机械工程材料练习题

三、选择题（共25分，每小题1分）1.40钢钢锭在1000℃左右轧制，有时会发生开裂，最可能的原因是()A.温度过低；B.温度过高；C.钢锭含磷量过高；D.钢锭含硫量过高2.下列碳钢中，淬透性最高的是()A.20钢；B.40钢；C.T8钢；D.T12钢3.Ni在1Cr18Ni9Ti钢中的主要作用是()A.提高淬透性；B.固溶强化；C.扩大Fe-Fe3C相图中的γ相区；D.细化晶粒；4.W18Cr4V钢锻造后，在机械加工之前应进行()A.完全退火；B.球化退火；C.去应力退火；D.再结晶退火5.下列材料中，最适合制造机床床身的是()A.40钢；B.T12钢；C.HT300；D.KTH300-066.下列材料中，最适合制造气轮机叶片的是A.1Cr13钢；B.1Cr17钢；C.3Cr13钢；D.4Cr13钢7.下列材料中，最适合制造飞机蒙皮的是()A.ZAlSi12；B.2A50(旧牌号LD5)；C.ZAlMg10；D.2A12(旧牌号LY12)8.下列材料中，最适合制造盛放氢氟酸容器的是()A.1Cr17；B.1Cr18Ni9Ti；C.聚四氟乙烯；D.SiO29.下列材料中，最适合制造汽车板弹簧的是()A.60Si2Mn；B.5CrNiMo；C.Cr12MoV；D.GCr1510.下列材料中，最适合制造汽车火花塞绝缘体的是()A.Al2O3；B.聚苯乙烯；C.聚丙烯；D.饱和聚酯11.铜只有通过冷加工并经随后加热才能使晶粒细化，而铁则不需冷加工，只需加热到一定温度即使晶粒细化，其原因是()A.铁总是存在加工硬化，而铜没有；B.铜有加工硬化现象，而铁没有；C.铁在固态下有同素异构转变；而铜没有D.铁和铜的再结晶温度不同12.常用不锈钢有铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢和()A.铁素体-奥氏体不锈钢；B.马氏体-奥氏体不锈钢；C.莱氏体不锈钢；D.贝氏体不锈钢13.以下哪种铸铁的断口呈灰黑色？()A.马口铁；B.白口铸铁；C.麻口铸铁；D.灰铸铁14.用于制造渗碳零件的钢称为()。A.结构钢；B.合金钢；C.渗碳钢；D.工具钢15.马氏体组织有两种形态()。A.板条、树状；B.板条、针状；C.树状、针状；D.索状、树状16.实际生产中，金属冷却时()。A.理论结晶温度总是低于实际结晶温度；B.理论结晶温度总是等于实际结晶温度；C.理论结晶温度总是大于实际结晶温度；D.实际结晶温度和理论结晶温度没有关系17.零件渗碳后，一般需经过()才能达到表面硬度高而且耐磨的目的。A.淬火+低温回火；B.正火；C.调质；D.淬火+高温回火18.C曲线右移使淬火临界冷却速度()，淬透性()。A.减小、增大；B.减小、减小；C.增大、减小；D.增大、增大19.机械制造中，T10钢常用来制造()。A.容器；B.刀具；C.轴承；D.齿轮20.钢经表面淬火后将获得()。A.一定深度的马氏体；B.全部马氏体；C.下贝氏体；D.上贝氏体21.GCrl5SiMn钢的含铬量是：()A.15％；B.1．5％；C.0.15％；D.0.015％22.铅在常温下的变形属：()A.冷变形；B.弹性变形；C.热变形；D.既有冷变形也有热变形23、黄铜是以（）为主加元素的铜合金。A.铅B.铁C.锡D.锌24、在Fe-Fe3C和图中，奥氏体冷却到ES线时开始析出（）。A.铁素体B.珠光体C.二次渗碳体D.莱氏体25、从金属学的观点来看，冷加工和热加工是以（）温度为界限区分的。A.结晶B.再结晶C.相变D.25℃四、判断题（共10分，每小题1分）1.回火托氏体和托氏体皆由铁素体和渗碳体两个相构成，因而其性能相同。()2.冷却速度越快，钢的淬透性越高。()3.钢的淬透性越高，产生焊接裂纹的倾向越大。()4.铝合金也可以象钢那样通过淬火明显提高其硬度。()5.所有强化金属的手段，都在提高强度的同时降低了韧性。()6.可锻铸铁中的团絮状石墨是浇注球墨铸铁时石墨球化不良的结果。()7.