金属材料学基础试题及答案

一、判断题（正确的填√，错误的填1、导热性好的金属散热也好，可用来制造散热器等零件 2、一般，金属材料导热性比非金属材料差 3、精密测量工具要选用膨胀系数较大的金属材料来制造 4、易熔金属广泛用于火箭、导弹、飞机等 5、铁磁性材料可用于变压器、测量仪表等 6、δ、ψ值越大，表示材料的塑性越好 7、维氏硬度测试手续较繁，不宜用于成批生产的常规检验 8、布氏硬度不能测试很硬的工件 9、布氏硬度与洛氏硬度实验条件不同，两种硬度没有换算关系 1011、在F、D一定时，布氏硬度值仅与压痕直径的大小有关，直径愈小，硬度值 12、材料硬度越高，耐磨性越好，抵抗局部变形的能力也越强 13、疲劳强度是考虑交变载荷作用下材料表现出来的性能。 14、20钢比T12钢的含碳量高。 16、金属材料愈硬愈好切削加工 170.60%10 18、T10钢的平均含碳量比60Si2Mn的高 19、一般来说低碳钢的锻压性最好，中碳钢次之，高碳钢最差 20、布氏硬度的代号为HV，而洛氏硬度的代号为HR。 21、疲劳强度是考虑交变载荷作用下材料表现出来的性能。 1、下列性能不属于金属材料物理性能的是 5、锻压性最好的是 A、低碳 D6、下列材料焊接性最差的是A、低碳 D A.物理性 B.化学性 C.力学性 D.工艺性 ）划分 C、S、P的含量 A冲击韧性 B硬度 C塑性 D抗拉强度 A. B. C. D.1535“σe” A.屈服强 B.抗拉强 C.弹性强 D.抗弯强13、用来反应材料在交变载荷作用下，抵抗破坏能力的物理概念是 A.韧性； B.疲劳强度； C.强度； D.硬度。14、16、金属材料抵抗塑性变形或断裂的能力称为 A.强度 B.塑性 C.硬度15、下列材料焊接性能最好的是 )16、低碳钢的含碳量为 ) B. C. D.17、拉伸试验时，试样拉断前所能承受的最大应力称为材料的 A.屈服 B.抗拉强 C.塑 19、下面关于3Cr13的说法正确的是 A.含Cr为3% B.含Cr为13% C.含Cr为0.3% D.含Cr为1.3% 21、普通,优质和特殊质量碳钢是按 )进行区分的22、金属材料的抗拉强度是 )值A、金属开始出现塑性变形时的应 B、金属出现塑性变形时的应CD、金属材料保持在弹性变形内的最23、85HRA是 25、某钢材的牌号为GCr9SiMn，它的用途为下列中的（ A制造锅炉 B制造弹簧 C制造滚动轴承 D制造量具 A静载荷 B冲击载荷 C交变载荷 D静载荷和冲击载荷 AT12 B20 C65Mn D40Cr28 ）是金属材料在静载荷作用下抵抗变形和破坏的能力A．强 B．硬 C．塑 D．韧29、金属材料在静载荷作用下产生永久变形的能力是 )30、工厂中广泛使用的洛氏硬度标尺是 31、材料的硬度越高其耐磨性就 )32、下列不属于金属材料的工艺性能的是 )33、金属材料的锻压性能取决于材料的 34、T12是 )35、汽车变速齿轮应选用 ）制造A、合金调质钢B、合金渗碳钢C、合金弹簧钢D、滚珠轴承钢 A铝>铜>银 B铝<铜<银 C银>铜>铝 D银<铜<铝37、9SiCr表示（ A含碳9%B含 C含 D含碳 A锰B铁C铬D镍39、金属材料在常温下抵抗氧,水蒸气及其它化学介质腐蚀作用的能力,称为 在加热时抵抗氧化作用的能力,称为 )A化学稳定性 B耐腐蚀性C抗氧化性 D热稳定性 A强 B伸长率C硬 D断面收缩 A冲击B抗压C抗拉D破坏1 340℃—100℃时，α×10-656、金属的熔点高 称为低熔点金属78、载荷根据性质不同可分 1011法 法。