机械工程材料试题及答案DOC

机械工程材料A卷标准答案

一、名词解释：（１０分）

固溶强化：固溶体溶入溶质后强度、硬度提高，塑性韧性下降现象。

加工硬化：金属塑性变形后，强度硬度提高的现象。

合金强化：在钢液中有选择地加入合金元素，提高材料强度和硬度

热处理：钢在固态下通过加热、保温、冷却改变钢的组织结构从而获得所需性能的一种工艺。

细晶强化：晶粒尺寸通过细化处理，使得金属强度提高的方法。

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、20CrMnTi

３．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

五、填空题(20分)

1、马氏体是碳在a-相中的过饱和固溶体，其形态主要有板条马氏体、片状马氏体。

其中，片状马氏体硬度高、塑性差

2、W18Cr4V钢的淬火加热温度为1270－1280℃，回火加热温度为560℃，回火次数3次。

3、材料选择的三原则一般原则，工艺性原则，经济性原则。

4、合金结构钢与碳素结构钢相比，其突出优点是强度高，淬透性好。

5. 共析钢过冷奥氏体等温转变曲线三个转变区的转变产物是P B M。

6. 共析钢淬火形成M+A'后，在低温、中温、高温回火后的产物分别为M回＋A’

T回S回。

7. 45钢正火后渗碳体呈片状，调质处理后渗碳体呈球状。

一、名词解释（共15分，每小题3分）

1. 奥氏体（A）

2.回复

3.固溶体

4.自然时效

5.加工硬化

二、填空题（共20分，每空1 分）

1.石墨为片状的灰口铸铁称为铸铁，石墨为团絮状的灰口铸铁称为__ 铸铁，石墨为球状的灰口铸铁称为铸铁。其中铸铁的韧性最高，因而可以锻造。

2. 陶瓷材料中的气相是指，在程中形成的，它了陶瓷的强度。

3.根据采用的渗碳剂的不同，将渗碳分为________、_________和_________三种。

4.工程中常用的特殊性能钢有_________、_________、_________等。

5.金属的断裂形式有__________和__________两种。

6.金属元素在钢中形成的碳化物可分为_________、_________两类。

7.常见的金属晶体结构有____________、____________和____________三种。

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.KTH300-06

6.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L Y12)

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.SiO2

9.下列材料中，最适合制造汽车板弹簧的是( )

A.60Si2Mn；

B.5CrNiMo；

C.Cr12MoV；

D.GCr15

10.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、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？

参考答案

一、名词解释

1．奥氏体（A）：C在γ－Fe中的间隙固溶体，常用A或γ表示，是一种硬度较低而塑性较高的固溶体。

3．固溶体：组成合金的组元，在固态时相互溶解，所形成的单一均匀的物质。

4．自然时效：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。

5．加工硬化：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。

二、填空题

1、普通灰口；可锻；球墨；

2、气孔；烧结；降低。

3、固体渗碳气体渗碳

4、不锈钢耐热钢耐磨刚

5、延性断裂

6、合金渗碳体特殊碳化物

7、体心立方晶格密排六方晶格

三、选择题

1.D;

2.C;

3.C; ; 5.C; 6.A; 7.D; 8.C; 10.A; 11.C; 13.D; 1

4.C; 1

5.B; 17.A; 18.A; 19.B; 20.A; 21.B 23.D; 24.C

四、简答题

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：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。

