机械工程材料基础期末温习题一.docx
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机械工程材料基础期末温习题一.docx
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机械工程材料基础期末温习题一
《机械工程材料基础》期末温习题一
一、填空题
1.绝大多数金属的晶体结构都属于(体心立方)、(面心立方)和(密排六方)三种典型的紧密结构。
2.液态金属结晶时,过冷度的大小与其冷却速度有关,冷却速度越大,金属的实际结晶温度越(低),现在,过冷度越(大)。
3.(滑移)和(孪生)是金属塑性变形的两种大体方式。
4.形变强化是一种超级重要的强化手腕,专门是对那些不能用(热处置)方式来进行强化的材料。
通过金属的(塑性变形)可使其(张度)、(硬度)显著提高。
5.球化退火是使钢中(渗碳体)球状化的退火工艺,要紧用于(共析)和(过共析)钢,其目的在于(降低硬度),改善(切削加工)性能,并可为后面的(淬火)工序作预备。
6.共析碳钢奥氏体化进程包括(奥氏体核)、(奥氏体长大)、(残余Fe3C溶解)和(奥氏体成份均匀化)。
7.高速钢需要反复进行锻造的目的是(打坏莱氏体中的粗大碳化物)。
二、是非题(请在正确的题后标出“√”,在错误的题后标出“×”)
1.金属晶体各向异性的产生,与不同晶面和晶向上原子排列的方式和密度不同,致使
原子的结合力大小等因素紧密相关。
(√)
2.合金的大体相包括固溶体、金属化合物和这二者的机械混合物三大类。
(×)
3.在铸造生产中,为使铸件的晶粒细化,咱们可通过降低金属型的预热温度,提高金
属的浇注温度等方法来实现。
(√)
4.淬火加热高温回火处置称为调质处置。
处置后取得回火索氏体组织,具有综合机械性能好的特点。
(√)
5.固溶时效处置是铝合金的要紧强化手腕之一。
(√)
6.65Mn是低合金结构钢。
(×)
7.马氏体是碳在α-Fe中的过饱和固溶体,由奥氏体直接转变而来,因此,马氏体与
转变前的奥氏体的含碳量相同。
(√)
8.钢中合金元素含量越多,那么淬火后钢的硬度越高。
(×)
9.某钢材加热条件相同时,小件比大件的淬透性好。
(×)
10.铸铁中的可锻铸铁是能够进行锻造的。
(×)
三、画图和计算题
1.在图中别离画出纯铁(011)、(
1)晶面及[1
1]、[011]晶向。
并指出当纯铁在室温下进行拉申加工时应该沿着上述两个晶面、晶向生产变形(即滑移)?
图
因为纯铁在室温下为体心立方晶体结构,滑移系为{110}×<111>,因此应该沿上述的
(011)晶面的[111]晶向产生变形。
图
2.依照下面给出的条件,示意画出二元合金的相图,并填出各区域的相组分或组织组分(只填一种即可)。
依照相图画出合金的硬度与成份的关系曲线。
已知A、B组元在液态时无穷溶解,在固态时能形成共晶,共晶成份为含B量35%;
A组元在B组元中有限固溶,溶解度在共晶温度时为15%,在室温时为10%;B组元在A组元中不能溶解。
组B元比A组元的硬度高。
解答:
正确相图与成份标注如图(a)所示。
(1)相组分见(a)图
(2)组织组分见(b)图(3)硬度与成份关系见(c)图
图
3.现有A、B两种铁碳合金。
A的显微组织为珠光体的量占75%,铁素体的量占25%;B的显微组织为珠光体的量占92%,二次渗碳体的量占8%。
请计算并回答:
(1)这两种铁碳合金按显微组织的不同分属于哪一类钢?
(2)这两种钢铁合金的含碳量各为多少?
(3)画出这两种材料在室温下平稳状态时的显微组织示用意,并标出各组织组成物
的名称。
解
(1)A:
亚共析钢;B:
过共析钢。
(2)①设A钢的含碳量为X1
或
②设B钢的含碳量为X2
或
答:
B钢的含碳量为%
(3)
4.在拉拔铜材的进程中,需要进行中间退火时,其退火温度约为多少(即确信其再结
晶退火的温度,铜的熔点为1083℃)?