在生产上最用的 法实验，硬 硬度三种1213 ·F属 钢的牌号；45属 钢的牌号；T10属 1608钢的含 T7 17、目前生产中用的最广的静载荷压入法硬度试验有＿＿＿＿、＿＿＿＿、＿＿＿18金属材料的力学性能 19、材料的力学性能指标中，抗拉强度用符号 表示，塑性指标用符 表示 21、按碳钢中含有害杂质的多少，可以将钢分 15、钢根 ，可分为碳素钢和合金钢16、锰、硅是在炼钢加 时，带入钢中的，是有益元素17、碳素工具钢用于制 18、凡是用于制造机械零件和各种工程结构件的钢都称 钢 20、塑性是 ，它 两个指标21、当零件承受静载荷时，应该考虑的力学性能主要 22、碳素钢Q235—A•F中Q代 ，F代 2、钢铁中常存元素有铁、＿＿、硅、锰、硫、磷等元素；硅锰是＿＿＿元素，硫、磷是有害元素，＿＿有热脆性；＿＿有冷脆性。含碳量大于＿＿＿的铁碳合金叫铸铁。钢按质量分类是根据＿＿＿＿含量来划分的，凡用于制造零件和工程结构件的钢都叫＿＿＿。工具钢含碳量都在＿＿以上，都是＿＿＿或高级优质钢。硬度和耐磨性＿＿。24、普通碳素结构钢牌号是屈服点的字母Ｑ、屈服点＿＿＿，＿＿＿＿Q235－A·F；优质碳钢牌号是用两位数表示含碳量的的＿＿＿数，若为高级优质在牌号后加＿＿＿；牌号Ｑ215－A是＿＿＿不小于1.2%的高级优质＿＿＿钢。 2、高碳钢具有良好的焊接性能（ ×4、金属的同素异构转变是在恒温下进行的（ 5、T10钢含碳量为 8、常用材料在使用时，一般不允许塑性变形（ 10、a-Fe是面心立方晶格类型（ ×）二、填空题（共51分，每空1分）1、常见金属三种晶格类型有（）面心立方）（密排六方）2、常见晶体的缺陷有（点）（线）缺陷和（）3、理论结晶温度和实际结晶温度之差为（4、细化晶粒有三种方法（（变质处理（振动处理8、抗拉强度是通过（拉伸）（ReLC标尺（HRC、断后伸长率（A、断面收缩率（Z。塑性 15（）退火和（球化）16、回火有三种方法（低温）（中温）回火和（高温）17、写出铁碳合金的组织符号：铁素体（F、奥氏体（A 珠光体（P、高温莱氏体（Ld 、低温莱氏体（L，d 18、材料的（热处理）和（成分）决定组织，组织决定（性能）决定用途。三、选择题（142分）1（B 2、洛氏硬度C标尺所用的压头是（A。 3、铸铁的含碳量是（C。 B、在0.0218%~2.11%之 4、a-Fe转变为r-Fe的温度是（B B、 C、5、金属材料抵抗塑性变形或断裂的能力称为（C。 6、渗碳体的含碳量为（C B、 765Mn钢做弹簧，淬火后应进行（A 四、名词解释题（共14分，每小题2分）1、答：脱氧状态不完全（沸腾钢）0.08%2、0.45%3、1.2200Mpa400Mpa五、计算题（111625分NN拉力时试样出现缩颈现 x So=314*100*100=3140000N 4.9mm，求材料的断后伸长率和断面收缩率？