，屈服點比碳素結(jié)構(gòu)鋼高，疲勞強度接近中碳鋼，同時，它具有灰鑄鐵的減震性，減磨性和小的缺口敏感性等優(yōu)良性能，球墨 鑄鐵中的石墨球的圓管度越好，球徑越小，分布約均勻，則球墨鑄鐵的力學性能就越好(高 強度，塑性、韌性好)10 .擬用T10制造形狀簡單的車

9、刀，工藝路線為：鍛造一熱處理一機加工一熱處理一磨加工(1) 試寫出各熱處理工序的名稱并指出各熱處理工序的作用；(2) 指出最終熱處理后的顯微組織及大致硬度；(3) 制定最終熱處理工藝規(guī)定(溫度、冷卻介質(zhì))1:鍛造：自由鍛熱處理：退火，改善切削性能機加工：切削熱處理：淬火，增加硬度及耐磨性，低溫回火，細小的馬氏體減少淬火應力，防止裂紋 磨加工:錘削2:細小回火馬氏體，粒狀合金碳化物，少量的殘余奧氏體3:溫度：Ac1+30-50 C,冷卻介質(zhì)為油(空氣、水選一)11 .下圖為T8鋼的等溫轉(zhuǎn)變曲線(C曲線)，若使該鋼在620 C進行等溫轉(zhuǎn)變， 并經(jīng)不同時間等溫后，按圖中1、2、3速度冷至室溫，試問各

10、獲得什么組織？12 . 何 謂 再 結(jié) 晶 ？ 它 對 工 件 的 性 能 有 何 影 響 ？金屬的組織和性能又重新回到冷卻變形前的狀態(tài)，而且結(jié)晶出的經(jīng)歷與變形前完全一樣，成為再結(jié)晶過程。影響：強度、硬度降低，塑性、韌性升高，消除了加工硬化工程材料試題一、名詞解釋題（每題3分，共30分）1、金屬化合物；與組成元素晶體結(jié)構(gòu)均不相同的固相2、固溶強化；隨溶質(zhì)含量增加，固溶體的強度、硬度提高，塑性、韌性下降的現(xiàn)象。3、鐵素體；碳在 a-Fe 中的固溶體4、加工硬化；隨冷塑性變形量增加，金屬的強度、硬度提高，塑性、韌性下降的現(xiàn)象。5、球化退火；將工件加熱到 Ac1以上30 50攝氏度保溫一定時間后隨爐

11、緩慢冷卻至600攝氏度后出爐空冷。6、金屬鍵；金屬離子與自由電子之間的較強作用就叫做金屬鍵。7、再結(jié)晶；冷變形組織在加熱時重新徹底改組的過程.8、枝晶偏析；在一個枝晶范圍內(nèi)或一個晶粒范圍內(nèi)成分不均勻的現(xiàn)象。9、正火；是將工件加熱至 Ac3或Accm以上3050C,保溫一段時間后，從爐中取出在空氣中冷卻的金屬熱處理工藝。10 、固溶體。合金在固態(tài)時組元間會相互溶解，形成一種在某一組元晶格中包含有其他組元的新相，這種新相稱為固溶體二、簡答題（每題8分，共48分）1、金屬結(jié)晶的基本規(guī)律是什么？晶核的形成率和成長率受到哪些因素的影響？P16l 結(jié)晶的基本過程晶核形成與晶核長大結(jié)晶時的冷卻速度（即過冷度

12、）隨著過冷度的增大，晶核的形成率和成長率都增大，但形成率的增長比成長率的增長快，同時液體金屬中難熔雜質(zhì)以及振動和攪拌的方法也會增大形核率2、手鋸鋸條、普通螺釘、車床主軸分別用何種碳鋼制造？手鋸鋸條：它要求有較高的硬度和耐磨性，因此用碳素工具鋼制造。如T9,T9A,T10,T10A,T11,T11A普通螺釘：它要保證有一定的機械性能，用普通碳素結(jié)構(gòu)鋼制造，如Q195,Q215,Q235車床主軸：它要求有較高的綜合機械性能，用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，如30， 35， 40， 45， 503、金屬經(jīng)冷塑性變形后，組織和性能發(fā)生什么變化？ 1晶粒沿變形方向拉長，性能趨于各向異性，如縱向的強度和塑性遠大于橫向等

