《機械工程材料》試題答案

《機械工程材料》試題.調質：對鋼材作淬火+高溫回火處理，稱為調質處理.碳素鋼:含碳量W2.11%的鐵碳合金。3.SPCD:表示沖壓用冷軋?zhí)妓劁摫“寮颁搸В喈斢谥袊?8Al(13237)優(yōu)質碳素結構鋼。二、填空題： 10x2=20分.按腐蝕過程特點，金屬腐蝕可分為化學腐蝕和電化學腐蝕。.常用力學性能判據(jù)有強度 、韌性、延展性和彈性模量。.鋼中的硫 元素引起熱脆，磷—元素引起冷脆，—氫—元素引起白點，氮元素引起蘭脆。.鋁合金的強化除了熱處理強化外，還可以進行固溶時效—強化。.鋼在加熱過程中產生的過熱缺陷可以通過 回火 熱處理來消除。.常用的高分子材料有塑料、橡膠和合成纖維。.鑄造鋁合金分為鋁銅合金_、.鋁鎂合金、,鋁硅合金—和鋁鋅合金.合金工具鋼是指用于制造各種刃具、模具和量具用鋼的總合。.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。.45鋼按用途分類屬于碳素結構鋼。三、判斷題：10x2=20分(X)鋼的淬透性主要取決于冷卻速度。(V)實際的金屬晶體都呈各向異性。(X)加工硬化、固溶強化均使材料強度、硬度顯著提高，塑性、韌性明顯降低，故可認為它們有相同的強化機理。(V)金屬材料、陶瓷材料和高分子材料的本質區(qū)別在于它們的化學鍵不同。(V)材料的強度、硬度越高，其塑性、韌性越差。(V)調質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)別在于碳化物的形態(tài)差異。(X)鋁合金人工時效比自然時效所獲得的硬度高，且效率也高，因此多數(shù)情況下采用人工時效。(X)硬質合金可用做刀具材料，模具材料和量具材料。(X)在熱處理中變形和開裂都是不可避免的。(V)球墨鑄鐵是鑄鐵中力學性能最好的。四、問答題5x9=45分1、什么是金屬的力學性能？金屬的力學性能主要包括哪些方面？材料在一定溫度條件和外力作用下，抵抗變形和斷裂的能力稱為材料的力學性能。材料的常規(guī)力學性能指標主要包括強度、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?通過對鋼件作一定條件的加熱、保溫和冷卻，從而改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、鋼按化學成分可分為哪幾類？鋼按化學成分可分為碳素鋼和合金鋼兩大類。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分鎰鋼、銘鋼、硼鋼、銘銀鋼、硅鎰鋼，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)別是什么？四種材料的在組織上的根本區(qū)別是鑄鐵中的石墨的形態(tài)不同（形狀、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狀，蠕墨鑄鐵的石墨是蟲狀。5、硬質合金的主要組成是什么？常用硬質合金分哪幾類？各有何主要應用？硬質合金的主要組成是難熔金屬碳化物和粘結金屬。常用硬質合金分為鴇鉆類硬質合金（代號YG）和鴇鉆鈦類硬質合金（代號YT）兩種。YG合金多用于加工產生斷續(xù)切屑的的脆性材料（如鑄鐵），YT合金多用于加工產生連續(xù)切屑的韌性材料，特別是高速切削鋼件。一、填空（每空1分晶共30分）.晶體結構有1個晶系、2種空間點陣。最典型、最常見的金屬晶體結構是3、4和5。