貴州大學(xué)機(jī)械工程材料及其成型技術(shù)基礎(chǔ)復(fù)習(xí)資料

1、貴州高校2006-2007學(xué)年其次學(xué)期考試試卷 D卷機(jī)械工程材料及成形技術(shù)基礎(chǔ)班級(jí): 學(xué)號(hào): 姓名: , 注意事項(xiàng)：1. 請(qǐng)考生按要求在試卷裝訂線內(nèi)填寫(xiě)姓名、學(xué)號(hào)和班級(jí)專(zhuān)業(yè)。2. 請(qǐng)仔細(xì)閱讀各種題目的回答要求，在規(guī)定的位置填寫(xiě)答案。3. 不要在試卷上亂寫(xiě)亂畫(huà)，不要在裝訂線內(nèi)填寫(xiě)無(wú)關(guān)的內(nèi)容。4. 滿分100分，考試時(shí)間為120分鐘。題 號(hào)一二三四五六總 分統(tǒng)分人得 分得 分評(píng)分人一、填空題（共40分,每空1分）1、間隙原子為( )缺陷，目前生產(chǎn)中一般接受( )位錯(cuò)密度的方法來(lái)提高強(qiáng)度。晶粒越細(xì)，晶界面積越( )，強(qiáng)度越( )。2、只有( )應(yīng)力才能使晶體發(fā)生滑移變形，滑移系數(shù)目越多，金屬的塑性越

2、( )。三種常見(jiàn)金屬晶體結(jié)構(gòu)的塑性由好到差為( )( )( )。Ai的塑性比Fe的塑性( )。3、金屬結(jié)晶必須( )，冷卻速度越快，則T( )。F( )，結(jié)晶的晶粒越( )。4、生產(chǎn)中細(xì)化晶粒的方法有( )，( )，( )。5、鑄造工藝參數(shù)主要有( )、( )、拔模斜度、最小鑄出孔和槽。6、金屬的鑄造性能（可鍛性）常用金屬的（ ）和（ ）來(lái)綜合衡量。7、線型無(wú)定型高聚物在三種力學(xué)狀態(tài)為（ ）態(tài)、（ ）態(tài)、（ ）態(tài)，塑料的使用狀態(tài)為（ ）態(tài)，加工成形的工藝狀態(tài)為（ ）。8、馬氏體的顯微組織形態(tài)主要有（ ）、（ ），其中（ ）的韌性較好，馬氏體轉(zhuǎn)變?yōu)椋?）集中型轉(zhuǎn)變。淬火方法有（ ）淬火，（ ）淬

3、火，雙介質(zhì)淬火、分級(jí)淬火等。9、機(jī)械零件選材的三項(xiàng)基本原則是（ ）、（ ）、（ ）。10、鋼按用途分為（ ）鋼、（ ）鋼、（ ）鋼三類(lèi)。鋼按含碳量分（ ）鋼、（ ）鋼和中碳鋼。得 分評(píng)分人二、單項(xiàng)選擇題（共20分，每小題2分）1、40鋼的正火加熱溫度為AC1+3050 AC3+3050 ACCM+3050 A3+30502、鐵碳合金在發(fā)生AF+Fe3C共析轉(zhuǎn)變時(shí)，其相組成是液相 單一固相 兩相共存 三相共存3、制造高速切削刀具的鋼常選用T12A 9SiCr W18Cr4V CrWMn4、兩組元組成固溶體，則固溶體的結(jié)構(gòu)與溶劑相同 與溶質(zhì)相同 與兩組元都不相同 與兩組元都相同5、鋼的回火處理是在

4、退火后進(jìn)行 正火后進(jìn)行 淬火后進(jìn)行 淬火前進(jìn)行6、鋼調(diào)質(zhì)處理是在回火馬氏體 回火屈氏體 回火索氏體 貝氏體7、QT6003中的石墨形態(tài)為球狀 片狀 團(tuán)絮狀 蠕蟲(chóng)狀8、常用于制造內(nèi)燃機(jī)活塞的鋁硅合金是ZL102 ZL201 ZL301 ZL4019、滑動(dòng)軸承合金應(yīng)選用HPb59-1 QAl9-4 ZChSnSb11-6 H8010、判定下列哪種說(shuō)法不正確：陶瓷材料的抗拉強(qiáng)度較低，而抗壓強(qiáng)度較高；陶瓷材料可以制作刃具材料，也可以制作保溫材料；陶瓷材料可以制作高溫材料，也可以制作耐磨材料；陶瓷材料可以制作絕緣材料，但不能制作半導(dǎo)體材料；得 分評(píng)分人三、推斷題（共10分，每小題1分）1、一塊純鐵在91

