机械工程材料 2.docx
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机械工程材料2
新《机械工程材料》练习题
一、填空题
1.机械零件在工作条件下可能受到、或\三种负荷的作用。
2.金属塑性的指标主要有()和()两种。
3.金属材料的机械性能是指在载荷作用下其抵抗()或()的能力。
4.刚度是指材料在外力作用下抵抗的能力。
5.强度度是指材料在外力作用下抵抗和的能力。
6.常用测定硬度的方法有()、()和维氏硬度测试法。
7.材料按化学成分分为、、和四大类。
8.金属材料的加工工艺性能包括、、、和。
9.常见的晶体结构有、、三种。
10.晶体缺陷按其几何特征可分为、和三种。
11.固溶体的晶体结构与晶体结构相同。
12.当合金溶液凝固后,由于组元间的相互作用不同,可形成、和三种形式。
13.铁从高温液态向室温冷却时发生的变化:
。
14.珠光体是()和()混合在一起形成的机械混合物。
15.碳溶解在()中所形成的()称为铁素体。
16.在Fe-Fe3C相图中,共晶点的含碳量为(),共析点的含碳量为()。
17.低温莱氏体是()和()组成的机械混合物。
18.金属结晶的过程包括和两个过程。
19.晶核的形成包括和两种形式。
20.晶核的长大包括和两种形式。
21.金属铸锭的宏观组织是由三个晶区组成,由外向内分别是、和。
22..铸锭的缺陷包括、、、、、。
23.焊缝的组织是。
24.焊接接头是由和构成。
25.冷变形后金属在加热中,随温度的升高或加热时间的延长,其组织和性能一般经历、三个阶段的变化。
26..细化晶粒的方法包括、和。
27改善和提高工程材料性能的主要途径有、、和。
28.预先热处理常用的工艺方法有、、。
29.钢根据含碳量的高低分为(写出含碳量):
、和。
二、名词解释
1.弹性变形
2.塑性变形
3.比刚度
4.冲击韧性
5.晶体
6.合金
7.固溶体
8.过冷度
9.加工硬化
10.再结晶
11.回复
12.退火
13.完全退火
14.球化退火
15.正火
16.调质
17.淬火
18.回火
19.淬透性
20.表面淬火
21.表面形变强化
22.表面涂覆
23.渗碳钢
24.合金调制钢
26、渗碳体
27.枝晶偏析
28.相图
29.热处理
30、金属化合物
31、渗碳体
32、铁素体
三、选择题
1.表示金属材料屈服强度的符号是()
A.σB.σsC.σbD.σ-1
2.表示金属材料弹性极限的符号是()
A.σeB.σsC.σbD.σ-1
3.在测量薄片工件的硬度时,常用的硬度测试方法的表示符号是()
A.HBB.HRCC.HVD.HS
4.金属材料在载荷作用下抵抗变形和断裂的能力叫()
A.强度B.硬度C.塑性D.弹性
5.每个体心立方晶胞中包含有()个原子
A.1B.2C.3D.4
6.每个面心立方晶胞中包含有()个原子
A.1B.2C.3D.4
7.属于面心立方晶格的金属有()
A.α-Fe,铜B.α-Fe,钒C.γ-Fe,铜D.δ-Fe,钒
8.在晶体缺陷中,属于点缺陷的有()
A.间隙原子B.位错C.晶界D.缩孔
9.铁素体是碳溶解在()中所形成的间隙固溶体。
A.α-FeB.γ-FeC.δ-FeD.β-Fe
10..以下最容易发生塑性变形的金属是()
A面心立方金属B体心立方金属C密排六方金属
11.在晶体缺陷中,属于线缺陷的有()
A.间隙原子B.位错C.晶界D.缩孔
12.奥氏体是碳溶解在()中所形成的间隙固溶体。
A.α-FeB.γ-FeC.δ-FeD.β-Fe
13.在Fe-Fe3C相图中,钢与铁的分界点的含碳量为()。
A.2%B.2.06%C.2.11%D.2.2%
12.莱氏体是一种()。
A.固溶体B.金属化合物C.机械混合物D.单相组织金属
.13.在铁-碳合金中,当含碳量超过()以后,钢的硬度虽然在继续增加,但强度却在明显下降。
A.0.8%B.0.9%C.1.0%D.1.1%
13.在Fe-Fe3C相图中,ES线也称为()。
A.共晶线B.共析线C.A3线D.Acm线
14.在Fe-Fe3C相图中,GS线也称为()。
A.共晶线B.共析线C.A3线D.Acm线
15.在Fe-Fe3C相图中,共析线也称为()。
A.A1线B.ECF线C.Acm线D.PSK线
16.珠光体是一种()。
A.固溶体B.金属化合物C.机械混合物D.单相组织金属