13、。 2晶粒破碎，位錯密度增加，產(chǎn)生加工硬化，即隨著變形量的增加，強度和硬度顯著提高，而塑性和韌性下降， 3織構(gòu)現(xiàn)象的產(chǎn)生，即隨著變形的發(fā)生不僅金屬中晶粒會被破碎拉長，而且各晶粒的晶格位向也會沿著變形的方向同時發(fā)生轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動結(jié)果金屬中每個晶粒的晶格位向趨于大體一致，產(chǎn)生織構(gòu)現(xiàn)象， 4 冷壓力加工過程中由于材料各部分的變形不均勻或晶粒內(nèi)各部分和各晶粒間的變形不均勻，金屬內(nèi)部會形成殘余的內(nèi)應力，這在一般情況下都是不利的，會引起零件尺寸不穩(wěn)定。4、固溶體和金屬間化合物在結(jié)構(gòu)和性能上有什么主要差別？在結(jié)構(gòu)上：固溶體的晶體結(jié)構(gòu)與溶劑的結(jié)構(gòu)相同，而金屬間化合物的晶體結(jié)構(gòu)不同于組成它的任一組元，它是以分子式來

14、表示其組成。在性能上：形成固溶體和金屬件化合物都能強化合金，但固溶體的強度，硬度比金屬間化合物低，塑性，韌性比金屬間化合物好，也就是固溶體有更好的綜合機械性能。5、實際晶體中的點缺陷，線缺陷和面缺陷對金屬性能有何影響？如果金屬中無晶體缺陷時，通過理論計算具有極高的強度，隨著晶體中缺陷的增加，金屬的強度迅速下降，當缺陷增加到一定值后，金屬的強度又隨晶體缺陷的增加而增加。因此，無論點缺陷，線缺陷和面缺陷都會造成晶格畸變，從而使晶體強度增加。同時晶體缺陷的存在還會增加金屬的電阻，降低金屬的抗腐蝕性能。6、比較退火的狀態(tài)下的 45鋼、T8鋼、T12鋼的硬度、強度和塑性的高低，簡述原因。三、綜合分析題（

15、共22分）1、（12分）有兩個含碳量為1.2%的碳鋼薄試樣，分別加熱到 780c和860c并保溫相同時間，使之達到平衡狀態(tài)，然后以大于VK的冷卻速度至室溫。試問：（1）哪個溫度加熱淬火后馬氏體晶粒較粗大？因為860攝氏度加熱溫度高，加熱時形成的奧氏體晶粒粗大，冷卻后得到的馬氏體晶粒叫粗（2）哪個溫度加熱淬火后馬氏體含碳量較多？因為加熱溫度860已經(jīng)超過了 Accm,此時碳化物全部溶于奧氏體中，奧氏體中含碳量增加，而奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變是非擴散型轉(zhuǎn)變，所以冷卻后馬氏體含碳量較多。（3）哪個溫度加熱淬火后殘余奧氏體較多？因為加熱溫度860已經(jīng)超過了 Accm,此時碳化物全部溶于奧氏體中，使奧氏體中含

16、碳量增加，降低鋼的Ms和Mf點，卒火后殘余奧氏體增多。（4）哪個溫度加熱淬火后未溶碳化物較少？因為加熱溫度860已經(jīng)超過了 Accm,此時碳化物全部溶于奧氏體中，因為加熱卒火后未溶碳化物較少（5）你認為哪個溫度加熱淬火后合適？為什么？780加熱卒火后合適。因為含碳量為1.2%的碳鋼屬于過共析鋼，過共析碳鋼卒火加熱溫度Ac1+（30_50攝氏度），而780在這個溫度范圍內(nèi)，這時卒火后的組織為均勻而細小的馬氏體和顆粒狀滲碳體及殘余奧氏體的混合組織，使鋼具有高的強度， 硬度和耐磨性，而且也具有較高的韌性。2、（ 10分）說明45鋼試樣（10mm經(jīng)下列溫度加熱、保溫并在水中冷卻得到的室溫組織：700C

