07机械工程材料试题.pdf

机械工程材料 试卷 A 第 1 页 共 11 页 机械工程材料 试卷 A 第 1 页 共 11 页 诚信应考诚信应考 考试作弊将带来严重后果 考试作弊将带来严重后果 华南理工大学期末考试 华南理工大学期末考试 机械工程材料 试卷 A 闭卷部分 机械工程材料 试卷 A 闭卷部分 注意事项 1 考前请将密封线内填写清楚 2 所有答案请直接答在试卷上 或答题纸上 3 考试形式 开 闭卷 4 本试卷共 五 大题 满分 100 分 考试时间 120 分钟 注意事项 1 考前请将密封线内填写清楚 2 所有答案请直接答在试卷上 或答题纸上 3 考试形式 开 闭卷 4 本试卷共 五 大题 满分 100 分 考试时间 120 分钟 题 号 一 二 三 四 五 总分 题 号 一 二 三 四 五 总分 得 分 得 分 评卷人 评卷人 一 填空题 30 分 每格 0 5 分 一 填空题 30 分 每格 0 5 分 1 在 BCC 和 FCC 晶格中 单位晶胞内的原子数分别为 和 其致密度分 别为 和 2 在一个立方晶胞 右图 中绘出 011 晶面和 010 晶向 3 已知纯金属铝的原子半径为 0 1434nm 则其晶格常数 为 nm 4 与理想晶体比较 实际金属的晶体结构是 晶体 而且存在 5 随着塑性变形量的增大 金属的强度和硬度升高 塑性和韧性下降的现象称为 现象 这种现象可通过 处理加以消除 6 液态金属总是在过冷的条件下结晶 其冷却速度越快 则过冷度越 实际 结晶温度越 形核率越 结晶后的晶粒便越 其强度 越 塑性和韧性越 7 合金中的基本相结构 有 和 两类 姓名 学号 学院 专业 座位号 密 封 线 内 不 答 题 密 封 线 机械工程材料 试卷 A 第 2 页 共 11 页 机械工程材料 试卷 A 第 2 页 共 11 页 8 二元合金相图中 三相共存表现特征为 线 我们学过的有 等都是三相平衡线 9 金属的塑性变形在大多数情况下是以 的方式进行的 它是在 作用下发生 常沿晶体中 的晶面及晶向发生 10 碳在 Fe 中的间隙固溶体称为 它具有 晶体结构 在 时碳的最大溶解度为 11 共析钢加热时奥氏体化形成是由 及 等四个基本过程所组成 12 碳钢中马氏体组织形态主要有 两种 其中 强韧性较好 13 除 Co 外 大多数合金元素溶入奥氏体后 总是不同程度地使 C 曲线向 移 动 使钢临界冷却速度 VK 淬透性 14 右图为 T8 等温冷却转变 C 曲线 若以 V1 V2和 V3冷却方式冷却 得到的组织是 V1 V2 V3 15 淬火钢一般不在 250 350 回火 是为了避免出现 而某些合金钢 在 450 650 回火时 较快冷却 目的是防止产生 16 高速钢 W18Cr4V 中合金元素 W 的作用是 机械工程材料 试卷 A 第 3 页 共 11 页 机械工程材料 试卷 A 第 3 页 共 11 页 Cr 的作用是 V 的作用是 高速钢的锻造不仅是为了成型 而且是为了 高速 钢要经过三次回火的目的是 17 白口铸铁中的碳主要以 形式存在 而灰口铸铁中的碳主要以 形 式存在 18 Al 4 5 Cu 合金的热处理强化 是先进行 处理 得到 组 织 这时强度仍较低 接着经 处理 强度 硬度才明显提高 19 为下列零件选择合适的材料和最终热处理方法 零 件 材 料 牌 号 最 终 热 处 理 例 滚动轴承 GCr15 淬火 低温回火 1 汽车板簧 2 手锯锯条 3 汽车齿轮 二 选择题 15 分 每题 1 分 答案写在题号前的括号中 二 选择题 15 分 每题 1 分 答案写在题号前的括号中 1 实际金属存在很多缺陷 其中刃型位错属于 A 点缺陷 B 线缺陷 C 面缺陷 2 体心立方晶格原子密度最大的晶面和晶向分别是 A 111 B 110 C 100 3 冷处理的目的是为了消除 A 应力 B 残余奥氏体 C 成分偏析 4 金属结晶后晶粒大小取决于结晶时的形核率 N 和长大速度 G 要细化晶粒必须 机械工程材料 试卷 A 第 4 页 共 11 页 机械工程材料 试卷 A 第 4 页 共 11 页 A 增大 N 和 G B 增大 N 降低 G C 降低 N 增大 G 5 BCC 金属与 