5、2發(fā)生轉(zhuǎn)變時(shí)，體積將膨脹。 （ ）2、凡是由液體凝固成固體的過(guò)程都是結(jié)晶過(guò)程。 （ ）3、間隙固溶體不能形成無(wú)限固溶體。 （ ）4、二元合金中，鑄造性能最好的合金是共晶合金。 （ ）5、鋼的表面淬火可使表面的化學(xué)成分和組織發(fā)生變化。 （ ）6、碳鋼中常存雜質(zhì)元素錳、硅、硫、磷都是有益元素。 （ ）7、碳鋼隨含碳量的增加，鑄造性能和焊接性能愈好。 （ ）8、為改善金屬的可鍛性，對(duì)金屬加熱的溫度越高越好。 （ ）9、陶瓷材料的抗拉強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度都較低。 （ ）10、碳鋼隨含碳量增加而滲碳體量增加，硬度增加。 （ ）得 分評(píng)分人四、填表分析鋼號(hào)的意義（共10分，每空0.5分）鋼號(hào)平均含碳量(%)平均

6、合金元素含量(%)按含碳量分類(lèi)按用途分類(lèi)40CrNi(鋼)0.402中碳鋼結(jié)構(gòu)鋼30CrMnSiT109SiCr5CrNiMo1Cr17五、簡(jiǎn)答題 (共10分，每題5分)1、何謂鋼的熱處理？常用的熱處理工藝有哪些？2、手工電弧焊電焊條的組成和作用。得 分評(píng)分人六、分析計(jì)算題(本題共10分)1、在顯微鏡中觀察到某碳鋼平衡組織為60%的珠光體，40%的鐵素體，試問(wèn)該鋼的含碳量為多少？(3分)2、試計(jì)算45鋼的強(qiáng)度和硬度。(已知鐵素體b=200MPa，HB=100，珠光體b=800MPa，HB=180)(7分) 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

7、同的固相2、固溶強(qiáng)化；隨溶質(zhì)含量增加，固溶體的強(qiáng)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(qiáng)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3050攝氏度保溫肯定時(shí)間后隨爐緩慢冷卻至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(qiáng)作用就叫做金屬鍵。7、再結(jié)晶；冷變形組織在加熱時(shí)重新徹底改組的過(guò)程.8、枝晶偏析；在一個(gè)枝晶范圍內(nèi)或一個(gè)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3050,保溫一段時(shí)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。

8、合金在固態(tài)時(shí)組元間會(huì)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(chēng)為固溶體二、簡(jiǎn)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(zhǎng)率受到哪些因素的影響？P16l 結(jié)晶的基本過(guò)程晶核形成與晶核長(zhǎng)大結(jié)晶時(shí)的冷卻速度（即過(guò)冷度）隨著過(guò)冷度的增大，晶核的形成率和成長(zhǎng)率都增大，但形成率的增長(zhǎng)比成長(zhǎng)率的增長(zhǎng)快，同時(shí)液體金屬中難熔雜質(zhì)以及振動(dòng)和攪拌的方法也會(huì)增大形核率2、手鋸鋸條、一般螺釘、車(chē)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一般螺釘：它要保證有肯定的機(jī)械性能，用

9、一般碳素結(jié)構(gòu)鋼制造，如Q195,Q215,Q235車(chē)床主軸：它要求有較高的綜合機(jī)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(zhǎng)，性能趨于各向異性，如縱向的強(qiáng)度和塑性遠(yuǎn)大于橫向等。2晶粒裂開(kāi)，位錯(cuò)密度增加，產(chǎn)生加工硬化，即隨著變形量的增加，強(qiáng)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(huì)被裂開(kāi)拉長(zhǎng)，而且各晶粒的晶格位向也會(huì)沿著變形的方向同時(shí)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)果金屬中每個(gè)晶粒的晶格位向趨于大體全都，產(chǎn)生織構(gòu)現(xiàn)象，4冷壓力加工過(guò)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

10、形不均勻，金屬內(nèi)部會(huì)形成殘余的內(nèi)應(yīng)力，這在一般情況下都是不利的，會(huì)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(lái)表示其組成。在性能上：形成固溶體和金屬件化合物都能強(qiáng)化合金，但固溶體的強(qiáng)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(jī)械性能。5、實(shí)際晶體中的點(diǎn)缺陷，線缺陷和面缺陷對(duì)金屬性能有何影響？如果金屬中無(wú)晶體缺陷時(shí)，通過(guò)理論計(jì)算具有極高的強(qiáng)度，隨著晶體中缺陷的增加，金屬的強(qiáng)度迅速下降，當(dāng)缺陷增加到肯定值后，金屬的強(qiáng)度又隨晶體缺

