机电一体化《工程材料》山东大学网络教育考试模拟题及答案

1、工程材料一、填空10.2指的是材料的 _可用屈服强度 _。2常见的金属晶格有 _体心立方 _、 _面心立方 _和_密排六方 _三种。3. 珠光体是 _铁素体 _和_渗碳体 _的机械混合物。4、常用的整体热处理有 _正火 _、 _退火 _、_淬火 _和_回火 _等。5. T12 中含碳量平均为 _1.2%_碳素工具钢。6.液态金属在冷却、凝固过程中，当收缩不能得到充分补充时，就会产生_缩孔 _和 _缩松 _缺陷。7、通常把铸造分为 _砂型铸造 _、 _特种铸造 _两大类。8.在浇铸时，铸件上重要的工作面和主要加工面应朝_下 _或呈 _侧立 _状态。二、判断1.间隙固溶体只能为有限固溶体，置换固溶

2、体可以是无限固溶体。（ ）2.一般说，晶粒越细小，金属材料的力学性能越好。（ ）3. 镶嵌件一般用离心铸造方法制造， 而压力铸造方法便于浇注双金属铸件。 （）4.液态金属的非平衡冷却过程中， 当过冷度越大时， 则结晶后的晶粒越粗大。（）5 落料件尺寸取决于凹模刃口尺寸，冲孔件的尺寸取决于凸模刃口尺寸。（）6.可通过回复过程消除部分加工硬化，通过再结晶过程全部消除加工硬化。（）7.用直流电源进行电弧焊时，焊薄板金属焊件应接电源负极，而焊条应接电源正极。（）三、选择1. 调质处理就是（ C）A.淬火 +低温回火B.淬火 +中温回火C.淬火 +高温回火2. 试样拉断前承受的最大标称拉应力称为（B ）

3、A 屈服强度B 抗拉强度C 塑性强度D 抗压强度3. 常用金属的塑性判断依据是断后伸长率和（C ）A 硬度B 强度C 断面收缩率D 屈服极限4、在铸造生产的各种方法中，最基本的方法是（A）。A、砂型铸造B、金属型铸造号C、离心铸造D、熔模铸造四、改正结构的不合理之处1. 零件一（自由锻件）：2. 零件二（冲压件排样）：五、问答题1. 根据铁碳合金状态图，说明产生下列现象的原因：（ 1）含碳量为 1.0%的钢比含碳量为 0.5%的钢的硬度高。答：碳量为1.0%的钢的室温平衡组织为珠光体和二次渗碳体，基体硬；含碳量为 0.5%的钢的室温平衡组织为铁素体和珠光体，基体软（ 2）在 1100C，含碳量

4、为 0.4%的钢能进行锻造，含碳量为 4.0%的白口铁不能锻造。答：锻造性能取决于钢铁材料的组织。组织中的固溶体越多，化合物越少，可锻性越好。在 1100C，含碳量为0.4%的钢组织为奥氏体，而含碳量为4.0%的白口铁中含有大量渗碳体和莱氏体，所以锻造性差。（ 3）钢适宜通过压力加工成形，而铸铁适宜通过铸造成形。答：钢的含碳量低， 流动性差，塑性较好，所以适合压力加工； 而铸铁含碳量高，流动性好，收缩性小，适合铸造成形。2. 提高浇注温度可以提高液态合金的充型能力，但实际中为什么又要防止浇注温度过高？答：浇注温度过高， 易产生粘砂、气孔、缩孔等缺陷，所以要防止浇注温度过高。3. 成分相同的铸件

5、和锻件，哪一种机械性能好？为什么？答：锻件机械性能好。因为1）组织致密；2）晶粒细化；3）压合铸造缺陷；4）使纤维组织合理分布。4、标出下图 X 型坡口多层焊接合理的焊接次序（标数字1， 2， ）613425工程材料一、填空1金属材料在外力作用下， 产生永久变形而不致破坏的性能， 叫做 _塑性 _，通常用 _和_来表示。2. 碳溶解在 -Fe 中的固溶体称为 _奥氏体 _体，用符号 _A 或 表示。3. 常温下，钢与铸铁的晶粒越 _小 _，其机械性能越 _好_，在结晶过程中若加快冷却速度可达到晶粒 _细化 _的目的。4. 热处理工艺过程都由 _加热 _、_保温 _和 _冷却 _三个阶段组成。5