3、答：铁素体——碳在α-Fe中的间隙固溶体，软而韧。

渗碳体——碳与铁形成的间隙化合物，硬而脆。

珠光体——铁素体与渗碳体形成的层片状交替排列的机械混合物，良好的综合力学性能。

第1章材料的性能

一、选择题

1.表示金属材料屈服强度的符号是（B）A.σ B.σs C.σb D.σ-1

2.表示金属材料弹性极限的符号是（A）A.σe B.σs C.σb D.σ-1

3.在测量薄片工件的硬度时，常用的硬度测试方法的表示符号是（B）

A.HB

B.HRC

C.HV

D.HS

4金属材料在载荷作用下抵抗变形和破坏的能力叫（A）A.强度B.硬度C.塑性D.弹性

二、填空

1.金属材料的机械性能是指在载荷作用下其抵抗（变形）或（破坏）的能力。

2.金属塑性的指标主要有（伸长率）和（断面收缩率）两种。

3.低碳钢拉伸试验的过程可以分为弹性变形、（塑性变形）和（断裂）三个阶段。

4.常用测定硬度的方法有（布氏硬度测试法）、（洛氏硬度测试法）和维氏硬度测试法。

5.疲劳强度是表示材料经（无数次应力循环）作用而（不发生断裂时）的最大应力值。

三、是非题

1.用布氏硬度测量硬度时，压头为钢球，用符号HBS表示。是

2.用布氏硬度测量硬度时，压头为硬质合金球，用符号HBW表示。是

3.金属材料的机械性能可以理解为金属材料的失效抗力。

四、简答题

1.说明下列机械性能指标符合所表示的意思：σs、σ0.2、HRC、σ-1、σb、δ5、HBS。

σs: 屈服强度σ0.2：条件屈服强度HRC：洛氏硬度（压头为金刚石圆锥）σ-1: 疲劳极限σb: 抗拉强度σ5：l0=5d0时的伸长率（l0=5.65s01/2）

HBS:布氏硬度（压头为钢球）

第2章材料的结构

一、选择题

1. 每个体心立方晶胞中包含有（B）个原子 A.1 B.2 C.3 D.4

2. 每个面心立方晶胞中包含有（C）个原子 A.1 B.2 C.3 D.4

3.属于面心立方晶格的金属有（C）A.α-Fe,铜B.α-Fe,钒C.γ-Fe,铜D.γ-Fe,钒

4.属于体心立方晶格的金属有（B）A.α-Fe,铝B.α-Fe,铬C.γ-Fe,铝D.γ-Fe,铬

5. 在晶体缺陷中，属于点缺陷的有（A） A. 间隙原子B.位错C.晶界D.缩孔

6. 在立方晶系中,指数相同的晶面和晶向(B)

A.相互平行

B.相互垂直

C.相互重叠

D.毫无关联

7. 在面心立方晶格中,原子密度最大的晶面是(C)

A.(100)

B.(110)

C.(111)

D.(122)