解:
再结晶温度
铜的再结晶退火温度
四、问答题
1.某汽车齿轮选用20CrMnTi材料制作,其工艺线路如下:
下料→锻造→正火①→切削加工→渗碳②、淬火③、低温回火④→喷丸→磨削加工。
请别离说明上述①、②、③和④四项热处置工艺的目的及工艺。
答:
①正火目的:
使组织均匀化、细化、改善加工性能。
正火工艺:
加热至
,空气中冷却。
②渗碳目的:
提高齿轮表面的含碳量,为淬火作预备。
渗碳工艺:
在900~℃进行。
③淬火目的:
使渗碳层取得最好的性能,即取得高的齿面硬度,耐磨性及疲劳强度,并维持心部的强度及韧性。
淬火工艺:
渗碳后,油冷。
④低温回火目的:
减少或排除淬火后应力,并提高韧性。
低温回火工艺:
加热至(150~200)℃进行。
2.简答零件选材的原那么。
答:
机械零件选材的三个原那么是:
利用性能原那么,工艺性能原那么及经济性原那么。
3.已知以下四种钢的成份,请按序号填出表格。
成分
序号
ω(C)%
ω(C)%
ω(Mn)%
1
---
2
---
3
---
4
---
序号
钢号
热处理方法
主要用途举例
1
40Cr
调质(淬火+高回)
轴类零件
2
GCr15
淬火+低温回火
轴承
3
20Cr
渗碳+淬火+低回
机库齿轮类零件
4
16Mn
热轧(或正火)
容器、桥梁
《机械工程材料基础》期末温习题二
一、是非题(请在正确的题后标出“√”在错误的题后标出“×”)
1.金属面心立方晶格的致密度比体心立方晶格的致密度高。
(√)
2.实际金属在不同的方向上性能是不一样的。
(×)
3.金属的理想晶体的强度比实际晶体的强度高得多。
(√)
4.金属结晶时,冷却速度越大,那么晶粒越细。
(√)
5.金属的加工硬化是指金属冷变形后强度和塑性提高的现象。
(×)
6.在室温下,金属的晶粒越细,那么强度越高和塑性越低。
(×)
7.金属中的固溶体一样说塑性比较好,而金属化合物的硬度比较高。
(√)
8.白口铸铁在高温时能够进行锻造加工。
(×)
9.不论含碳量高低,马氏体的硬度都很高和脆性都专门大。
(×)
10.合金元素能提高α固溶体的再结晶温度,使钢的回火稳固性增大。
(√)
二、画图和计算题
1.在图中,用影线和箭头表示出(110)、(111)、[100]、[110]、[111]。
图
2.工业纯铝在生活用具上应用很广。
试依照纯铝的熔点(660℃)与再结晶温度的实验关系,确信工业纯铝的再结晶退火温度(一样再结晶退火温度在最低再结晶温度以上100~200℃)。
解:
铝的再结晶退火温度
3.依照显微分析,某铁碳合金的组织中,珠光体的量约占56%,铁素体的量约占44%。
请估算此合金的含碳量和大致的硬度(已知珠光体的硬度为200HBS,铁素体的硬度为80HBS)
解:
(1)合金的含碳量
,可应用杠杆定律进行计算;也可用分析方式进行计算;按题指出,合金应为亚共析钢,合金中的碳应全数散布在珠光体内(铁素体中的碳忽略不计)。
因此合金中
(2)合金的硬度,按相图与性能的对应规律,合金的硬度应与含碳量成直线关系,具体数值决定于组织组成物的硬度和相对数量,因此,
合金的硬度=
三、问答题
1.在铁碳相图中存在着三种重要的固相,请说明它们的本质和晶体结构(如δ是碳在
δ-Fe中的固溶体,具有体心立方结构)。
相是碳在
中的固溶体,具有体心立方结构;
相是碳在
中的固溶体,具有面心立方结构;
Fe3C相是碳与铁的(金属)化合物,具有复杂的晶体结构。
2.在铁碳相图中有四条重要线,请说明这些线上所发生的转变并指诞生成物(如HJB
水平线,冷却时发生包晶转变,
点成份的
相)
ECF水平线:
冷却时发生共析转变,
生成莱氏体(或Ld)
PSK水平线:
冷却时发生共析转变,
生成珠光体(或P)
ES线:
冷却时发生
转变,析出二次渗碳体(或
)
GS线:
冷却时发生
转变,析出铁素体(或F、或Α相)
3.在图中画出三种钢的显微组织示用意,并标出其中的组织组成物:
4.车床主轴要求轴颈部位的硬度为56~58HRC其余地址为20~HRC,其加工线路如下:
锻造→正火→机加工→轴颈表面淬火→低温回火→磨加工。
请说明:
(1)主轴应采纳何种材料;45钢(或其他中碳合金钢);
(2)正火的目的和大致处置工艺:
目的是取得主轴整体所要求的性能和便于机加工;工艺是加热到850℃左右,空气冷却;
(3)表面淬火的目的和大致处置工艺;目的是使轴颈表面的硬度知足要求;工艺是轴颈表面高频电流加热,水中冷却;
(4)低温回火的目的和大致处置工艺:
目的是降低淬火残余应力;工艺是整体在170~200℃回火,或高频电流加热后自回火;
(5)轴颈表面的组织和其余地址的组织:
轴颈表面为回火马氏体,其余地址为珠光体(或索氏体)
四、选择题(请在正确的答案上画“√”)
1.钢的本质晶粒度:
A.是指钢加热进程中刚完成奥氏体转变时的奥氏体的晶粒度
B.是指钢在各类具体热加工后的奥氏体的晶粒度
C.√是指钢在规定的加热条件下奥氏体的晶粒度;它反映奥氏体晶粒长大的偏向性
2.共析碳钢加热为奥氏体后,冷却时所形成的组织要紧决定于:
A.奥氏体加热时的温度
B.奥氏体在加热时的均匀化程度
C.√奥氏体冷却时的转变温度
3.马氏体是:
A.