6、. 控制铸件凝固的原则有两个，即 _定向凝固 _原则和 _同时凝固 _原则。为防止铸件锁孔，应采用_定向凝固 _原则。6. 铸造合金由液态冷至室温的过程中造成缩孔、 缩松的基本原因是 _体收缩大_和 _液态收缩得不到补充 _。二、判断1. 多晶体的塑性变形只有晶间变形。（ ）2. 压力铸造时，向铸型型腔喷刷涂料的目的是保护型腔和减少摩擦阻力作用。（）3. 机器造型只是紧砂过程实现了机械化。（）4加工塑性材料时， 不会产生积屑瘤。（ ）二、名词解释1. 定向凝固铸件中各部位按照远离冒口的部位最先凝固，然后朝冒口的方向逐渐顺序进行，使冒口最后凝固。2. 加工硬化随着材料塑性变形程度的增加，金属材料

7、的强度、硬度增加，而塑性、韧性下降的现象。四、改正结构的不合理之处1. 零件一（砂型铸件）：2. 零件二（焊接件）：焊缝的布置应便于焊接操作3. 零件十（冲压件排样）：五、问答题1. 试分析共析钢、亚共析钢、过共析钢在平衡条件下由液态冷却到室温过程中组织的转变过程。共析钢的室温组织组成物全部是P亚共析钢的 室温组织组成物为 F 和 P过共析钢的 室温组成物为 F 和 Fe3C；组织组成物为Fe3C 和 P2. 简述特种铸造的概念及方法。特种铸造是指有别于砂型铸造的新型铸造方法。包括：熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、离心铸造等。3. 预锻模膛和终锻模膛的作用有何不同？什么情况下需要预锻模膛？飞边

8、槽的作用是什么？预锻模膛的作用是使坯料变形到接近于锻件的形状和尺寸， 这样再进行终锻时金属容易充满终锻模膛，同时减少了终锻模膛的磨损，延长了终锻模膛的寿命。终锻模膛的作用是使坯料最后变形到锻件所要求形状和尺寸。对于形状复杂或批量较大的模锻件需要预锻模膛。飞边槽的作用是 增加金属流动的阻力，促使金属充满模膛，并容纳多余的金属。4. 下面铸件有几种分型面？分别在图上标出。大批量生产时应选哪一种？为什么？12大批量生产时应选2。因为型芯水平安放，稳定，并且有利于型芯中气体排除。工程材料一、填空1. 金属的力学性能主要有 _强度 _、 _塑性 _和_硬度 _等。2. 常见碳素钢按含碳量分为 _低碳钢

9、_ 、 _中碳钢 _和_高碳钢 _。3. 铁碳合金的室温组织有 _铁素体 _、_珠光体 _和_莱氏体 _。4. 合金流动性差，铸造中易产生 _浇不足 _和_冷隔 _等缺陷。5. 压力铸造时，向铸型型腔喷刷涂料的目的是 _减缓铸件的冷却速度 _和 _防止气孔的产生 _的作用。6. 铸件的凝固方式，根据凝固区域宽度不同，一般有_逐层凝固 _、_中间凝固_和 _糊状凝固 _三种类型。7. 当拉深件因拉伸系数太小不能一次拉深成形时，应采用_多次拉深_成形。二、判断1. 铸件上的孔和各种内腔多数是由型芯来成形的。 （ ）2. 液态金属的非平衡冷却过程中，当过冷度越大时，则结晶后的晶粒越细小。（）3. 可