二、是非题

1. 金属或合金中,凡成分相同、结构相同，并与其他部分有界面分开的均匀组成部分称为相。是

2.在体心立方晶格中，原子排列最密的方向[111]垂直于原子排列最密的晶面（110）。非

（指数相同才会相互垂直）

3. 单晶体具有各向同性，多晶体具有各向异性。非（晶体具有各向异性，非晶体具有各向同性）4．晶体的配位数越大，其致密度也越高。是

三、填空题

1. 一切固态物质可以分为（晶体）与（非晶体）两大类。

2. 晶体缺陷主要可分为（点缺陷）,（线缺陷）和面缺陷三类。

3. 晶体缺陷中的点缺陷除了置换原子还有（间隙原子）和（空位）。

4. 面缺陷主要指的是（晶界）和（亚晶界）；最常见的线缺陷有（刃型位错）和（螺型位错）。

5. 每个面心立方晶胞在晶核中实际含有（4）原子，致密度为（0.74），原子半径为（2?a/4）。

6. 每个体心立方晶胞在晶核中实际含有（2）原子，致密度为（0.68），原子半径为（3?a/4）。

7. 每个密排六方晶胞在晶核中实际含有（6）原子，致密度为（0.74），原子半径为（a/2 ）。

四、解释下列现象

1. 金属一般都是良导体，而非金属一般为绝缘体。

2．实际金属都是多晶体结构。

第3章材料的凝固

A 纯金属的结晶

二、填空题

1.随着过冷度的增大，晶核形核率N（增大），长大率G（增大）。

2.细化晶粒的主要方法有（a、控制过冷度b、变质处理c、振动、搅拌）。

3.纯铁在1200℃时晶体结构为（γ-Fe），在800℃时晶体结构为（α-Fe）。

四、简答题

1.影响金属结晶过程的主要因素是什么？

答：晶核形核率和长大率

2.何谓金属的同素异构转变？并以纯铁来说明。

答：有些物质在固态下其晶格类型会随温度变化而发生变化，这种现象称为同素异构转变。

纯铁在固态下的冷却过程中有两次晶体结构变化：δ-Fe ?γ-Fe ?α-Feδ-Fe、γ-Fe、α-Fe是铁在不同温度下的同素异构体，其中δ-Fe和α-Fe都是体心立方晶格，分别存在于熔点到1394℃之间及912℃以下，γ-Fe是面心立方晶格，存在于1394℃到912℃之间。

3.试述晶粒大小对其机械性能有何影响？

答：常温下，晶粒越细，晶界面积越大，因而金属强度、硬度越高，同时塑性、韧性越好。高温下，晶界呈黏滞状态，在外力作用下易产生滑动和迁移，因而细晶粒无益，但晶粒太粗，易产生应力集中。因而高温下晶粒过粗、过细都不好。