17、 ,760 C, 840 C , 1100 C。700:因為它沒有達到相變溫度，因此沒有發(fā)生相變，組織為鐵素體和珠光體。760:它的加熱溫度在 Ac1_Ac3之間，因此組織為鐵素體，馬氏體和少量殘余奧氏體。840:它的加熱溫度在 Ac3以上，加熱時全部轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，冷卻后的組織為馬氏體和少量殘余奧氏體。1100:因為它的加熱溫度過高，加熱時奧氏體晶粒粗化，卒火后得到粗片狀馬氏體和少量殘余奧氏體齒輪：20CrMnTi滲碳鋼；C%=0.2%,Cr,Mn,Ti1.5%;滲碳+淬火+低溫回火；組織為回火馬氏體。（3分）連桿：40Cr調(diào)質(zhì)鋼；C%=0.4%,Cr1.5% ;調(diào)質(zhì)處理（淬火+高溫回火）；組

18、織為回火索氏體。 （2分）彈簧：65Mn彈簧鋼；C%=0.65%,Mn1%,Cr=12%,Mo,V1.5%;淬火+低溫回火；組織為回火馬氏體。（2分）滾動軸承：GCr15Mo軸承鋼；C% = 1%,Cr=1.5%,Mo1.5%;球化退火+淬火+低溫回火；組織為回火馬氏體。（2分）車刀：W6Mo5Cr4V2 高速鋼；W%=6%,Mo%=5%,Cr%=4%,V%=2%;淬火+ 560 c三次回火；組織為回火馬氏體+碳化物。（3分）鋰刀：T10碳素工具鋼；C% =1% ;淬火+低溫回火；組織為回火馬氏體+碳化物。（2分）熱鍛模具：5CrMnMo熱變形模具鋼；C%=0.5%,Cr,Mn,Mo1.5%;

19、淬火+高溫回火；組織為回火索氏體。（2分）機床床身：HT300灰口鐵；無需熱處理。（2分）2007年本科工程材料試題標準答案一、分析題（分析下列材料強化方法的主要機理）（25分）1、細晶強化：金屬組織中晶界大量增加2、彌散強化：金屬組織中第二相細小均勻分布3、固溶強化：固溶體的晶格畸變4、二次硬化：包括二次淬火（過冷奧氏體轉(zhuǎn)變成馬氏體）和二次相析出（過冷奧氏體和馬氏體中析出彌 散碳化物）使得材料回火后硬度提高。5、加工硬化：位錯數(shù)量急劇增加使得材料強度硬度提高二、填空題（25分）1、馬氏體是碳在 o-Fe過飽和固溶體，其形態(tài)主要有板條狀、針片狀 。其中， 針片狀馬氏體硬度高、塑性差。2、W18

20、Cr4V鋼的淬火加熱溫度為 1270 1280 c ,回火加熱溫度為 560 c ,回火次數(shù) 3 、W的主要作用 提高紅硬性，Cr的主要作用提高淬透性，V的主要作用提高硬度和韌性。3、材料選擇的三個主要原則使用性原則，工藝性原則,經(jīng)濟性原則。4、合金結(jié)構(gòu)鋼與碳素結(jié)構(gòu)鋼相比，其突出優(yōu)點是淬透性好，強度高 。5 .在工程圖學中，零件的力學性能通常用硬度表示。HBS測量范圍是W 450HBs , HBW 測量范圍是W650HBW , HRC 測量范圍是20 67HRC 。6 .共析鋼淬火形成 M+A后，在低溫、中溫、高溫回火后的產(chǎn)物分別為 回火馬氏體， 回火托氏體 ,回火索氏體 。7 .鋼在淬火時，