10、通过回复过程消除部分加工硬化，通过再结晶过程全部消除加工硬化。（ ）4. 二氧化碳保护焊和氩弧焊都属于气体保护焊。 （ ）5. 埋弧自动焊常用来焊接长的直线焊缝和较大直径的环形焊缝。 （ ）三、选择1. 钢是以铁为主要元素的铁碳合金，一般含碳量小于（B ）A0.77%B2.11%C4.3%D6.69%2. 金属材料表现出是力学性能的是（ D ）A 导电性B 抗氧化性C 导热性D 硬度3. 正火与退火比正确的是（ C ）A正火成本高B 正火时间长C正火硬度高D正火后强度低4. 压力铸造属于（ C ）A.普通铸造B.金属型铸造C.特种铸造D.砂型铸造四、名词解释1. 同素异晶金属在固态下由于温度的

11、改变而发生晶格类型转变的现象。2. 冲裁冲裁是使板料沿封闭的轮廓线分离的工序，包括冲孔和落料。五、问答题1. 指出下列牌号是哪种钢 (按用途分 )?其含碳量是多少 ? 20：渗碳钢，含碳量是 0.2%；9SiCr：刃具钢，含碳量是0.9%；40Cr：调质钢，含碳量是0.4%2. 简述特种铸造的概念及方法。特种铸造是指有别于砂型铸造的新型铸造方法。包括：熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、离心铸造等。3. 简述冷变形和热变形材料变形加工时的温度在再结晶温度以上的加工叫热变形， 材料变形加工时的温度在再结晶温度以下的加工叫冷变形。4.图示零件采用冲压工艺制作，写出所采用的工序名称并排出顺序。1）冲孔2

12、）弯曲5. 下图为油罐焊缝布置的两种方案，哪种比较合理？为什么？下方案合理。原因：焊缝避开了应力集中处，且焊缝避免了密集交叉。6、什么是结晶过冷度？它对金属的结晶过程、铸件的晶粒大小及铸件的机械性能有何影响？结晶过冷度：理论结晶温度T0 与实际结晶温度 T1 之差 T，即 T=T0 -T1过冷是金属结晶的一个必要条件。过冷度越大， 铸件的晶粒越细小， 铸件的机械性能越好。工程材料一、填空10.2 指的对于没有明显屈服现象的材料，工程上规定以试样产生0.2%塑性变形时的应力作为该材料的屈服点。 （ ，）sb2常见的金属晶格有_体心立方晶格、面心立方晶格和_密排六方晶格三种。3. 珠光体是铁素体和

13、渗碳体的机械混合物。(莱氏体 )4 、常用的整体热处理有 _正火、退火、淬火、回火等。5. T12 中含碳量平均为碳素工具钢 1.2。（钢的分类及牌号表示，铸铁分类及表示，铸钢的分类及表示）6金属材料在外力作用下，产生永久变形而不致破坏的性能，叫做塑性，通常用伸长率和断面收缩率来表示。 （强度、硬度、韧性和疲劳强度概念及表示）7.碳溶解在-Fe中的固溶体称为奥氏体，用符号_A_ 表示。（铁素体、珠光体、渗碳体等）8常温下，钢与铸铁的晶粒越-小/ 大 -，其机械性能越好/ 不好 -，在结晶过程中若加快冷却速度可达到晶粒-细化 -的目的。9、热处理工艺过程都由加热、保温、冷却三个阶段组成。10、金

14、属的力学性能主要有_强度 _塑性、 _硬度 _、韧性、疲劳强度等。11、常见碳素钢按含碳量分为_碳素结构钢 _、 优质碳素结构钢、碳素工具钢。12铁碳合金的室温组织有铁素体、渗碳体、珠光体。13. 液态金属在冷却、凝固过程中，当收缩不能得到充分补充时，就会产生_缩孔_和缩松缺陷。 （原因）14、通常把铸造分为_砂型铸造、 _特种铸造两大类。15. 在浇铸时，铸件上重要的工作面和主要加工面应朝_ 下 _或呈侧立状态。16合金流动性差，铸造中易产生浇不足和冷隔等缺陷。17.压力铸造时，向铸型型腔喷刷涂料的目的是保护型腔和减少摩擦阻力的作用。18. 铸件的凝固方式，根据凝固区域宽度不同，一般有逐层凝