FCC 金属在塑性上的的差别 主要是由于两者的 A 滑移系数目不同 B 滑移方向数不同 C 滑移面数不同 D 滑移面和滑移方向的指数不同 6 钢经调质处理后 得到的组织是 A 大片状珠光体 B 索氏体 C 回火托氏体 D 回火索氏体 7 一个存在严重网状二次渗碳体的 T12 钢锻件 其正确的预先热处理工艺为 A 球化退火 B 扩散退火 C 正火 球化退火 8 铁丝在室温下反复弯折 会越变越硬 直到断裂 而铅丝在室温下反复弯折 则始终处于软态 其原因是 A Pb 不发生加工硬化 不发生再结晶 Fe 发生加工硬化 不发生再结晶 B Fe 不发生加工硬化 不发生再结晶 Pb 发生加工硬化 不发生再结晶 C Pb 发生加工硬化 发生再结晶 Fe 发生加工硬化 不发生再结晶 D Fe 发生加工硬化 不发生再结晶 Pb 发生加工硬化 不发生再结晶 9 经淬火后钢的晶粒大小主要取决于 A 淬火冷却速度 B 奥氏体化的温度 C 奥氏体的成分均匀度 10 对球墨铸铁进行热处理 是通过改变 来改善性能的 A 石墨形态 B 石墨数量 C 基体组织 D 基体组织以及石墨的形态和数量 机械工程材料 试卷 A 第 5 页 共 11 页 机械工程材料 试卷 A 第 5 页 共 11 页 11 大多数机械零件的热处理技术要求只标注 A 硬度指标 B 强度指标 C 塑性指标 12 马氏体的硬度决定于 A 冷却速度 B 转变温度 C 碳的质量分数 13 钢感应加热表面淬火的淬硬层深度 主要取决于 A 钢的含碳量 B 冷却介质的冷却能力 C 感应电流频率 D 感应电流电压 14 45 钢调质处理后硬度偏低 补救的方法是 A 适当提高温度 再一次回火 B 适当降低温度 再一次回火 C 重新加热淬火后 选用低一点温度回火 15 坦克履带受到严重摩擦磨损及承受强烈冲击作用 应选用 A 20Cr 钢渗碳 淬火 低温回火 B ZGMn13 钢经水韧处理 C W18Cr4V 钢淬火 三次回火 D GCr15 钢经淬火 低温回火 三 是非题 10 分 每题 1 分 答案写在题号前的括号中 三 是非题 10 分 每题 1 分 答案写在题号前的括号中 1 在立方晶系中 晶向 123 与晶面 123 互相垂直 2 珠光体 索氏体和托氏体均为铁素体与渗碳体的机械混合物 其区别在于渗碳体 的含量不同 3 再结晶过程是有晶格类型变化的结晶过程 4 固溶体的强度和硬度 比组成固溶体的溶剂金属的强度和硬度高 5 平衡状态的铁碳二元合金在室温下都是由 F Fe3C 两个基本相组成 含碳量不同 只是这两个相的数量 形态和分布不同而已 6 40Cr 钢的淬透性与淬硬性都比 T10 钢要高 机械工程材料 试卷 A 第 6 页 共 11 页 机械工程材料 试卷 A 第 6 页 共 11 页 7 钢的冶金质量 主要依据杂质含量来评价 8 Cu Zn 合金一般称为黄铜 9 要提高奥氏体不锈钢的强度 只能采用冷塑性变形予以强化 10 化学热处理既改变工件表面的化学成分 又改变其表面组织 四 简答题 15 分 四 简答题 15 分 1 1 Please mark the regions of existence of various microstructures in the iron carbon phase diagram 7 points 2 To Describe the equilibrium crystallizing process of T12 steel with the cooling curve 2 points 机械工程材料 试卷 A 第 7 页 共 11 页 机械工程材料 试卷 A 第 7 页 共 11 页 3 Please draw the microstructure of T12 steel 1point 4 Using the lever rule calculate the relative amount of the constituents in T12 steel at room temperature 2 points 2 在拉拔铜材的过程中 需要进行中间退火时 其退火温度约为多少 即确定其再结晶退 火的温度 铜的熔点为 1083 3 分 