机械工程材料期末试题(含答案)

1、机械工程材料模拟练习题一、填空题（每空0.5分）1. 常用测定硬度的方法有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度测试法。2. 金属材料的力学性能主要包括强度、硬度、弹性、塑性等；强度的主要判据有 屈服强度和抗拉强度，强度和塑性可以用拉伸实验来测定；压入法测量方法简便、不破坏试样，并且能 综合反映其它性能，在生产中最常用。3. 铁碳合金在室温下平衡组织组成物的基本相是铁素体和渗碳体，随着碳的质量分数的增加，渗碳体相的相对量增多，铁素体相的相对量却减少。4. 珠光体是一种复相组织，它由 铁素体和渗碳体按一定比例组成。珠光体用符号 P表示。5. 铁碳合金中，共析钢的 wc=0.77%,室温平衡组织为 珠光体；

2、亚共析钢的 =0.0218%- 0.77%室温平衡组织为铁素体和珠光体；过共析钢的屜=0.77%-2.11 %,室温平衡组织为珠光 体和二次渗碳体。6. 铁碳合金结晶过程中，从液体中析出的渗碳体称为一次渗碳体；从奥氏体中析出的渗碳体称为二次渗碳体；从铁素体中析出的渗碳体称为 三次渗碳体。7. 低碳钢的碳质量分数范围是：WcC 0.25%、中碳钢:Wc=0.25%-0.6%高碳钢：Wc0.6%8. 金属的晶粒越细，强度、硬度越高性、韧性越好。实际生产中可通过增加过冷度、变质处理和附加振动来细化晶粒。9. 常用金属中，丫 -Fe、Al、Cu等金属具有面心立方晶格，a -Fe具有体心立方晶格。10.

3、 金属的结晶是在过冷的情况下结晶的，冷却速度越快，过冷度越大，金属结晶后的晶粒越 细小,力学性能越好。11. 钢的热处理工艺是由（加热）、（保温）和（冷却）三个步骤组成的；热处理基本不改 变钢件的（形状和尺寸），只能改变钢件的（结构组织）和（力学性能）。12. 完全退火适用于（亚共析碳）钢，其加热温度为（Ac3以上30-50 C），冷却速度（缓 慢），得到（铁素体和珠光体）组织。13. 球化退火又称为（均匀化）退火，其加热温度在（Ac1）+ 20-30 C,保温后（随炉缓 慢）冷却，获得（球状珠光体）组织；这种退火常用于高碳工具钢等。14. 中碳钢淬火后，再经低温回火后的组织为（ 回火马氏体）

4、，经中温回火后的组织为（回 火托氏体），经高温回火后的组织为（回火索氏体）；淬火高温回火后具有（综合力学）性 能。15. 钢的高温回火的温度范围在（500-650 C）,回火后的组织为（回火索氏体）。这里开始！ ！ 16.按化学成份分类，就含碳量而言，渗碳钢属低碳钢,调质钢属中碳钢,滚动轴承钢属高碳钢。17. 高速钢W18Cr4V中合金元素W的作用是提高钢的红硬性和回火稳定性；Cr的作用是提 高钢的淬透性；V的作用是与C形成稳定的VC，具有极高的硬度和耐磨性。高速钢的锻造不 仅是为了成型，而且是为了使莱氏体中呈粗大鱼骨状的共晶合金碳化物均匀分布在基体上 。 高速钢淬火后需经560E三次回火，回

5、火后其组织由 隐针马氏体、粒状碳化物 及少量残余奥 氏体构成, 其性能具有高硬度、高强度、高耐磨性。18. 按用途分，合金钢可分为（合金结构）钢、（合金工具）钢、（特殊性能）钢。19. 40Cr钢中铬的平均含量约为（Wcr0.5% 时为Mn+A过共析钢淬火温度为Ac1+30-50 C,温度高于Accm则奥氏体晶粒粗大，含碳量高，淬火 后马氏体晶体粗大，A%曾大，硬度、耐磨性下降，脆性、变形裂开倾向增加。组织物为M +Fe3（颗粒+A,这种组织不仅具有高强度、高耐磨性3. 晶粒大小对金属的性能有什么影响？细化晶粒的方法有哪几种？常温下，晶粒越细，晶界面积越大，因而金属的强度、硬度越高，同时塑性、

6、韧性也好 高温下，晶界呈粘滞状态，在协助作用下易产生滑动，因而细晶粒无益，但晶粒太粗易产生 应力集中，因而高温下晶粒过大过小都不好方法：1:增大过冷度2 :变质处理3 :附加振动4. 为什么一般情况下亚共析钢采用完全（奥氏体化）淬火，过共析钢采用不完全淬火？1:亚共析钢才用完全淬火是因为如果加热温度过低（ 650MPa,ak 15J/cm2,轴体硬度为 240300HB,轴颈硬度大于等于 55HRC.选材，制定生产工艺路线及各热处理工艺的工艺规范。QT600-3,铸造成形宀正火+高温回火宀切削加工t轴颈表面淬火、回火t磨削。13-7、选择下列零部件的材料,并简要说明理由。机床主轴 :45,低速

