工程材料习题集8.docx

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工程材料习题集8

工程材料习题集一

一、名词解释

淬火、马氏体、调质处理、二次淬火、珠光体、Ｃ曲线

二、填空

1．本质晶粒度是根据标准实验方法，在（）℃保温（）小时后测定的奥氏体晶粒大小。

2．共析钢加热到均匀的奥氏体化状态后缓慢冷却，稍低于温度将形成（），为（）与（）的机械混合物，其典型形态为（）或（）。

3． 中马氏体是碳在α—Fe中的过饱和（），具有（）点阵。

4． 于过冷奥氏体等温转变图通常呈（　），所以又称（　），亦称为（　）。

5．把钢加热到临界点Ac1；或Ac3以上保温并随之以大于临界冷却速度冷却，用以得到介稳状态的马氏体或下贝氏体组织的热处理工艺方法称为（）。

6．中温回火主要用于处理（）。

。

因火后得到（）。

7．根据渗碳剂在渗碳过程中聚集状态的不同，渗碳方法可以分为（）、（）和（）三种。

8．在钢的表面同时渗入碳和氮的化学热处理工艺称为（），其中低温（）的硬度提高不多，故又称为（）。

三、选择填空

1．根据Ｆe一C相图，温度在A1以下时,碳钢的平衡组织为（　）或（　）加（　）或（　）加（　）。

（a）珠光体　（b）渗碳体　（c）铁素体　（d）马氏体

2．如果珠光体的形成温度较低，在光学显微镜下，很难辨别其铁素体片与渗碳体片的形态，由电子显微镜测定其片层间距，大约在800~1500Ǻ之间，这种细片状珠光体。

工业上叫做（）。

（a）超细珠光体（b）索氏体（c）屈氏体（d）马氏体

3．实际生产中退火的种类很多，按其物理本质的不同可分为（）、（　）和（）三大类。

（a）重结晶、再结晶、去应力退火（b）扩散、球化法应力退火

（c）再结晶、完全、去应力退火  （d）去氢、扩散、重结晶退火

4．对于亚共折钢，适宜的淬火加热温度一般为（），淬火后的组织为均匀的马氏体。

（a）Ac1+30~50℃  （b）Acm+30~50℃ （c）Ac3+30~50℃  （d）A0+30~50℃

5．当残余奥氏体比较稳定．在较高温度回大加热保温时来发生分解：

而在随后冷却时转变为马氏体。

这种在回火冷却时残余奥氏体转变为马氏体的现象称为（　）。

（a）二次硬化（b）回火抗性（c）二次淬火（d）孪晶马氏体反稳定化

6．真空热处理、可控气氛热处理、辉光离子热处理和（　）等热处理技术是当代发展起来的具有广泛应用前景的新技术。

（a）表面淬火（b）复合热处理 （c）化学热处理 （d）表面热处理和

四、判断正误并改正

1．铁素体相为面心立方点阵，渗碳体为复杂斜方点阵，奥氏体为体心立方点阵，三者点阵结构相差很大。

2．珠光体的片层间距主要取决于其形成温度。

在连续冷却条件下，冷却速度越大，珠光体形成温度越低，即过冷度越大，则片层间距越小。

3．珠光体的形成过程，包含着两个同时进行的过程：

一个是通过碳的扩散生成低碳的渗碳体和高碳的铁素体；另一个是晶体点阵重构，由面心立方贝氏体的转变为体心立方的马氏体复杂单斜点阵的回火组织。

4．低碳钢中的马氏体组织，因其显微组织是由许多成群的板条组成，故又称为板条马氏体。

对某些钢因板条不易侵蚀显现出来，而往往呈现为块状，所以有时也称之为块状马氏体，又因为这种马氏体的亚结构主要为位错，通常也称它为位错型马氏体。

5．马氏体的等温转变一般不能进行到底，完成一定的转变量后就停止了。

６．大量的实验结果都证明，在屈服强度相同的条件下，位错型马氏体具有较高的硬度且比孪晶马氏体的韧性差的多。

7．为了减小工件与淬火介质之间的温差，减小内应力，可以把欲淬火的工件，在淬入淬火介质之前，先水冷一段时间。

这种方法叫“预冷淬火法”