21、鋼的淬硬性取決于碳的質(zhì)量分數(shù).轉(zhuǎn)鋼的淬誘性取決干合金元素的含量。8 . 45鋼正火后滲碳體呈片區(qū)，調(diào)質(zhì)處理后滲碳體呈_桎狀。三、簡答題（10分）由T12材料制成的絲錐，硬度要求為HRC6064。生產(chǎn)中混入了 Q235鋼料，如果按T12鋼進行淬火+低溫回火處理，問其中Q235鋼制成的絲錐的性能能否達到要求？為什么？不能達到要求。Q235屬于普通碳素結(jié)構(gòu)鋼， 碳的質(zhì)量分數(shù)很低，一般在0、1 0、17%C,按照T12淬火溫度淬火（760-780C）,鋼中只有少量珠光體轉(zhuǎn)變成馬氏體，大量鐵素體未發(fā)生轉(zhuǎn)變。因此淬火后的硬度很低，不能使 用。四、下面材料所屬類別，常用熱處理工藝和應用實例 （15分）材料排

22、號類別典型熱處理工藝應用舉例QT600 球墨鑄鐵 等溫淬火 +高溫回火曲軸，齒輪箱1Cr18Ni9Ti不銹鋼固溶處理 耐蝕罐體.爐條5CrMnMo 熱作槿具鋼淬火+中溫回火熱鍛槿 熱擠壓槿65Mn 碳素鋼淬火+中溫回火彈篝 好條GCr15 滾動軸承鋼淬火+低溫回火滾珠 套圈五、分析題（25分）車床主軸要求軸頸部位硬度為54-58HRC,其余地方為20-25HRC,其加工路線為：下料一鍛造f正火f機加工 f調(diào)質(zhì) 一*機加工（精）一軸頸表面淬火 一低溫回火 一磨加工指出：1、主軸應用的材料：45鋼2、正火的目的，去除應力，細化晶粒3、調(diào)質(zhì)目的和大致熱處理工藝獲得回火索氏體，實現(xiàn)強度、硬度、塑性、韌

23、性良好配合。加熱820840 C,保溫一段時間，淬入鹽水中，隨后加熱到600c回火1 1、5小時出爐空冷。4、表面淬火目的提高軸頸表面硬度，提高耐磨性。5、低溫回火目的及工藝消除主軸高頻淬火應力和脆性。一般再回火爐中加熱到 150 180C,保溫1 2小時出爐空冷。工程材料試題答案一、（15分）名詞解釋（每小題 3分）1 .過冷度2.正火3.奧氏體4.熱加工 5.調(diào)質(zhì)處理答案：2 .過冷度 一理論結(jié)晶溫度與實際結(jié)晶溫度之差3 .正火 一將鋼件加熱到 Ac3或Accm以上30-50 C,保溫適當時間后在靜止的空氣中冷卻的熱處理工 藝，稱為正火。4 .奧氏體一碳固溶于丫Fe中形成的間隙固溶體稱為奧

24、氏體，用 丫或A表示。5 .熱加工一高于再結(jié)晶溫度的塑性變形。6 .調(diào)質(zhì)處理 一將淬火加高溫回火相結(jié)合的熱處理稱為調(diào)質(zhì)處理。對于上述名詞解釋，如學生用自己的語言回答，考慮其對概念或名詞含義理解程度酌情給分。二、利用鐵碳相圖回答下列問題（15分）由杠桿定律得：室溫下含碳0.6%的鋼中珠光體為:室溫下含碳0.6%的鋼中鐵素體為：（1） 寫出Fe-Fe3c相圖上-區(qū)的組織組成物，標明 A E, C, S,巳K各點的含碳量。區(qū)： F+P 區(qū)： P 區(qū):P+Fe3Q_ 區(qū)：P+ Fe3c口 +1/ 區(qū)： Ld區(qū):Fe3C+LdA點：0 E 點： 2.14% C 點： 4.3% S點： 0.8% P 點：