7、，轻或中载荷，精度要求不高。 成型 车刀:T11,不会剧烈冲击，高硬度，耐磨性好。 医疗手术刀:T30060,具有高的淬透性，强度高，韧性好。 内 燃机火花塞 :陶瓷,耐热性好 ,导热性好。 冷凝管 :铜合金,在冷凝水中良好的耐蚀性 ,导电性好。 赛艇身 : 铝合金 ，高强度 ，良好的耐蚀性 ，低温性 ，没有磁性。 燃气轮机主轴 :珠光体耐热钢或者铁基耐热合金 ，高温强 度高。 发动机活塞环 :珠光体可锻铸铁 ，可以振动载荷。名词解释： 屈服强度 :是指材料开始产生明显塑性变形是的最低应力值；抗拉强度（强度极限）：是指材料在拉断前所能承受的最大应力； 刚度：材料抵抗弹性变形的能力（弹性模量）

8、塑性：是指材料在力的作用性下，产生不可你用就变形的能力；韧性：材料断裂前吸收变形能量的能力； 硬度：材料表面抵抗局部变形的能力； 疲劳强度：是材料在无限多次交变载荷作用下而不破坏的最大应力； 晶体：物质的指点（分子、原子、离子）在三维空间作有规律的周期性重复排列所形成的物质； 是由两种或两种以上的金属与非金属经一定方法所合成的具有金属特性的物质； 固溶体：当合金由液态结晶为固态时，组成元素间会像合金溶液那样相互溶解，形成一种在某种元素的 晶格结构中包含有其它元素原子的新相； 金属化合物：凡是由相当程度的金属键结合，并具有明显金属特性的化合物； 溶质元素形成固溶体而使金属的强度、硬度升高的现象；

9、铁素体：碳溶在奥氏体：碳溶在丫 -Fe中的一种间隙固溶体； 一次渗碳体：从液态金属中直接结晶出的渗碳体；二次渗碳体：含碳量大于 冷却至727C时，从奥氏体中析出的渗碳体；三次渗碳体：一般铁碳合金从 体中析出的渗碳体； 珠光体：铁素体与渗碳体的机械混合物； 滑移：是指晶体的一部分相对于另一部分沿一定晶面发生相对的移动； 回复：加热温度较低时，变形金属中的一些点缺陷和位错，在某些晶内发生迁移变化的过程；再结晶：变形金属加热到较高温度时，原子具有较强的活动能力，有可能在破坏的亚晶界处重新形核和长大，使 原来破碎拉长的晶粒变成新的，内部缺陷较少的等轴晶粒，这种使晶粒的外形发生了变化，而晶格类型 无任何

10、变化的过程； 加工硬化：在机械加工过程中，工件表面层金属受到切削力的作用，产生塑性变形，使晶格扭曲，晶粒 被拉长、纤维化甚至破碎而引起表面层的强度、硬度提高的现象；热加工：在再结晶温度以上的加工过程；奥氏体实际晶粒度：钢在具体加热条件下实际得到的奥氏体晶粒的尺寸；本质晶粒度：钢加热到930C 10C，保温8h,冷却后得到的晶粒度；马氏体：碳溶在a -Fe中的过饱和固溶体；过冷奥氏体：钢在高温时所形成的奥氏体，过冷到Ar1 以下，即成为热力学不稳定状态的过冷奥氏体；退火：把钢加热到高于或低于临界点（ Ac3 或 Ac1 ）的某一温度，保温一段时间，然后随炉冷却，以获得 接近平衡组织的一种热处理工

11、艺；正火：把亚共析钢加热到Ac3+30 C50C,过共析钢加热到 Acm+30 C50C,，保温后在空气中冷却的热处理工艺；淬火：将钢加热到 Ac3或Ac1以上30C50C，保温后快速冷却的热处理工艺； 回火：把淬火钢件加热到 A1 以下某一温度，保温一段时间，然后冷却到室温的热处理工艺； 表示钢在淬火时获得马氏体的能力，在规定条件下，决定了钢材淬硬深度和硬度分布的特性； 钢淬火后所能达到的最高硬度。选择题：1、下列晶体缺陷中，属于线缺陷的是（位错）。A 间隙原子B 位错格畸变）。A晶格畸变B 位错3、奥氏体的力学性能特点是（ A .强度高，塑性好，硬度低合金：固溶强化：通过溶入某种a -Fe

12、中的一种间隙固溶体；0.77%的铁碳合金自1148 C727 C缓冷至室温时，从铁素淬透性： 淬硬性：C .晶界 D .晶体表面 2、晶格中原子偏离平衡位置的现象称为（晶C.同素异构转变C ）。B 强度高，塑性好，硬度高 C强度低，塑性好，硬度低D .空位D 强度低，塑性差，硬度低 4、金属的晶粒越细，晶界总面积越大，金属的强度（越高）A .越高B .越低 C .不变D .无法判断5、相变过程中的过冷和过热是（促进相变的动力）。A .合金中原子扩散的条件B .一种热处理缺陷 C .相变的阻力D .促进相变的动力6、珠光体向奥氏体转变时，奥氏体晶核最容易在（A ）形成。A .铁素体渗碳体的相界面