8．使钢中的碳化物球状化。

或获得“球状珠光体”的退火工艺称为球化退火。

因其也能够消除或减少化学成分偏析及显微组织的不均匀性，所以也称扩散退火。

五、简答

1．什么是热处理？

常见的热处理方法有几种，其目的是什么？

从相图上看，怎样的合金才能进行热处理？

提示：

只有从高温到低温发生相变或由固溶体溶度变化的合金才有可能进行热处理。

2．什么是回火？

回火的分类、因火的目的是什么？

回火的四个阶段具有怎样的特点？

如何避免回火脆性，相应回答回火冷却时应注意什么？

提示：

回火后工件一般在空气中冷却，对于具有第二类回火脆性的钢件，回火后进行油

冷。

对于性能要求较高的工件在防止开裂条件下，可进行油冷或水冷，然后进行一次低温补充回火，以消除快冷产生的内应力

3．何谓冷处理？

为何冷处理之后还要进行回火或时效？

冷处理与二次淬火及二次硬化是不是一样的？

以高速钢刃具生产工艺为例说明上述问题。

提示：

冷处理之后仍存在淬火应力；二次硬化是高速钢重要的强化手段。

4．试说明下述组织结构及力学性能特点，并回答它们之间有何区别与联系？

珠光体和球化组织；马氏体和回火马氏体；索氏体和回火索氏体；屈氏体和回火屈氏体。

5．T12钢加热到770℃后用图2-11所示各种方法冷却，分析其所得组织。

6．用20CrMnTi为材料制造汽车变速箱齿轮，试制定其热处理生产工艺。

请采用调质和渗碳两种方法，并比较两者区别。

提示：

主要比较经两种工艺处理之后材料由表层到心部的组织，进而比较其性能差异。

试题222

一、填空题（每空1分，共30分）

1.纯金属常见的晶体结构有面心　

（1）　　结构，体心　

（2）　　结构和密排　（3）　结构。

金属中常见的点缺陷为　（4）　　，线缺陷为　（5）　　，面缺陷为　（6）　；工程实践中，通常采用　（7）　　晶体缺陷数量的方法强化金属

2.铁素体的强度高于纯铁，是由于发生了　（8）　　强化；孕育铸铁的强度高于普通灰口铸铁，是由于发生了　（9）　强化；冷变形钢丝的强度高于退火态钢丝，是由于发生了　（10）　强化；珠光体的强度高于铁素体，是由于发生了　（11）　强化。

