工程材料试题1

一、名词解释（15分）1.过冷度2.正火3.奥氏体4.热加工5.调质处理二、碳相图回答下列问题（15分）1.写出Fe-Fe3C相图上①-⑥区的组织组成物，标明A，E，C，S，P，K各点的含碳量：①区：______②区：_____③区：______④区：______⑤区：_______⑥区：______A点：_____E点：_____C点：______S点：_______P点：_______K点：_____2.计算室温下含碳0.6%的钢中珠光体和铁素体各占多少？(共析点含碳量为0.8%)3.说明含碳量1.0%的钢比含碳量为0.5%的钢的硬度高的原因。三、简答（24分）1.在铸造生产中，采用哪些措施获得细晶粒组织？2.说明实际金属晶体缺陷种类及特征。3.石墨的形态对铸铁都有哪些影响？4.常见的热处理方法都有哪些？5.什么是铝合金的固溶处理和强化处理？6.回火的目的是什么，常用的回火操作有哪几种？四、把下列工程材料的类别填在表格里（12分）(1)H68(2)W18Cr4V(3)Q235-A.F(4)1Cr18Ni9Ti(5)GCr15(6)QT600-02(7)45(8)HT200(9)55Si2Mn(10)KTH350-06(11)T10A(12)40Cr(13)20(14)ChSnSb11-6(15)Q235C(16)QSn4-3(17)QAl7(17)08(19)T12(20)Y30(21)HT150(22)35(23)16Mn(24)20Cr五、综合应用题（14分）(1)某机床主轴选用45钢锻造毛坯,要求有良好的综合机械性能且轴径部分要耐磨(HRC50-55),试为其编写简明的工艺路线，并说明各热处理工序的作用。(2)一批45钢小轴因组织不均匀，需采用退火处理。拟采用以下几种退火工艺：①缓慢加热至700℃，经长时间保温后随炉冷至室温；②缓慢加热至840℃，经长时间保温后随炉冷至室温；③缓慢加热至1100℃，经长时间保温后随炉冷至室温；试说明上述三种工艺会导致小轴组织发生何变化？若要得到大小均匀的细小晶粒，选何种工艺最合适？一、填空题（30分，每空1分）1、根据采用的渗碳剂的不同，将渗碳分为__________、__________和__________三种。2、普通灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁及蠕墨铸铁中石墨的形态分别为__________、__________、__________和__________。3、实际金属晶体的缺陷有__________、__________、__________。4、工程中常用的特殊性能钢有_________、_________、_________。5、金属的断裂形式有__________和__________两种。6、按冶炼浇注时脱氧剂与脱氧程度分，碳钢分为_________、_________、_________和_________。7、金属元素在钢中形成的碳化物可分为_________、_________两类。8、常见的金属晶体结构有____________、____________和____________三种。9、合金常见的相图有__________、__________、__________和具有稳定化合物的二元相图。10、感应表面淬火的技术条件主要包括__________、__________及__________。二、选择题（30分，每题2分）1、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2、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3、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4、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5、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6、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7、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8、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9、机械制造中，T10钢常用来制造（）A容器B刀具C轴承D齿轮10、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11、GCrl5SiMn钢的含铬量是：（）A15％B1．5％C0.15％D0.015％12、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13、黄铜是以（）为主加元素的铜合金。A铅B铁C锡D锌14、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15、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D25℃三、名词解释（12分，每题3分）1、加工硬化2、结晶3、稀有金属4、自然时效四、简答题（20分，每题4分）1、简述奥氏体晶粒对钢在室温下组织和性能的影响。2、写出下列牌号数字及文字的含意，Q235-F、KTZ450-06、H68、LF5。例如：HT100：表示灰铸铁，其最低抗拉强度为100MPa。3、轴承钢应满足哪些性能要求？