一定加热温度下，奥氏体晶粒长大倾向小的钢称为本质细晶粒钢。()8.所谓过量弹性变形，是指零件发生了塑性变形。()9.铝极易氧化，故铝制品的抗氧化失效能力极差。()10.弹簧钢淬火后采用中温回火是想提高钢的弹性模量。()五、简答题（共30分，每题10分）1.简述奥氏体晶粒对钢在室温下组织和性能的影响。2.简述回火的目的。3.何谓碳钢中的铁素体、渗碳体、珠光体？他们的力学性能各有何特点？三、判断题：1０×2＝２0分1.(×)钢的淬透性主要取决于冷却速度。2.(√)实际的金属晶体都呈各向异性。3.(×)加工硬化、固溶强化均使材料强度、硬度显著提高，塑性、韧性明显降低，故可认为它们有相同的强化机理。4.(√)金属材料、陶瓷材料和高分子材料的本质区别在于它们的化学键不同。5.(√)材料的强度、硬度越高，其塑性、韧性越差。6.(√)调质和正火两种热处理工艺所获得的组织分别为回火索氏体和索氏体，它们的区别在于碳化物的形态差异。7.(×)铝合金人工时效比自然时效所获得的硬度高，且效率也高，因此多数情况下采用人工时效。8．(×)硬质合金可用做刀具材料，模具材料和量具材料。9．(×)在热处理中变形和开裂都是不可避免的。10．(√)球墨铸铁是铸铁中力学性能最好的。3、钢按化学成分可分为哪几类？钢按化学成分可分为碳素钢和合金钢两大类。其中，碳素钢按含碳量的多少分低碳钢、中碳钢、高碳钢；合金钢按合金元素种类分锰钢、铬钢、硼钢、铬镍钢、硅锰钢，按合金元素含量的多少分低合金钢、中合金钢、高合金钢。4、灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、蠕墨铸铁在组织上的根本区别是什么？四种材料的在组织上的根本区别是铸铁中的石墨的形态不同（形状、大小、数量、分布等），灰铸铁的石墨是片状，球墨铸铁的石墨是球状，可锻铸铁的石墨是团状，蠕墨铸铁的石墨是虫状。5、硬质合金的主要组成是什么？常用硬质合金分哪几类？各有何主要应用？硬质合金的主要组成是难熔金属碳化物和粘结金属。常用硬质合金分为钨钴类硬质合金(代号YG)和钨钴钛类硬质合金(代号YT)两种。YG合金多用于加工产生断续切屑的的脆性材料(如铸铁)，YT合金多用于加工产生连续切屑的韧性材料，特别是高速切削钢件。4－9用下列三种方法制造齿轮，哪一种比较理想？为什么？（1）用厚钢板切出圆饼，再加工成齿轮；（2）由粗钢棒切下圆饼，再加工成齿轮；（3）由圆棒锻成圆饼，再加工成齿轮。答：齿轮的材料、加工与加工工艺有一定的原则，同时也要根据实际情况具体而定，总的原则是满足使用要求；加工便当；性价比最佳。对齿轮而言，要看是干什么用的齿轮，对于精度要求不高的，使用频率不高，强度也没什么要求的，方法1、2都可以，用方法3反倒是画蛇添足了。对于精密传动齿轮和高速运转齿轮及对强度和可靠性要求高的齿轮，方法3就是合理的。经过锻造的齿坯，金属内部晶粒更加细化，内应力均匀，材料的杂质更少，相对材料的强度也有所提高，经过锻造的毛坯加工的齿轮精度稳定，强度更好。4－10用一冷拔钢丝绳吊装一大型工件入炉，并随工件一起加热到1000℃，保温后再次吊装工件时钢丝绳发生断裂，试分析原因？答：由于冷拔钢丝在生产过程中受到挤压作用产生了加工硬化使钢丝本身具有一定的强度和硬度，那么再吊重物时才有足够的强度，当将钢丝绳和工件放置在1000℃炉内进行加热和保温后，等于对钢丝绳进行了回复和再结晶处理，所以使钢丝绳的性能大大下降，所以再吊重物时发生断裂。4－11在室温下对铅板进行弯折，越弯越硬，而稍隔一段时间再行弯折，铅板又像最初一样柔软这是什么原因？答：铅板在室温下的加工属于热加工，加工硬化的同时伴随回复和再结晶过程。越弯越硬是由于位错大量增加而引起的加工硬化造成，而过一段时间又会变软是因为室温对于铅已经是再结晶温度以上，所以伴随着回复和再结晶过程，等轴的没有变形晶粒取代了变形晶粒，硬度和塑性又恢复到了未变形之前。5－5某仓库中积压了许多退火状态的碳钢，由于钢材混杂不知其化学成分，现找出一根，经金相分析后发现组织为珠光体和铁素体，其中珠光体占75％。