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101510252020100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、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。7、根据钢

2、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“为”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rFe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232c的锡在室温下的塑性变形是冷加工。（）5、金属结晶时，冷却速度愈大，则结晶后金属的晶粒愈粗大。（）6、铸铁经过热处理，改变了基体和石墨形态

3、，从而提高了性能。（）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。（）9、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a-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

4、塑性塑料和热固性塑料。()三、单选题(10分，每/4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、形状都发生变化四、简答题(共25分)1、奥氏体形成的四

5、个步骤是什么？(4分)可编辑word文档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？（5分）（1）E（2）bs（3）W（4）ak（5）HRC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: Z1201（ZALCu5Mn）:2、

6、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？（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）可编辑word文档工程材料学课程试题参考答案及评分标准（中文试卷）（A卷）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两相混合物。2、塑性变形后的金属经加热将发生回复、再结晶、晶粒长大的变化。3、共

7、析钢的含碳量为0.77%。4.共晶白口铸铁的含碳量为4.3%。5、Q235钢的含义是为屈服点数值（屈服强度）为235MPa的碳素结构钢。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）（在括号里正确的划错误的划“乃1、单晶体具有各向同性，多晶体具有各向异性。（X）2、铁素体

8、是碳溶解在rFe中所形成的间隙固溶体。（x）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。（x）4、熔点为232c的锡在室温下的塑性变形是冷加工。（X）5、金属结晶时，冷却速度愈大，则结晶后金属的晶粒愈粗大。（X）6、铸铁经过热处理，改变了基体和石墨形态，从而提高了性能。（X）7、物质从液体状态转变为固体状态的过程称为结晶。（V）8、共晶转变是在恒温下进行的。（V）9、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。（

9、V）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a-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/、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

10、性能特点是.（）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.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

11、或合金碳化物。在灰口铸铁、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

12、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）答：珠光体型车专变。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）os（3）©（

13、4）ak（5）HRC答：（1）E:弹性模量；刚度指标（1分）（2） os：屈服点（强度）；强度指标（1分）（1） 山：断面收缩率；塑性指标（1分）（4） ak:冲击韧度；韧性指标（1分）（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:合金结卞钢，0.2%C,Cr、Mo、Ti的含量均w1.5%；9SiCr：合金工具钢，0.9%C,Si、Cr的含量w<1.5%；HT200:灰铸铁，最小抗拉强度200MPaQT6003:球墨铸铁，最小抗拉强度600MPa,断后延伸率3%

14、;45:优质碳素结构钢，0.45%CH70:黄铜，铜的质量分数为70%C;（ZALCu5Mn）Z1201: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

15、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（4-5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（150250C）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、滚动轴承、渗碳工件以及表面淬火工件等。（1分）、中温回火（350500C）回火后的组织为回火屈氏体。经中温回火后，工件