3.石墨为片状的灰口铸铁称为　（12）　铸铁，石墨为团絮状的灰口铸铁称为　（13）　铸铁，石墨为球状的灰口铸铁称为　（14）　铸铁。

其中，　（15）　　铸铁的韧性最　（16）　，因而可以锻造。

4.高分子材料中分子链的形状有三种，其中的　（17）　型具有热固性，而　（18）　具有热　（19）　性。

按照物理状态，室温下处于　（20）　态的高分子材料称为塑料，处于　（21）　态的称为橡胶。

高分子材料的加工成型是在其　（22）态下进行的。

5.滑动轴承材料的显微组织特征是：

　（23）　粒子分布在软　　（24）　　中，或　（25）　粒子分布在硬　　（26）　　中，前者的承载能力　（27）　于后者。

6.陶瓷材料中的气相是指　　（28）　　，它是在　（29）　过程中形成的，它　　（30）　　了陶瓷的强度。

二、判断题（每小题1分，共10分）

1.回火托氏体和托氏体都是由铁素体和渗碳体两个相构成的组织，因而他们的性能相同。

2.冷却速度越快，钢的淬透性越高。

3.钢的淬透性越高，产生焊接裂纹的倾向越大。

4.铝合金也可以象钢那样通过淬火明显提高其硬度。

5.所有强化金属的手段，都在提高强度的同时降低了韧性。

6.可锻铸铁中的团絮状石墨是浇注球墨铸铁时石墨球化不良的结果。

7.一定加热温度下，奥氏体晶粒长大倾向小的钢称为本质细晶粒钢。

8.所谓过量弹性变形，是指零件发生了塑性变形。

9.铝极易氧化，故铝制品的抗氧化失效能力极差。

10.弹簧钢淬火后采用中温回火是想提高钢的弹性模量。

三、单项选择题（每小题1分，共10分）

1.40钢钢锭在1000℃左右轧制，有时会发生开裂，最可能的原因是

（a）温度过低；（b）温度过高；（c）钢锭含磷量过高；（d）钢锭含硫量过高

2.下列碳钢中，淬透性最高的是

（a）20钢；（b）40钢；（c）T8钢；（d）T12钢

3.Ni在1Cr18Ni9Ti钢中的主要作用是

（a）提高淬透性；（b）固溶强化；（c）扩大Fe-Fe3C相图中的γ相区；（d）细化晶粒

4.W18Cr4V钢锻造后，在机械加工之前应进行

（a）完全退火；（b）球化退火；（c）去应力退火；（d）再结晶退火

5.下列材料中，最适合制造机床床身的是

（a）40钢；（b）T12钢；（c）HT300；（d）KTH300-06

6.下列材料中，最适合制造气轮机叶片的是

（a）1Cr13钢；（b）1Cr17钢；（c）3Cr13钢；（d）4Cr13钢

7.下列材料中，最适合制造飞机蒙皮的是

（a）ZAlSi12；（b）2A50（旧牌号LD5）；（c）ZAlMg10；（d）2A12（旧牌号LY12）

8.下列材料中，最适合制造盛放氢氟酸容器的是

（a）1Cr17；（b）1Cr18Ni9Ti；（c）聚四氟乙烯；（d）SiO2

9.下列材料中，最适合制造汽车板弹簧的是

（a）60Si2Mn；（b）5CrNiMo；（c）Cr12MoV；（d）GCr15

10.下列材料中，最适合制造汽车火花塞绝缘体的是

（a）Al2O3；（b）聚苯乙烯；（c）聚丙烯；（d）饱和聚酯

四、简答题（共20分）

1.（6分）何谓碳钢中的铁素体、渗碳体、珠光体？

他们的力学性能各有何特点？

2.（6分）写出碳质量分数为1.2%的碳钢室温时的相组成物和组织组成物，并计算各相组成物和组织组成物的质量分数。

3.（8分）示意画出平衡态碳钢的强度随钢的碳质量分数变化曲线，并定性解释该曲线。

五、综合题（共20分）

欲用20CrMnTi钢制造汽车变速齿轮。

1.（5分）定性分析该齿轮的受力情况及常见失效方式。

2.（3分）该齿轮应当具有怎样的力学性能特点？

3.（12分）写出该齿轮的制造工艺路线，并说明工艺路线中各热处理工序的作用及热处理加热温度和冷却方式。

六、论述题（10分）

定性比较金属材料、陶瓷材料、高分子材料的性能特点，他们在机械工程中的应用范围有何不同？

试题33

一、名词解释：

　１、调质处理：

　２、淬透性：

　３、马氏体：

　４、共析反应：

　５、过冷Ａ体：

６、加工强化：

 7、热处理：

　８、表面淬火：

二、作图题：

１、画出共析钢的“Ｃ”线，并标明淬火临界冷却速度

　　　℃

　　　　　　　　　　　　　　　lgt

2、Fe-Fe3C相图左下角部分画出并标明淬火加热温度和A1,A2,Acm线、符号

三、下面材料所属类别和应用实例

 材料样号 类别 典型热处理工艺       使用状态下组织    应用举例

 Q235A

 Gcr15

 45

 T12

 20CrMnTi

60Si2Mn

16Mn

9SiCr

5CrMnMo

 1Cr18Ni9

四、

车床主轴要求轴颈部位硬度为HRC54—58，其余地方为HRC20—25，其加工路线为：

  下料  锻造  正火

机加工  调质  机加工（精）   轴颈表面淬火  低温回火  磨加工

 指出：

1、本轴应用的材料：

       2、正火和调质的目的和大致热处理工艺

       3、表面淬火目的

       4、低温回火目的及工艺

       5、轴颈表面组织和其余地方组织

标准答案与评分标准

一、填空题（每空1分，共30分）

1.

