机械工程材料与成形工艺试卷1及答案.doc

考试科目: 机械工程材料与成形工艺 考试时间: 120分钟 考试方式: 闭卷 题号一二三四五六七总分试卷复核得分注意事项:1、满分100分。要求卷面整洁、字迹工整、无错别字。2、考试必须将姓名、班级、学号完整、准确、清楚地填写在试卷规定地方。3、考试必须在签到单上签到，若出现遗漏，后果自负。4、答案请全部填写在试卷上。试 题得分评阅教师一. 名词解释（每小题2分，共4分）1.合金： 2.二次硬化：得分评阅教师二.填空题 (每空0.5分，共15分)1. 常用的金属力学性能主要有 、 、 、 、疲劳抗力等。 2. 常见的金属晶格类型有 、 和 晶格。3. 铁碳合金的室温组织是由 和 两种相构成的。4. 金属强化的本质是 ，其主要强化途径有 、 等。5. 共析钢过冷奥氏体等温转变曲线中三个转变区（高温，中温，低温）的转变产物分别是 、 、 。6.共析钢加热奥氏体化后，在炉中冷却，最终组织为 ；在空气中冷却，最终组织为 ；在油中冷却，最终组织为 ；在水中冷却，最终组织为 。7. 根据回火温度范围不同，将回火分为 回火、 回火和 回火三大类，其中淬火加高温回火的工艺称为 。8. 大多数合金元素（除钴外）都能使钢的C曲线位置往 移动 、临界冷却速度Vk ，从而提高钢的 性。9. 灰口铸铁根据石墨形态不同可分为 、 、可锻铸铁和蠕墨铸铁4大类。10. 常用的硬质合金主要有 类、 类和钨钛钽(铌)类等3类。得分评阅教师三、单项选择题：将正确选项集中填入下表的括号中（每小题1分，共10分）1（ ）2（ ）3（ ）4（ ）5（ ）6（ ）7（ ）8（ ）9（ ）10（ ）1. 检测淬火钢零件或工具的硬度应选用的测量指标为（ ）。A、HBS； B、HRC； C、HV； D、HRB2. 试样拉断前承受的最大拉应力称为（ ）。 A、屈服强度； B、抗拉强度； C、塑性强度； D、抗压强度3. 热硬性是指钢在高温下保持（ ）的能力。A、高强度； B、高硬度和高耐磨性； C、高抗氧化性； D、高耐蚀性4. 在Fe-Fe3C相图中，奥氏体冷却到Acm线时开始析出（ ）。 A、铁素体； B、珠光体； C、二次渗碳体； D、莱氏体5.下列材料中，淬透性最好的是（ ）。A、T10； B、GCr15； C、CrWMn； D、Cr12MoV6.下列材料中，淬硬性最好的是（ ）。A、20CrMnTi； B、40Cr； C、T10A； D、38CrMoAlA7. 下列材料中，（ ）应该采用正火作为预备热处理。A、65Mn； B、9SiCr； C、20CrMnTi； D、W6Mo5Cr4V28. 下列材料中，不能通过热处理强化的是（ ）。A、20CrMnTi； B、4Cr13； C、1Cr18Ni9； D、38CrMoAlA9. 下列材料中，耐磨性最好的是（ ）。A、W6Mo5Cr4V2； B、YT14； C、T10A； D、38CrMoAlA10. 硬铝合金的热处理强化方法是（ ）。A、淬火低温回火 B、淬火中温回火 C、淬火高温回火 D、固溶处理时效处理得分评阅教师 四、判断题：将各小题判断集中填入下表的括号中(每小题1分，共8分)1（ ）2（ ）3（ ）4（ ）5（ ）6（ ）7（ ）8（ ）1. 塑性变形是指外力去除后可以部分恢复的变形。（ ） 2. 材料的力学性能，是由其内部组织结构决定的。（ ）3. 在铁碳合金中，只有共析成分的合金才能发生共析反应。（ ）4. 钢的淬透性主要取决于冷却速度。（ ）5. 钢渗氮后无需淬火即有很高的硬度及耐磨性。（ ）6. 可锻铸铁就是指可以锻造的铸铁。（ ）7. 残余奥氏体是不稳定组织，工件在存放和使用过程中会引起尺寸变化。（ ）8. 合金结晶后晶粒越细小，其强度、硬度越高，且塑性和韧性也越好。（ ）得分评阅教师五.、读图回答问题（每空1分，共10分）1. S点是 点，具有S点成分的铁碳合金冷至该点对应温度时将发生 转变，可表达为 ，根据杆杆定律写出该转变产物中两相的质量比计算公式 。2. GS 线是 线；ES线是 线, 简称 线，奥氏体冷却到ES线时，表明 。3.钢的含碳量范围是 至 ，亚共析钢室温平衡组织是 。得分评阅教师六、要制造表中各零件，请在下列备选钢种中选择合适材料，并叙述所选材料的牌号、成分、热处理工艺及零件制成后的组织。