B 合金的结晶

一、填空题

1. 根据溶质原子在溶剂晶格中分布情况的不同，可将固溶体分为（置换固溶体）和（间隙固溶体）。

2. 相是指合金中（成分相同）与（结构相同）均匀一致的组成部分。

3. 合金的晶体结构大致可以有三种类型：（固溶体），金属化合物和（）。

4. 组成合金的（最简单），（最基本），（能够独立存在）的物质称为组元。

5．两种元素组成固溶体，则固溶体的晶体结构（与组成元素之一的晶体结构相同）。

三、简答题

1.试述金属中固溶体与金属化合物的机械性能有何特点。

答：固溶体的强度、硬度高，塑性、韧性低；金属化合物具有较高的熔点、硬度和较大的脆性。2.合金中固溶体和金属化合物的晶体结构有何不同

C 铁碳合金相图

一、选择题

1. 铁素体是碳溶解在（A ）中所形成的间隙固溶体。

A．α-Fe B．γ-Fe C．δ-Fe D．β-Fe

2.奥氏体是碳溶解在（B）中所形成的间隙固溶体。

A．α-Fe B．γ-Fe C．δ-Fe D．β-Fe

3.渗碳体是一种（C）。

A．稳定化合物B．不稳定化合物C．介稳定化合物D．易转变化合物

4.在Fe-Fe3C相图中，钢与铁的分界点的含碳量为（C）。

A．2％B．2.06％C．2.11％D．2.2％

5.莱氏体是一种（C）。

A．固溶体B．金属化合物C．机械混合物D．单相组织金属

6.在Fe-Fe3C相图中，ES线也称为（D）。

A．共晶线B．共析线C．A3线D．Acm线

7.在Fe-Fe3C相图中，GS线也称为（C）。

A．共晶线B．共析线C．A3线D．Acm线

8. 在Fe-Fe3C相图中，共析线也称为（A）。

A．A1线B．ECF线C．Acm线D．PSK线

9.珠光体是一种（C）。

A．固溶体B．金属化合物C．机械混合物D．单相组织金属

10.在铁－碳合金中，当含碳量超过（B）以后，钢的硬度虽然在继续增加，但强度却在明显下降。A．0.8％B．0.9％C．1.0％D．1.1％

11.通常铸锭可由三个不同外形的晶粒区所组成，其晶粒区从表面到中心的排列顺序为（A）。

A．细晶粒区－柱状晶粒区－等轴晶粒区B．细晶粒区－等轴晶粒区－柱状晶粒区

C．等轴晶粒区－细晶粒区－柱状晶粒区D．等轴晶粒区－柱状晶粒区－细晶粒区

12.在Fe-Fe3C相图中，PSK线也称为（B）。

A．共晶线B．共析线C．A3线D．Acm线

13.Fe-Fe3C相图中，共析线的温度为（D）。

A．724℃B．725℃C．726℃D．727℃

14.在铁碳合金中，共析钢的含碳量为（B）。

A．0.67％B．0.77％C．0.8％D．0.87％

二、填空题

1. 珠光体是（铁素体）和（渗碳体）混合在一起形成的机械混合物。

2. 碳溶解在（α-Fe）中所形成的（固溶体）称为铁素体。

3. 在Fe-Fe3C相图中，共晶点的含碳量为（

4.3% ），共析点的含碳量为（0.77% ）。

4. 低温莱氏体是（珠光体）和（共晶渗碳体）组成的机械混合物。

5. 高温莱氏体是（共晶奥氏体）和（工晶渗碳体）组成的机械混合物。

6. 铸锭可由三个不同外形的晶粒区所组成，即（表层细晶区），（柱状晶区）和心部等轴晶粒区。

7. 在Fe-Fe3C相图中，共晶转变温度是（1148℃），共析转变温度是（727℃）。

第5章钢的热处理

一、选择题

1.加热是钢进行热处理的第一步，其目的是使钢获得（B ）。

A．均匀的基体组织B．均匀的A体组织C．均匀的P体组织D．均匀的M体组织

2.下列温度属于钢的高、中、低温回火温度范围的分别为（A ）（D ）（B ）。

A．500℃B．200℃C．400℃D．350℃

3.碳钢的淬火工艺是将其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（D ）。A．随炉冷却B．在风中冷却C．在空气中冷却D．在水中冷却

4.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（C ）。

A．随炉冷却B．在油中冷却C．在空气中冷却D．在水中冷却

5.完全退火主要用于（A ）。

A．亚共析钢B．共析钢C．过共析钢D．所有钢种

6.共析钢在奥氏体的连续冷却转变产物中，不可能出现的组织是（C）。

A．P B．S C．B D．M

7.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（A ）。

A．随炉冷却B．在油中冷却C．在空气中冷却D．在水中冷却

三、填空题

1. 共析钢中奥氏体形成的四个阶段是：（奥氏体晶核形成），（奥氏体晶核长大），残余Fe3C溶解，奥氏体均匀化。

2. 化学热处理的基本过程，均由以下三个阶段组成，即（介质分解），（工件表面的吸收），活性原子继续向工件内部扩散。

3. 马氏体是碳在（α-Fe ）中的（过饱和溶液）组织。

4. 在钢的热处理中，奥氏体的形成过程是由（加热）和（保温）两个基本过程来完成的。

5. 钢的中温回火的温度范围在（350～500 ℃），回火后的组织为（回火托氏体）。

6. 钢的低温回火的温度范围在（150～250 ℃），回火后的组织为（回火马氏体）。

7. 在钢的回火时，随着回火温度的升高，淬火钢的组织转变可以归纳为以下四个阶段：马氏体的分解，残余奥氏体的转变，（铁素体中析出Fe3C），（铁素体多边形化）。

8. 钢的高温回火的温度范围在（500～650℃），回火后的组织为（回火索氏体）。

9. 常见钢的退火种类有：完全退火，（等温退火）和（球化退火）。

10. 根据共析钢的C曲线，过冷奥氏体在A1线以下转变的产物类型有（P型组织），（S型组织）和马氏体型组织。

11.材料在一定的淬火剂中能被淬透的（淬硬层深度越大）越大表示（淬透性）越好。

第6章工业用钢

一、选择题

1. 欲要提高18－8型铬镍不锈钢的强度，主要是通过（B ）。

A．时效强化方法B．固溶强化方法C．冷加工硬化方法D．马氏体强化方法

2.20CrMnTi钢根据其组织和机械性能，在工业上主要作为一种（A）使用。

A．合金渗碳钢B．合金弹簧钢C．合金调质钢D．滚动轴承钢

3.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（C ）。A．Mn,P B．Mn,Ti C．Ti,V D．V,P