（1）立方；

（2）立方；（3）六方；（4）间隙原子或空位或杂质原子；（5）位错；（6）晶界或亚晶界；（7）增加；

2.（8）固溶；（9）细晶；（10）形变；（11）第二相；

3.（12）普通灰口；（13）可锻；（14）球墨；（15）球墨；（16）高；

4.（17）交联；（18）线型和支化型；（19）塑；（20）玻璃；（21）高弹；（22）粘流；

5.（23）硬；（24）基体；（25）软；（26）基体；（27）低；

6.（28）气孔；（29）烧结；（30）降低。

二、判断题（每小题1分，共10分）

1.错误；2.错误；3.正确；4.错误；5.错误；

6.错误；7.正确；8.错误；9.错误；10.错误。

三、单项选择题（每小题1分，共10分）

1.（d）；2.（c）；3.（c）；4.（b）；5.（c）；

6.（a）；7.（d）；8.（c）；9.（a）；10.（a）。

四、简答题（共20分）

2.（6分）

铁素体——碳在α-Fe中的间隙固溶体，软而韧。

（2分）

渗碳体——碳与铁形成的间隙化合物，硬而脆。

（2分）

珠光体——铁素体与渗碳体形成的层片状交替排列的机械混合物，良好的综合力学性能。

（2分）

3.（6分）

相组成物：

，（1分）

，（1分）

（1分）

组织组成物：

，（1分）

，（1分）

（1分）

3.（8分）

如图所示，（2分）

强度随碳含量增加先增高后下降，在碳含量约1.0%时为强度极大值。

（2分）

强度的这种变化与平衡态碳钢中的组织随碳含量变化有关：

当

时，钢中的组织为铁素体+珠光体，且珠光体的分数随碳含量增高而增大，而珠光体在钢中起强化作用，故强度随碳含量增加而增高；当

后，钢中的组织为二次渗碳体+珠光体，二次渗碳体以网状分割珠光体，且二次渗碳体的分数随碳含量增高而增大。

渗碳体硬而脆，少量的不连续分布的二次渗碳体起强化作用，故强度随碳含量增加继续增高；但当

后，二次渗碳体的分数增加到呈连续网状分布，则会在外力作用下首先断裂形成微裂纹，故强度下降。

（4分）

五、综合题（共20分）

1.（5分）

弯曲应力（1分）接触摩擦应力（1分）冲击力（1分）齿断裂（1分）齿面损伤（1分）

2.（3分）

高的弯曲疲劳强度（1分）

足够高的齿心强度和韧性（1分）

足够高的齿面接触疲劳强度和硬度（1分）

3.（12分）

下料→锻造→正火→机械加工→渗碳、淬火+低温回火→喷丸→磨加→成品（6分）

正火：

调整硬度，以利于机械加工；～930℃，空冷；（2分）

渗碳、淬火：

提高齿面碳含量，获得一定马氏体淬硬层，以提高齿面硬度疲劳强度；～930℃，油冷；（2分）

低温回火：

消除淬火应力，降低脆性，以提高冲击抗力；～200℃，炉冷。

（2分）

六、论述题（10分）

略

工程材料模拟试题一

一、填空（每空1分，共30分）

1．金属材料以___________键结合，陶瓷材料中的主要结合键是___________和___________，而高分子材料中的主要结合键是___________。

2．冲击载荷是___________载荷的一种形式。

___________是反映材料抵抗冲击载荷能力的性能指标。

3．单晶体的性能在不同的方向上是___________的，这是单晶体的___________现象。

实际应用的金属为多晶体，它在各个方向上的性能是___________的，这是实际金属在性能方面所具有的___________现象，而非金属材料的性能在各个方向上___________，它称作非金属材料的___________

