工程材料试卷及答案

1、. 课程名称: 工程材料学 (A卷, 闭卷) 适用专业年级: 考试时间100分钟 题号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总分 统分人 签名 题分 10 15 10 25 20 20 100 得分 考生注意事项：1、本试卷共 2 页，试卷如有缺页或破损，请立即举手报告以便更换。 2、考试结束后，考生不得将试卷、答题纸和草稿纸带出考场。(答案请写在试卷纸密封线内和试卷纸正面，否则不记分) 一、填空题（10分，每空1分） 1、共晶转变和共析转变的产物都属于 相混合物。 2、塑性变形后的金属经加热将发生回复、 、晶粒长大的变化。 3、共析钢的含碳量为 。 4.共晶白口铸铁的含碳量为 。 5、Q

2、235钢的含义是为 。 5、三种典型的金属晶体结构是：体心立方晶格、面心立方晶格和 。 7、根据钢的成分、退火的工艺与目的不同，退火常分为 、球化退火、去应 力退火等几种。 8、钢在奥氏体化后，冷却的方式通常有 和 连续冷却 两种。 9、工具钢按用途可分为 、 模具钢、量具钢。 10、常用测定硬度的方法有 、 洛氏硬度和维氏硬度等测试法。 二、判断题（15分，每小题1分） （在括号里正确的划“”，错误的划“”） 1、单晶体具有各向同性，多晶体具有各向异性。 （ ） 2、铁素体是碳溶解在-Fe中所形成的间隙固溶体。 （ ） 3、热处理的加热，其目的是使钢件获得表层和心部温度均匀一致。 （ ） ）

3、 （ 的锡在室温下的塑性变形是冷加工。4、熔点为232 ） （ 则结晶后金属的晶粒愈粗大。冷却速度愈大，金属结晶时，、5 从而提高了性能。6、铸铁经过热处理，改变了基体和石墨形态， （） （ ） 7、物质从液体状态转变为固体状态的过程称为结晶。 、共晶转变是在恒温下进行的。8 ） （ 、机械零件选材的一般原则是：使用性能足够原则、工艺性能良好原则和经济行合理9 原则。 ） （ . . 10、对于弹簧钢的要求是具有高的弹性极限和高的屈强比，以保证承受大的弹性变形和较高的载荷；具有高的疲劳强度以承受交变载荷的作用。 （ ）11、热处理的基本工艺过程是加热、保温和冷却。 （ ） 12、马氏体是碳在-

4、Fe中的过饱和溶解。 （ ） 13、建立相图时采用的冷却速度应为极缓慢的速度。 （ ） 14、对于可热处理强化的变形铝合金，其常用的热处理方法为固溶（淬火）加时效处理。 （ ） 15、塑料按其受热的行为可分为热塑性塑料和热固性塑料。 （ ） 三、单选题（10分，每小题2分） )（不选、错选或多选答案者，该小题不得分1、在晶体缺陷中，属于面缺陷的有 。 （ ） 间隙原子 位错 晶界 2、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 。 （ ） 随炉冷却 在油中冷却 在空气中冷却 3、合金固溶强化的基本原因是 。 （ ） 晶粒变细 晶格发生畸变 晶格类型发生了改变 4、渗碳体的性

5、能特点是 。 （ ） 强度和硬度不高，塑性良好 硬度高，极脆，塑性几乎等于零 强度较高，硬度适中，有一定的塑性 5、将变形金属加热发生再结晶转变时 。 （ ） 只有晶格类型发生变化 只有晶粒大小、形状发生变化 晶格类型、晶粒大小、形状都发生变化 25分） 四、简答题（共 1、奥氏体形成的四个步骤是什么？（4分） . . 2、试述铸铁的石墨化概念、铸铁中多余C的存在形式以及石墨化方式？（6分） 3、高分子材料的主要性能特点是什么？（5分） 4、试对共析钢等温转变产物及性能进行简要分析？（5分） （提示：如高温扩散型转变，可获得珠光体类型的转变产物） 5、说明下列符号各是什么指标？各代表什么意思？

6、（5分） (1) E （2） （3） （4） (5)HRC ks 五、材料及选材题（20分） 1、下列七种材料中，写出其中任意四种材料的牌号的名称及数字、字母的含义（共8分，每题2分） 20CrMoTi: 9SiCr： HT200： QT6003: 45： . . H70： Zl201（ZALCu5Mn）： 2、从下列五种钢号中选取合适的三种钢号填入表中，并说明其热处理工艺（12分，每空2分）。 65Mn、20CrMnTi、GCr9、45、Q345 零件名称 钢号 热处理 弹簧 滚动轴承 机床主轴 六、综述题（共20分，每小题10分） 1、铝合金是如何分类的，可以通过什么方式强化，具体如何进行