4、试述耐磨钢的耐磨原理。5、简述回火的目的。五综述题（8分）用20CrMnTi制造汽车变速箱齿轮，要求齿面硬度HRC58-60，中心硬度HRC30-45，试写出加工工艺路线，并说明各热处理的作用目的。参考答案：一填空1、固体渗碳液体渗碳气体渗碳2、片状棉絮状球状蠕虫状3、空位间隙原子位错4、不锈钢耐热钢耐磨刚5、脆性断裂延性断裂6、沸腾钢镇静钢连铸坯半镇静钢7、合金渗碳体特殊碳化物8、体心立方晶格面心立方晶格密排六方晶格9、匀晶相图共晶相图包晶相图10、表面硬度有效淬硬深度淬硬区的分布二选择题1C2A3D4C5B6C7A8A9B10A11B12C13D14C15C三名词解释1、答：金属材料随着冷塑变形程度的增大，强度和硬度逐渐升高，塑性和韧性逐渐降低的现象称为加工硬化或冷作硬化。2、答：结晶就是原子由不规则排列状态（液态）过渡到规则排列状态（固态）的过程。3、答：一般是指那些在地壳中含量少、分布稀散、冶炼方法较复杂或研制使用较晚的一大类有色金属。4、答：自然时效是指经过冷、热加工或热处理的金属材料，于室温下发生性能随时间而变化的现象。四简答题（16分，每题4分）1、答：奥氏体晶粒细小时，冷却后转变产物的组织也细小，其强度与塑性韧性都较高，冷脆转变温度也较低；反之，粗大的奥氏体晶粒，冷却转变后仍获得粗晶粒组织，使钢的力学性能（特别是冲击韧性）降低，甚至在淬火时发生变形、开裂。2、答：Q235-F：表示普通碳素结构钢，其屈服强度为235MPa，F表示是沸腾钢。KTZ450-06：表示珠光体基体的可锻铸铁，其表示最低抗拉强度为450MPa，最小伸长率为6%。H68：表示含铜68%的黄铜。LF5：表示防锈铝，其序数号为5。3、答：轴承钢应满足以下性能要求：（1）高的接触疲劳强度和抗压强度；（2）高的硬度和耐磨性；（3）高的弹性极限和一定的冲击韧度；（4）有一定的抗蚀性。4、答：耐磨钢工作时，如受到强烈的冲击、压力和摩擦，则表面因塑性变形会产生强烈的加工硬化，而使表面硬度提高到500€€550HBS，因而获得高的耐磨性，而心部仍保持原来奥氏体所具有的高的塑性与韧性。当旧表面磨损后，新露出的表面又可在冲击与摩擦作用下，获得新的耐磨层。故这种钢具有很高的抗冲击能力与耐磨性，但在一般机器工作条件下，它并不耐磨。5、答：回火的目的是：（1）降低零件脆性，消除或降低内应力；（2）获得所要求的力学性能；（3）稳定尺寸；（4）改善加工性。五综述题（8分）答：加工工艺路线为：下料®锻造®正火®机械粗加工®渗碳+淬火+低温回火®喷丸®磨齿正火处理可使同批毛坯具有相同的硬度（便于切削加工），并使组织细化，均匀；渗碳后表面含碳量提高，保证淬火后得到高的硬度，提高耐磨性和接触疲劳强度；喷丸处理是提高齿轮表层的压力使表层材料强化，提高抗疲劳能力。试题五一．填空1．金属的结晶过程是由转变为的过程，也是由原子的逐步过渡到原子的过程。2．固溶体根据溶质原子在晶格中位置的不同可分为和两类。3．冷变形后的金属被加热，当温度不太高时，金属内部的晶格畸变程度，内应力，这个阶段称为；当加热到较高温度，不但晶格畸变，金属的位错密度，使变形的晶粒逐步变成等轴晶粒，这一过程为。4．奥氏体和渗碳体组成的共晶组织称为，其含碳量为％，当温度低于727℃，转变为珠光体加渗碳体，又称为。5．钢的热处理是通过钢在固态下、和的操作来改变，从而获得所需要的的工艺方法。6．马氏体的转变温度范围是，马氏体的显微组织与含碳量有关，含碳量高的马氏体呈状，含碳量低的马氏体呈状。7．常用淬火冷却介质有、、、和。8．化学热处理都是通过、和三个基本过程完成的。9．常用淬火方法有淬火、淬火、淬火和淬火。10．共析钢的等温转变曲线中，高温转变温度在，转变产物为、和；中温转变温度为，转变产物为和。二．问答题1．高速钢的性能特点是什么？它的成分和热处理又有什么特点？2．灰口铸铁的性能特点是什么？三．解释下列符号所表示的金属材料：65MnT10A50CrVAGCr15CrWMn1Cr18Ni9Ti4Cr14Ni14W2MoZGMn13Q215QT400-17HT3005CrMnMo40MnB20Cr四．判断题：1．金属在固态下都是晶体，而非金属都是非晶体。2．淬透性好的材料，淬硬性一定好。3．珠光体的含碳量为0.77％。4．去应力退火可以细化钢的晶粒。5．高温下进行的塑性变形加工称为热加工。6．纯金属的结晶都是在恒温下进行的。7．金属材料的力学性能都是通过拉伸试验测定的。8．钢的含碳量愈高，淬火加热温度愈高。9．渗碳零件经渗碳后就可以加工使用。10．碳素工具钢都是优质钢或高级优质钢。五．选择填空：1．晶格中原子偏离平衡位置的现象称为A位错B间隙原子C空位原子D晶格畸变2．45钢淬火加热温度应为A900℃B750℃C840℃D700℃3．T12钢淬火以后的组织应为AM+A′BFe3C+M+A′CFe3C+P4．合金固溶强化的原因是A晶格类型发生了变化B晶粒细化C发生了化学反应D晶格畸变5．纯铁在912℃时由γ－Fe转变为α－Fe的这种转变称为A结晶B再结晶C重结晶D凝固6．在Fe－Fe3C相图上，共析线是线。AECF线BACD线CPSK线DES线7．过冷奥氏体是指冷却到温度下尚未转变的奥氏体。AA3BA1CMfDMs8.确定碳钢热处理加热温度的基本依据是AC曲线BFe－Fe3C相图CCCT曲线D钢的Ms线9．马氏体转变是在以下进行的。AA1BMsCMfDA310.化学热处理与其他热处理方法的根本区别是A加热温度B组织变化C钢成分变化D性能变化六、选材：拖拉机重要齿轮Cr2重要螺栓GCr9机车弹簧W18Cr4V碎石机颚板5CrNiMo精密量具CrWMn车床床身HT250中等冲模20Cr热锻模40Cr高速钻头60Si2Mn滚动轴承ZGMn