25、 0.02% K 點： 6.69%（2） 計算室溫下含碳 0.6%的鋼中珠光體和鐵素體各占多少？（3） 說明含碳量1.0%的鋼比含碳量為 0.5%的鋼的硬度高。答：（1）空格中斜體部分為答案。（6分，每空格0.5分）（5分）（0.6-0.02 ） / （0.8-0.02 ） *100%=74.4%100%-74.4%=25.6%（3）含碳量1.0%的鋼中含有硬度高的滲碳體，而含碳量為0.5%的含有較硬度較低的鐵素體，故含碳量1.0%的鋼比含碳量為 0.5%的鋼的硬度高。（4分）三、簡答（24分）（每小題4分）1 .在鑄造生產(chǎn)中，采用哪些措施獲得細晶粒組織?2 .說明實際金屬晶體缺陷種類及特征。

26、3 .石墨的形態(tài)對鑄鐵都有哪些影響?4 .常見的熱處理方法有哪些？5 .什么是鋁合金的固溶處理和時效處理。6 .回火的目的是什么，常用的回火操作有哪幾種? 答案：7 .在鑄造生產(chǎn)中，采用哪些措施獲得細晶粒組織?答：（1）增加過冷度（2）進行變質(zhì)處理（3）附加振動8 .說明實際金屬晶體缺陷種類及特征。答：根據(jù)晶體缺陷的幾何尺寸大小可分為三類：點缺陷，線缺陷，面缺陷。點缺陷的主要類型有空位和間隙原子。晶體中的線缺陷就是位錯。面缺陷包括晶界、亞晶界和攣晶界。2.簡述石墨形態(tài)對鑄鐵的影響？答：根據(jù)鑄鐵中石墨形態(tài)，鑄鐵可分為：（1）灰鑄鐵它是以片狀石墨形式存在。（2）球墨鑄鐵它是鐵液經(jīng)過球化處理，使石墨

27、呈球狀的鑄鐵。（3）可鍛鑄鐵它是白口鑄鐵通過可鍛化退火，使石墨呈團絮狀的鑄鐵灰鑄鐵的抗拉強度和塑性就越低。球墨鑄鐵中石墨呈球狀使球墨鑄鐵的抗拉強度、塑性和韌性、疲勞強度不僅高于其它鑄鐵，而且可以與相應組織的鑄鋼相比。可鍛鑄鐵的石墨呈團絮狀，因此它不但比普通灰鑄鐵具有較高強度，而且有較高的塑性和韌性。4 .常見的熱處理方法有哪些？答：退火、正火、淬火、回火、表面熱處理、化學熱處理。5 .什么是鋁合金的固溶處理和時效處理。答：當鋁合金加熱到 “相區(qū)，保溫后在水中快冷，其強度和硬度并沒有明顯升高 ，而塑性卻得到改善，這種熱處理稱為固溶處理。固溶處理后鋁合金的強度和硬度隨時間而發(fā)生顯著提高的現(xiàn)象，稱為

28、時效處理。6 .回火的目的是什么，常用的回火操作有哪幾種？答：回火白目的：1獲得工件所需的組織。2穩(wěn)定尺寸。3消除淬火內(nèi)應力?；鼗鸬姆N類：低溫回火；中溫回火；高溫回火對于上述簡答，如學生用自己的語言回答，考慮其對含義理解程度酌情給分。 四、指出下列金屬材料的類別（12分）（每空格0.5分）(1)H68黃銅(2)W18Cr4 V高速鋼(3)Q235-A.F普通碳鋼(4)1Cr18Ni9Ti不銹鋼(5)GCr15滾動軸承 鋼(6)QT600-02球墨鑄鐵45優(yōu)質(zhì)碳素 結(jié)構(gòu)鋼(8)HT200灰口鑄鐵(9)55Si2Mn合金彈簧 鋼(10)KTH350-06可鍛鑄鐵(11)T10A優(yōu)質(zhì)碳素 工具鋼(1

