工程材料试卷及答案

1、什么是金属材料的强度？答：指材料抵抗塑性变形或断裂的能力。2、什么是材料的塑性？答：指在断裂前材料产生永久变形的能力。3、材料的强度常用什么指标来衡量？答：用屈服点（σs)和抗拉强度(σb)4、材料的塑性用什么指标来衡量？答：用伸长率（δ)和断面收缩率（ψ)。5、材料的强度与塑性如何测定（检验)？答：用受测材料按标准制成拉伸试样，然后将试样装在拉伸试验机上进行拉伸试验可测定。6、什么是材料的硬度？，答：材料抵抗局部变形特别是塑性变形、压痕或划痕能力7、什么是材料的冲击韧性？答：材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力。8、材料的强度如何影响零件的结构尺寸？答：材料的强度（屈服点)越高，允许的工作应力也越高，则零件的截面尺寸及自身质量就可减少9、材料的强度、硬度、塑性、韧性如何影响切削力？答：它们越高，则切削力越大。10、材料塑性、韧性如何影响加工质量？答：它们越高，已加工表面越粗糙。11、材料硬度与塑性怎样时，好切削？答：材料的硬度为160~230HB范围内且有足够的脆性时切削性好。12、常用的硬度试验法有哪几种？答：三种，分别为布氏、洛氏与维氏硬度。.13、淬火钢用什么方法测定硬度？答：用洛氏硬度（HRC)14、锉刀、锯片硬度约为多少？答：60~64HRC。15、45钢调质或淬火的硬度一般为多少？答：调质时一般为200-350HBS或25-35HRC；淬火时可达40-45HRC。16、材料牌号45的含义是什么？答：表示优质碳素结构钢，其平均含碳量为0.45%。17、材料牌号65Mn的含义是什么？答：表示较高含锰优质碳素结构钢，其平均含碳量为0.65%。18、材料牌号T10A的含义是什么？答：表示高级碳素工具钢，其平均含碳量为1.0%19、材料牌号40Cr的含义是什么？答：表示合金结构钢，其平均含碳量为0.40%，主要合金元素铬的含量小于1.5%。20、45钢按材料的质量、用途或含碳量各属于什么钢？答：分别属于优质钢、结构钢、中碳钢21、轴类零件常用什么材料？答：中碳钢（如45)、中碳合金钢（如40Cr等)。22、箱体类零件常用什么材料？答：灰铸铁（如HT200、HT250等)。23、齿轮类零件常用什么材料？答：中碳钢（如45)、中碳合金钢（如40Cr)；低碳渗碳钢（如20Cr等)24、什么叫钢的热处理？答：通过钢在固态下的加热、保温和冷却，使其获得所需的组织与性能的一种工艺方法。25、钢热处理的目的什么？答：改善材料的加工工艺性能；充分发挥钢材的潜力，提高其使用性能，节约成本，延长工件的使用寿命26、钢热处理有主要哪些方法？答：正火、退火、淬火、回火和表面热处理等。27、钢材料切削时易粘刀、工件已加工表面粗糙，这材料可能存在什么的问题？可采用什么热处理方法解决？答：有可能是材料的硬度太低而塑性大。用正火热处理28、切削时刀具磨损快甚至易断刀，这材料可能存在什么的问题？可采用什么热处理方法解决？答：有可能是材料的硬度太高。用退火热处理。29、零件安排调质处理目的什么？答：使其获得强度、硬度、塑性和韧性都较好的综合力学性能。30、什么叫调质处理？答：淬火加高温回火复合的热处理工艺31、什么零件一般要进行调质处理？PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建答：轴、齿轮、连杆、轴套类等零件。32、什么材料适合调质处理？答：中碳、中碳合金钢。33、在机械加工工艺过程，调质处理一般安排在什么位置？答：工件粗加工后，半精加工前。34、什么零件需要进行淬火、回火处理？答：要求高硬度与高耐磨的零件。如刀具、量具、工具等。35、、在机械加工工艺过程，淬火、回火处理一般安排在什么位置？答：工件半精加工后，精加工前。36、淬火处理的目的是什么？答：强化金属，使零件获得高硬度与高耐磨。37、什么零件需要进行表面热处理？答：要求其表面有高硬度与高耐磨而心部有足够强度与韧性零件。（如齿轮的齿面等)38、轴类零件一般需要哪些热处理？