工程材料试题

1、1 . F和A分别是碳在”-Fe、丫Fe 中所形成的间隙固溶体。2 .液态金属结晶时常用的细化晶粒的方法有增加过冷度 、加变质剂、增加液体的流动。3 .加热是钢进行热处理的第一步，其目的是使钢获得奥氏体 组织。4 .在Fe-F8c相图中，钢与铸铁分界点的含碳量为%。5 .完全退火主要用于亚共析 钢，其加热温度为：AC3 + (3050) C 。6 . 1Cr18Ni9Ti是 不锈钢,其碳的质量分数是%。7 . QT600-03 中的 “ 600 ” 的含义是：修600MPa。8 . T8MnA 是碳素工具钢,其中“ A”的含义是高级优质 。9 . 40Cr是 合金结构钢,其 Cr的主要作用是提

2、高淬透性、强化铁素体。10 .调质件应选中碳成分的钢,渗碳件应选 低碳 成分的钢。11 .化学热处理的基本过程包括：化学介质分解出渗入元素的活性原子，活性原子被工件表面吸附，原子由表层向内扩散形成渗层。12 .按冷却方式的不同，淬火可分为单介质淬火、双介质淬火、等温淬火、分级淬火等。13 . 60 钢(AC1 =727 C, Ac3 366 C)退火小试样经 700 C、740 C、800 C加热保温，并在水中冷却得到的组织分别是：P+F , F+M+Ar , M+Ar 。14 .金属的冷加工与热加工是按再结晶温度来划分的。15 .制造形状简单、小型、耐磨性要求较高的热固性塑料模具应选用T10

3、 钢,而制造形状复杂的大、中型精密塑料模具应选用3Cr2Mo钢。(请从45、T10、3Cr2Mo、Q235A 中选择）12345678910VXXVXVVXXV1 .碳钢在室温下的相组成物是铁素体和渗碳体。2 .铁碳合金平衡结晶时，只有成分为的共析钢才能发生共析反应。3 .在1100c，含碳的钢不能进行锻造，含碳 的铸铁能进行锻造。4 .细晶强化能同时提高钢的强度和韧性。5 .碳的质量分数对碳钢力学性能的影响是：随着钢中碳的质量分数的增加，硬度、强度增 力口，塑性、韧性也随着增加。6 .固溶强化是指因形成固溶体而引起的合金强度、硬度升高的现象。7 .淬火临界冷却速度是钢抑制非马氏体转变的最小冷

4、却速度。8 .可锻铸铁具有一定的塑性，可以进行锻造加工。9 .高速钢铸造后需要反复锻造是因为硬度高不易成形。10 .同一钢种，在相同的加热条件下，水冷比油冷的淬透性好，小件比大件的淬透性好。123456789101112131415abbaccbbcaacaba1 .金属材料在外力作用下抵抗变形和断裂的能力叫：a.强度 b.硬度c.塑性2 .晶体中的位错是一种：a.点缺陷b.线缺陷c.面缺陷3 .实际金属结晶时，形核和晶体长大的方式主要是：a.平面长大b.树枝状长大c.两者都不对4 .在铁碳合金平衡组织中，塑性最好的是：a. Fb. Ac. P5加工硬化使金属：a. 强度降低、塑性升高b. 强

5、度增大、塑性升高c. 强度增大、塑性降低6 下列钢淬透性高低排列顺序正确的是：>45>20CrMnTi >20 b. 20CrMnTi >20>45>T8 c. 20CrMnTi >T8>45>207 钢在淬火后获得M 组织的粗细主要取决于：a. A 的本质晶粒度b. A 的实际晶粒度c. A 的起始晶粒度8 珠光体是一种：a. 单相固溶体b. 两相混合物c. Fe 与 C 的混合物9高速钢的红硬性取决于：a. 钢的碳含量b. 马氏体的多少c. 淬火加热时溶于奥氏体中的合金元素的量10 绑扎物件宜选用a.低碳钢b.中碳钢c.高碳钢11 灰铸