问此钢的碳含量大约为多少？答：＝P%·0.77%＝75％×0.77％＝0.5775％5－6现有形状、尺寸完全相同的四块平衡状态的铁碳合金，它们的碳含量分别为Wc=0.2%，Wc=0.4%，Wc=1.2，Wc=3.5%的合金。根据你所学的知识，可有哪些方法区别它们？答：测量四块合金的硬度，其硬度随含碳量增加而升高。观察四块合金的金相，0.2%和0.4%的合金均为亚共析钢，其组织为珠光体+铁素体，珠光体的量随含碳量增加而增加；1.2%的合金为过共析钢，其组织为珠光体+二次渗碳体；3.5%的合金为亚共晶白口铁，其组织为珠光体+二次渗碳体+低温莱氏体。观察四块合金与砂轮磨出的火花，随着含碳量的增加，流线数量和爆花数量都急剧增多，碳含量超过0.8%以后，增多的趋势逐渐缓和。5－7根据铁碳相图解释下列现象：1)含碳量1.0%的钢比含碳量0.5%的钢硬度高；2)在室温平衡状态下，含碳量为0.8%的钢比含碳量为1.2%的钢强度高；3)室温下莱氏体比珠光体塑性差；答：1)含碳量1.0%的钢比含碳量0.5%的钢硬度高；钢由较软的铁素体和较硬的渗碳体组成，随着含碳量的提高，钢中渗碳体的量提高，因此硬度提高。2)在室温平衡状态下，含碳量为0.8%的钢比含碳量为1.2%的钢强度高；钢的强度是典型的对组织敏感的性能指标，细密相间的两相组织珠光体具有较高的强度，因此提高珠光体的比例可改善钢的强度，而连续分布在原奥氏体晶界上的二次渗碳体将降低钢的强度。0.8%的钢中珠光体的比例高于1.2%的钢，同时1.2%的钢含有更多的二次渗碳体，故0.8%的钢比1.2%的钢强度高。3)室温下莱氏体比珠光体塑性差；室温下莱氏体Fe3C+P，即珠光体分布渗碳体相的基底上，而渗碳体基底的脆性极大，莱氏体表现为脆性的，几乎不能塑性变形。6－7甲，乙两厂生产同一批零件，材料均选45钢，硬度要求为220~2250HBW。甲厂采用正火，乙厂采用调质，都达到硬度要求。试分析甲，乙两厂产品的组织和性能的差别。答：甲厂采用正火：获得细珠光体，正火消除中碳钢经热加工后产生的组织缺陷，塑性基本不降低。乙厂采用调质：获得回火索氏体，强度、硬度、耐磨性降低。大幅度提高了塑性、韧性，得到较好的综合力学性能的钢。6-9仓库中有45钢、38CrMoAlA钢和20CrMnTi钢，它们都可以用来制造齿轮，为了满足齿轮的使用要求，问各应进行何种热处理？并比较它们经热处理后在组织和性能上的不同。答:(1)45钢：先调质，感应加热表面淬火＋低温回火组织：表层M回,心部S回(2)38CrMoAlA：先调质，后氮化组织：表层氮化组织，心部S回(3)20CrMnTi：渗碳，淬火＋低温回火组织：M回＋少量AR,心部F＋P6-10某一用45钢制造的零件，其加工路线如下：备料→锻造→正火→粗机械加工→调质→精机械加工→高频感应加热淬火＋低温回火→磨削，请说明各热处理工序的目的及热处理后的组织。答：正火目的:消除锻造应力,改善切削加工性,同时均匀组织,细化晶粒,为后续热处理作组织准备。组织:晶粒均匀细小的F和S。调质目的:提高塑性、韧性,使零件获得较好的综合力学性能。组织:S回。高频感应加热淬火目的:提高工件表面的硬度和耐磨性,而心部仍保持良好的塑性和韧性。低温回火目的:降低内应力和脆性。表层组织:M回，心部组织：S回。7－8试比较T9、9SiCr、W6Mo5Cr4V2作为切削刀具材料的热处理、力学性能特点及适用范围，并由此得出一般性结论。答：T9的热处理：淬火＋低温回火。力学性能：硬度高，韧性中等，无热硬性，综合力学性能欠佳。适用范围：用于尺寸不大，形状简单，要求不高的低速切削工具。9SiCr热处理：淬火＋低温回火。力学性能：硬度和耐磨性良好，，无热硬性，综合力学性能优于T9。适用范围：用于制造尺寸较大，形状复杂，受力要求较高，切削速度不高的刀具。7－16为什么铸造生产中，化学成分如具有三低（碳、硅、锰的含量低）一高（硫含量高）特点的铸铁易形成白口？而在同一铸铁中，往往在其表面或薄壁处易形成白口？答：在铸