29、2)40Cr合金調(diào)質(zhì) 鋼(13)20優(yōu)質(zhì)碳素 結(jié)構(gòu)鋼(14)ChSnSb11-6軸承合金(15)Q235C普通碳鋼(16)QSn4-3錫青銅(17)QAl7鋁青銅(17)08優(yōu)質(zhì)碳素 結(jié)構(gòu)鋼(19)T12碳素工具 鋼(20)Y30易切削鋼(21)HT150灰口鑄鐵(22)35優(yōu)質(zhì)碳素 結(jié)構(gòu)鋼(23)16Mn低合金結(jié) 構(gòu)鋼(24)20Cr合金滲碳 鋼答案：表格中斜體部分為答案，上述填空如果按大類回答酌情給分。 五、綜合應用題（14分）（每小題7分）（1）某機床主軸選用45鋼鍛造毛坯，要求有良好的綜合機械性能且軸徑部分要耐磨（HRC 50-55）,試為其編寫簡明的工藝路線，并說明各熱處理工序的作用

30、。（2） 一批45鋼小軸因組織不均勻，需采用退火處理。擬采用以下幾種退火工藝： 緩慢加熱至700C,經(jīng)長時間保溫后隨爐冷至室溫；緩慢加熱至840 C,經(jīng)長時間保溫后隨爐冷至室溫； 緩慢加熱至1100C,經(jīng)長時間保溫后隨爐冷至室溫；試說明上述三種工藝會導致小軸組織發(fā)生何變化？若要得到大小均勻的細小晶粒，選何種工藝最合適？答案：（1）主軸的工藝路線：下料一鍛造一正火一粗加工一調(diào)質(zhì)一半精、精加工一表面淬火、低溫回火一精加工。正火處理是為了得到合適的硬度，以便機械加工，同時為調(diào)質(zhì)處理做好組織準備。調(diào)質(zhì)處理是為了使主軸得到高的綜合機械性能和疲勞強度，為了更好地發(fā)揮調(diào)質(zhì)效果，將它安排在粗 加工后進行。表面

31、淬火是為了使軸徑部分得到所需硬度，以保證裝配精度和不易磨損。（2） 緩慢加熱至700C,經(jīng)長時間保溫后隨爐冷至室溫，小軸的組織無變化。 緩慢加熱至840 C,經(jīng)長時間保溫后隨爐冷至室溫，小軸的晶粒得到細化且比較均勻。 緩慢加熱至1100C,經(jīng)長時間保溫后隨爐冷至室溫，由于加熱溫度高、加熱時間長，會使奧氏體晶粒 粗化。所以，為了要得到大小均勻的細小晶粒，選用第二種方法，即緩慢加熱至840 C,經(jīng)長時間保溫后隨爐冷至室溫。2007 2008學年第2學期工程材料課程期末考試試卷（A卷）答案本試卷共 六 道大題，滿分100分。一、 填空題（本大題 20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

32、相混合物。2、塑性變形后的金屬經(jīng)加熱將發(fā)生回復、再結(jié)晶、晶粒長大的變化。3、共析鋼的含碳量為0.77%。4、Q235鋼的含義是為屈服點數(shù)值（屈服強度）為235MPa的碳素結(jié)構(gòu)鋼。5、單晶體塑性變形中滑移的實質(zhì)是在切應力作用下，位錯沿滑移面的運動。6、體心立方晶格的致密度為68 %。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、等溫退火 、均勻化退火、球化退火 、 去應力退火等幾種。8、鋼在奧氏體化后，冷卻的方式通常有一等溫冷卻 一和 連續(xù)冷卻 兩種。9、在鐵碳合金的室溫平衡組織中，強度最高的合金含碳量約為0.9 %。10、工具鋼按用途可分為刃具鋼 鋼、 模具鋼 鋼、 量具鋼 鋼。