17.在铁-碳合金中,当含碳量超过()以后,钢的硬度虽然在继续增加,但强度却在明显下降。
A.0.8%B.0.9%C.1.0%D.1.1%
18.通常铸锭可由三个不同外形的晶粒区所组成,其晶粒区从表面到中心的排列顺序为()
A.细晶粒区-柱状晶粒区-等轴晶粒区B.细晶粒区-等轴晶粒区-柱状晶粒区
C.等轴晶粒区-细晶粒区-柱状晶粒区D.等轴晶粒区-柱状晶粒区-细晶粒区
19.在Fe-Fe3C相图中,PSK线也称为()。
A.共晶线B.共析线C.A3线D.Acm线
20.Fe-Fe3C相图中,共析线的温度为()。
A.724℃B.725℃C.726℃D.727℃
21.在铁碳合金中,共析钢的含碳量为()。
A.0.67%B.0.77%C.0.8%D.0.87%
.22.在Fe-Fe3C相图中,共晶转变温度是()、共析转变温度是()
A1148°、727°B912°、727°C1148°、600°D727°、600°
22.加热是钢进行热处理的第一步,其目的是使钢获得()。
A.均匀的基体组织B.均匀的A体组织C.均匀的P体组织D.均匀的M体组织
23.下列温度属于钢的高、中、低温回火温度范围的分别为()()()。
A.500℃B.200℃C.400℃D.350℃
24.碳钢的淬火工艺是将其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()。
A.随炉冷却B.在风中冷却C.在空气中冷却D.在水中冷却
25.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()。
A.随炉冷却B.在油中冷却C.在空气中冷却D.在水中冷却
11.当两个组元在液态和固态都能无限互溶时,其所构成的相图称为()
A.匀晶相图B.共晶相图C共析相图D包晶相图
26.完全退火主要用于()。
A.亚共析钢B.共析钢C.过共析钢D.所有钢种
27.共析钢在奥氏体的连续冷却转变产物中,不可能出现的组织是()。
A.PB.SC.BD.M
28.退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()。
A.随炉冷却B.在油中冷却C.在空气中冷却D.在水中冷却
29.20CrMnTi钢根据其组织和机械性能,在工业上主要作为一种()使用。
A.合金渗碳钢B.合金弹簧钢C.合金调质钢D.滚动轴承钢
30.以下什么方法可以达到细化晶粒的目的?
()
A增大过冷度B加入形核剂C电磁搅拌D以上都是
29.欲要提高18-8型铬镍不锈钢的强度,主要是通过()。
A.时效强化方法B.固溶强化方法C.冷加工硬化方法D.马氏体强化方法
30.20CrMnTi钢根据其组织和机械性能,在工业上主要作为一种()使用。
A.合金渗碳钢B.合金弹簧钢C.合金调质钢D.滚动轴承钢
31.大多数合金元素均在不同程度上有细化晶粒的作用,其中细化晶粒作用最为显著的有()。
A.Mn,PB.Mn,TiC.Ti,VD.V,P
32.除()元素外,其它合金元素溶于奥氏体后,均能增加过冷奥氏体的稳定性。
A.CoB.CrC.MnD.Ti
33.下面所给的三种常用的淬火介质,按冷却能力有大到小的排列顺序为()
A水,盐水,机油B盐水,水,机油
C机油,水,盐水D机油,盐水,水
33.退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()。
A.随炉冷却B.在油中冷却C.在空气中冷却D.在水中冷却
33.优质钢的含硫量应控制在下列()范围内。
A.0.06%~0.05%B.0.05%~0.035%C.0.035%~0.02%D.0.02%~0.015%
34.优质钢的含磷量应控制在下列()范围内。
A.0.055%~0.045%B.0.045%~0.035%C.0.035%~0.03%D.0.03%~0.02
%
35.铁从高温液态向室温冷却时发生的变化过程是()
A.δ―Fe→γ―Fe→α―FeB.δ―Fe→α―Fe→γ―FeC.α―Fe→γ―Fe→δ―FeD.以上都不对
36.加热是钢进行热处理的第一步,其目的是使钢获得()。
A.均匀的基体组织B.均匀的A体组织
C.均匀的P体组织D.均匀的M体组织
37.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D等温退火