（每空1分，共20分）HT200、Q235、20CrMnTi、W18Cr4V、GCr9、4Cr13、Cr12MoV、60Si2Mn、H68、40Cr零件材料牌号含碳量（Wc）%最终热处理工艺所得组织汽车减震用板弹簧车床主轴冷作模具医用手术刀高速车刀得分评阅教师七、说明材料种类和指定部分含义（每空0.5分，共8分）：材料牌号或代号材料种类指定部分含义1Q235235220CrMnTi203T10AA4GCr15155W6Mo5Cr4V256HT2002007YG8881Cr18Ni9Ti1评阅教师八、问答与计算（3小题，共25分）1. 将退火状态共析钢零件A段加热至800，B段不加热（温度低于A1）然后整体置于水中冷却。试问冷却后零件各部位的组织和性能如何？写出其大致硬度值并简要分析原因。（每空1分，共8分）A段组织 ，硬度 ，性能 ；B段组织 ，硬度 ，性能 ；A段形成原因： ；B段形成原因： 。2. 某汽车齿轮要求表面硬度为60-64HRC，其余地方为35-40HRC，其工艺路线为：下料锻造正火切削加工渗碳淬火低温回火喷丸磨削。（共11分）1）请在第六题所列10种备选钢材中选取齿轮材料；（2分）2）正火的目的；（2分）3）淬火及低温回火目的；（4分）淬火目的： ； 低温回火目的： 。 4）齿轮表面和心部组织。（3分）表面组织： ；心部组织： 。3. 计算题（计算4分，判断2分，共6分）一批钢制拉杆，工作时不允许产生明显的塑性变形，最大工作应力max220MPa。今欲选用某钢制做该拉杆。现将该钢制成d010mm的标准拉抻试样进行拉抻试验，测得Ps21500N，Pb35100N,试通过计算判断该钢是否满足使用要求？试题答案及评分标准 一. 名词解释（每小题2分，共6分）：1. 合金：有两种或两种以上的金属元素，或金属与非金属元素组成的具有金属特性的物质。2. 二次硬化：W、Mo、V含量较高的合金钢在500-600回火时，硬度出现回升的现象。二.填空题 （每空1分，共32分）1. 强度、硬度、塑性、韧性； 2. 体心立方、面心立方、密排六方；3. 固溶体、金属化合物； 4. 增大位错运动阻力、合金化、热处理或细化晶粒；5. P 、B、M； 6. P 、S 、T+M+Ar 、M+Ar；7. 低温、中温、高温、调质； 8. 右移、减小、淬透性；9. 灰铸铁、球墨铸铁； 10. 钨钴类、钨钛钴类。三、单项选择题（每空1分，共10分）1. B 2. B3. B4. C5. D6. C7. C 8. C9. B10. D四、判断(每空1分，共8分) 1（ ）2（ ）3（ ）4（ ）5（ ）6（ ）7（ ）8（ ）五、读图回答问题（每空1分，共10分）1. 共析，共析，As A1（723） P（FP + Fe3C），QF/QFe3C =(6.67-0.8) / (0.8-0.02) 2.铁素体向奥氏体转变开始线，碳在奥氏体中的溶解度曲线，Acm线，奥氏体溶解度达到饱和状态。 3.0.02%，2.06%，亚共析钢室温平衡组织是 P+F。六、选材，叙述材料牌号、成分、热处理工艺及组织（每空1分，共20分）零件牌号碳量（Wc）%最终热处理工艺所得组织汽车减震用板弹簧60Si2MnWc0.6%淬火+中温回火回火T车床主轴40CrWc0.4%淬火+高温回火回火S冷作模具Cr12MoVWc1%淬火+多次高温回火回火M医用手术刀4Cr13Wc=0.4%淬火+低温回火回火M高速车刀W18Cr4VWc=0.7-0.8% WCr=4%； WV=1%淬火+多次高温回火回火M+碳化物七、说明材料种类和指定部分含义（每空0.5分，共8分）：材料牌号或代号材料种类指定部分含义1Q115普通碳素结构钢115s 115MPa220CrMnTi合金渗碳钢20Wc0.2%3T10A碳素工具钢A高级优质4GCr15滚动轴承钢15Wcr1.5%5W6Mo5Cr4V2高速钢5WMo5%6HT200灰铸铁200b200MPa7YG8钨钴类硬质合金8Wco8%81Cr18Ni9Ti不锈钢1Wc0.1%八.问答与计算（3小题，共25分）1、共8分，每空一分答：A段：M+Ar； 66HRC，硬而脆；B段：P； 20HRC，综合性能好。A段加热至800变为奥氏体，水冷的速度大于Vk，因此组织为M+ Ar；B段未被奥氏体化，仍为原来的退火态，因此组织为P。2、共11分1）20CrMnTi（2分）2）正火的目的：细化晶粒、消除锻造应力、调整硬度便于加工；（2分）3）淬火目的：获得M即：表层高碳马氏体，心部低碳马氏体；（2分）低温回火目的：保持表面高硬度、消除内应力，减少Ar，稳定工件尺寸；（2分）4）齿轮表面和心部组织:表面：Fe3C + 高碳 M；心部：F + 低碳 M。（各1.5分）