解：So=（3.14*10²²Z=（So–Su）/So=76%MVNbTi,ZrB0.1（如B0.001%，V0.2%）时，会显著地影响钢的组织与性能，将这种化学元素称为微合金元素。奥氏体形成元素:在γ-FeγMn,Ni,Co,C,N,α-Feα相。如：V，Nb,TiCrCr：ε-FexC→Fe3C→（Fe,Cr）3C→（Cr,Fe）7C3→（Cr,α相中析出特殊碳化物，同时伴随着渗碳体的溶解，可HRC（二次硬化效应。如V，Nb,TiV、Cr、W、Mo、Mn、Co、Ni、Cu、Ti、Al奥氏体形成元素？哪些能在-Fe中形成无限固溶体？哪些能在-Fe中形成无限固溶奥氏体形成元素：Mn、Co、Ni、Cu-FeV、Cr；能在-Fe中形成无限固溶体：Mn、Co、Niγ扩大γA3降低，A4升高一般为奥氏体形成元素分为两类：γ相区：Mn,Ni,Coγ-FeV,Cr,Si,A1,Ti,Mo,W,P,Sn,As,Sb。γ相区：ZrNbTaBSCeMγ相区作用，获得单相组织，具有特殊性能，（l）(2)缩小γA1，A3Mo>8.2%W>12%,Ti>1.0%,V>4.5%,Si>8.5%，γ相合金钢中碳化物形成元素（V，Cr，Mo，Mn）所形成的碳化物基本类型及其相对稳定（KK：Ti>Zr>Nb>V>W,Mo>Cr>Mn>Fe）K：MC→M2C→M6C→M23C6→M7C3→M3C（ 低主要合金元素（V，Cr，Ni，Mn，Si，B）对过冷奥氏体冷却转变影响的作用机制。答：Ti,Nb,Zr,VPKγ的稳定性；W，Mo,Cr：1）KNi：开放γ相区，并稳定γ相，提高α的形核功（NiCo）AlSiKKSiFeMsMf改变马氏体形态及精细结构（亚结构Al,CoMsC→Mn→Cr→Ni→V→Mo,W,Si提高γ’Ms0γNi,Mn,C,NSi300MoTiVNbMo,W500-600℃范围内回火Kγ’500-600℃550℃左右。Arm，是钢硬度增加。位错，抑制位错源的开动，如晶须。化、二次硬化、过剩相强化）MNi,Mn；（1）细晶强化和沉淀强化。利用细晶强化使钢的韧脆转变温度的降低，来抵消由于碳氮化物C Ti,Nb,V； 例：w(Nb)≤0.04%时,细化晶粒造成的屈服强度的增量ΔσG大于沉淀强化引起的增量ΔσPh;w(Nb)≥0.04%时,ΔσPh增量大大增加,而ΔσG保持不变。Nb(C,N)V(C,N)的粒子更细小。F和PBMo，B，MnNiCrFPBs点下降，可得到下B组织；成 热处 0.30~0.50%C的C 淬火与高温回回火S或回较高的强度，良好的塑性 火T 中、高碳素钢或低淬火和中温回回火 高的弹性极限，高的疲 40MnMoB，40CrNi 弹簧钢：1）Mn弹簧钢： 2）MnSi弹簧钢：55Si2Mn，60Si2MnACr弹簧钢：50CrMn，50CrVA, (使用T<300℃耐蚀弹簧：3Cr13, 1Cr18Ni9Ti（温度<400℃带状碳化物属于二次碳化物偏析（固相凝固过程中）（C，Cr%；S、Te、Pb、SeCaMnS、CaS、MnTe、PbTe、CaO-SiO2、CaO-Al2O3-SiO2等或Pb的夹杂物。在热轧时，这些夹杂物沿扎向伸长，成合金 热处 Co；马氏2）时效强化（Ni，Ti,Al, Mo,Nb，Mo；效钢3）格控制杂事元素含量