11、陷的增加而增加。因此，無(wú)論點(diǎn)缺陷，線缺陷和面缺陷都會(huì)造成晶格畸變，從而使晶體強(qiáng)度增加。同時(shí)晶體缺陷的存在還會(huì)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(qiáng)度和塑性的凹凸，簡(jiǎn)述緣由。三、綜合分析題（共22分）1、（12分）有兩個(gè)含碳量為1.2%的碳鋼薄試樣，分別加熱到780和860并保溫相同時(shí)間，使之達(dá)到平衡狀態(tài)，然后以大于VK的冷卻速度至室溫。試問(wèn)：（1）哪個(gè)溫度加熱淬火后馬氏體晶粒較粗大？由于860攝氏度加熱溫度高，加熱時(shí)形成的奧氏體晶粒粗大，冷卻后得到的馬氏體晶粒叫粗大（2）哪個(gè)溫度加熱淬火后馬氏體含碳量較多？由于加熱溫度860已經(jīng)超過(guò)了Ac

12、cm，此時(shí)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)變是非集中型轉(zhuǎn)變，所以冷卻后馬氏體含碳量較多。（3）哪個(gè)溫度加熱淬火后殘余奧氏體較多？由于加熱溫度860已經(jīng)超過(guò)了Accm，此時(shí)碳化物全部溶于奧氏體中，使奧氏體中含碳量增加，降低鋼的Ms和Mf點(diǎn)，卒火后殘余奧氏體增多。（4）哪個(gè)溫度加熱淬火后未溶碳化物較少？由于加熱溫度860已經(jīng)超過(guò)了Accm，此時(shí)碳化物全部溶于奧氏體中，由于加熱卒火后未溶碳化物較少（5）你認(rèn)為哪個(gè)溫度加熱淬火后合適？為什么？780加熱卒火后合適。由于含碳量為1.2%的碳鋼屬于過(guò)共析鋼，過(guò)共析碳鋼卒火加熱溫度Ac1+(30_50攝氏度)，而780在這個(gè)溫度

13、范圍內(nèi)，這時(shí)卒火后的組織為均勻而細(xì)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(qiáng)度，硬度和耐磨性，而且也具有較高的韌性。2、（10分）說(shuō)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：700，760，840，1100。700：由于它沒(méi)有達(dá)到相變溫度，因此沒(méi)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(shí)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：由于它的加熱溫度過(guò)高，加熱時(shí)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

14、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(dòng)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(chē)刀：W6Mo5Cr4V2高速鋼；W%=6%,Mo%=5%,Cr%=4%,V%=2%；淬火560三次回火；組織為回火馬氏體碳化物

15、。（3分） 銼刀：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%；淬火高溫回火；組織為回火索氏體。（2分） 機(jī)床床身：HT300灰口鐵；無(wú)需熱處理。（2分）2007年本科工程材料試題標(biāo)準(zhǔn)答案一、分析題 （分析下列材料強(qiáng)化方法的主要機(jī)理）（25分） 1、細(xì)晶強(qiáng)化： 金屬組織中晶界大量增加 2、彌散強(qiáng)化： 金屬組織中其次相細(xì)小均勻分布 3、固溶強(qiáng)化：固溶體的晶格畸變 4、二次硬化：包括二次淬火（過(guò)冷奧氏體轉(zhuǎn)變成馬氏體）和二次相析出（過(guò)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。

16、 5、加工硬化：位錯(cuò)數(shù)量急劇增加使得材料強(qiáng)度硬度提高 二、填空題(25分)1、 馬氏體是碳在-Fe過(guò)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、W18Cr4V鋼的淬火加熱溫度為12701280 ，回火加熱溫度為560 ，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(gè)主要原則使用性原則， 工藝性原則，經(jīng)濟(jì)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(diǎn)是淬透性好，強(qiáng)度高 。5. 在工程圖學(xué)中,零件的力學(xué)性能通常用硬度表示。HBS測(cè)量范圍是450HBS ，HBW測(cè)量范圍是650HBW ，H

17、RC測(cè)量范圍是 2067HRC 。 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(shí)，鋼的淬硬性取決于 碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù) ，轉(zhuǎn)鋼的淬透性取決于合金元素的含量 。8. 45鋼正火后滲碳體呈片狀，調(diào)質(zhì)處理后滲碳體呈 粒狀。三、簡(jiǎn)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(jìn)行淬火低溫回火處理，問(wèn)其中Q235鋼制成的絲錐的性能能否達(dá)到要求？為什么？ 不能達(dá)到要求。 Q235屬于一般碳素結(jié)構(gòu)鋼，碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)很低，一般在0、10、17C，依據(jù)T12淬火溫度淬火（7607