6、铁的石墨形态是a. 片状b. 团絮状c. 球状12 下列零件与构件中选材不正确的是：a.机床床身用HT150b.桥梁用16Mnc.热作模具用Cr12MoV13 不同成分的钢应采用不同的热处理工艺调整其硬度，以便于切削加工性能。一般低碳钢宜采用：a. 正火b. 完全退火c. 球化退火14 制造汽车板簧应采用：a. T12 ，淬火 + 低温回火b. 65Mn ，淬火 + 中温回火c. 45 钢，淬火+ 高温回火 a.调质处理是淬火+中温回火。b. 40Cr钢一种常用的合金结构钢，具有良好的综合力学性能好。c.灰口铸铁可通过表面淬火，提高其表面的硬度和耐磨性。二 1.机械设计时常用 抗拉强度（b b

7、） 和 屈服强度（T s或（T 两种强度指标。2 .若退火亚共析钢试样中先共析铁素体占%,珠光体,则此钢的含碳量为 约 _%。3 .屈强比是 屈服强度 与抗压强度 之比。4 .一般工程结构用金属是 上晶体，在各个方向上的性能相同 ，这就是实际金属的 各向同性现象。5 .实际金属存在 点 、 线 和 面缺陷 三种缺陷。实际晶体的强度 比理想晶体的强度 （高，低）得多。6 .根据组成合金的各组元之间的相互作用不同，合金的结构可分为两大类： 固溶体 和 金属化合物。固溶体的晶格结构同溶剂,其强度硬度比纯金属的 高 。7 .共析钢加热至 Ac 1时将发生珠光体 向 奥氏体 的转变，其形成过程包括四个阶

8、段。8 .把两个45钢的退火态小试样分别加热到AC1AC3之间和 Ac 3以上温度水冷淬火，所得到的组织前者为 马氏体+铁素体+残余奥氏体 ,后者为 马氏体+残余奥氏体、判断改错题（对打，错打“X”并改错，每小题 1分，共10分）(X ) 1.随奥氏体中碳含量的增高，马氏体转变后，其中片状马氏体减少，板条状马氏体增多。(X ) 2.回火屈氏体、回火索氏体和过冷奥氏体分解时形成的屈氏体、索氏体，只是形成过程不同，但组织形态和性能则是相同的。(X ) 3.退火工件常用HRC标出其硬度，淬火工件常用HBS标出其硬度。(V ) 4.马氏体是碳在a Fe中所形成的过饱和固溶体；当发生奥氏体向马氏体的转变

9、时，体积发生膨胀。(X ) 5.表面淬火既能改变工件表面的化学成分，也能改善其心部组织与性能。(V ) 6.化学热处理既能改变工件表面的化学成分，也能改善其心部组织与性能。(V ) 7.高碳钢淬火时，将获得高硬度的马氏体，但由于奥氏体向马氏体转变的终止温度在0 以下，故钢淬火后的组织中保留有少量的残余奥氏体。(X ) 8.为了消除加工硬化便于进一步加工，常对冷加工后的金属进行完全退火。(X ) 9.片状珠光体的机械性能主要决定于珠光体的含碳量。(X ) 10.由于钢回火的加热温度在Ai以下，所以淬火钢在回火时没有组织变化。三、选择题(每小题1 分，共 10 分)1. 钢在淬火后所得的组织是(A

10、 )A.淬火马氏体B.回火索氏体C.回火屈氏体D.索氏体2. 在淬火钢中，当含碳量增加到以后，随含碳量的增加，硬度增加缓慢，这是因为 ( A )A. 随含碳量的增加，残余奥氏体的量增多B. 随含碳量的增加，片状马氏体的量增多C. 随含碳量的增加，淬火内应力增大D.随含碳量的增加，非马氏体的量减少3 .若钢中加入的合金元素能使C曲线左移，则将使钢的淬透性（ B ）A.提高 B.降低 C.不改变D.对小试样堤高，对大试样则降低4 .下列钢铁材料中切削性能较好的是（ B ）A.工业纯铁钢C.白口铸铁 12A钢5 .钢锭中的疏松可以能过下面哪种方法改善（B ）A.完全退火B.足够变形量的锻轧C.扩散退