4.除（A ）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。

A．Co B．Cr C．Mn D．Ti

5.优质钢的含硫量应控制在下列（C）范围内。

A．0.06％～0.05％B．0.05％～0.035％C．0.035％～0.02％D．0.02％～0.015％

6.优质钢的含磷量应控制在下列（C）范围内。

A．0.055％～0.045％B．0.045％～0.035％C．0.035％～0.03％D．0.03％～0.02％

三、填空题

1.高速工具钢经高温淬火加多次回火后，具有很高的（强度、硬度）和较好的（塑性、韧性）。

2.不锈钢按其金相显微组织不同，常用的有以下三类：（马氏体不锈钢），（铁素体不锈钢），奥氏体型不锈钢。

五、简答题

1.指出下列牌号是哪种钢？其含碳量约多少？

2.试说明下列合金钢的名称及其主要用途。

3.指出下列牌号是哪类钢？其含碳量约多少？

一、名词解释（共15 分，每小题 3 分）

1、加工硬化：

2、淬透性

3、热硬性

4、变质处理

5、同素异构转变

二、填空题（共20 分，每空格0.5 分）

1、材料常用的塑性指标有和两种，其中用表示塑性更接近材料的真实变形，在拉伸曲线上可以确定的塑性指标是。

2、金属的结晶过程主要由和两个基本过程组成。

3、常温下，金属单晶体的塑性变形方式为和两种。其中主要的变形方式是。

4、二元合金的杠杆定律中，杠杆的端点是所求的的成分，杠杆的支点是的成分。

5、F的晶体结构是，A的晶体结构是。

6、工业用钢按质量分为钢、钢、钢。

7、钢的热处理工艺由____ 、___ __ 、____ _ 三个阶段所组成。

8、除元素外，其它所有的合金元素都使C曲线向移动，使钢的临界冷却速度、淬透性。

9、60Si2Mn是钢，可制造；GCr15是钢，可制造；9SiCr是钢，可制造。

10、铸造状态下，灰口铸铁的基体有、和三种。

11、玻璃钢是________和________组成的复合材料。

12、铜合金按其合金化系列可分为、和三类

13、零件失效的三种基本类型是、和。

四、选择题（共 15 分，每小题 1 分）

1、在作疲劳试验时，试样承受的载荷为（ C ）。

(a) 静载荷 (b) 冲击载荷 (c) 交变载荷

2、金属化合物的性能特点是（ C ）。

（a ）熔点低、硬度低 (b)硬度高、熔点低

(c) 硬度高、熔点高 (d)硬度低、熔点低

3、能使单晶体产生塑性变形的应力为（ B ）。

（a ）正应力； (b)切应力 ； (c)复合应力

4、在发生L→α+β共晶反应时，三相的成分（ B ）。

（a ）相同 (b)均确定 (c)均不确定 (d)L 确定，其他不确定

5、45钢在室温下，铁素体组织物在整个合金中占的百分数为（ C ）。

%1000218.069.645.069.6)

(?--a %1000218.069.60218.045.0)(?--b

%1000218.077.045.077.0)(?--c %1000218.077.00218.045.0)(?--d 6、钢的质量等级的分类是按钢的（C ）区分的。