答：调质、表面淬火等热处理工序。39、齿轮类零件一般需要哪些热处理？答：调质、表面淬火、渗碳等热处理工序。40、箱体类零件一般需要哪些热处理？答：有自然时效或人工时效等热处理，目的是消除铸造或加工中产生的内应力。41、含碳量对钢的性能有什么影响？答：随着含碳量的增加，钢的强度、硬度提高，而塑性、韧性下降。42、钢按含碳量来分，可分哪三类？答：可分低碳、中碳、高碳钢。43、低碳钢主要性能与用途是什么？答：它塑性好，但强度低，主要用来作冷冲压件、焊接件等要求塑性好而强度不高零件。44、中碳钢的主要性能与用途是什么？答：经调质后具较高强度，又具较好的塑性和韧性。主要用来制造齿轮、轴类、连杆、套筒等零件45、什么叫碳钢？答：是含碳量在0.0218%~2.11%的铁碳合金。46、什么叫合金钢？答：在碳钢的基础，为改善其性能，在冶炼时有目的地加入一种或数种的合金元素的钢。47、写出纯铁的同素异构转变式。判断题1、在相同的回火温度下，合金钢比同样含碳量的碳素钢具有更高的硬度（√)2、低合金钢是指含碳量低于0.25%的合金钢。（×)3、3Cr2W8V钢的平均含碳量为0.3%，所以它是合金结构钢。（×)4、合金钢只有经过热处理，才能显著提高其力学性能。（√)5、GCr15钢是滚动轴承钢，但又可制造量具、刀具和冷冲模具等。（√)6、不锈钢中含碳量越高，其耐腐蚀性越好。（×)7、滚动轴承钢是高碳钢。（√)8、合金渗碳钢都是低碳钢。（√)9、淬火加热高温回火处理称为调质处理.处理后具有综合机械性能好的特点。（√)10、钢中合金元素含量越多,则淬火后钢的硬度越高。（×)11、材料的屈服点越低，则允许的工作应力越高。（×)12、一般说来，晶粒越粗大，金属的力学性能就越差。（√)13、碳在γ-Fe中的溶解度比在α-Fe中的溶解度大。（√)14、奥氏体向铁素体的转变是铁发生同素异构转变的结果。（√)15、锰、硅在碳钢中都是有益元素，适当地增加其含量，能提高钢的强度。(√)16、在相同的回火温度下，合金钢比同样含碳量的碳素钢具有更高的硬度。(√)17、硬质合金中，碳化物含量越高，钴含量越低，则其强度及韧性越高。(×)18、渗碳后，由于工件表面含碳量提高，所以不需要淬火即可获得高硬度和高耐磨性。（×)19、钢材锻造的温度范围必PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建相图的单相奥氏体区域。（√)20、碳素工具钢都是优质或高级优质钢。（√)简答及应用题：1、生产中细化晶粒的常用方法有哪几种？为什么要细化晶粒答：生产中常用的细化晶粒方法有增加过冷度、变质处理和振动处理三种，因为细晶粒的金属具有较高的强度和韧性，所以要细化晶粒。2、什么是退火？退火的目的有哪些？2、答：是将钢加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却（一般随炉冷却)的热处理工艺。退火的目的是：（1)降低钢的硬度，提高塑性，以利于切削加工及冷变形加工。（2)细化晶粒，均匀钢的组织及成分。改善钢的性能或为以后的热处理作准备。（3)消除钢中的残余内应力，防止变形和开裂。3、试说明随着钢中碳含量的增加，其室温平衡组织的变化规律；其力学性能变化的规律；即当碳含量≤1％时，随碳含量的增加钢的强度、硬度、塑性、韧性变化的规律；当碳含量≥1％时，随碳含量的增加，钢的强度、硬度变化的规律，其原因是什么。、随着钢中碳含量的增加，其室温平衡组织的变化规律为P+F→P→P+Fe3CⅡ,其力学性能变化的规律为：当碳含量≤1％时，随碳含量的增加，钢的强度、硬度提高，塑性、韧性下降；当碳含量≥1％时，随碳含量的增加，钢的强度降低、而硬度提高，其原因是由于钢中的网状Fe3CⅡ量增多的缘故所致4、从仓库找出一根积压的钢材，经金相分析后发现其组织为珠光体加铁素体，其中铁素体占80℅，问此钢材的含碳量大约是多少?4、从仓库找出一根积压的钢材，经金相分析后发现其组织为珠光体加铁素体，其中铁素体占80℅，问此钢材的含碳量大约是多少?