工程材料试题及答案

工程材料部分试题第1页共7页2010年6月9日Liujingwei1工程材料一、判断1、合金渗碳钢经最终热处理后的组织全部是回火马氏体。（×）2、热加工与冷加工的主要区别在于是否有加工强化现象产生。（×）3、铸铁是含碳量小于2.11%的铁碳合金。（×）4、二元共晶相图是指合金两组元在液态和固态均能无限互溶所构成的相图。（×）5、感应加热表面淬火一般只改变钢件表面层的组织，而不改变心部组织。（√）6、一个合金的室温组织为α+β11+（α+β），则它由三相组成。（×）7、将金属加热到再结晶温度以上时，金属将发生回复、再结晶及晶粒长大等变化。（√）8、金属在塑性变形后产生的纤维组织能使金属具有各向异性。（√）9、碳钢的塑性和强度都随着含碳量的增加而降低。（×）10、金属的再结晶转变，也要经历形核与晶核长大的过程。（√）二、选择适宜材料并说明常用的热处理方法（30分）三、（20分）车床主轴要求轴颈部位硬度为HRC54—58，其余地方为HRC20—25，其加工路线为：下料锻造正火机加工调质机加工（精）轴颈表面淬火低温回火磨加工指出：1、主轴应用的材料：45钢2、正火的目的和大致热处理工艺细化晶粒，消除应力；加热到Ac3＋50℃保温一段名称候选材料选用材料热处理方法最终组织机床床身T10A,KTZ450-06,HT200HT200时效P＋F＋G片汽车后桥齿轮40Cr,20CrMnTi,60Si2Mn20CrMnTi渗碳＋淬火＋低温回火表面Cm＋M＋A’心部F＋M滚动轴承GCr15,Cr12,QT600-2GCr15球化退火＋淬火＋低温回火Cm＋M＋A’锉刀9SiCr,T12,W18Cr4VT12球化退火＋淬火＋低温回火Cm＋M＋A’汽车板簧45,60Si2Mn,T1060Si2Mn淬火＋中温回火T回钻头W18Cr4V，65Mn,20W18Cr4V淬火＋低温回火Cm＋M＋A’桥梁1Cr13,16Mn,Q19516Mn,不热处理F＋P滑动轴承H70,ZSnSb11Cu6,T8ZSnSb11Cu6不热处理a+SnSb耐酸容器Q235,1Cr18Ni9Ti,ZGMn131Cr18Ni9Ti固溶处理A发动机曲轴QT600-3,45,ZL101QT600-3等温淬火＋高温回火S回＋G球工程材料部分试题第2页共7页2010年6月9日Liujingwei2时间空冷3、调质目的和大致热处理工艺强度硬度塑性韧性达到良好配合淬火＋高温回火4、表面淬火目的提高轴颈表面硬度5．低温回火目的和轴颈表面和心部组织。去除表面淬火热应力，表面M＋A’心部S回四、选择填空（20分）1、合金元素对奥氏体晶粒长大的影响是（d）（a）均强烈阻止奥氏体晶粒长大（b）均强烈促进奥氏体晶粒长大（c）无影响（d）上述说法都不全面2、适合制造渗碳零件的钢有（c）。（a）16Mn、15、20Cr、1Cr13、12Cr2Ni4A（b）45、40Cr、65Mn、T12（c）15、20Cr、18Cr2Ni4WA、20CrMnTi3、要制造直径16mm的螺栓，要求整个截面上具有良好的综合机械性能，应选用（c）（a）45钢经正火处理（b）60Si2Mn经淬火和中温回火（c）40Cr钢经调质处理4、制造手用锯条应当选用（a）（a）T12钢经淬火和低温回火（b）Cr12Mo钢经淬火和低温回火（c）65钢淬火后中温回火5、高速钢的红硬性取决于（b）（a）马氏体的多少（b）淬火加热时溶入奥氏体中的合金元素的量（c）钢中的碳含量6、汽车、拖拉机的齿轮要求表面高耐磨性，中心有良好的强韧性，应选用（c）（a）60钢渗碳淬火后低温回火（b）40Cr淬火后高温回火（c）20CrMnTi渗碳淬火后低温回火7、65、65Mn、50CrV等属于哪类钢，其热处理特点是（c）（a）工具钢，淬火+低温回火（b）轴承钢，渗碳+淬火+低温回火（c）弹簧钢，淬火+中温回火8、二次硬化属于（d）（a）固溶强化（b）细晶强化（c）位错强化（d）第二相强化9、1Cr18Ni9Ti奥氏体型不锈钢，进行固溶处理的目的是（b）（a）获得单一的马氏体组织，提高硬度和耐磨性（b）获得单一的奥氏体组织，提高抗腐蚀性，防止晶间腐蚀（c）降低硬度，便于切削加工10、推土机铲和坦克履带板受到严重的磨损及强烈冲击，应选择用（b）（a）20Cr渗碳淬火后低温回火（b）ZGMn13—3经水韧处理（c）W18Cr4V淬火后低温回火11、位错是一种。