（a ） 力学性能 ；（b ） 钢的含碳量 ； (c) 杂质S 、P 的含量； (d) 有益的Mn 、Si 的含量

7、奥氏体向珠光体的转变属于：（ A ）

（a ）．扩散型转变； （b ）． 非扩散型转变； （c ）．半扩散型转变。

8、过冷奥氏体是指冷却到 A 温度下，尚未转变的奥氏体。

（a ）．Mf （b ）． Ms （c ）．A1 （d ）．A3

9、制造钳工用手用锯条应当选用（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

10、HMn58-2是（B ）的牌号，它表示含（ E ）量为58%，而含（ D ）量为2%。

(a) 普通黄铜 (b)特殊黄铜 (c)无锡青铜 (d)Mn （e ）Cu (f)Zn

11、塑料的使用温度应为（A ）

（a ）Tf

12、电炉炉丝与电源线的接线座应用（ D ）材料最合适。

(a) 绝缘胶木； (b)有机玻璃； (c)20钢； (d)陶瓷

13、发动机气阀选用（ C ）。

(a) 40Cr ； (b)1Cr18Ni9Ti ； (c)4Cr9Si2； (d)Cr12MoV

14、适合制作变速箱齿轮的钢是（ C ）。

（a ）．W18Cr4V ；（b ）Gr15；（c ）20CrMnTi ；（d ）4Cr13

15、化学热处理与其他热处理方法的根本区别是（C ）。

（a ）加热温度 （b ）组织变化 （c ）钢成分变化 （d ）性能变化

标准答案及评分标准

一、名词解释（共 15 分，每小题 3 分）

1、加工硬化：随着塑性变形的增加，金属的强度、硬度迅速增加；塑性、韧性迅速下降的现象。

2、淬透性：钢在淬火后获得淬硬层深度大小的能力，即获得马氏体多少的能力。

3、热硬性：又叫红硬性，钢在高温下保持高硬度的能力。

4、变质处理：在液态金属结晶前，特意加入某些难熔固态颗粒，造成大量可以成为非自发晶核的固态质点，使结晶时的晶核数目大大增加，从而提高了形核率，细化晶粒，这种处理方法即为变质处理。

