机械工程材料及其热加工工艺标准试题及其答案内容(DOC).doc

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1、|一、名词解释：、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, HT200 HT200 时效 PFG 片汽车后桥齿轮 40Cr, 20CrMnTi, 60Si2Mn 20CrMnTi 渗碳淬火低温回火表

2、面 CmM A 心部 F M滚动轴承 GCr15, Cr12, QT600-2 GCr15 球化退火淬火低温回火CmM A锉刀 9SiCr, T12, W18Cr4V T12 球化退火淬火低温回火CmM A汽车板簧 45, 60Si2Mn, T10 60Si2Mn 淬火中温回火 T 回钻头 W18Cr4V，65Mn, 20 W18Cr4V 淬火低温回火 CmM A桥梁 1Cr13, 16Mn, Q195 16Mn, 不热处理 FP滑动轴承 H70, ZSnSb11Cu6, T8 ZSnSb11Cu6 不热处理 a+SnSb耐酸容器 Q235, 1Cr18Ni9Ti, ZGMn131Cr18Ni

3、9Ti 固溶处理 A发动机曲轴 QT600-3, 45, ZL101 QT600-3 等温淬火高温回火S 回 G 球|三、 （20 分）车床主轴要求轴颈部位硬度为 HRC5458，其余地方为 HRC2025，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 Ac350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 MA心部 S

4、回四、选择填空（20 分）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

5、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765、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

6、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.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 12701280，回火加

7、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。第一章 材料的性能1、解释名词：强度*、塑性*、硬度、冲击韧性*、疲劳极限。*2、掌握 s、 、 、 的含义、单位及计算方法。*3、掌握 HBS、HRC、HV、 Ak、 ak、 1 等符号的含义。*4、为

8、什么相同材料进行拉伸试验时 510？5、课本 P3536，习题 1、3、4、6、13*。第二章 碳钢1、解释名词：晶体与非晶体*、晶格与晶胞、晶粒、晶界、合金、相、组织、固溶体*、固|溶强化、结晶、同素异构转变*、相图、杠杆定律、铁素体*、奥氏体*、渗碳体、珠光体*、莱氏体*、冷加工*、热加工、回复、再结晶*、加工硬化*。2、常见的金属晶格类型有哪三种？*3、固溶体有哪几种*？它们有何特性？*4、实际金属的晶体缺陷有哪些？它们对晶体的性能有何影响？5、什么叫过冷度*？影响过冷度大小的因素是什么？*6、晶粒大小对金属的性能有什么影响*？细化晶粒的方法有哪两种？*7、共晶转变与共析转变有何异同？它

9、们的产物是什么？8、默写铁渗碳体相图，说明 A、C、D、E 、G 、S、P、Q 点和 GS、SE、PQ、ECF、PSK线的意义。9、默写出铁渗碳体相图中各相区的相组成物和组织组成物。*10、掌握各种典型的铁碳合金（工业纯铁、亚共析钢、共析钢、过共析钢、亚共晶白口铁、共晶白口铁、过共晶白口铁）的结晶过程及其室温组织*。会用杠杆定律求各组织的相对量。*11、课本 P7677，习题 6*、7*、10、11、16。第三章 钢的热处理1、解释名词：热处理*、退火*、正火、淬火*、回火*、过冷奥氏体*、残余奥氏体、马氏体*、淬透性*、淬硬性*、调质处理*。2、马氏体转变有何特点？其组织形态有哪几种*？它们

10、的特性如何*？3、熟悉共析钢的奥氏体等温转变曲线（C 曲线） ，以及等温转变的组织和性能，并能用该曲线说明奥氏体连续冷却转变产物和性能。*4、钢的淬火目的是什么？淬火方法有哪几种*？淬火温度是如何选择的*？5、有两个大小相同的 T12 钢件，分别加热至 780C 和 860C 保温后以大于临界冷却速度冷至室温，问：*（1）淬火后哪个工件的马氏体晶粒较粗大？哪个马氏体的今碳量较多？（2）淬火后哪个工件的残余奥氏体较多？（3）淬火后哪个工件的未溶碳化物较多？（4）哪个温度淬火合适？为什么？6、何谓表面淬火？有哪几种常用方法？7、何谓渗碳、氮化*？它们的目的是什么*？8、课本 P103，习题 7、8

11、、12、14。第四章 合金钢1、什么叫合金钢？常用的合金元素有哪些？有哪几方面的基本作用？2、掌握钢的几种分类方法，按碳含量、合金元素含量、质量、用途是怎样分类的。*3、解释名词：回火稳定性、回火脆性、二次硬化、红硬性*。4、指出下列牌号中，哪些是结构钢（分出碳素结构钢、低合金高强度结构钢、渗碳钢、调质钢、弹簧钢、滚珠轴承钢）*？哪些是工具钢（分出碳素工具钢、髙炭低合金工具钢、高速钢、冷模具钢、热模具钢）*？哪些是特殊性能钢（分出不锈钢、耐热钢、耐磨钢）*？并指出各种钢的大致成分和常用来做什么零件或构件*。|Q235A*，Q390A*，20Cr，45*，40Cr*，60Si2Mn*，GCr15

12、*，T8， 9SiCr*，W18Cr4V*，9Mn2V， 5CrNiMo，Cr12MoV，4Cr13，0Cr19Ni9*，4Cr9Si2 ，ZGMn13。5、课本 P147，习题 4、8。第五章 铸铁1、何谓铸铁*？铸铁如何分类*？与钢相比在化学成分、组织和性能方面有何特点？2、影响石墨化的因素是什么？作用如何？3、灰铸铁哪些性能优于钢？为什么？4、可锻铸铁是如何获得的？与灰铸铁相比，有何优缺点？可锻铸铁是否可以锻造？5、灰铸铁为什么一般不进行整体淬火和回火？而球墨铸铁可以进行这类热处理？6、指出下列铸铁牌号中的符号和数字的意义：*HT200，KTH350 04，QT40015。 7、课本 P