11、火D.正火6 .正火T8钢与完全退火 T8钢相比（ B ）A.前者珠光体更细密，故强度要低些B.前者珠光体更细密，故强度要高些C.前者珠光体更粗大，故强度要低些D.前者珠光体更粗大，故强度要高些7 .退火亚共析钢，随含碳量的增加（ B ）、的值减小，8、aK值增加B. HBS、油值增加，8、aK值减小C. HBS、bb值增加，8、aK值增加D. HBS、3 值减小，8、aK值减小8 .碳含量为 Wc = %的铁碳合金具有良好的（D ）A.可锻性 B.切削加工性能C.可焊性 D.铸造性能9 .建筑用钢筋宜选用（C ）A.高碳钢B.中碳钢C.低碳钢D.工具钢10 .下述退火态钢中强度最高的是（ D

12、 ）钢钢钢钢三1 16Mn 是 低合金结构钢.其碳的质量分数是%。2 Q235A是 碳素结构 钢,其中“ A ”的含义是质量等级为 A 。3 . HT200中的“ 200 ”的含义是：电封200MPa。4 . GCr15是滚动轴承钢,其 Cr的质量分数是%。5 . a-Fe 和 rFe 的晶格结构分别是：体心立方、面心立方。6 .按几何形式，实际金属中的晶体缺陷分为：点缺陷，线缺陷，面缺陷。7 .马氏体(M)是碳溶于-Fe所形成的过饱和间隙固溶体。8 .球化退火主要用于过共析 钢，其加热温度为：Ac”2030 c 。9 . T12 钢(Aci=730 C, Accm =820 C)退火小试样经

13、 700 C、780 C、860 C加热保温，并在水中冷却得到的组织分别是：P+F , Fe3C+M+Ar, M+Ar 。10 .为强化表面，渗碳件应选低碳 钢,表面淬火应选中碳 钢。11 .渗碳钢在渗碳后缓慢冷却，由表面向心部的组织分布依次为：P+ 网状 Fe3Cj,P,P+F。12 .冷变形后的金属进行加热时将发生回复和再结晶。13 .过共析钢淬火加热温度越高，淬火后马氏体中含碳量越高 ，残余奥氏体的量越多 。14 . M的显微组织形态有板条状和片状 两种,其中 板条状 的韧性较好。15 .为了改善碳素工具钢的切削加工性，常采用的热处理是：球化退火，12345678910XVVXXVXVV

14、X10 .钢的热处理是通过加热，保温和冷却，以改变钢的形状、尺寸，从而改善钢的性能的一种工艺方法。室温时，晶粒度级别越高，则金属的强度、塑性愈好。12 .锻轧时应将钢加热到单相的奥氏体区进行。13 .调质处理是淬火+中温回火。14 .固溶体的强度比溶剂的强度低。15.珠光体、索氏体、屈氏体都是铁素体和渗碳体组成的机械混合物。16 .淬火临界冷却速度是钢获得马氏体的最小冷却速度。17 .灰口铸铁可通过表面淬火，提高其表面的硬度和耐磨性。18 .高速钢淬火加热温度高是为了使合金元素充分溶解到奥氏体中。10. 02、1Cr13、 1Cr17 都是不锈钢。123456789101112131415ca

15、ccbabcbabcabc1.材料在外力作用下产生永久塑性变形而不断裂的能力叫:a.强度 b.硬度 c.塑性2 .加热是钢进行热处理的第一步，其目的是使钢获得:a. A b. M c. P3 .金属铸造时，为细化晶粒，可采用：a.快速浇注b.以砂型代替金属型c.采取机械振动4 .下列组织中，强度最好的是：a. F b. A c. P5 .消除加工硬化常用的热处理工艺是：a.调质 b.再结晶退火c.扩散退火6 .下列钢淬硬性高低排列正确的是:a. T12 >T8>60 >40Crb. 40Cr >T12>T8>60 c. 40Cr >60>T8&g

16、t;T127 .钢在淬火后获得 M组织的粗细主要取决于：a. A的本质晶粒度b. A的实际晶粒度 c. A的起始晶粒度8 .碳钢的淬火工艺是将其加热奥氏体化，然后采用的冷却方式是：a.随炉冷却b.在空气中冷却c.在水中冷却9 . 40Cr中Cr主要作用是：a.增加硬度和耐磨性b.提高钢的淬透性和基体强度c.提高钢的红硬性10 .金属化合物的性能特点是：a.熔点高、硬度高 b.熔点高、硬度低 c.熔点低、硬度低11 .可锻铸铁的石墨形态是a.片状 b.团絮状c.球状12 .下列零件与构件中选材不正确的是：a.建筑钢筋用Q235Ab.汽车板簧用65Mn c.热作模具用W18Cr4V13 .制造机床