4．铁碳相图中，特征点S称作___________点，该点的碳的质量分数（含碳量）为_____%，其反应式可表示为______________________。

5．Al、Cu、Ni、γ-Fe等金属具有___________晶体结构，Cr、Mo、W、α-Fe等金属具有___________晶体结构，它们均具有较好的___________性能。

6．钢的过冷奥氏体等温转变有___________转变、___________转变和___________转变三个类型。

7．使20CrMnTi钢和T10钢淬火进行比较，20CrMnTi钢的___________性好，但___________性差

8．钢中的有害杂质元素为___________和___________，它们分别使用钢材产生___________和___________。

9．白口铸铁比灰口铸铁硬的原因是白口铸铁中的碳以硬度极高的___________形式存在，而灰口铸铁中的碳则以硬度较低的___________形式存在的缘故。

10．通常___________合金称为青铜。

二、选择答案题（每小题1分，共10分）（请将正确答案的字母序号填入括号内）

1．晶界、亚晶界是实际晶体材料晶体缺陷中的（）

A．点缺陷B.线缺陷C.面缺陷

2.冷变形金属随着变形量的增加，它的（）

A．强度提高，塑性提高B.强度提高，塑性降低C．强度降低，塑性提高

3.冷变形后的金属，在加热的过程中，将发生再结晶，这种转变是（）

A．晶格类型变化

B．只有晶粒形状、大小的变化，而无晶格类型的变化

C．既有晶格类型的变化，又有晶粒形状、大小的变化

4．具有共晶反应的二元合金，其共晶成分的合金（）

A．铸造性能好B.锻造性能好C．焊接性能好

5.按碳相图，钢与铁在成分上的分界点指的是碳的质量分数（含碳量）这（）

A．0．77%B.2.11%C．4．3%

6．T10材料在加工过程中采用正火处理的目的是

A．提高强度和硬度，改善切削加工性能

B．碎化网状的二次渗碳体，为球化退火作组织准备

C．获得马氏体，提高硬度和耐磨性

7．在可锻铸铁的显微组织中，石墨的形态是（）

A．片状的B.球状的

C．团絮状的

8.9SiCr中碳的质量分数（含碳量）约为（）

A．0．9%B.0。

09%

C．9%

9．化学热处理（）

A．改变工作的化学成分

B．改变工作组织

C．既改变工件表面的化学成分又改变其表面的级织

10．强化铝合金的重要热处理方法之一是（）

A．淬火B.冷作硬化

B．固溶时效

三、简答题（31分）

1．强度要求高的低碳钢板，为什么采用冷轧生产，而不采用热轧后进行热处理的方法来生产？

（6分）

2．锡的熔点为232oC，它在室温下加工属于热加工还是冷加工，简单说明理由。

（7分）

3．计算20钢和T10钢在室温下的平衡组织中各组织组成物的质量分数（百分含量）和两种钢的大致硬度。

（已知铁素体、珠光体、渗碳体的硬度分别为80HB、200HB和800HB，另外铁素体中的含碳量可忽略不计）。

画出这两种钢室温显微组织示意图，并标明组织组成物。

四、综合题（7分）

1.用40Cr钢制造模数为3的齿轮，其加工工艺路线为：

下料（棒料）→锻造毛坯→正火→粗加工→调质→精加工→表面淬火→低温回火→磨削，请说明各热处理工艺的目的、工艺参数。

（只说明加热温度范围及冷却方式，不要求具体温度）

五、12分）

2.为下列零件选择适用的材料并安排相应的热处理方法或使用状态，备送材料有：

20CrMnTi、W18Cr4V、16Mn、40Cr、1Cr18Ni9Ti、65Mn、GCr9。

零件名称

选用材料

热处理方法或使用状态

发动机缸体

气门弹簧

汽车底盘纵梁

汽车后桥齿轮

汽车半轴

试题一

一、名词解释：

15分

1．固溶强化2、奥氏体3、回火脆性4、淬透性5、加工硬化