鐵在室溫下是6晶體結構。.金屬結合健是統(tǒng)7oTOC\o"1-5"\h\z.結晶時細化晶粒的方法有稅 8 、 9 、 10 。.二元勻晶系合金的結晶過程中其固相成分沿 11 變化其液相成分沿 12變化。.位錯的類型有13 、 14 、 15 。.非均勻形核比均勻形核所需要的形核功 16o.經過塑性變形的金屬材料在加熱時會發(fā)生17和18o.金屬材料冷變形殘余應力分為如下兩類機 19和20o.在鋼中引起“熱脆性”的元素是21o.Hall-Petch公式描述的是 22之間的關系。.回復和再結晶的驅動力是23 。.置換固溶體的擴散是采用24機制進行的。.馬氏體M相變的機制為25。其組織形態(tài)有-26和27。在28組織形態(tài)中位錯密度較高。.貝氏體分為29和30 。、判斷題（每小題1分晶共20分）1、置換原子的固溶強化效果比間隙原子的固溶強化效果大目因為置換原子的半徑一般比間隙原子大。2、在室溫下鼐金屬的晶粒越細晶則其強度愈高和塑性愈低。3、凡是液體凝固為固體的過程都是結晶過程。4、過共析鋼由液態(tài)緩冷至室溫時候時析出的二次滲碳體晶在組織形態(tài)與晶體結構方面均與一次滲碳體不同。5、純金屬的實際結晶溫度與其冷卻速度有關。 6、位錯只能通過滑移方式運動。7、滑移變形不會引起金屬晶體結構的變化。8、原始組織為片狀珠光體的鋼加熱奧氏體化時其細片狀珠光體的奧氏體化速度比粗片狀珠光體的快。9、同一鋼材其在相同的加熱條件下亮水冷比油冷的淬透性好慕小件比大件的淬透性好。10、上貝氏體綜合性能優(yōu)于下貝氏體。 11、不論含碳量高低慕馬氏體都硬而脆。12、同種材料不同尺寸試樣所測得的伸長率相同。13、間隙固溶體和置換固溶體均可以形成無限固溶體。14、杠桿定律適用于三相區(qū)。 15、再結晶過程是形核和核長大過程尊所以再結晶過程也是相變過程。16、在鐵碳合金中帶只有共析合金結晶時葫發(fā)生共析轉變k形成共析組織。17、由于位錯具有易動性幫因而位錯密度越大晶金屬變形越容易晶強度越低。18、在制定熱加工工藝時晶應盡量使工件中的流線與拉應力方向平行。19、金屬鑄件中粗大的晶粒不可能通過再結晶退火來細化。20、在合金結晶過程中析出的初生晶和二次晶均具有相同的晶體結構用但具有不同的組織形態(tài)。三、選擇題（每小題1分耳;共20分）1、陶瓷材料的結合鍵是。（a）金屬鍵、共價鍵（b）離子鍵、共價鍵（c）離子鍵、分子鍵（d）共價鍵、分子鍵2、高分子材料的結合鍵是。（a）金屬鍵、共價鍵（b）離子鍵、共價鍵（c）離子鍵、分子鍵（d）共價鍵、分子鍵3、晶體結構分有多少個晶系。 （a）3（b）7（c）14（d）284、晶體中的位錯屬于。（a）體缺陷（b）面缺陷（c）線缺陷d點缺陷5、在晶體缺陷中總屬于點缺陷的有。（a）間隙原子b位錯（c）晶界（d）縮孔6、產生枝晶偏析的原因是由于。a相線間距很小其冷卻緩慢b液固相線間距大其冷卻速度也大 c液固相線間距大幕冷卻緩慢d液固相線間距很小其冷卻速度大7、金屬結晶時葛冷卻速度越快3J其實際結晶溫度將。（a）越高（b）越低（c）越接近理論結晶溫度8、鑄造條件下其冷卻速度越大器則。（a）過冷度越大其晶粒越細b過冷度越大K晶粒越粗（c）過冷度越小其晶粒越細（d）過冷度越小其晶粒越粗9、兩組元組成固溶體其則固溶體的結構。a與溶劑相同（b）與溶劑、溶質都不相同（c）與溶質相同（d）是兩組元各自結構的混合10、在純金屬液體中形成臨界晶核時其固、液相間的體積自由能差尚不能抵消新增的晶核表面能其不足部分還必須依靠其他能量即液體中的物（a）結構起伏（b）濃度起伏（c）能量起伏（d）成分起伏12、珠光體是一種 。