13、B .渗碳体内 C .铁素体内D、其它7、贝氏体转变的相变类型是（半扩散型）。A 扩散型B 半扩散型C 非扩散型D 其它8、钢经过淬火加中温回火处理后获得的组织是（回火屈氏体）。A 珠光体B 回火索氏体C 回火屈氏体D 回火马氏体9、牌号10钢中碳元素的平均百分含量是（0.1% ）。A. 0.01%B . 0.1%C . 1%D .没有标示出来10、牌号GCr9钢中合金兀素Cr的平均质量分数是（0.9% ）。A. 0.09%B . 0.9%C . 9%D .没有标示出来11、退火态20、T8及T13钢的强度排序应为（T8 T1320 ）。A. 20 T8T13 B . T13 T8 20C.

14、T8 T1320D . T820T1312、共析钢的过冷奥氏体在A1550 C之间等温转变时所获得组织产物是（珠光体）。A .珠光体B .贝氏体 C .马氏体D .回火马氏体13、亚共析钢适宜的淬火加热温度一般为（D ）。A. Accm+3050 C B. Ac1+3050 C C . Ac2+3050 C D. Ac3+3050 C14、对于平衡状态下的亚共析钢，随着含碳量的增加，其（硬度，强度均升高）。A .硬度，强度均升高B .硬度下降，塑性升高 C .强度，韧性均下降D .强度，塑性均不变 15、铸铁和碳钢的主要区别在于组织中是否有（莱氏体）A .渗碳体B .珠光体C .铁素体D .莱

15、氏体16、同一成分的铁碳合金组织中，硬度最高的是（马氏体）。A .珠光体B .索氏体 C .贝氏体D.马氏体17、含碳量为1 %的碳钢平衡结晶到室温，则在室温下该合金中（珠光体含量为4% ）。A .相组成物为D .铁素体总含A .淬火+低铁素体和珠光体B .组织组成物是铁素体和二次渗碳体C .珠光体含量为4%量为85%18、合金结构钢 40Cr可用作车床主轴材料，其整体最终热处理工艺应该是（调质处理）。 温回火B .淬火+中温回火C.调质处理D .渗碳后淬火+低温回火填空题：1、在铁碳合金的平衡相图中，共晶点C以及共析点S的所对应的含碳量分别为4.3%0.77%。2、合固溶体、金属化合物金材料

16、的相结构可以根据其化学成分以及晶体结构特点分为两大类，分别是3、 绝大多数金属元素的晶体结构比较简单，其中最典型、最常见的三种晶体结构类型为体心立方晶格、面心立方晶格 和密排六方晶格，相对应的代表金属元素分别有a-Fe、W、V、Cr、 丫 -Fe、Al、Ni、Cu 和 Mg、Zn。4、 常用测定硬度的方法有布氏硬度测试法、洛氏硬度测试法和维氏硬度测试法等。5、 根据共析钢的 C曲线，过冷奥氏体在 A1线以下发生组织转变，其转变产物分别为珠光体、贝氏体 和马氏体组织。6、 共析钢中奥氏体的形成过程包括奥氏体晶核的形成 、奥氏体的长大、残余Fe3C溶解及奥氏体均匀 化。7、 材料力学性能指标中，H

17、R表示 硬度抬环去小塑性 指标。8、钢淬火+低温回火后的组织是 回火马氏体。9、理论结晶温度与实际结晶温度之差，称为过冷度。10、纯铁在912 C以下时晶体结构为 体心立方晶格，在912C 1394 C时晶体结构为 面心立方晶格。11、铁碳合金室温平衡组织中， Fe3CII的最大含量 为 2.11%。12、球化退火是指将钢中的 渗碳体 球状化的工艺，它主要适用于 过共析 钢。 判断题：再结晶过程中金属的晶格类型发生了改变。(X) 金属材料的弹性模量E越大，则其塑性越差。(X )形成二元匀晶相图的两金属组元的晶格类型可以不同，但其原子半径大小一定要相等。( X ) 钢能进行热处理改性工艺的主要原

18、因是钢具有固态相变的特性。(V )工业应用的铁碳合金无论成分如何，在平衡条件下冷却到室温时，其相组成都是铁素体和渗碳体。( V )钢加热到800C时，其组织将转变为奥氏体。(X )金属铸件可以通过再结晶退火来达到细化晶粒的目的。( V ) 临界冷却速度 Vk 的大小可以表征钢材淬火工艺性能的好坏。 ( X )铁碳合金平衡结晶过程中，只有碳质量分数为0.77%的铁碳合金才能发生共析反应。( X ) 一次渗碳体、二次渗碳体、三次渗碳体的形态及晶格结构类型均不相同。( X ) 本质细晶粒钢加热后的实际晶粒一定比本质粗晶粒钢的细。 ( X )在铁碳合金平衡相图中，奥氏体在1148C时，溶碳能力可达 4.3%。 ( X )同一钢材在相同的加热条件下，总是水冷比油冷的淬透性好。( X ) 问答题：1、 设计好刚度的零件，应根据何种指标选择材料？材料的弹性模量E 越大，则材料的塑性越