15、固、糊状凝固和中间凝固三种类型。19.控制铸件凝固的原则有两个，即定向（顺序）凝固原则和同时凝固原则。为防止铸件锁孔，应采用定向（顺序）凝固原则。20铸造合金由液态冷至室温的过程中造成缩孔、缩松的基本原因是 壁厚过大 -和 -补缩不足。21金属的可锻性是材料在锻造过程中经受塑性变形而不开裂的性质，常用金属的-塑性 -和-变形抗力 -来综合衡量。22. 锤上模锻的锻模模膛根据其功用不同，可分_模锻模膛 _、 _制胚模膛 _两大类。23. 当拉深件因拉伸系数太小不能一次拉深成形时，应采用_多次 _成形。24根据焊接过程的物理特点，焊接方法可分为_熔化焊 _、 _压 (力 )焊 _和 _钎焊 _三大

16、类。25焊条药皮的主要作用有 _ 提高电弧燃烧的稳定性_、 _防止空气对熔化金属的有害作用_和_对熔池脱氧和加入合金元素_。26焊接时，正接法是指工件接电源的-正极 -，焊条接 负极 -。27减少焊接变形的工艺措施主要有 -采用对称结构或大刚度结构、焊缝对称分布结构、 -反变形或刚性夹持 -、-正确选择焊接参数和焊接次序 -和 -机械矫正或火焰加热矫正 -等。（产生原因（内应力和变形） 、变形形式、防止和消除措施）二、判断1. （）间隙固溶体只能为有限固溶体，置换固溶体可以是无限固溶体。2. （）一般说，晶粒越细小，金属材料的力学性能越好。3. （）液态金属的非平衡冷却过程中，当过冷度越大时，

17、则结晶后的晶粒越细小。4. （）多晶体的塑性变形只有晶间变形。5. （）镶嵌件一般用离心铸造方法制造，而压力铸造方法便于浇注双金属铸件。6. （）液态金属的非平衡冷却过程中，当过冷度越大时，则结晶后的晶粒越粗大。7. （）机器造型只是紧砂过程实现了机械化。8. （）铸件上的孔和各种内腔多数是由型芯来成形的。9. （）压力铸造时，向铸型型腔喷刷涂料的目的是保护型腔和减少摩擦阻力作用。10. （）加工塑性材料时，不会产生积屑瘤。11. （）落料件尺寸取决于凹模刃口尺寸，冲孔件的尺寸取决于凸模刃口尺寸。12. （）可通过回复过程消除部分加工硬化，通过再结晶过程全部消除加工硬化。13. （）用直流电源

18、进行电弧焊时，焊薄板金属焊件应接电源负极，而焊条应接电源正极。14. （）钎焊可根据钎料熔点的不同分为软钎焊和硬钎焊。15. （）焊条电弧焊的电弧按温度不同，可分为阳极区电弧、阴极区电弧和弧柱电弧。16. （）二氧化碳保护焊和氩弧焊都属于气体保护焊。17（）焊接时，正接法是指工件接电源的正极，焊条接负极。18（）埋弧自动焊常用来焊接长的直线焊缝和较大直径的环形焊缝。三、选择1铁素体为（ B）晶格A.面心立方B.体心立方C.密排六方D.复杂的八面体2调质处理就是（C）A.淬火 +低温回火B.淬火 +中温回火C.淬火 +高温回火3、试样拉断前承受的最大标称拉应力称为（B）A 屈服强度B 抗拉强度C

19、 塑性强度D 抗压强度4、常用金属的塑性判断依据是断后伸长率和（C）A 硬度B 强度C 断面收缩率D 屈服极限5、金属材料表现出是力学性能的是（D）A 导电性B 抗氧化性C 导热性D 硬度6、钢是以铁为主要元素的铁碳合金，一般含碳量小于（B）A0.77%B2.11%C4.3%D6.69%7、正火与退火比正确的是（C）A正火成本高B 正火时间长C正火硬度高D正火后强度低8. 压力铸造属于 (C)A.普通铸造B.金属型铸造C.特种铸造D.砂型铸造9、在铸造生产的各种方法中，最基本的方法是（A）。A、砂型铸造B、金属型铸造号C、离心铸造D、熔模铸造10、板料在冲压弯曲时，弯曲圆弧的弯曲方向应与板料的