二、填空题：

10分

1、HV、Akv、б0.2分别表示材料的力学性能　　　　、　　　、。

2．填出下列机械性能指标的符号：

屈服点、抗拉强度、洛氏硬度、延伸率、断面收缩率。

2、选材的一般原则是在满足的前提下，再应考虑、。

3．实际金属中存在大量缺陷，根据几何特征可分为三类，试各举一例、、。

4．金属材料冷热加工的区别是；钨在1100℃加工属于加工。

（其中钨的熔点是3410℃）

5．工业用钢按用途分为钢、钢、钢。

10．过冷奥氏体转变为马氏体仅仅是改变，而无的改变，所以马氏体是碳在铁中的。

三、选择题：

10

1．拉伸试验时，试样断裂前所能承受的最大应力称为材料的。

A屈服强度B弹性极限C抗拉强度D疲劳强度

2．某一钢材制成长短两个试样，测得伸长率分别为28％和35％，则。

A.短试样塑性好B.长试样塑性好C.塑性一样好D.不能比较

3．体心立方晶格的晶胞中独立原子数为。

A.9B.2C.1Ｄ.4

4．下列材料中，淬硬性高的是。

A.9SiCrB.45C.12Cr2Ni4WAD.38CrMoAl

5、实际生产中，碳钢的再结晶温度大致为。

A.600~700℃B.750~800℃C.360~450℃D.360℃以下

6．在Fe-Fe3C相图中，GS线也称为。

A．共晶线B.共析线  C.Acm线D.A3线 

7．过冷奥氏体是指冷却到温度下，尚未转变的奥氏体。

AMfBMsCA1DA3

8．确定碳钢淬火加热温度的基本依据是

AC曲线BFe－Fe3C相图C钢的Ms线DCCT曲线

四、选材题（将相应的材料序号填入用材料途前的括号中）

1．（）磨床主轴

1．W18Cr4V

2．（）挖掘机铲斗的斗齿

2．55Si2Mn

3．（）汽车缓冲弹簧

3．CrWMn

4．（）机床床身

4．38CrMoAlA

5．（）手术刀

5．7Cr17

6．（）拉刀，长丝锥

6．Q195

7．（）仪表箱壳

7．HT200

8．（）麻花钻头

8．ZGMn13

五、综合应用题20分

1．有20CrMnTi、38CrMoAl、T12、45等四种钢材，请选择一种钢材制作汽车变速箱齿轮（高速中载受冲击），并写出工艺路线，说明各热处理工序的作用。

习题1

一、名词解释

滑移、孪生、加工硬化、滑移系、形变织构、回复、再结晶、二次再结晶、热加工

二、填空题

1．常温下，金属单晶体的塑性变形方式为（）和（）两种。

2．与单晶体比较，影响多晶体塑性变形的两个主要因素是（）和（）。

3．在金属学中，冷加工和热加工的界限是以（）来划分的．因此Cu（熔点为1084℃）在室温下变形加工称为（）加工，Sn（熔点为232℃）在室温的变形加工称为（）加工。

4．再结晶温度是指（），其数值与熔点间的大致关系为（）。

5．再结晶后晶粒度的大小取决于（）、（）、和（）。

6．a－Fe发生塑性变形时，其滑移面和滑移方向分别为（）和（），滑够系为（）个。

7．强化金属材料的基本方法有（）、（）、（）和（）。

8．冷变形后的金属进行加热，当温度不太高时，金属内部的晶格畸变程度（），内应力（），这个阶段称为（）。

当加热到较高温度，晶粒内部晶格畸变（），金属的位错密度（），使变形的晶粒逐步变成（等轴晶粒），这一过程称为（）。

三、简答题

1.为什么细晶粒的金属材料其强度、塑性均比粗晶粒金属好？

2．什么是加工硬化？

试举例说明加工硬化现象在生产中的利弊。

3．用冷拔紫铜管进行冷弯，加工成输油管，为避免冷弯时开裂，应采用什么措施？

为什么？

4．已知W、Fe、Cu的熔点（见教材），说明钨在1000℃、铁在800℃、铜在600℃时的加工变形是处于什么加工状态。

5．用下述三种方法制成齿轮，哪种方法较为理想？

为什么？

（1）用厚钢板切出圆饼再加工成齿轮。

（2）用粗钢棒切下圆饼再加工成齿