（①）①线缺陷②点缺陷③面缺陷12、纯铁在850℃时为晶格。（①）①体心立方②面心立方③密排六方13、有些金属在固态下会发生晶体结构的变化，这种变化可以称为。(③)①等温转变②变温转变③同素异构转变14、共析钢过冷奥氏体在连续冷却时，有如下转变。(②)①只有贝氏体和马氏体转变，而没有珠光体型转变②只有珠光体型和马氏体转变，而没有贝氏体转变③只有珠光体型和贝氏体转变，而没有马氏体转变工程材料部分试题第3页共7页2010年6月9日Liujingwei315、当晶格常数相同时，面心立方晶格比体心立方晶格的致密度。(②)①小②大③相等16、具有匀晶相图的合金在固态时的相结构属于。(②)①化合物②固溶体③以上都不是17、密排六方晶胞的原子数为。（②）①2②6③418、弹簧及一些要求具有较高屈服极限的热作模具等，常采用热处理工艺是。（②）①淬火+低温回火②淬火+中温回火③表面淬火19、亚共析钢中，随着含碳量的增加，C曲线的位置：(①)①右移②左移③不变。20、在室温平衡状态下，当钢的含碳量超过0.9%后，钢中渗碳体的形态主要是。(③)①粒状②片状③网状21、属于体心立方晶格的金属有。（②）①α-Fe,铝②α-Fe,铬③γ-Fe,铝22、工程结构件中应用最多的钢种是。(①)①碳素结构钢②不锈钢③碳素工具钢23、奥氏体是碳溶解在中所形成的间隙固溶体。（②）①α-Fe②γ-Fe③δ-Fe24、可逆回火脆性的温度范围是。（④）①150℃～200℃②250℃～400℃③400℃～550℃25、完全退火主要用于。（①）①亚共析钢②共析钢③过共析钢26、退火是将工件加热到一定温度，保温一段时间，然后采用的冷却方式是。（①）①随炉冷却②在油中冷却③在空气中冷却27、马氏体转变是在以下进行的。（②）①A1②Ms③Mf28、珠光体是一种。（③）①固溶体②金属化合物③机械混合物29、在测量工件的表面层硬度时，常用的硬度测试方法的表示符号是。（③）①HB②HR③HV30、表示金属材料弹性极限的符号是。（①）①σe②σs③σb31、在晶体缺陷中，属于面缺陷的有。（③）①间隙原子②位错③晶界32、建立相图时采用的冷却速应为。（③）①快速②中速③极缓慢33、在发生共晶转变L→α+β时，L、α、β三相的成分为。（②）①相同②确定不变③不断变化34、对板料进行多次拉伸时，为了消除形变强化，中途应进行。（②）①完全退火②再结晶退火③正火35、正火是将工件加热到一定温度，保温一段时间，然后采用的冷却方式是。（③）①随炉冷却②在油中冷却③在空气中冷却36、合金固溶强化的基本原因是。（②）①晶粒变细②晶格发生畸变③晶格类型发生了改变工程材料部分试题第4页共7页2010年6月9日Liujingwei437、大多数合金元素均在不同程度上有细化晶粒的作用，其中细化晶粒作用最为显著的有。（③）①Mn,P②Mn,Ti③Ti,V38、分级淬火的目的是。（②）①使工件在介质停留期间完成组织转变②使工件内外温差较为均匀并减小工件与介质间的温差③使奥氏体成分趋于均匀39、一个合金的室温组织为α+二次β+(α+β)，它由组成。（①)①二相②三相③四相40、制造普通螺母的钢应选用。（①）①Q235②65Mn③T1241、渗碳体的性能特点是。（②）①强度和硬度不高，塑性良好②硬度高，极脆，塑性几乎等于零③强度较高，硬度适中，有一定的塑性42、一个理想的淬火冷却介质应具有的冷却特性是。（②）①在约550℃以上高温区冷速应尽可能缓慢，在低于约250℃的低温区应具有足够快的冷速②在约550℃以上高温区冷速应具有足够快的冷速，在低于约250℃的低温区应尽可能缓慢③从高温至低温一直保持足够快的冷却速度43、将变形金属加热发生再结晶转变时。