18、80），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(lèi)別，常用熱處理工藝和應(yīng)用實(shí)例(15分)材料排號(hào) 類(lèi)別 典型熱處理工藝 應(yīng)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 熱作模具鋼 淬火中溫回火 熱鍛模 熱擠壓模 65Mn 碳素鋼 淬火中溫回火 彈簧 發(fā)條 GCr15 滾動(dòng)軸承鋼 淬火低溫回火 滾珠 套圈 五、分析題（25分）車(chē)床主軸要求軸頸部位硬度為5458HRC，其余地方為2025HRC，其加工路線為： 下料 鍛造 正火 機(jī)加工 調(diào)質(zhì) 機(jī)加工（

19、精） 軸頸表面淬火 低溫回火 磨加工指出：1、主軸應(yīng)用的材料：45鋼 2、正火的目的，去除應(yīng)力，細(xì)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(shí)現(xiàn)強(qiáng)度、硬度、塑性、韌性良好協(xié)作。 加熱 820840，保溫一段時(shí)間，淬入鹽水中，隨后加熱到600回火11、5小 時(shí)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(yīng)力和脆性。 一般再回火爐中加熱到150180，保溫12小時(shí)出爐空冷。工程材料試題答案 一、 （15分）名詞解釋?zhuān)啃☆}3分）1. 過(guò)冷度 2.正火 3.奧氏體 4.熱加工 5.調(diào)質(zhì)處理答案：1.過(guò)冷度 理論結(jié)晶溫度與實(shí)際結(jié)晶溫

20、度之差2. 正火 將鋼件加熱到Ac3或Accm以上30-50，保溫適當(dāng)時(shí)間后在靜止的空氣中冷卻的熱處理工藝，稱(chēng)為正火。3. 奧氏體 碳固溶于-Fe中形成的間隙固溶體稱(chēng)為奧氏體，用或A表示。4. 熱加工 高于再結(jié)晶溫度的塑性變形。5. 調(diào)質(zhì)處理 將淬火加高溫回火相結(jié)合的熱處理稱(chēng)為調(diào)質(zhì)處理。對(duì)于上述名詞解釋,猶如學(xué)用自己的語(yǔ)言回答,考慮其對(duì)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(wèn)題（15分）（1） 寫(xiě)出Fe-Fe3C相圖上-區(qū)的組織組成物，標(biāo)明A，E，C，S，P，K各點(diǎn)的含碳量。區(qū)：_F+P_ 區(qū)：_P_區(qū)： P+Fe3C_區(qū)：P+ Fe3C+Ld 區(qū)：_ Ld_區(qū)：_Fe3C

21、+LdA點(diǎn)：_0_ E點(diǎn)：_2.14%_ C點(diǎn)：_4.3%_S點(diǎn)：_0.8%_ P點(diǎn)：_0.02%_ K點(diǎn)：_6.69%_ （2） 計(jì)算室溫下含碳0.6%的鋼中珠光體和鐵素體各占多少？（3） 說(shuō)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）（2）（5分）由杠桿定律得：室溫下含碳0.6%的鋼中珠光體為：（0.6-0.02）/（0.8-0.02）*100%=74.4室溫下含碳0.6%的鋼中鐵素體為：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%

22、的鋼比含碳量為0.5%的鋼的硬度高。（4分）三、簡(jiǎn)答（24分）（每小題4分）1.在鑄造生產(chǎn)中，接受哪些措施獲得細(xì)晶粒組織？2.說(shuō)明實(shí)際金屬晶體缺陷種類(lèi)及特征。 3.石墨的形態(tài)對(duì)鑄鐵都有哪些影響？4.常見(jiàn)的熱處理方法有哪些？5.什么是鋁合金的固溶處理和時(shí)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：1.在鑄造生產(chǎn)中，接受哪些措施獲得細(xì)晶粒組織？答：(1) 增加過(guò)冷度（2）進(jìn)行變質(zhì)處理 (3) 附加振動(dòng)2.說(shuō)明實(shí)際金屬晶體缺陷種類(lèi)及特征。答：依據(jù)晶體缺陷的幾何尺寸大小可分為三類(lèi)：點(diǎn)缺陷，線缺陷，面缺陷。點(diǎn)缺陷的主要類(lèi)型有空位和間隙原子。晶體中的線缺陷就是位錯(cuò)。面缺陷包括晶界、亞晶界