13、158159，习题 1、 3、7。*第六章 有色金属及其合金1、纯铝有何性能特点？*2、铝合金热处理机理与钢有何不同？什么叫固溶处理、自然时效、人工时效？3、形变铝合金按用途和性能不同可分为哪几种？*4、纯铜有何性能特点？*5、铜合金是如何分类的？有哪几类？*6、课本 P190，习题 2、5、14、15、16。*第七章 高分子材料1、解释名词：高聚物、单体、加聚反应、缩聚反应。 2、什么是高分子合成材料？如何分类？*3、请阐述聚合物的老化机理及防老化措施。3、简述橡胶硫化的目的及原理。4、课本 P216，习题 2、7、8。*第十二章 零件的选材及工艺路线1、试述选择材料的一般原则与步骤。*2、

14、课本 P292，习题 1、5、6*。第部分 材料成形部分第一章 铸造1. 何谓铸造*？铸造有哪些特点？试从铸造的特点分析说明铸造是生产毛坯的主要方法？2. 铸件的凝固方式依照什么来划分？哪些合金倾向于逐层凝固？3. 从 FeFe3C 相图分析，什么样的合金成分具有较好的流动性*？为什么*？4. 缩孔和缩松是怎样形成的？可采用什么措施防止？5. 什么是定向凝固原则？什么是同时凝固原则？各需采用什么措施来实现？各适用于哪种场合？|6. 铸造应力有哪几种？如何形成的？如何防止铸造应力、变形和裂纹？7. 为什么要规定铸件的最小壁厚值*？如何确定最小壁厚*？8. 何谓合金的铸造性能*?它可以用哪些性能指

15、标来衡量*？铸造性能不好，会引起哪些缺陷？9. 手工造型与机器造型各有何特点？应用范围如何？各有哪些常用造型方法？10. 模样、铸件、零件三者之间在尺寸上有什么关系？11. 为什么铸件的重要加工面和主要工作面在铸件中应朝下？*12. 为什么尽量使铸件全部或大部位于同一砂箱内？*13. 何谓铸造工艺图*？有何用途？14. 试比较灰铸铁、碳钢和铝合金的铸造性能特点。15. 金属型铸造、压力铸造、离心铸造、熔模铸造、低压铸造与砂型铸造比较各有何主要特点*？它们各有何应用的局限性？16. 下列铸件在大批量生产时，采用什么铸造方法为宜？铝活塞；缝纫机头；汽轮机叶片；铸铁污水管；摩托车汽缸体；大模数齿轮滚

16、刀；汽缸套；车床床身。17. 课本 P6671，复习题 9、 15、24、30、31。第二章 锻压1. 什么叫锻压加工？锻压加工的主要生产方式有哪些？为什么对某些重要的机械零件要进行锻压？2. 何谓加工硬化*？在热加工过程中是否也有加工硬化现象产生？3. 何谓再结晶*？它对工件的性能有何影响*？4. 区别冷变形和热变形的界限是什么*？钢在 400温度下进行加工，是热变形还是冷变形？5. 可锻性良好的金属应具有哪些力学性能和组织状态？哪些工艺条件影响金属的可锻性？如何影响？6. 钢料加热温度不当时，易产生哪些缺陷？如何防止？7. 确定碳钢始锻温度和终锻温度的依据是什么？8. 什么叫锻造比？锻粗与

17、拔长时的锻造比如何计算？9. 什么叫自由锻*？其基本工序有哪些*？10. 常用自由锻设备有哪几种？其工作原理与应用场合有何不同？11. 什么叫模锻*？与自由锻相比有何优缺点？12. 板料冲压与锻造相比有何异同？13. 板料冲压有哪些基本工序？7、课本 P139141，复习题 8、15、19、20、25、29。第三章 焊接1. 什么是焊接*？焊接方法有哪些？各具有什么特点？2. 什么是焊接电弧？其形成特点如何？3. 焊条的作用是什么？焊条药皮有何功用？4. 下列焊条型号或牌号的含义是什么？ E4303；J422；J507。5. 什么是金属的焊接性*？钢材的焊接性主要决定于什么因素*？|6. 下列

18、金属材料焊接时主要问题是什么？常用什么焊接方法和焊接材料？普通低合金钢；中碳钢；珠光体耐热钢；奥氏体不锈钢；铝及铝合金；铜及铜合金；钛及钛合金。7. 课本 P199200，复习题 5、9、14。*第五章 毛坯的选择1. 什么是毛坯？合理选择毛坯有何重要性？毛坯选择包括什么内容？2. 常用零件毛坯类型有哪几种*？其选择原则有哪些*？3. 为什么轴杆类零件一般采用锻件，而机架类零件多采用铸件？*4. 为什么齿轮多用锻件？而带轮、飞轮多用铸件？*5. 课本 P241，复习题 1、2。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

19、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

20、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 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

21、.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

22、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(

23、)。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

24、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.15； C.0. 15； D.0.01522.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.

25、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

26、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？参考答案一、名词解释1奥氏体（A）：C 在 Fe 中的间隙固溶体，常用 A 或 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

27、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; 14.C; 15.B; 17.A; 18.A; 19.B; 20.A; 21.B 23.D; 24.C四、判断题1.； 2.； 3.； 4.； 5.；6.； 7.； 9.； 10.。五、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 -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。