17、床身应采用：a. HT150b. Cr12MoVc. Q235C14 .制造形状简单、小型、耐磨性要求较高的热固性塑料模具应选用：a. 45b. T10c. 3Cr2Mo15 .二次硬化属于：a.固溶强化b.细晶强化c.第二相强化四1.液态金属结晶的基本过程是形核与晶核长大 。2.铁素体（F）是碳溶于”-Fe所形成的间隙固溶体，其晶格类型是：体心立方 。3.检测淬火钢件的硬度一般用洛氏（HRC）硬度；而检测退火和正火钢件的硬度常用氏（HRB ） 硬度。4. GCr15钢是 滚动轴承钢，其Cr的质量分数是%。5. 16Mn钢是 合金结构钢，其碳的质量分数是 %。6. QT600-03 中的“03

18、”的含义是：最低伸长率为 3%。7 .钢与铸铁含碳量的分界点是：%。8 .贝氏体的显微组织形态主要有 _B_占和B工 两种，其中B工 的综合性能好。9 .钢的淬火加热温度越高，淬火后马氏体中含碳量越高，马氏体晶粒越粗大 ,残余奥氏体的量越越多 。10 .钢加热时 A的形成是由 A晶核的形成 、A晶核向F和Fe3c两侧长大 、 残余Fe3C的溶解 、 A的均匀化等四个基本过程所组成的。11 . 一般表面淬火应选中碳成分 钢,调质件应选用中碳成分钢。13 .碳钢常用的淬火介质是水 ，而合金钢是油 。14 . T10 钢（Ac1=727 C, Accm 800 C）退火试样经 700 C、780 C

19、、860 C 加热保温，并在水中冷却得到的组织分别是：P+Fe 3c , Fe3C+M+Ar , M+Ar 。15 .渗碳钢在渗碳后缓慢冷却，由表面向心部的组织分布依次为：P+Fe 3c （网状） ， P , P+F12345678910XVVXXXVVXX1 .在其他条件相同时，砂型铸造比金属型铸造的铸件晶粒更细。2 .固溶强化是指因形成固溶体而引起的合金强度、硬度升高的现象。3 .珠光体、索氏体、屈氏体都是铁素体和渗碳体组成的机械混合物。4 .碳的质量分数对碳钢力学性能的影响是：随着钢中碳的质量分数的增加,硬度、强度增加，塑性、韧性也随着增加。5 .淬火临界冷却速度是钢获得马氏体的最小冷却

20、速度。6 .淬透性好的钢，其淬硬性也一定好。7 .大部分合金钢的淬透性比碳钢好。8 .正火的冷却速度比退火快，故同一钢种经正火处理后的组织较细，其强度、硬 度比退火高。9 .由于淬火钢回火时的加热温度在Ai以下，所以淬火钢在回火时没有组织变化。10 .可锻铸铁具有一定的塑性，可以进行锻造加工。123456789101112131415bbabbbabaacaaab1 .表示金属材料屈服点的符号是a. oeb. osc. ob2 .引起钢的冷脆性的有害杂质元素是：a.硫b.磷c.硫和磷3 .固溶体的晶体结构特点是：a.与溶剂相同b.与溶质相同c.形成新的晶体类型4 .钢在淬火后获得 M组织的粗细

21、主要取决于：a. A的本质晶粒度 b. A的实际晶粒度 c. A的起始晶粒度5 .高速钢的红硬性取决于：a.马氏体的多少 b.淬火加热时溶于奥氏体中的合金元素的量c.钢的含碳量6 .室温下金属的晶粒越细，则：a. 强度越高，塑性越差b. 强度越高，塑性越好c. 强度越低，塑性越好7 反复弯折铁丝，铁丝会越来越硬，最后会断裂，这是由于产生了：a.加工硬化现象b.再结晶现象c.去应力退火8为了改善碳素工具钢的切削加工性，常采用的热处理是：a.完全退火 b.球化退火c.再结晶退火9 形状简单的工件淬火应选用a. 单液淬火b. 双液淬火c. 分级淬火10 回火索氏体与索氏体相比a.塑性韧性好b.强度硬