解：因为80%(Wc-0)=20%(0.77-Wc)所以Wc=答：该钢材的含碳量为15%（为15钢5、对某碳钢进行金相分析，发现其组织为珠光体+网状渗碳体，其中珠光体占93℅。问此钢含碳大约是多少?因为93%(Wc-0.77)=7%(6.69-Wc)93%7%0.776.69所以Wc=1.18%（为T12钢)答：该钢材的含碳量为1.18%（为T12钢)6、有一批Wc=0.45℅的碳钢齿轮，其制造工艺为：圆钢下料→锻造→退火→车削加工→淬火→回火→铣齿→表面淬火。说明各热处理工序的名称和作用。6、答：(1)退火：完全退火；降低HBS，提高切削加工性能，细化晶粒，均匀组织。(2)淬火+回火：调质；提高综合性能。(3)齿面淬火：表面淬火；提高HRC和耐磨性。7、用T12钢制造锉刀，工艺路线如下：锻造--热处理--机加工--热处理--精加工。试写出各热处理工序的名称及其作用。7、答：（1)在锻造后机加工前进行球化退火；作用在于降低硬度，改善切削加工性，并为以后淬火作好准备。（2)在机加工后精加工前进行淬火、低温回火；目的是通过淬火提高材料的硬度和耐磨性，通过低温回火降低材料中残余应力和脆性，保持钢在淬火后所得到的高硬度和耐磨性。8、某柴油机凸轮轴，要求凸轮表面有高的硬度(HRC50),而心部具有良好的韧性(Ak40J).原来用Wc=0.45℅的碳钢调质，再在凸轮表面进行高频淬火，最后低温回火。现因库存钢材用完，拟用Wc=0.15℅的碳钢代替。试说明：(1)原Wc=0.45℅钢的各热处理工序的作用。(2)改用Wc=0.15℅钢后，仍按原热处理工序进行，能否满足性能要求?为什么?(3)PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建=0.15℅钢后，采用何种热处理工艺能达到所要求的性能?8、答：(1)调质：提高心部综合力学性能；高频淬火+低温回火：提高HRC、耐磨性，降低脆性，保证要求的硬度值。(2)不能。因为含碳量为0.15℅淬不硬，表面硬度不足，耐磨性不够。(3)渗碳+淬火+低温回火上篇:机械工程材料1下篇:世界上唯独骗不了的，是自己的心。一、填空题（共30分，每空1分）1．F和A分别是碳在α-Fe、γ-Fe中所形成的间隙固溶体。2．液态金属结晶时常用的细化晶粒的方法有增加过冷度、加变质剂、增加液体的流动。3.加热是钢进行热处理的第一步，其目的是使钢获得奥氏体组织。4．在Fe-Fe3C相图中，钢与铸铁分界点的含碳量为2.11%。5．完全退火主要用于亚共析钢，其加热温度为：Ac3+（30～50）℃。6．1Cr18Ni9Ti是不锈钢，其碳的质量分数是0.1%。7.QT600-03中的“600”的含义是：σb≥600MPa。8．T8MnA是碳素工具钢，其中“A”的含义是高级优质。9．40Cr是合金结构钢，其Cr的主要作用是提高淬透性、强化铁素体。10．调质件应选中碳成分的钢，渗碳件应选低碳成分的钢。11．化学热处理的基本过程包括：化学介质分解出渗入元素的活性原子，活性原子被工件表面吸附，原子由表层向内扩散形成渗层。12．按冷却方式的不同，淬火可分为单介质淬火、双介质淬火、等温淬火、分级淬火等。13．60钢（Ac1≈727℃，Ac3≈766℃）退火小试样经700℃、740℃、800℃加热保温，并在水中冷却得到的组织分别是：P+F，F+M+Ar，M+Ar。14．金属的冷加工与热加工是按再结晶温度来划分的。15．制造形状简单、小型、耐磨性要求较高的热固性塑料模具应选用T10钢，而制造形状复杂的大、中型精密塑料模具应选用3Cr2Mo钢。（请从45、T10、3Cr2Mo、Q235A中选择）二．判断题（共10分，Y、碳钢在室温下的相组成物是铁素体和渗碳体。1．N、铁碳合金平衡结晶时，只有成分为0.77%的共析钢才能发生共析反应。2．N、在1100℃，含碳0.4%的钢不能进行锻造，含碳4.0%的铸铁能进行锻造。3．Y细晶强化能同时提高钢的强度和韧性。4．N碳的质量分数对碳钢力学性