（a）單相固溶體（b）兩相固溶體（c）化合物（d）機械混合物13、奧氏體向珠光體的轉變屬于a擴散型轉變b非擴散型轉變c半擴散型轉變d無擴散。14、隨冷塑性變形量增加紈金屬的。a強度下降機塑性提高（b）強度和塑性都下降 （c）強度和塑性都提高 （d）強度提高統(tǒng)塑性下降15、合金固溶強化的原因是（）。a晶格類型的改變（b）晶粒細化（c）晶格發(fā)生畸變 （d）發(fā)生了化學反應16、鋼經調質處理后獲得的組織 a回火馬氏體b回火屈氏體c回火索氏體。17、馬氏體轉變時機晶體結構的改組是依靠進行的。（a）滑移方式（b）切變方式（c）擴散方式（d）扭轉方式18、奧氏體向貝氏體的轉變屬于 a擴散型轉變b非擴散型轉變c半擴散型轉變。19、化學熱處理與其他熱處理方法的根本區(qū)別是。2加熱溫度b組織變化c鋼成分變化d性能變化20、過共析鋼正火的目的是（ ）o（a）調整硬度制L改善切削加工性b細化晶粒機為淬火作組織準備（c）消除網(wǎng)狀二次滲碳體 （d）防止淬火變形與開裂四、在右圖所示的立方晶系晶胞中畫出（1-10）（12-1）晶面[111][11-1][-212]晶向。（本題15分）

五、圖示為鐵碳相圖端請完成下列問題1.分析圖中I合金平衡結晶的相變過程2計算含碳量為0.5%鋼室溫下平衡組織的相的相對質量百分含量。六、請敘述1共析鋼的奧氏體的形成過程2奧氏體連續(xù)冷卻過程中可能發(fā)生的相變3分析和比較相變特點。（本題共15分）七、下圖為過共析鋼的C曲線。1請敘述在不同溫度范圍等溫發(fā)生的轉變 2說明和比較轉變類型。2013—2014學年第一學期考試試卷成都工業(yè)學院考試科目：機械工程材料熱處理（A卷） 考試時間：120分鐘 考試方式：閉卷適用班級:1204011、1204012、1204013、1204014 題號 -二三四五六總分總分教師得分注意事項：1、滿分100分。要求卷面整潔、字跡工整、無錯別字。2、考試必須將姓名、班級、學號完整、準確、清楚地填寫在試卷規(guī)定地方，否則視為廢卷。3、考試必須在簽到單上簽到，若出現(xiàn)遺漏，后果自負。4、答案請全部填寫在試卷上，否則不給分。試題得分評閱教師一、填空題（每空0.5分,共35分）在靜載荷作用下，金屬抵抗塑性變形或斷裂的能力稱為（強度 ）；其常用指標的名稱及符號分別是（彈性極限 ）符號（）、（屈服強度 ）符號（）、（抗拉強度 ）符號（）。金屬常見的晶體結構有（體心立方 ）、（面心立方 ）和（密排六方 ）等三種；其中，（面心立方）結構的金屬塑性最好，（體心立方）結構的金屬塑性次之，（密排六方）結構的金屬塑性最差。合金的基本相結構分別是（固溶體 ）和（金屬化合物 ）；工程用合金主要是以（固溶體 ）為基體，在基體中分布有（金屬化合物）。金屬結晶的過程是（形核）和（長大）的過程。金屬結晶后的晶粒愈細小，其（硬度）愈高，且（塑性）和（韌性）也愈好。鋼的熱處理是指將鋼在固態(tài)下經過（加熱）、（保溫）和（冷卻），以獲得所需（組織）和（性能）的工藝方法。通過適當?shù)臒崽幚恚茱@著提高鋼的（力學性能），以滿足零件的使用要求；能改善鋼的（加工工藝），以提高生產率和加工質量；能消除鋼在加工過程中產生的（內應力），以穩(wěn)定零件的形狀和尺寸。按其原理不同分為（一般）熱處理、（表面）處理和（其他）處理等三大類。淬火是指將鋼加熱至（奧氏體）狀態(tài)，然后以大于（臨界冷卻速度）的冷卻速度快冷至室溫以獲得高硬度（馬氏體）組織的熱處理工藝?