33、得分：11、常用測定硬度的方法有布氏硬度 、 洛氏硬度 和 維氏硬度 測試法。 二、判斷題（本大題 10分，每小題1分）（在括號里正確的劃錯誤的劃X）”1、單晶體具有各向同性，多晶體具有各向異性。（x ）2、物質(zhì)從液體狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w狀態(tài)的過程稱為結(jié)晶。（V ）3、共晶轉(zhuǎn)變是在恒溫下進行的。（V ）4、鐵素體是碳溶解在 rFe中所形成的間隙固溶體。（x ）5、熱處理選用的鋼一般為本質(zhì)細晶粒鋼。（V ）6、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。（x ）7、彈簧在熱處理后再進行噴丸處理，目的是在表面形成殘余壓應力。（，）8、熔點為232 c的錫在室溫下的塑性變形是冷加工。（X ）9

34、、金屬結(jié)晶時，冷卻速度愈大，則結(jié)晶后金屬的晶粒愈粗大。（X ）10、鑄鐵經(jīng)過熱處理，改變了基體和石墨形態(tài)，從而提高了性能。（x ）三、單選題（本大題 20分，每小題1分）（不選、錯選或多選答案者，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 晶界2、建立相圖時采用的冷卻速度應為 。（）快速 中速極緩慢3、在發(fā)生共晶轉(zhuǎn)變 L-a+3時，L、“、3三相的成分為 。()相同確定不變不斷變化4、對板料進行多次拉伸時，為了消除形變強化，中途應進行。()完全退火 再結(jié)晶退火 正火5、正火是將工件加熱到一定溫度，保溫一段時間，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6

35、、合金固溶強化的基本原因是 。()晶粒變細晶格發(fā)生畸變晶格類型發(fā)生了改變7、大多數(shù)合金元素均在不同程度上有細化晶粒的作用，其中細化晶粒作用最為顯著的有 。() Mn,P Mn,Ti Ti,V8、 分 級 淬 火 的 目 的 是 。()使工件在介質(zhì)停留期間完成組織轉(zhuǎn)變使工件內(nèi)外溫差較為均勻并減小工件與介質(zhì)間的溫差使奧氏體成分趨于均勻9、一個合金的室溫組織為a +二次3 +( a + 3 ),它由 組成。()二相 三相 四相10、 制 造 普 通 螺 母 的 鋼 應 選 用 。() Q235 65Mn T1211、 、 滲 碳 體 的 性 能 特 點 是 。()強度和硬度不高，塑性良好硬度高，極脆

36、，塑性幾乎等于零強度較高，硬度適中，有一定的塑性12、 一個理想的淬火冷卻介質(zhì)應具有的冷卻特性是 。 ()在約550 c以上高溫區(qū)冷速應盡可能緩慢，在低于約250 c的低溫區(qū)應具有足夠快的冷速在約550 c以上高溫區(qū)冷速應具有足夠快的冷速，在低于約250 c的低溫區(qū)應盡可能緩慢從高溫至低溫一直保持足夠快的冷卻速度13、 將變形金屬加熱發(fā)生再結(jié) 晶轉(zhuǎn)變時 。()只有晶格類型發(fā)生變化只有晶粒大小、形狀發(fā)生變化晶格類型、晶粒大小、形狀都發(fā)生變化14、 挖掘機鏟齒、坦克和拖拉機履帶宜采用 。()可鍛鑄鐵球墨鑄鐵高鎰鋼ZGMn1315、除 元素外，其它合金元素溶于奧氏體后，均能增加過冷奧氏體的穩(wěn)定性。(

37、)Co Cr Mn16、 、 屬 于 體 心 立 方 晶 格 的 金 屬 有 。（）a-Fe、鋁促Fe、銘 丫Fe、鋁17、 每個體心立方晶胞中包含有 個原子 （）12318、 在以下晶體中，滑移系數(shù)目最多的晶格類型是（）密排六方體心立方簡單立方19、 欲要提高 18-8 型銘?zhàn)x不銹鋼的強度，主要是通過（）時效強化方法固溶強化方法冷加工硬化方法20、 、 在Fe-Fe3c相 圖中， 共析線也稱為 （）A1線ECF線 Acm線四、簡答題（共25分）1、奧氏體形成的四個步驟是什么？ （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、按回火溫度高低，回火可分為哪幾類？主要的溫度區(qū)間、回火后的得到的組織、