（②）①只有晶格类型发生变化②只有晶粒大小、形状发生变化③晶格类型、晶粒大小、形状都发生变化44、挖掘机铲齿、坦克和拖拉机履带宜采用。（③）①可锻铸铁②球墨铸铁③高锰钢ZGMn1345、除元素外，其它合金元素溶于奥氏体后，均能增加过冷奥氏体的稳定性。（①）①Co②Cr③Mn46、属于体心立方晶格的金属有。（②）①α-Fe、铝②α-Fe、铬③γ-Fe、铝47、每个体心立方晶胞中包含有个原子。（②）①1②2③348、在以下晶体中，滑移系数目最多的晶格类型是。(②)①密排六方②体心立方③简单立方49、欲要提高18－8型铬镍不锈钢的强度，主要是通过。（③）①时效强化方法②固溶强化方法③冷加工硬化方法50、在Fe-Fe3C相图中，共析线也称为。（①）①A1线②ECF线③Acm线五、简答题（共20分）1、晶体有那些特性？（4分）答：1）一般具有规则的外形。（1分）；2）有固定的熔点。（1分）；3）有各向异性。（1分）；4）解理性。（1分）2、陶瓷材料的主要性能特点是什么？（5分）工程材料部分试题第5页共7页2010年6月9日Liujingwei5答：陶瓷材料性能特点：具有不可燃烧性；（1分）、高耐热性、高化学稳定性；（1分）不老化性；（1分）、高的硬度和良好的抗压能力；（1分），但脆性很高，温度急变抗力很低。3、简述珠光体、索氏体、屈氏体三者的异同点。(5分)答：珠光体、索氏体、屈氏体都是铁素体与渗碳体片层交替的机械混合物。（2分）不同的是片层间距由宽到细，强度、硬度由低变高。（3分）4、铁碳合金中基本相是那些？其机械性能如何？(6分)答：基本相有：铁素体、奥氏体、渗碳体。铁素体强度和硬度不高，但具有良好的塑性和韧性；奥氏体的硬度较低而塑性较高，易于锻压成型；渗碳体硬度很高而塑性和韧性几乎为零，脆性大。5、金属结晶的基本规律是什么？晶核的形成率和成长率受到哪些因素的影响？《P16》答：结晶的基本过程——晶核形成与晶核长大结晶时的冷却速度（即过冷度）随着过冷度的增大，晶核的形成率和成长率都增大，但形成率的增长比成长率的增长快，同时液体金属中难熔杂质以及振动和搅拌的方法也会增大形核率6、手锯锯条、普通螺钉、车床主轴分别用何种碳钢制造？答：手锯锯条：它要求有较高的硬度和耐磨性，因此用碳素工具钢制造。如T9,T9A,T10,T10A,T11,T11A普通螺钉：它要保证有一定的机械性能，用普通碳素结构钢制造，如Q195,Q215,Q235车床主轴：它要求有较高的综合机械性能，用优质碳素结构钢，如30，35，40，45，507、金属经冷塑性变形后，组织和性能发生什么变化？答：《1》晶粒沿变形方向拉长，性能趋于各向异性，如纵向的强度和塑性远大于横向等。《2》晶粒破碎，位错密度增加，产生加工硬化，即随着变形量的增加，强度和硬度显著提高，而塑性和韧性下降，《3》织构现象的产生，即随着变形的发生不仅金属中晶粒会被破碎拉长，而且各晶粒的晶格位向也会沿着变形的方向同时发生转动，转动结果金属中每个晶粒的晶格位向趋于大体一致，产生织构现象，《4》冷压力加工过程中由于材料各部分的变形不均匀或晶粒内各部分和各晶粒间的变形不均匀，金属内部会形成残余的内应力，这在一般情况下都是不利的，会引起零件尺寸不稳定。8、固溶体和金属间化合物在结构和性能上有什么主要差别？答：在结构上：固溶体的晶体结构与溶剂的结构相同，而金属间化合物的晶体结构不同于组成它的任一组元，它是以分子式来表示其组成。在性能上：形成固溶体和金属件化合物都能强化合金，但固溶体的强度，硬度比金属间化合物低，塑性，韧性比金属间化合物好，也就是固溶体有更好的综合机械性能。9、实际晶体中的点缺陷，线缺陷和面缺陷对金属性能有何影响？答：如果金属中无晶体缺陷时，通过理论计算具有极高的强度，随着晶体中缺陷的增加，金属的强度迅速下降，当缺陷增加到一定值后，金属的强