；鼗鹗侵笇⒋慊痄撛冢ˋ1）溫度以下重新加熱、保溫和冷卻的熱處理工藝。根據(jù)回火溫度范圍不同，回火分為（低溫）回火、（中溫）回火和（高溫）回火等三種；其中，淬火和（高溫）回火的復合熱處理稱為調質。根據(jù)形態(tài)不同，馬氏體分為（板條狀）和（針狀）兩種；其中，（針狀）硬度高而塑性差。鋼中合金元素（Co除外）經淬火加熱溶入奧氏體后，均能使過冷奧氏體的（穩(wěn)定性）增加、C曲線位置（右移）、臨界冷卻速度（減緩），從而顯著提高鋼的（蟀透）性。根據(jù)碳的存在形式不同，鑄鐵分為（灰口）鑄鐵、（麻口）鑄鐵和（白口）鑄鐵等三大類。由于石墨的存在，鑄鐵普遍具有良好的（耐磨）性、良好的（減振）性、低的缺口敏感性以及良好的（切削加共）性。常用硬質合金分為（硬鈷）類硬質合金、（硬鈷鈦）類硬質合金和（通用）硬質合金。鋼的淬硬性是指淬火鋼獲得最高硬度的能力，其主要取決于鋼的（含碳量）；淬透性是指在規(guī)定淬火條件下，鋼獲得淬硬層深度的能力，其主要取決于鋼中的（合金含量）。為保證淬火質量，除合理選用淬火介質外，還應合理選擇淬火方法。常用的淬火方法有（單液淬火法）、（雙液淬火法）、（分級淬火發(fā)）和（等溫淬火發(fā)）。鋼按其主要用途分為（結構鋼、（工具鋼）和（特殊鋼）鋼等三大類。用于制做調質零件的鋼稱為調質鋼，調質鋼經調質處理后獲得（回火索氏體）組織，具有（良好的綜合力學）性能。由于結晶或塑性變形加工等原因，實際金屬晶體內存在著晶格排列不規(guī)則的局部區(qū)域，該區(qū)域稱為（晶格缺陷）。少數(shù)金屬在晶態(tài)時，其晶格類型會隨溫度的變化而改變的現(xiàn)象稱為（同晶異構）。得分評閱教師二、單選題（每小題1分，共15分）在沖擊載荷作用下，金屬抵抗斷裂的能力稱為（C）。A.強度 B.塑性C.沖擊韌性D.硬度碳溶入了-Fe中形成的間隙固溶體稱為（B）。A.鐵素體 B.奧氏體C滲碳體 D.馬氏體測量淬火鋼零件的硬度應選用的測量標尺為（C）。A．HBS B．HRB C．HRCD．HV下列牌號的鋼中，淬透性最好的是（ D）A．T8A B．GCr15C．Q235D．Cr12MoV下列牌號的鋼中，淬硬性最好的是（C）。A．20Cr B．40Cr C．60Si2MnD．T10A下列牌號的鋼中，熱硬性最好的是（D）。A．T10A B．9SiCr C．Cr12MoVD．W6Mo5Cr4V2下列牌號的材料中，耐磨性最好的是（C）。A．T10A B．Q235 C．YG8 D．W6Mo5Cr4V2下列牌號的材料中，耐蝕性最好的是（A）。A．1Cr18Ni9Ti B．Q235C．40CrD．W18Cr4V均適合制造滲碳零件的鋼組是（C）。A．Q235、15、20Cr、1Cr13 B．45、40Cr、65Mn、T12C．15、20Cr、20CrMnTi、20Cr2Ni4AD．W18Cr4V、Cr12MoV、GCr15、65由一種固相同時轉變?yōu)閮煞N新的固相，這種轉變稱為（C）。A.勻晶結晶 B.共晶結晶 C.共析轉變 D.同素異晶轉變高速鋼的最終熱處理方法是（D）。A.淬火+低溫回火 B.淬火十中溫回火C.淬火+高溫回火 D.高溫淬火+高溫多次回火硬鋁合金的熱處理強化方法是（D）。A.淬火+低溫回火 B.淬火十中溫回火C.淬火+高溫回火 D.固溶處理+時效處理為改善T8鋼鍛件毛坯的切削加工性能，其預備熱處理應選用（B）。A.完全退火 B.球化退火 C.再結晶退火D.正火汽車變速齒輪，要求表面高硬度、高耐磨性（60-64HRC）,4部具有良好的強韌性（44-48HRC）,應選用（C）。