20、纤维方向(A)。A、垂直B、斜交C、一致四、改正结构1砂型铸件左图：交叉接头，热节大，易产生缩孔或缩松，内应力也难以松弛，易产生裂纹右图：交错接头热节小，可通过微量变形来缓解内应力，抗裂性能好。（其它结构设计中应注意的）2. 自由锻件几何体构成的锻件不应形成空间曲线， 自由锻极难成形， 改成平面与圆柱、 平面与平面相接的结构。（锻件结构的工艺性）3. 冲压件排样合理废料最少，材料利用率高。（有搭边排样）根据要求可有两种类型：无搭边排样和有搭边排样。4. 焊接件布置焊缝时，考虑到足够的操作空间。（焊接接头的工艺设计）五、名词解释1、焊接：一种永久性连接金属材料的工艺方法。 焊接过程的实质是利用加

21、热或加压等手段，借助金属原子的结合与扩散作用，使分离的金属材料牢固地连接起来。 （金属塑性加工、铸造）2、加工硬化 ：金属随变形程度增大，强度和硬度上升而塑性下降的现象称为冷变形强化，又称加工硬化。3、同素异晶 ：某些金属在结晶之后，在不同温度范围内呈现出不同的晶格，称为同素异晶现象。这种随温度改变，固态金属晶格随之改变的现象，称为同素异晶转变。4、冲裁 ：使坯料按封闭轮廓分离的工序。落料及冲孔统称冲裁。（锻造）5、定向凝固 ：在铸件上可能出现缩孔的厚大部位通过安放冒口等工艺措施，使铸件远离冒口的部位先凝固； 尔后是靠近冒口部位凝固；最后才是冒口本身的凝固。按这样的凝固顺序，先凝固部位的收缩，

22、由后凝固部位的金属液来补充，从而使铸件各个部位的收缩均能得到补充，而将缩孔转移到冒口之中。冒口是多余部分，在铸件清理时予以切除。六、问答1、 根据铁碳合金状态图，说明产生下列现象的原因：（ 1）含碳量为 1.0%的钢比含碳量为 0.5%的钢的硬度高。（ 2）在 1100C，含碳量为 0.4%的钢能进行锻造，含碳量为4.0%的白口铁不能锻造。（ 3）钢适宜通过压力加工成形，而铸铁适宜通过铸造成形。答：（ 1 ） 1.0%的钢是过共析钢，室温组织是珠光体和渗碳体，0.5%的钢是亚共析钢，室温组织是珠光体和铁素体。铁素体硬度低，珠光体硬度较高。（ 2）在 1100 C，含碳量为0.4%的钢组织是奥氏

23、体，含碳量为4.0%的白口铁组织是莱氏体、奥氏体和渗碳体。渗碳体硬度极高， 塑性、韧性极低，伸长率和冲击韧性近于零。莱氏体的含碳量为4.3%，其中含有的渗碳体较多，性能与渗碳体相近，极为硬脆。（ 3）合金的流动性是影响充型能力的主要因素之一，而化学成分对合金流动性的影响最为显著。 共晶成分合金的结晶是在恒温下进行的，此时，液态合金从表层逐层向中心凝固，由于已结晶的固体层内表面比较光滑，对金属液的流动阻力小，故流动性最好。 合金成分愈远离共晶点，结晶温度范围愈宽，流动性愈差。铸铁属于前者，而钢属于后者。压力加工需要材料有良好的塑性。钢的含碳量低，塑性好。铸铁的含碳量高，硬脆。2、 什么是结晶过冷

24、度？它对金属的结晶过程、铸件的晶粒大小及铸件的机械性能有何影响？答： 纯金属的结晶是在一定的温度下进行的，它的结晶过程可用冷却曲线来表示。实际结晶温度低于理论结晶温度 （平衡结晶温度） ，这种现象叫做 “过冷”。理论结晶温度与实际结晶温度之差，称作过冷度。冷却速度越快， 实际结晶温度就越低过冷度就越大。 过冷度大，晶核数目多， 晶核长大的余地小，长成的晶粒细。晶粒愈细，其强度、硬度愈高，而且塑性和韧性也愈好。3、 试分析共析钢、亚共析钢、过共析钢在平衡条件下由液态冷却到室温过程中组织的转变过程。答：（ 1）共析钢指 S 点成分合金 ,如上图所示。 合金在 1点以上时是全部为液体。当缓慢冷却到1