四、判断题
1.用布氏硬度测量硬度时,压头为钢球,用符号HBS表示。
2.用布氏硬度测量硬度时,压头为硬质合金球,用符号HBW表示。
3.沙发垫子的刚度比钻杆的刚度大。
4.图纸上标注的硬度值为:
240-280HRC。
5.图纸上标注的硬度值为:
HBS250-280。
6.图纸上标注的硬度值为:
250-280HBW。
7.渗碳件经淬火处理后用HB硬度计测量表层硬度。
8液相中形成稳定晶核后,晶核长大时要求的过冷度比形核时的过冷度小。
8.受冲击载荷作用的工件,考虑机械性能的指标主要是疲劳强度。
9.衡量材料的塑性的指标主要有伸长率和冲击韧性。
10.陶瓷和矿物的硬度主要用莫氏硬度方法测定。
10.金属或合金中,凡成分相同、结构相同,并与其他部分有界面分开的均匀组成部分称为相。
11.晶体的配位数越大,其致密度也越高。
12.金属结晶后晶体结构不再发生变化。
13.在金属的结晶中,随着过冷度的增大,晶核的形核率N和长大率G都增大,在N/G增大的情况下晶粒细化。
14..晶体的点缺陷是造成金属材料固溶强化的主要原因。
14.液态金属结晶时的冷却速度越快,过冷度就越大,形核率和长大率都增大,故晶粒就粗大。
15.液态金属冷却到结晶温度时,液态金属中立即就有固态金属结晶出来。
16.在一般情况下,金属结晶后晶粒越细小,则其强度越好,而塑性和韧性越差。
17.在铁碳合金相图中,PSK线是一条水平线(727℃),该线叫共晶线。
18.过共析钢缓冷到室温时,其平衡组织由铁素体和二次渗碳体组成。
19.珠光体、索氏体和贝氏体均属于珠光体类型转变组织。
19.珠光体是由奥氏体和渗碳体所形成的机械混合物,其平均含碳量为0.77%。
20.亚共晶白口铁缓冷到室温时,其平衡组织由铁素体,二次渗碳体和莱氏体组成。
21.在亚共析钢平衡组织中,随含碳量的增加,则珠光体量增加,而二次渗碳体量在减少。
22.过共晶白口铁缓冷到室温时,其平衡组织由珠光体和莱氏体组成。
23.预先热处理常用的工艺方法有退火、正火和淬火。
24.在铁碳合金相图中,钢的部分随含碳量的增加,内部组织发生变化,则其塑性和韧性指标随之提高。
24.在铁碳合金相图中,奥氏体在1148℃时,溶碳能力可达4.3%。
25.碳溶解在α-Fe中可形成的间隙固溶体称为奥氏体,其溶碳能力在727℃时为0.0218%。
26.在铁碳合金相图中,铁素体在727℃时,溶碳能力可达2.11%。
。
27.纯金属再结晶温度大约为熔点的0.5倍左右。
27.在过共析钢中含碳量越多,则其组织中的珠光体量减少,而铁素体量在增多。
28.碳溶解在γ-Fe中所形成间隙固溶体称为铁素体,其溶碳能力在727℃时为0.77%。
29.亚共析钢缓冷到室温时,其平衡组织由铁素体和二次渗碳体组成。
30.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。
30.奥氏体化的共析钢缓慢冷却到室温时,其平衡组织为莱氏体。
31.在铁碳合金相图中,ES线是碳在奥氏体中的溶解度变化曲线。
32完全退火是将工件加热到Acm以上30~50℃,保温一定的时间后,随炉缓慢冷却的一种热处理工艺。
33合金元素溶于奥氏体后,均能增加过冷奥氏体的稳定性。
34.急刹车时飞轮的轮轴、锻造时汽锤的锤杆级齿轮转动时所承受的载荷作用均为冲击载荷。
34渗氮处理是将活性氮原子渗入工件表层,然后再进行淬火和低温回火的一种热处理方法。
35马氏体转变温度区的位置主要与钢的化学成分有关,而与冷却速度无关。
36合金元素均在不同程度上有细化晶粒的作用。
37优质碳素结构钢的牌号用两位数字来表示,如45钢,该数字表示钢的1/10最低抗拉强度值。
38碳素工具钢的牌号,如T8,T12,该数字表示钢的最低冲击韧性值。
39钢中的含硫量增加,其钢的热脆性增加。
40.钢中的含磷量增加,其钢的热脆性增加。
41.1Cr18Ni9钢是一种马氏体不锈钢。
42.5CrNiMo钢是合金结构钢。
43.40Cr钢是合金渗碳钢。
44.20CrMnTi钢是合金调质钢。
45。
GCr15是专用的合金工具钢。
46。
1Cr13钢是奥氏体不锈钢。
47.W18Cr4V钢是不锈钢。
48..W6Mo5Cr4V2属于高速工具钢。
5、分析说明题
1.下列几种工件应该采用何种硬度试验法测定其硬度?