A.60鋼經滲碳+淬火+低溫回火 B.45鋼經調質C．20CrMnTi經滲碳＋淬火＋低溫回火D．40Cr經調質＋表面淬火＋低溫回火珠光體是由（C）組成的片層狀兩相復合組織。A．F＋A B．F＋MC．F＋FeCD．S＋M3得分評閱教師三、判斷題（請將J或X填在題后括號中；每小題1分，共15分）。TOC\o"1-5"\h\z金屬材料的力學性能與其內部組織結構密切相關。 （ ）理論結晶溫度與實際結晶溫度的差值為過冷度，它是一個恒定值。 （ ）馬氏體轉變臨界冷卻速度是指與C曲線“鼻尖”相切的冷卻速度。 （ ）片狀珠光體的性能主要取決于片間距，片間距越大，其力學性能越好。 （ ）鋼淬火時的理想冷卻速度是從高溫到室溫始終保持大于Vk的冷速快速冷卻。 （ ）鋼淬火后回火溫度愈高，其回火硬度愈低，塑韌性愈好。 （ ）碳鋼與白口鑄鐵室溫下的平衡組織均由F與Fe3C兩相組成。 （ ）鋼的含碳量愈高，其淬透性愈好。 （ ）殘余奧氏體是不穩(wěn)定組織，工件在存放和使用過程中會引起尺寸變化。 （ ）將調質后的45鋼再進行200℃回火，其硬度會升高。 （ ）

一塊質量一定的鐵發(fā)生（Y-Fe-a-Fe）轉變時，其體積將會膨脹。 （ ）維氏硬度試驗法的測試精度較高，測試硬度范圍大，被測試樣厚度幾乎不受限制，故常在生產現(xiàn)場常使用。 （ ）鋼的含碳量越高，淬火溫度就越高，殘余奧氏體量就越少。 （ ）鋼的耐磨性與鋼淬火后的硬度和碳化物彌散程度關系極大。 （ ）防銹鋁合金不能通過熱處理強化，因此強度較低。 （ ）得分評閱教師四、填圖題（請將正確答案填在圖中的括號內；每空1分,共15分）。1.1.2.冷卻轉變產物分別是：2.冷卻轉變產物分別是：將①10mm的T8鋼工件加熱奧氏體化后，分別按圖示五種方式冷卻至室溫，各冷卻方式對應的五、解釋材料牌號或代號（每個1分，共20分）材料牌號或代號材料種類指定部分含義1Q215普通碳素結構鋼215—屈服強度大于等于215Mpa220滲碳鋼20一含碳量為0.2%345調質鋼45一含碳量為0.45%460Si2Mn彈簧鋼60含碳量為0.6%5T10A碳素工具鋼10一含碳量為0.1%6T1純銅1一序號7Cr12MoV冷作模具鋼12—鉻含量為12%8GCr15滾動軸承鋼15—鉻含量為15%9W6Mo5Cr4V2高速鋼6—鎢含量為6%102Cr13不銹鋼2一含碳量為0.2%11HT200灰鑄鐵200—最低抗拉強度為200Mpa12QT400-18球墨鑄鐵18—最低伸長率為18%13H68黃銅68—銅含量為65%14LY11硬鋁合金11一序號15YG8鎢鉆類硬質合金8一鉆含量為8%16QBe2青銅合金Q--青銅179SiCr合金工具鋼9--含碳量為0.9%181Cr18Ni9Ti不銹鋼1--含碳量為0.1%1938CrMoAlA合金工具鋼A--沸騰鋼20YT30鎢鉆鈦類硬質合金30—碳化鈦含量為30%成都工業(yè)學院試題答案2013—2014學年第一學期

考試科目：機械工程材料及熱處理（A卷） 考試時間：120分鐘 考試方式：閉卷適用班級:1204011、1204012、1204013、1204014適用班級:一、填空題（每空0.5分，共35分）強度；彈性極限e、屈服極限、抗拉強度體心立方、面心立方、密排六方、面心立方、體心立方、密排六方、固溶體、金屬化合物、固溶體、金屬化合物形核、長大、強度、塑性、韌性加熱、保溫、冷卻，組織、性能。力學性能、加工工藝性能、殘余內應力。普通、表面淬火、表面擴滲A、Vk、馬氏體、A1、低溫、中溫、