23、和孿晶界。2. 簡(jiǎn)述石墨形態(tài)對(duì)鑄鐵的影響？答：依據(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(guò)球化處理,使石墨呈球狀的鑄鐵。(3)可鍛鑄鐵它是白口鑄鐵通過(guò)可鍛化退火,使石墨呈團(tuán)絮狀的鑄鐵灰鑄鐵的抗拉強(qiáng)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(qiáng)度、塑性和韌性、疲憊強(qiáng)度不僅高于其它鑄鐵,而且可以與相應(yīng)組織的鑄鋼相比?？慑戣T鐵的石墨呈團(tuán)絮狀，因此它不但比一般灰鑄鐵具有較高強(qiáng)度，而且有較高的塑性和韌性。4.常見(jiàn)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(xué)熱處理。5.什么是鋁合金的固溶處理和時(shí)效處理。答：當(dāng)鋁合金加熱到相區(qū),

24、保溫后在水中快冷,其強(qiáng)度和硬度并沒(méi)有明顯上升,而塑性卻得到改善,這種熱處理稱(chēng)為固溶處理。固溶處理后鋁合金的強(qiáng)度和硬度隨時(shí)間而發(fā)生顯著提高的現(xiàn)象,稱(chēng)為時(shí)效處理。6.回火的目的是什么，常用的回火操作有哪幾種？答：回火的目的：1 獲得工件所需的組織。2 穩(wěn)定尺寸。3消除淬火內(nèi)應(yīng)力。回火的種類(lèi)：低溫回火；中溫回火；高溫回火對(duì)于上述簡(jiǎn)答,猶如學(xué)用自己的語(yǔ)言回答,考慮其對(duì)含義理解程度酌情給分。四、指出下列金屬材料的類(lèi)別（12分） （每空格0.5分）(1)H68黃銅(2)W18Cr4V 高速鋼(3)Q235-A.F一般碳鋼(4)1Cr18Ni9Ti不銹鋼(5)GCr15滾動(dòng)軸承鋼(6)QT600-02球墨鑄

25、鐵(7)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(12)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一般碳鋼(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(lèi)回答酌情給分。五、綜合應(yīng)用題（14分）（每小題7分）(1) 某機(jī)床主

26、軸選用45鋼鍛造毛坯,要求有良好的綜合機(jī)械性能且軸徑部分要耐磨(HRC 50-55),試為其編寫(xiě)簡(jiǎn)明的工藝路線，并說(shuō)明各熱處理工序的作用。(2) 一批45鋼小軸因組織不均勻，需接受退火處理。擬接受以下幾種退火工藝： 緩慢加熱至700，經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間保溫后隨爐冷至室溫； 緩慢加熱至840，經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間保溫后隨爐冷至室溫； 緩慢加熱至1100，經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間保溫后隨爐冷至室溫； 試說(shuō)明上述三種工藝會(huì)導(dǎo)致小軸組織發(fā)生何變化？若要得到大小均勻的細(xì)小晶粒，選何種工藝最合適？答案：(1) 主軸的工藝路線：下料鍛造正火粗加工調(diào)質(zhì)半精、精加工表面淬火、低溫回火精加工。正火處理是為了得到合適的硬度，以便機(jī)械加工，同時(shí)為調(diào)質(zhì)處理

27、做好組織籌備。調(diào)質(zhì)處理是為了使主軸得到高的綜合機(jī)械性能和疲憊強(qiáng)度，為了更好地發(fā)揮調(diào)質(zhì)效果，將它支配在粗加工后進(jìn)行。表面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700，經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間保溫后隨爐冷至室溫，小軸的組織無(wú)變化。 緩慢加熱至840，經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間保溫后隨爐冷至室溫，小軸的晶粒得到細(xì)化且比較均勻。 緩慢加熱至1100，經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間保溫后隨爐冷至室溫，由于加熱溫度高、加熱時(shí)間長(zhǎng)，會(huì)使奧氏體晶粒粗化。所以，為了要得到大小均勻的細(xì)小晶粒，選用其次種方法，即緩慢加熱至840，經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間保溫后隨爐冷至室溫。得分：2007 2008 學(xué)年第2學(xué)期工程材料課程期末考試試卷（A卷）答案

28、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 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、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、單晶體塑性變形中滑移的實(shí)質(zhì)是 在切應(yīng)力作用下，位錯(cuò)沿滑移面的運(yùn)動(dòng) 。6、體心立方晶格的致密度為 68 。7、依據(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(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

29、兩種。9、在鐵碳合金的室溫平衡組織中，強(qiáng)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。11、常用測(cè)定硬度的方法有 布氏硬度 、 洛氏硬度 和 維氏硬度 測(cè)試法。二、推斷題（本大題10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、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。 （ ）3、共晶轉(zhuǎn)變是在恒溫下進(jìn)行的。 （ ）4、鐵素體是碳溶解在-Fe中所形成的間隙固溶體。 （ ）5、熱處理選用的鋼一般為本質(zhì)細(xì)晶粒鋼。 （ ）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全都