7、？（10分） 5、按回火温度高低，回火可分为哪几类？主要的温度区间、回火后的得到的组织、性能和用途是什么？（10分） . . 工程材料学课程试题参考答案及评分标准（中文试卷） 一、填空题) 卷( A（ 1分）10分，每空 相混合物。 1、共晶转变和共析转变的产物都属于 两 、晶粒长大的变化。再结晶 2、塑性变形后的金属经加热将发生回复、 。 、共析钢的含碳量为 0.773 。 4.共晶白口铸铁的含碳量为 4.3% 。 屈服点数值（屈服强度）为235MPa的碳素结构钢5、Q235钢的含义是为 5、三种典型的金属晶体结构是：体心立方晶格、面心立方晶格和 密排六方晶格 。 7、根据钢的成分、退火的工

8、艺与目的不同，退火常分为 完全退火（或等温退火等） 、 球化退火、 去应力退火等几种。 8、钢在奥氏体化后，冷却的方式通常有 等温冷却 和 连续冷却 两种。 9、工具钢按用途可分为 刃具钢 、 模具钢、量具钢。 10、常用测定硬度的方法有 布氏硬度 、 洛氏硬度和维氏硬度等测试法。 二、判断题（15分，每小题1分） ），错误的划“”（在括号里正确的划“”1、单晶体具有各向同性，多晶体具有各向异性。 （ ） 2、铁素体是碳溶解在-Fe中所形成的间隙固溶体。 （ ） 3、热处理的加热，其目的是使钢件获得表层和心部温度均匀一致。 （ ） 4、熔点为 （ ） 232的锡在室温下的塑性变形是冷加工。 ）

9、 （ 则结晶后金属的晶粒愈粗大。冷却速度愈大，金属结晶时，、5 ） （ 从而提高了性能。6、铸铁经过热处理，改变了基体和石墨形态， （ ） 、7物质从液体状态转变为固体状态的过程称为结晶。 （ ） 、8共晶转变是在恒温下进行的。 机械零件选材的一般原则是：9、使用性能足够原则、工艺性能良好原则和经济行合理原则。 ）（ 以保证承受大的弹性变形和较高10、对于弹簧钢的要求是具有高的弹性极限和高的屈强比， （ 的载荷；具有高的疲劳强度以承受交变载荷的作用。 ） . . 11、热处理的基本工艺过程是加热、保温和冷却。 （ ） 12、马氏体是碳在-Fe中的过饱和溶解。 （ ） 13、建立相图时采用的冷却

10、速度应为极缓慢的速度。 （ ） 14、对于可热处理强化的变形铝合金，其常用的热处理方法为固溶（淬火）加时效处理。 （） 15、塑料按其受热的行为可分为热塑性塑料和热固性塑料。 （） 三、单选题（10分，每小题2分）（不选、错选或多选答案者，该小题不得分) 1、在晶体缺陷中，属于面缺陷的有 。 ）（ 间隙原子 位错 晶界 ）（ 然后采用的冷却方式是2、正火是将工件加热到一定温度，保温一段时间， 。 在空气中冷却 随炉冷却 在油中冷却 3、合金固溶强化的基本原因是 。 （） 晶格类型发生了改变晶格发生畸变 晶粒变细 。 特体4、渗碳的性能点是 （） 强度和硬度不高，塑性良好; 硬度高，极脆，塑性几

11、乎等于零; 强度较高，硬度适中，有一定的塑性. 5、将变形金属加热发生再结晶转变时 。 （） 只有晶格类型发生变化; 只有晶粒大小、形状发生变化; 晶格类型、晶粒大小、形状都发生变化. 四、简答题（共25分） 1、奥氏体形成的四个步骤是什么？（4分） 答：（1）奥氏体晶核的形成；（1分） （2）奥氏体晶核的长大；（1分） （3）残余渗碳体的溶解；（1分） （4）奥氏体成分的均匀化。（1分） . . 2、试述铸铁的石墨化概念、铸铁中多余C的存在形式以及石墨化方式？（6分） 答：铸铁中碳原子析出并形成石墨的过程称为石墨化。（1分） 在白口铸铁中铸铁中多余C的存在形式是Fe3C或合金碳化物。在灰口铸