22、度高c.塑性韧性差11 灰铸铁具有良好的抗压、减震性能，常用于制造a .曲轴 b.管接头c.机床床身、底座、箱体12 绑扎物件宜选用a.低碳钢b.中碳钢c.高碳钢13 灰铸铁的石墨形态是a. 片状b. 团絮状c. 球状14 钢的淬硬性主要取决于：a.含碳量 b.冷却介质c.合金元素15 下列说法错误的是a. 金属材料的强度、塑性等可通过拉伸试验来测定b. 调质处理是淬火+ 低温回火c. 布氏硬度实验测定的数据准确、稳定、数据重复性好1. 要制造齿轮、连杆、热锻模具、弹簧、冷冲压模具、滚动轴承、车刀、锉刀、机床床身等零件，试从下列牌号中分别选出合适的材料并叙述所选材料的名称、成分、热处理工艺和零

23、件制成后的最终组织。（ 20 分）T10 65Mn HT300 W6Mo5 Cr4V2 GCr15Mo 40Cr 20CrMnTiCr12MoV 5CrMnMo齿轮： 20CrMnTi 渗碳钢；C%=%,Cr,Mn,Ti<% ；渗碳淬火低温回火；组织为回火马氏体。连杆： 40Cr 调质钢； C%=%,Cr<% ；调质处理（淬火高温回火）；组织为回火索氏体。弹簧： 65Mn 弹簧钢； C%=%,Mn<% ；淬火中温回火；组织为回火托氏体。冷冲压模具：Cr12MoV 冷变形模具钢；C%>1%,Cr=12%,Mo,V<%； 淬火低温回火；组织为回火马氏体。滚动轴承：GC

24、r15Mo轴承钢；C%=1%,Cr=%,Mo<% ;球化退火+淬火低温回火；组织为回火马氏体。车刀： W6Mo5Cr4V2 高速钢；W%=6%,Mo%=5%,Cr%=4%,V%=2% ；淬火560 三次回火；组织为回火马氏体碳化物。锤刀：T10碳素工具钢；C% = 1%;淬火+低温回火；组织为回火马氏体十碳化物。热锻模具：5CrMnMo 热变形模具钢；C%=%,Cr,Mn,Mo<% ；淬火高温回火；组织为回火索氏体。机床床身：HT300灰口铁；无需热处理2选材设计一个车床主轴。该主轴受交变弯曲和扭转的复合应力，载荷和转速均不高，冲击载荷也不大，轴颈部要求耐磨。请选材并设计热处理工序

25、。需说明各热处理工序的作用，画出工艺曲线，并指出热处理后的组织。（备选材料45、T8、20CrMnTi )答 材料选择：45热处理工艺曲线:AC3 + 1001）正火（或完全退火）：消除锻造应力、调整硬度、细化晶粒；组织： S+F2）调质（淬火+高温回火）：使钢获得综合性能好；组织：S回3）表面淬火+低温回火：提高表面硬度和耐磨性；组织：表面 M回心部S回3某钢的连续冷却转变曲线如图所示，指出该钢按图中（a）、（b）、（c）、（d）速度冷却后得到的室温组织。答：（a）: M+Ar（b） : B+M+Ar：F+B+M+Ar(d): F+P4. （10 分）有 Q235AF 、65、20CrMnTi、60Si2Mn、T12 等钢材，请选择一种钢材制作汽车变速箱齿轮（高速重载受冲击），并设计热处理工序，说明各热处理工序的作用并画出工艺曲线，指出使用状态组织。答：材料选择：20CrMnTi热处理工序：正火（机加工）一 渗碳 一淬火+低温回火热处理工序的作用:1）正火：消除锻造应力、调整硬度便于加工;2）渗碳：提高表面含碳量，以便强化表面;3）淬火+低温回火：提高表面硬度和耐磨性，并使心部具有较好的韧性。热处理工艺曲线:正火使用状态组织：表面一