30、。 （ ） 7、彈簧在熱處理后再進(jìn)行噴丸處理，目的是在表面形成殘余壓應(yīng)力。 （ ）8、熔點(diǎn)為232的錫在室溫下的塑性變形是冷加工。 （ ）9、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。 （ ） 10、鑄鐵經(jīng)過(guò)熱處理，轉(zhuǎn)變了基體和石墨形態(tài)，從而提高了性能。 （ ）三、單選題（本大題20分，每小題1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、建立相圖時(shí)接受的冷卻速度應(yīng)為 。 （） 快速 中速 極緩慢3、在發(fā)生共晶轉(zhuǎn)變L+時(shí)，L、三相的成分為 。 （） 相同 確定不變 不斷變化4、對(duì)板料進(jìn)行多次拉伸時(shí)，為了消除形變強(qiáng)

31、化，中途應(yīng)進(jìn)行 。 （） 完全退火 再結(jié)晶退火 正火 5、正火是將工件加熱到肯定溫度，保溫一段時(shí)間，然后接受的冷卻方式是 。 （）隨爐冷卻 在油中冷卻 在空氣中冷卻 6、合金固溶強(qiáng)化的基本緣由是 。 （）晶粒變細(xì) 晶格發(fā)生畸變 晶格類(lèi)型發(fā)生了轉(zhuǎn)變7、大多數(shù)合金元素均在不同程度上有細(xì)化晶粒的作用，其中細(xì)化晶粒作用最為顯著的有 。 （） Mn,P Mn,Ti Ti,V8、分級(jí)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(gè)合金的室溫組織為+二次+(+)，它由 組成。 （)二相 三相 四相10、制造一般螺母的鋼應(yīng)選

32、用 。 （） Q235 65Mn T1211、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，有肯定的塑性12、一個(gè)抱負(fù)的淬火冷卻介質(zhì)應(yīng)具有的冷卻特性是 。 （） 在約550以上高溫區(qū)冷速應(yīng)盡可能緩慢，在低于約250的低溫區(qū)應(yīng)具有足夠快的冷速 在約550以上高溫區(qū)冷速應(yīng)具有足夠快的冷速，在低于約250的低溫區(qū)應(yīng)盡可能緩慢 從高溫至低溫始終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(shí) 。 （） 只有晶格類(lèi)型發(fā)生變化 只有晶粒大小、外形發(fā)生變化晶格類(lèi)型、晶粒大小、外形都發(fā)生變化14、挖掘機(jī)鏟齒、坦克和拖拉機(jī)履帶宜接受 。 （）

33、可鍛鑄鐵 球墨鑄鐵 高錳鋼ZGMn1315、除 元素外，其它合金元素溶于奧氏體后，均能增加過(guò)冷奧氏體的穩(wěn)定性。 （） Co Cr Mn 16、屬于體心立方晶格的金屬有 。 （） -Fe、鋁 -Fe、鉻 -Fe、鋁 17、每個(gè)體心立方晶胞中包含有 個(gè)原子。 （）1 2 3 18、在以下晶體中，滑移系數(shù)目最多的晶格類(lèi)型是 。 ( ) 密排六方 體心立方 簡(jiǎn)潔立方19、欲要提高188型鉻鎳不銹鋼的強(qiáng)度，主要是通過(guò) 。 （）時(shí)效強(qiáng)化方法 固溶強(qiáng)化方法 冷加工硬化方法20、在Fe-Fe3C相圖中，共析線也稱(chēng)為 。 （） A1線 ECF線 Acm線 四、簡(jiǎn)答題（共25分） 1、奧氏體形成的四個(gè)步驟是什么？

34、（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、按回火溫度凹凸，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？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（1分）。在生產(chǎn)中低溫回火被廣泛應(yīng)用于工具、量具、滾動(dòng)軸承、滲碳工件以及表面淬火工件等。（1分）、中溫回火(350500)回火后的組織為回火屈氏體。經(jīng)中溫回火后，工件的內(nèi)應(yīng)力基本消除，其力學(xué)性能特點(diǎn)是具有極高的彈性極限和良好的韌性（1分）。中溫回火主要用于

35、各種彈簧零件及熱鍛模具的處理。、高溫回火(500650)高溫回火后的組織是回火索氏體。鋼的強(qiáng)度、塑性和韌性具有良好的協(xié)作，即具有較高的綜合機(jī)械性能（1分）。因而，調(diào)質(zhì)處理被廣泛應(yīng)用于中碳結(jié)構(gòu)鋼和低合金經(jīng)構(gòu)鋼制造的各種重要的結(jié)構(gòu)零件，特別是在交變載荷下工作的連桿、螺栓以及軸類(lèi)等。（1分）3、高分子材料的主要性能特點(diǎn)是什么？（6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、提高金屬耐蝕性的途徑是什么？不銹鋼中最主要的合金元素是哪一個(gè)元素？ （4分）答：（