A、钢淬火、低温回火后的成品件;
B、退火件
C、渗碳件
答:
2.从Fe-Fe3C的分析中回答以下问题,并说明其原因:
A、随碳质量百分数的增加,硬度、塑性是增加还是减小?
B、过共析钢中网状渗碳体对强度、塑性的影响怎样?
C、钢有塑性而白口铁几乎无塑性吗?
D、哪个区域熔点最低?
哪个区域塑性最好?
3.根据Fe-Fe3C相图,说明产生下列现象的原因:
A、含碳量为1.0%的钢比含碳量为0.5%的钢硬度高
B、在室温下,含碳0.8%的钢其强度比含碳1.2%的钢高;
C、低温莱氏体的塑性比珠光体的塑性差;
D、在11000C,含碳0.4%的钢能进行锻造,含碳4.0的生铁不能锻造;
E、钢适宜于通过压力加工成形,而铸造适宜于通过铸造成形。
4.钢的渗碳工艺是将钢件加热至完全奥氏体区,让活性的碳原子进入表面并向内扩散,形成一定深度的渗层,然后进行淬火、回火工艺。
试根据晶体结构知识分析:
为什么钢的渗碳选择在A区进行?
答:
选择在A区的原因是:
5.试分析含碳量为0.6%。
铁碳含金从液态冷却到室温时的结晶过程
6,试分析含碳量为1.2%铁碳合金从液体冷却到室温时的结晶过程。
LL+AAA+Fe3CⅡP+Fe3CⅡ
7,写出铁碳相图上共晶和共析反应式及反应产物的名称。
(写出含碳量)
8,写出Fe-Fe3C相图上①-⑥区的组织组成物,标明A,E,C,S,P,K各点的含碳量。
①区:
_______②区:
_______③区:
④区:
`⑤区:
⑥区:
A点:
_________E点:
___C点:
____
S点:
____P点:
_____K点:
9,试画出Fe-Fe3C相图中钢的部分(包晶部分可省略),并完成下列各题:
标明各特征点的成分、温度,按相组成填充各相区。
10,什么是热加工和冷加工?
,请说明他们是热加工还是冷加工?
(钨熔点是33990C,锡熔点是2320C)
答:
11,如果其他条件相同,试比较在下列条件下所得铸件晶粒的大小:
①金属模浇注与砂模浇注;
高温浇注与低温浇注
铸成薄壁件与铸成厚壁件;
浇注时采用振动与不采用振动;
厚大铸件的表面部分与中心部分.
答:
12、某厂用冷拔钢丝绳直接吊运加热至11000C的破碎机颚板,吊至中途钢绳突然断裂。
这条钢绳是新的,事前经过检查,并无疵病。
试分析钢绳断裂的原因。
13、室温下,对一根钢丝进行反复弯曲——拉直实验,经过一定次数后,铁丝变得越来越硬,试分析原因。
如果将这根经过弯曲—拉直试验后的铁丝进行一定温度的加热后,待冷却至室温,然后再试着弯曲,发现又比较容易弯曲了,试分析原因。
14、从铸锭的组织结构分析,为什么铸锭的力学性能不好,而吸振性较好。
答:
15、钢材在热变形加工(如锻造)时,为什么不出现硬化现象?
答:
16、什么是金属的回复和再结晶过程?
回复和再结晶过程中金属的组织结构和性能发生哪些变化?