机械工程材料 试卷 A 第 8 页 共 11 页 机械工程材料 试卷 A 第 8 页 共 11 页 华南理工大学期末考试 华南理工大学期末考试 机械工程材料 试卷 A 开卷部分 机械工程材料 试卷 A 开卷部分 五 综合题 30 分 五 综合题 30 分 1 在分析正火作用时 是应根据 C 曲线 CCT 曲线 还是 Fe Fe3C 相图呢 5 分 2 试分析上贝氏体和下贝氏体的形成机理 组织特征及性能特点 10 分 3 现要设计一汽车发动机凸轮轴 要求凸轮表面要耐磨 凸轮轴要有足够的韧性和刚度 请回答以下问题 1 选择合适的材料 标明材料的牌号 并解析选择该材料的理由 2 写出加工工艺路线 并分析每个热处理工序的作用及获得的组织 3 你所选用的材料厂里缺货 能用什么材料代替 4 制定选用替代材料的冷热加工工艺路线 15 分 姓名 学号 学院 专业 座位号 密 封 线 内 不 答 题 密 封 线 机械工程材料 试卷 A 第 9 页 共 11 页 机械工程材料 试卷 A 第 9 页 共 11 页 2007 年 机械工程材料 试卷参考答案2007 年 机械工程材料 试卷参考答案 一 填空题 1 2 4 0 68 0 74 2 略 3 0 4056 4 多 晶体缺陷 5 加工硬化 再结晶退火 6 大 低 大 细小 高 好 7 固溶体 化合物 8 水平线 共晶 包晶 或共析 9 滑移 切应力 原子密度最大 10 铁素体 体心立方 727 0 0218 11 A 晶核的形成 A 晶核的长大 残余 Fe3C 的溶解 A 的均匀化 12 板条状 针状 板条状 13 右 降低 提高 14 P M A B M A 15 第一类回火脆性 第二类回火脆性 16 产生二次硬化及细化晶粒 提高淬透性 细化晶粒及产生二次硬化 击碎大块的碳 化物 消除残余奥氏体 17 Fe3C 石墨 18 固溶处理 过饱和固溶体 时效 19 零 件 材 料 牌 号 最 终 热 处 理 1 汽车板簧 60Si2Mn 淬火 中温回火 2 手锯锯条 T12 淬火 低温回火 3 汽车齿轮 20CrMnTi 渗碳 淬火 低温回火 二 选择题 1 2 3 4 5 6 7 891011 12 13 14 15 B B B B B D C CBC A C C C B 三 是非题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 四 综合题 1 1 略 2 机械工程材料 试卷 A 第 10 页 共 11 页 机械工程材料 试卷 A 第 10 页 共 11 页 3 略 4 3 7 7 921 7 92 100 77 069 6 2 169 6 3 C CFeP WW 2 再结晶温度 T再 0 4 T熔 0 4 1083 273 273 270 铜的再结晶退火温度 270 100 200 370 470 开卷部份 开卷部份 五 综合题 1 答 在分析共析钢的正火作用时 确定正火的加热温度范围时应依据变化了的 Fe Fe3C 相图 当判断正火的冷却组织时 则应根据 CCT 曲线来分析 若查不到有关 CCT 曲线的资料时 则可利用 C 曲线近似地估计正火冷却时的组织 2 答 上贝氏体 形成温度较高 呈羽毛状特征 由许多从奥氏体晶界向晶内平行生长的板条 状铁素体和在相邻铁素体条间存在的不连续的短杆状的渗碳体组成 铁素体过饱和度低 渗碳体分布在铁素体之间 硬度较低 韧性低 下贝氏体 形成温度较低 呈黑色针状特征 大多在奥氏体晶内沿某些晶面单独地 或成堆地长成针叶状 在针状铁素体内分布着微细的 碳化物 铁素体过饱和度较高 强度高 韧性好 具有良好的综合力学性能 3 答 1 选用 45 钢 2 加工工艺路线 下料 锻造 正火 粗车 调质 精加工 凸轮表面 高频感应 加热表面淬火 低温回火 磨至尺寸 正火 消除锻造应力 调整硬度 以利切削加工 P P Fe3C 1 2 3 L L P Fe3C 时间 时间 温度 温度 机械工程材料 试卷 A 第 11 页 共 11 页 机械工程材料 试卷 A 第 11 页 共 11 页 S F少 调质 得到 S回 保证心部具有良好的综合力学性能 高频感应加热淬火 低温回火 表面获得 M回 具有高硬度 高