中的固溶体
B.√碳在
的过饱和固溶体
C.碳在
中的固溶体
D.碳在
中的过饱和固溶体
4.马氏体的硬度决定于:
A.冷却速度B.转变温度C.√碳的质量分数
5.回火马氏体与马氏体相较,其综合机械性能:
A.√好些B.差不多C.差些
6.回火索氏体与索氏体相较,其综合机械性能:
A.√好些B.差不多C.差些
7.为使低碳钢便于机械加工,常预先进行:
A.淬火B.√正火C.球化退火D.回火
8.为使高碳钢便于机械加工,可预先进行:
A.淬火B.正火C.√球化退火D.回火
9.为使钢取得回火索氏体,应进行:
A.淬火+中温回火B.√淬火+高温回火C.等温淬火
10.为使65钢取得回火托氏体,应进行:
A.√淬火+中温回火B.淬火+高温回火C.淬火+低温回火D.直接油冷
11.直径为10mm的40钢其常规整体淬火温度大约为:
A.750℃B.√850℃C.920℃
12.上述正确淬火后的组织为:
A.√马氏体B.马氏体+残余奥氏体C.马氏体+渗碳体D.铁素体+马氏体
13.直径为10mm的T10钢其常规整体淬火温度大约为:
A.√760℃B.850℃C.920℃
14.上述正确淬火后的组织为:
A.马氏体B.马氏体+残余奥氏体
C.马氏体+渗碳体D.√马氏体+渗碳体+残余奥氏体
15.钢的淬透性要紧取决于
A.含碳量B.√合金元素含量C.冷却速度
16.钢的淬硬性要紧取决于:
A.√含碳量B.合金元素含量C.冷却速度
钢与18CrNiW相较:
A.√淬透性低而淬硬性B.淬透性高而淬硬性低
C.淬透性高,淬硬性也高D.淬透性低,淬硬性也低些
18.用低碳钢制造在工作中受较大冲击截荷和表面磨损较大的零件,应该:
A.采纳表面淬火处置B.√采纳渗碳处置C.采纳氮化处置
五、填空题
1.W18Cr4V钢的碳的质量分数是%~%;W的要紧作用是提高钢的红硬性(或热硬性);Cr的要紧作用是提高钢的淬透性;V的要紧作用是提高钢的耐磨性(或细化晶粒)。
2.指出以下牌号的钢是哪类钢并举出应用实例(从下述供选实例当选填一种):
(1)16Mn是一般低合金钢,可制造桥梁(或压力容器)。
(2)20CrMnTi是合金渗碳钢,可制造齿轮(或活塞销)。
。
(3)40Cr是合金调质钢,可制造轴(或连杆螺栓)。
(4)60Si2Mn是合金弹簧钢,可制造板簧(或弹簧钢丝)。
(5)GCr15是转动轴承钢,可制造滚珠(或轴承套圈)。
3.铸铁的应用(填写存在形式后,再用选择题后给出的适合实例填空,只填一种):
(1)白口铸铁中碳要紧以Fe3C(或渗碳体)的形式存在,这种铸铁能够制造犁铧。
(曲轴、底座、犁铧)
(2)灰口铸铁中碳要紧以(片状)石墨的形式存在,这种铸铁能够制造机床床身。
(机床床身、曲轴、管接头)
(3)可锻铸铁能够制造管接头。
(机床床身、管接头、暧气片)
(4)球墨铸铁能够制造曲轴。
(曲轴、机床床身、暧气片)
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