12、铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、可锻铸铁中多余C的存在形式是石墨。（2分） 石墨化方式有两种：一种方式是在铸铁冷却时从液相或A中直接析出石墨（如灰铸铁、球墨铸铁等），第二种方式是可由Fe3C分解得到石墨，即先生产白口铸铁，再将其加热，长时间高温退火使渗碳体分解，可锻铸铁的石墨化是该方式。（3分） 3、高分子材料的主要性能特点是什么？（写出其中5点即可，5分，每点1分） 答：高分子材料性能特点：具有高弹性和粘弹性；（1分） 强度低，比强度高；（1分） 耐磨、减磨性能好；（1分） 绝缘、绝热、绝声；（1分） 耐热性不高，耐蚀性能好；（1分） 存在老化问题。（1分） 4、试对共析钢等温转变产物及性能进行简要

13、分析？（5分） （提示：如高温扩散型转变，可获得珠光体类型的转变产物） 答：珠光体型转变。发生在A1550范围内。铁、碳原子都进行扩散。按其间距的大小，转变产物又可分为珠光体(P)，索氏体（S）和托氏体（T）。其硬度随层间距的减小而增高。 （1分） 贝氏体型转变。贝氏体转变发生在550Ms范围内。贝氏体的转变温度较低，在转变过程铁原子扩散困难。根据组织形态和转变温度不同，贝氏体一般分为上贝氏体和下贝氏体两种。 （2分） 马氏体型转变。当奥氏体被迅速过冷至马氏体点Ms以下时则发生马氏体(M)转变。（2分） 5、说明下列符号各是什么指标？各代表什么意思？（5分） (1) E （2） （3） （4）

14、 (5)HRC ks答：（1）E：弹性模量；刚度指标 （1分） （2）s：屈服点（强度） ；强度指标 （1分） （3）：断面收缩率； 塑性指标 （1分） （4） ：冲击韧度；韧性指标 （1分） k（5）HRC：洛氏硬度；硬度指标 （1分） 五、材料及选材题（20分） 1、下列七种材料中，写出其中任意四种材料的牌号的名称及数字、字母的含义（共8分，每题2分） 20CrMoTi:合金结构钢，0.2%C，Cr、Mo、Ti的含量均1.5%； . . 9SiCr：合金工具钢，0.9%C，Si、Cr的含量1.5%； HT200：灰铸铁，最小抗拉强度200MPa QT6003: 球墨铸铁，最小抗拉强度600

15、MPa，断后延伸率3%； 45：优质碳素结构钢，0.45%C H70：黄铜，铜的质量分数为70%C； （ZALCu5Mn）Zl201：铝铜合金，铜的平均含量5%C，Mn的含量小于1%； 2、从下列五种钢号中选取合适的三种钢号填入表中，并说明其热处理工艺（12分，每空2分）。 65Mn、20CrMnTi、GCr9、45、Q345 零件名称 钢号 热处理 弹簧65Mn 淬火+中温回火 滚动轴承GCr9 球化退火+淬火+低温回火 机床主轴45 淬火+高温回火 六、综述题（共20分，每小题10分） 1、铝合金是如何分类的，可以通过什么方式强化，具体如何进行？ 答：铝合金可分为铸造铝合金和变形铝合金。变

16、形铝合金又可分为不能热处理强化的铝合金和 能热处理强化的铝合金。（3分） 对于能通过热处理强化的铝合金，其热处理方法为固溶加时效处理。（2分） 先固溶处理，将铝合金加热至单相区，恒温保持，然后快速冷却（淬火），使溶质原子来不及析出，至室温获得过饱和的固溶体组织。但一般强化效果不明显，还需进行时效处理。即铝合金随时间延续而形成众多的溶质原子局部富集区，进而析出细小弥散分布的第二相，引起晶格严重畸变，使得强度、硬度显著提高。时效处理有自然时效（45天达最大强度）和人工时效（时效温度过高或时间过长，合金的强度、硬度反而下降，此为过时效，与合金中析出的晶粒大小有关）。（5分） 2、按回火温度高低，回火可分为哪几类？主要的温度区间、回火后的得到的组织、性能和用途是什么？(10分) 答：、低温回火(150250)回火后的组织为回火马氏体。这种回火主要保持钢在淬后所得到的高强度、硬度和耐磨性（2分）。在生产中低温回火被广泛应用于工具、量具、