高温奥氏体化后淬火成马氏体（Ms:100~150；

1）保证钢的淬透（Cr,Mn, 淬火+低温回火或等低合Ni； 金超2）增加钢的抗回火稳定性强钢（V,Mo；（Si；

晶粒细化、沉淀硬化及亚结

（V,Mo+热处理态组织：单相γp；使用状态下组织:+内部2)2-4%CrMo和V，能形成细小碳化物，提高屈服强度、冲击韧性和GCr15钢是什么类型的钢？这种钢中碳和铬的含量约为多少？碳和铬的主要作用分别C1%，Cr1.5%C的作用：固溶强化提高硬度;Cr的作用：提高淬透性、耐磨性、耐蚀性扩散退火，正火）+球化退火++（5mm左右，并与基体共格，加入Al（HV1000以上）,V,Cr, Mo,W（HV900以下）可以提高表面硬度；加入Cr，Mn，Mo提高淬透性；Mo，V等可以使钢在高温下保持高强度；Mo，可以防止高温回火脆性。600~650℃800~850℃粒仍然很细，8-9。18-4-1

晶间腐蚀：晶界上析出连续网状富铬的Cr23C6引起晶界周围基体产生贫铬区，贫铬区坏，且随应力增大，发生破裂的时间也越短；4）n/8CrCrn/8规律。答：合金元素：Cr决定和提高耐蚀性的主要元素；NiC与CrCu少量加入可有效地提高不锈钢在硫酸及有机酸中的耐蚀性；Si提高在盐酸、硫酸和高浓度硝酸中耐蚀性。SO4又不是氧化剂，H+Cr18Ni9型不锈钢难以达钝化状态，因而是不耐蚀的。10-5cm，Cr<12%。在许多介质中没有钝化能力,贫铬区成为，T>8003）介质温度：温度越高，越严重;4）不锈钢组织与成分:对应力腐蚀的影响.Ni（>35%；

（στ答：V，TiMo、W、CrB（1）F- 工业炉用耐热钢，Fe-Al-Mn炉用耐热钢，Cr-Mn-C-NCr-Ni奥氏体炉

,（C.E=C+0.3（Si+P）+0.4S-0.03Mn由于 P%低,Mn的作用又较小C.E=C+SiCC,CC%（C4.3成分：C、Si含量高，S、P-4.0 1.0-3.0 0.5-1.4Mn,0.01-0.5P,0.02-0.2组织：钢的基体+（不同形状）G数量、形状、大小及分布G：HB3-520MPa,延伸0;G对基体有割裂（削弱）作用，对钢强度（抗拉强度、塑性、韧性均有害，其性SiF型C2.2,Si1.2-2.0,Mn0.4-1.2,P<0.1, 牌 性 强度较低，塑韧性低，硬度较高强度，良好塑性，有一定的塑基体强度利用率高，可达70-变能力（展性铸铁，马铁用 可用作耐压减震件，如机床底制造一些形状复杂而在工作中以经可制造各种受力复杂、负荷较大答：成分：可锻铸铁：C2.2,Si1.2-2.0,Mn0.4-1.2,P<0.1,S<0.2灰口铸铁：C2.5- Si1-可锻铸铁生产分两步：1）生产白口铸铁；2）G化退火（900-980度,15hAl-4%Cu合金为例，阐述铝合金的时效过程及主要性能（强度）变化。与母相α（Al为基的固溶体）保持共格关系，引起α的严重畸变，使位错运动受阻碍，（θ）CuAl2，具有正方晶格，引起更严重的畸变，使位错运动更大阻碍，显著提合金系：Al-Mn 牌号：Al-Mg-（Mn）LF2356710,11,12AAl-Cu-Mg低合金硬铝（铆钉硬铝）LY1，LY3，LY10合金Mg,Cu%较多的Mn,Mg，强化相SθAl19Mg2MnB超硬铝合金，Al-Zn-Mg-Cu系合金120℃C ；Al- 答：普通锻铝合金：Al-Mg-Si,Al-Mg-Si-Cu Al-SiAl-CuAl-MgAl-Zn 牌号有MB1，MB2，MB3等铸造镁合金中主要合金系：Mg-Zn-Zr系；Mg-Al-Zn系；Mg-Re-Zr系；Mg-Th-Zr系Mg-Al-Ag系

M后并不形成新相，只是影响α，β相的相对含量，其效果1%Zn的3）Cu和Sn、Al、Be、