5、同素异构转变：由于条件（温度或压力）变化引起金属晶体结构的转变，称同素异构转变。

二、填空题（共20 分，每空格0.5 分）

1、延伸率、断面收缩率、断面收缩率、延伸率

2、形核、晶核成长

3、滑移、孪生、滑移

4、两个相、合金

5、体心立方晶格、面心立方晶格

6、普通、优质、高级优质

7、加热、保温、冷却

8、Co、右、减小、提高

9、弹簧钢、汽车板簧、滚动轴承钢、滚动轴承、低合金刃具钢、低速切削刃具

10、F、F+P、P

11、玻璃纤维、树脂

12、黄铜、青铜、白铜

13、变形失效、断裂失效、表面损伤失效

一．名词解释

⒈调质:对钢材作淬火+高温回火处理，称为调质处理。

⒉碳素钢:含碳量≤2.11%的铁碳合金。

⒊SPCD:表示冲压用冷轧碳素钢薄板及钢带，相当于中国08Al（13237）优质碳素结构钢。

二、填空题：1０×2＝２0分

⒈按腐蚀过程特点，金属腐蚀可分为化学腐蚀_和电化学腐蚀___。

2．常用力学性能判据有_强度____、__韧性_、_延展性_和_弹性模量_。

3.钢中的＿硫＿＿元素引起热脆，＿磷＿＿元素引起冷脆，＿氢＿＿元素引起白点，＿氮＿＿元素引起兰脆。

4.铝合金的强化除了热处理强化外，还可以进行＿固溶时效＿强化。

5.钢在加热过程中产生的过热缺陷可以通过＿＿＿回火＿＿＿热处理来消除。

6．常用的高分子材料有_塑料_、_橡胶__和_合成纤维__。

7．铸造铝合金分为_铝铜合金_、_铝镁合金_、_铝硅合金_和_铝锌合金。

8．合金工具钢是指用于制造各种__刃具___、__模具__和__量具_用钢的总合。

9．材料渗碳的目的是为了得到__较高的零件表层硬度与耐磨性_。

10．45钢按用途分类属于___碳素结构钢_______。

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、50。

21.指出下列各种钢的类别、符号、数字的含义、主要特点及用途：

Q235-AF、Q235-C、Q195-B、Q255-D、40、45、08、20、20R、20G、T8、T10A、T12A

答：Q235-AF：普通碳素结构钢，屈服强度为235MPa的A级沸腾钢。

Q235-C:屈服强度为235MPa的C级普通碳素结构钢，

Q195-B: 屈服强度为195MPa的B级普通碳素结构钢，

Q255-D: 屈服强度为255MPa的D级普通碳素结构钢，

Q195、Q235含碳量低，有一定强度，常扎制成薄板、钢筋、焊接钢管等，用于桥梁、建筑等钢结构，也可制造普通的铆钉、螺钉、螺母、垫圈、地脚螺栓、轴套、销轴等等，Q255钢强度较高，塑性、韧性较好，可进行焊接。通常扎制成型钢、条钢和钢板作结构件以及制造连杆、键、销、简单机械上的齿轮、轴节等。

40:含碳量为0.4%的优质碳素结构钢。

45含碳量为0.45%的优质碳素结构钢。

40、45钢经热处理（淬火+高温回火）后具有良好的综合机械性能，即具有较高的强度和较高的塑性、韧性，用于制作轴类零件。

08：含碳量为0.08%的优质碳素结构钢。塑性、韧性好，具有优良的冷成型性能和焊接性能，常冷轧成薄板，用于制作仪表外壳、汽车和拖拉机上的冷冲压件，如汽车车身，拖拉机驾驶室等。

20：含碳量为0.2%的优质碳素结构钢。用于制作尺寸较小、负荷较轻、表面要求耐磨、心部强度要求不高的渗碳零件，如活塞钢、样板等。

20R：含碳量为0.2%的优质碳素结构钢，容器专用钢。

20G：含碳量为0.2%的优质碳素结构钢，锅炉专用钢。

T8：含碳量为0.8%的碳素工具钢。用于制造要求较高韧性、承受冲击负荷的工具，如小型冲头、凿子、锤子等。

T10A：含碳量为1.0%的高级优质碳素工具钢。用于制造要求中韧性的工具，如钻头、丝锥、车刀、冲模、拉丝模、锯条。

T12A：含碳量为1.2%的高级优质碳素工具钢。具有高硬度、高耐磨性，但韧性低，用于制造不受冲击的工具如量规、塞规、样板、锉刀、刮刀、精车刀。

第五章钢的热处理

1.何谓钢的热处理？钢的热处理操作有哪些基本类型？试说明热处理同其它工艺过程的关系及其在机械制造中的地位和作用。

答：（1）为了改变钢材内部的组织结构，以满足对零件的加工性能和使用性能的要求所施加的一种综合的热加工工艺过程。

（2）热处理包括普通热处理和表面热处理；普通热处理里面包括退火、正火、淬火和回火，表面热处理包括表面淬火和化学热处理，表面淬火包括火焰加热表面淬火和感应加热表面淬火，化学热处理包括渗碳、渗氮和碳氮共渗等。

（3）热处理是机器零件加工工艺过程中的重要工序。一个毛坯件经过预备热处理，然后进行切削加工，再经过最终热处理，经过精加工，最后装配成为零件。热处理在机械制造中具有重要的地位和作用，适当的热处理可以显著提高钢的机械性能，延长机器零件的使用寿命。热处理工艺不但可以强化金属材料、充分挖掘材料潜力、降低结构重量、节省材料和能源，而且能够提高机械产品质量、大幅度延长机器零件的使用寿命，做到一个顶几个、顶十几个。此外，通过热处理还可使工件表面具有抗磨损、耐腐蚀等特殊物理化学性能。