25、 点以后，开始从钢液中结晶中奥氏体；随着温度的降低，奥氏体越来越多，而剩余钢液越来越少，直到2 点结晶完毕，全部形成奥氏体。在 2 点以下为单一的奥氏体，直至冷却到3 点（即 S 点以前），不发生组织转变。当冷却至 3 点温度时，即到达共析温度，奥氏体将发生共析反应，转变成珠光体。此后，在继续冷却过程中不再发生组织变化。（ 2）亚共析钢指 S点成分以左的合金，如图中的合金。当合金冷却到1 点后，开始从钢液中结晶中奥氏体，直到2 点全部结晶成奥氏体。当继续冷却到GS线上的 3 点前，不发烧组织变化。当温度降到3 点以后， 将由奥氏体中析出铁素体。由于铁素体的含碳量甚低，致使剩余奥氏体的含碳量沿着

26、GS线增加。当温度降到4 点时，剩余奥氏体的含碳量已增加到 S 点对应的成分，即共析成分。到共析点4 后，剩余奥氏体转变成珠光体，已析出的铁素体不发生变化，4 点以下组织不变。（ 3）过共析钢含碳量超过S 点成分的钢，如图中合金。温度冷却到3 点之前，结晶过程同。温度降低到ES线上的 3 点后，由于奥氏体的溶碳能力不断的降低，将由奥氏体中不断以Fe3C形式、沿着奥氏体晶界析出多余的碳，剩余奥氏体的含碳量将沿着ES线降低。当温度降到共析温度4 点时，奥氏体到达共析成分，转变为珠光体，此后继续降温，组织不再发生变化。4. 指出下列牌号是哪种钢 (按用途分 )?其含碳量是多少 ?20 ：平均含碳量

27、0.20%的优质碳素结构钢。9SiCr：含碳量为0.9%的低合金工具钢。40Cr：含碳量为0.4%的合金结构钢。5CrMnMo ：含碳量为0.5 的合金工具钢。5.简述特种铸造的概念及方法。答： 特种铸造：是与普通砂型铸造有显著区别的一些铸造方法，如熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、低压铸造、离心铸造、陶瓷型铸造、实型铸造等。熔模铸造：用易熔材料制成模样，然后在模样上涂挂耐火材料，经硬化后，再将模样熔化以排出型外，从而获得无分型面的铸型。金属型铸造：将液态合金浇入金属铸型获得铸件的一种铸造方法，有“永久型铸造”之称。压力铸造：在高压下将液态或者半液态合金快速地压入金属铸型中，并在压力下凝固，以获

28、得铸件的方法。低压铸造：介于重力铸造和压力铸造之间的一种铸造方法，使液态合金在压力下，自下而上的充填型腔，并在压力下结晶已形成铸件的工艺过程。离心铸造： 将液态合金浇入高速旋转的铸型，使金属液在离心力作用下充填铸型并结晶。6.为什么设计铸件时要尽可能壁厚均匀，并且不能小于所允许的最小壁厚？答：若铸件各部分壁厚差别过大， 则在厚壁处形成金属聚集的热节， 致使厚壁处易于产生锁孔、缩松等缺陷。同时，由于铸件各部分的冷却速度差别较大，还将形成热应力，这种热应力有时可使铸件薄厚联接处产生裂纹。如果铸件壁厚均匀，上述缺陷常可避免。每种铸造合金在选用某种铸造方法铸造时， 都有适宜的壁厚。 若设计铸件的最小壁厚小于“最小壁厚” ，容易产生浇不足、冷隔等缺陷。铸件的“最小壁厚”主要取决于合金的种类和铸件的大小。7. 提高浇注温度可以提高液态合金的充型能力，但实际中为什么又要防止浇注温度过高？答：合金的充型能力随浇注温度的提高呈直线上升，对薄壁铸件或流动性较差的合金可适当提高浇注温度， 以