36、1）提高金屬的電極電位；（1分）（2）使金屬易于鈍化，形成致密、完整、穩(wěn)定的與鋼基體結(jié)合堅(jiān)固的鈍化膜；（1分）（3）形成單相組織。（1分）不銹鋼中最主要的合金元素是Cr。 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）HRC：洛氏硬度；硬度指標(biāo) （1分）五、選材題（本大題10分，每空1分） 從下列鋼號(hào)中選取合適的鋼號(hào)填入表中，并說(shuō)明其熱處理工藝。65Mn、20

37、CrMnTi、GCr9、45、Q345零件名稱(chēng)鋼號(hào)熱處理汽車(chē)變速齒輪20CrMnTi滲碳+淬火+低溫回火彈簧65Mn淬火+中溫回火滾動(dòng)軸承GCr9球化退火+淬火+低溫回火壓力容器Q345熱軋狀態(tài)或正火狀態(tài)機(jī)床主軸45淬火+高溫回火六、作圖題(本大題共15分) 試畫(huà)出Fe-Fe3C相圖中鋼的部分(包晶部分可省略)(4分)，并完成下列各題： 1、標(biāo)明各特征點(diǎn)的成分、溫度，按相組成填充各相區(qū)；(4分) 2、寫(xiě)出共析反應(yīng)式，分析含碳量為0.4%的鋼的平衡結(jié)晶過(guò)程；(4分) 3、一種合金的顯微組織為珠光體占 94% ，二次滲碳體占 6% ，這種合金屬于那一類(lèi)合金 ? 其含碳量為多少 ? (3分)答：1、

38、如下圖 （8分）2、A0.77F0.02Fe3C （2分） L L LA LA A AF AP FP (2分)3、過(guò)共析鋼 （1分）w（C）= 6（6.690.77）0.771.125 (2分) 機(jī)械工程材料試題姓名： 成果:一、名詞解釋?zhuān)?35分調(diào)質(zhì) :對(duì)鋼材作淬火+高溫回火處理，稱(chēng)為調(diào)質(zhì)處理。 碳素鋼:含碳量2.11%的鐵碳合金。SPCD: 表示沖壓用冷軋?zhí)妓劁摫“寮颁搸?，相?dāng)于中國(guó)08Al（13237）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。二、填空題：120分按腐蝕過(guò)程特點(diǎn)，金屬腐蝕可分為 化學(xué)腐蝕 _和電化學(xué)腐蝕_。2常用力學(xué)性能判據(jù)有_強(qiáng)度_、_韌性_、_延展性_和_彈性模量_。3.鋼中的硫元素引起熱脆，

39、磷元素引起冷脆，氫元素引起白點(diǎn)，氮元素引起蘭脆。4.鋁合金的強(qiáng)化除了熱處理強(qiáng)化外，還可以進(jìn)行固溶時(shí)效強(qiáng)化。5.鋼在加熱過(guò)程中產(chǎn)生的過(guò)熱缺陷可以通過(guò)回火熱處理來(lái)消除。6常用的高分子材料有_塑料_、_橡膠_和_合成纖維_。7鑄造鋁合金分為_(kāi)鋁銅合金_、_鋁鎂合金_、_鋁硅合金_和_鋁鋅合金。8合金工具鋼是指用于制造各種_刃具_(dá)、_模具_(dá)和_量具_(dá)用鋼的總合。9材料滲碳的目的是為了得到_較高的零件表層硬度與耐磨性_。1045鋼按用途分類(lèi)屬于_碳素結(jié)構(gòu)鋼_。三、推斷題： 120分1.( )鋼的淬透性主要取決于冷卻速度。2. ( )實(shí)際的金屬晶體都呈各向異性。3. ( )加工硬化、固溶強(qiáng)化均使材料強(qiáng)度、

40、硬度顯著提高，塑性、韌性明顯降低，故可認(rèn)為它們有相同的強(qiáng)化機(jī)理。4. ( )金屬材料、陶瓷材料和高分子材料的本質(zhì)區(qū)分在于它們的化學(xué)鍵不同。5. ( )材料的強(qiáng)度、硬度越高，其塑性、韌性越差。6. ( )調(diào)質(zhì)和正火兩種熱處理工藝所獲得的組織分別為回火索氏體和索氏體，它們的區(qū)分在于碳化物的形態(tài)差異。7. ()鋁合金人工時(shí)效比自然時(shí)效所獲得的硬度高，且效率也高，因此多數(shù)情況下接受人工時(shí)效。8( )硬質(zhì)合金可用做刀具材料，模具材料和量具材料。9( )在熱處理中變形和開(kāi)裂都是不行避開(kāi)的。10( )球墨鑄鐵是鑄鐵中力學(xué)性能最好的。四、問(wèn)答題 5945分1、什么是金屬的力學(xué)性能？金屬的力學(xué)性能主要包括哪些方