退火、正火、淬火、回火、冷处理、时效处理（尺寸稳定处理）；

答：退火：将工件加热到临界点以上或在临界点以下某一温度保温一定时间后，以十分缓慢的冷却速度（炉冷、坑冷、灰冷）进行冷却的一种操作。

正火：将工件加热到A c3或A ccm以上30～80℃，保温后从炉中取出在空气中冷却。

淬火：将钢件加热到Ac3或Ac1以上30～50℃，保温一定时间，然后快速冷却（一般为油冷或水冷），从而得马氏体的一种操作。

回火：将淬火钢重新加热到A1点以下的某一温度，保温一定时间后，冷却到室温的一种操作。

冷处理：把冷到室温的淬火钢继续放到深冷剂中冷却，以减少残余奥氏体的操作。

时效处理：为使二次淬火层的组织稳定，在110~150℃经过6~36小时的人工时效处理，以使组织稳定。

5）淬火临界冷却速度（V k），淬透性,淬硬性；

答：淬火临界冷却速度（V k）：淬火时获得全部马氏体组织的最小冷却速度。

淬透性：钢在淬火后获得淬硬层深度大小的能力。

淬硬性：钢在淬火后获得马氏体的最高硬度。

退火：将工件加热到临界点以上或在临界点以下某一温度保温一定时间后，以十分缓慢的冷却速度（炉冷、坑冷、灰冷）进行冷却的一种操作。

正火：将工件加热到A c3或A ccm以上30～80℃，保温后从炉中取出在空气中冷却。

淬火：将钢件加热到Ac3或Ac1以上30～50℃，保温一定时间，然后快速冷却（一般为油冷或水冷），从而得马氏体的一种操作。

回火：将淬火钢重新加热到A1点以下的某一温度，保温一定时间后，冷却到室温的一种操作。

冷处理：把冷到室温的淬火钢继续放到深冷剂中冷却，以减少残余奥氏体的操作。

时效处理：为使二次淬火层的组织稳定，在110~150℃经过6~36小时的人工时效处理，以使组织稳定。

《机械工程材料》试题

姓名：成绩:

一、名词解释：3×5＝１５分

⒈调质:对钢材作淬火+高温回火处理，称为调质处理。

⒉碳素钢:含碳量≤2.11%的铁碳合金。

⒊SPCD:表示冲压用冷轧碳素钢薄板及钢带，相当于中国08Al（13237）优质碳素结构钢。

二、填空题：1０×2＝２0分

⒈按腐蚀过程特点，金属腐蚀可分为化学腐蚀_和电化学腐蚀___。

2．常用力学性能判据有_强度____、__韧性_、_延展性_和_弹性模量_。

3.钢中的＿硫＿＿元素引起热脆，＿磷＿＿元素引起冷脆，＿氢＿＿元素引起白点，＿氮＿＿元素引起兰脆。

4.铝合金的强化除了热处理强化外，还可以进行＿固溶时效＿强化。

5.钢在加热过程中产生的过热缺陷可以通过＿＿＿回火＿＿＿热处理来消除。

6．常用的高分子材料有_塑料_、_橡胶__和_合成纤维__。

7．铸造铝合金分为_铝铜合金_、_铝镁合金_、_铝硅合金_和_铝锌合金。

8．合金工具钢是指用于制造各种__刃具___、__模具__和__量具_用钢的总合。

9．材料渗碳的目的是为了得到__较高的零件表层硬度与耐磨性_。

10．45钢按用途分类属于___碳素结构钢_______。

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。

四、问答题5×9＝45分

1、什么是金属的力学性能？金属的力学性能主要包括哪些方面？

材料在一定温度条件和外力作用下，抵抗变形和断裂的能力称为材料的力学性能。材料的常规力学性能指标主要包括强度、硬度、塑性和韧性等。

2、什么是钢的热处理？常用热处理方法有哪几种？

通过对钢件作一定条件的加热、保温和冷却，从而改变整体或表层的组织，获得所需的性能。常用热处理方法有：退火、正火、淬火和回火。

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。