17,有四个小尺寸的碳素钢试样进行加热:
wc=0.45%,加热至Ac1~Ac3;
wc=0.45%,加热至Ac3以上30~500C;
wc=1.2%,加热至Ac1以上20~300C;
wc=1.2%,加热至Accm以上30~500C。
适当保温后水中淬火,哪个试样硬度最高哪个试样硬度最低?
说明其原因。
答:
18,试说明下列钢件应采用何种退火、退火的目的及退火后的组织:
经冷轧的15钢钢板,要求降低硬度;
铸造成形的机床床身;
经锻造过热(晶粒粗大)的wc=0.060%的锻件;
具有细片状渗碳体组织的高碳钢件,要求改善其切削加工性能。
19对零件的力学性能要求高时,为什么要选用淬透性大的钢材?
答:
20、一批45钢试样(尺寸φ15×10mm)因其组织粗大,晶粒大小不均匀,而采用退火处理,拟采用以下几种退火工艺,问哪一种正确,试分析其原因。
缓慢加热至7000C,保温足够时间,随炉冷却至室温;
缓慢加热至8400C,保温足够时间,随炉冷却至室温;
缓慢加热至11000C,保温足够时间,随炉冷却至室温。
21.某机床主轴选用45钢锻造毛坯,要求有良好的综合机械性能且轴径部分要耐磨(HRC50-55),其工艺路线下料→锻造→正火→粗加工→调质→半精、精加工→表面淬火→精加工。
试说明各热处理工序的作用。
解:
正火处理是为了得到合适的硬度,以便机械加工,同时为调质处理做好组织准备。
调质处理是为了使主轴得到高的综合机械性能和疲劳强度,为了更好地发挥调质效果,将它安排在粗加工后进行。
表面淬火是为了使轴径部分得到所需硬度,以保证装配精度和不易磨损。
22、有两种共析钢试样,分别加热到780℃和880℃,并保温相同时间,使之达到平衡状态,然后以大于临界冷却速度的冷速冷至室温。
试问:
(1)那种加热温度的马氏体晶粒粗大?
(2)那种加热温度马氏体的含碳量较高?
(3)那种加热温度的残余奥氏体较多?
(4)那种加热温度的未溶解渗碳体较少?
(5)那种加热温度淬火最合适?
为什么?
23,奥氏体形成的四个步骤是什么?
24填写下表,说明表中铸铁牌号的类型、符号和数字的含义、组织特点和用途
25.填写下表,指出表中金属材料的类别、牌号或代号的含义、特性和主要用途。
26.根据低碳钢应力—应变曲线回答以下问题
(1)该曲线是通过试验测量得到;如图所示OA段为阶段;σe为极限;σs为强度;σb为强度。
27,强度、塑性是如何定义的?
其各自的评价指标分别是什么?
硬度是如何定义的?
硬度测量的方法主要有哪些?
28.完成Fe—Fe3C相图并回答问题:
(1)完成Fe—Fe3C图线段连接,并将各不同组织填入图中对应的区域。
(2)指出下面的特性线是哪条线段
共晶线:
碳在奥氏体中的溶解度曲线
共析线:
碳在铁素体中的溶解度曲线
(3)钢指含碳量为的铁碳合金,共析钢常温下的组织为
写出共析钢在冷却过程中的相变过程。
29、铁碳相图总结了铁碳合金成分、组织和性能之间怎样的变化规律?
30、室温下,对一根钢丝进行反复弯曲——拉直实验,经过一定次数后,铁丝变得越来越硬,试分析原因。
如果将这根经过弯曲—拉直试验后的铁丝进行一定温度的加热后,待冷却至室温,然后再试着弯曲,发现又比较容易弯曲了,试分析原因。
31、试说明回火按照温度高低可分为哪三种,并分别写出各自对应温度范围、组织、回火目的并简单举例。
回火类型
回火温度
回火后组织
回火目的
应用举例
32、填写下表,指出表中金属材料的类别、牌号或代号的含义和主要用途
材料牌号或代号
类别
牌号或代号含义
主要用途
33、有两种共析钢试样,分别加热到780℃和880℃,并保温相同时间,使之达到平衡状态,然后以大于临界冷却速度的冷速冷至室温。
试问:
(1)哪种加热温度的马氏体晶粒粗大?
(2)哪种加热温度马氏体的含碳量较高?
(3)哪种加热温度淬火最合适?
为什么?
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