41、面？ 材料在肯定溫度條件和外力作用下，反抗變形和斷裂的能力稱(chēng)為材料的力學(xué)性能。材料的常規(guī)力學(xué)性能指標(biāo)主要包括強(qiáng)度、硬度、塑性和韌性等。2、什么是鋼的熱處理？常用熱處理方法有哪幾種？ 通過(guò)對(duì)鋼件作肯定條件的加熱、保溫和冷卻，從而轉(zhuǎn)變整體或表層的組織，獲得所需的性能。常用熱處理方法有：退火、正火、淬火和回火。3、鋼按化學(xué)成分可分為哪幾類(lèi)？ 鋼按化學(xué)成分可分為碳素鋼和合金鋼兩大類(lèi)。其中，碳素鋼按含碳量的多少分低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼；合金鋼按合金元素種類(lèi)分錳鋼、鉻鋼、硼鋼、鉻鎳鋼、硅錳鋼，按合金元素含量的多少分低合金鋼、中合金鋼、高合金鋼。4、灰鑄鐵、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵、蠕墨鑄鐵在組織上的根本區(qū)分是什

42、么？ 四種材料的在組織上的根本區(qū)分是鑄鐵中的石墨的形態(tài)不同（外形、大小、數(shù)量、分布等），灰鑄鐵的石墨是片狀，球墨鑄鐵的石墨是球狀，可鍛鑄鐵的石墨是團(tuán)狀，蠕墨鑄鐵的石墨是蟲(chóng)狀。5、硬質(zhì)合金的主要組成是什么？常用硬質(zhì)合金分哪幾類(lèi)？各有何主要應(yīng)用？ 硬質(zhì)合金的主要組成是難熔金屬碳化物和粘結(jié)金屬。常用硬質(zhì)合金分為鎢鈷類(lèi)硬質(zhì)合金(代號(hào)YG)和鎢鈷鈦類(lèi)硬質(zhì)合金(代號(hào)YT) 兩種。YG合金多用于加工產(chǎn)生斷續(xù)切屑的的脆性材料(如鑄鐵)，YT合金多用于加工產(chǎn)生連續(xù)切屑的韌性材料，特別是高速切削鋼件。二、填空題（共20分，每空1 分） 1.石墨為片狀的灰口鑄鐵稱(chēng)為鑄鐵，石墨為團(tuán)絮狀的灰口鑄鐵稱(chēng)為 _ 鑄鐵，石 墨

43、為球狀的灰口鑄鐵稱(chēng)為鑄鐵。其中鑄鐵的韌性最高，因而可以鍛造。2. 陶瓷材料中的氣相是指 ，在 程中形成的，它 了陶瓷的強(qiáng)度。3.依據(jù)接受的滲碳劑的不同，將滲碳分為_(kāi)、_和_三種。4.工程中常用的特別性能鋼有_、_、_等。5.金屬的斷裂形式有_和_兩種。6.金屬元素在鋼中形成的碳化物可分為_(kāi)、_兩類(lèi)。7.常見(jiàn)的金屬晶體結(jié)構(gòu)有_、_和_三種。三、選擇題（共 25分，每小題1分）1.40鋼鋼錠在1000左右軋制，有時(shí)會(huì)發(fā)生開(kāi)裂，最可能的緣由是( ) A.溫度過(guò)低； B.溫度過(guò)高； C.鋼錠含磷量過(guò)高； D.鋼錠含硫量過(guò)高2.下列碳鋼中，淬透性最高的是( )A.20鋼； B.40鋼； C.T8鋼；D.T12鋼3.Ni在1Cr18Ni9Ti鋼中的主要作用是( )A.提高淬透性； B.固溶強(qiáng)化； C.擴(kuò)大Fe-Fe3C相圖中的相區(qū)； D.細(xì)化晶粒；4.W18Cr4V鋼鍛造后，在機(jī)械加工之前應(yīng)進(jìn)行( )A.完全退火；B.球化退火；C.去應(yīng)力退火；D.再結(jié)晶退火5.下列材料中，最適合制造機(jī)床床身的是( )A.40鋼； B.T12鋼；C.HT300；D.KTH300-066.下列材料中，最適合制造氣輪機(jī)葉片的是A.1Cr13鋼； B.1Cr17鋼； C.3Cr13鋼；D.4Cr13鋼7.下列材料中，最