机械工程材料试题.doc

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1、机械工程材料一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1、长轴类零件在热处理后进行冷校直，可能会造成力学性能指标降低，主要是（B ）。A. b? B. 1? C. ? D . H2、 在零件图样上出现如下几种硬技术条件的标注，其中正确的是（B ）0A . HB159 B. 180210HB C. 800HV D . 10 17HRC3、间隙固溶体与间隙化合物的（D )oA. 结构相同，性能不同.结构不同，性能相同C .结构与性能都相同D.结构与性能都不同4、固溶体的性能特点是（A ）塑性韧性高、强度硬度较低.塑性韧性低、强度硬度高C.综合力学性能高.综合力学性能低5、在发生）（?

2、L的共晶反应时，三相的相对成分（ B ）o A .相同C .不定 D .发生变化6、马氏体的硬度取决于（C ） A .奥氏体的冷却速度B.奥氏体的转变温度C.奥氏体的碳含量D.奥氏体的晶粒A ）A.高淬透性钢7、对形状复杂，截面变化大的钢件进行淬火时，应选用（B中淬透性钢C.低淬透性钢 D.碳素钢8、 对形状复杂，截面变化大的零件进行淬火时，应采用（C ）0 A .水中淬火B. 油中淬火 C.盐浴中淬火 D.空冷9、GCr15钢中 Cr 的平均含量为（ B ）。A . 15% B. 1.5% C. 0.15% D .没有表示出来10、 高速钢二次硬化属于（D ）o A .固溶强化B .细晶强化

3、C.位错强化 D.第 二相强化二、多项选择题（本大题共5小题，每小题4分，共20分）1、奥氏体是（BD ）A.碳在Fe?中的间隙固溶体B.碳在F4?中的间隙固溶体C. 碳在Fe?中的有限固溶体 D.碳在F4?中的有限固溶体2、 下列能进行锻造的铁碳合金是（AB ） o A.亚共析钢 B .共析钢C .共晶白口铸铁 D .亚共晶白口铸铁3、 影响碳钢淬火后残余奥氏体量的主要因素是（BD ）oA.钢材本身的碳含量B.钢中奥氏体的碳含量C .钢中碳化物的含量D.钢的淬火加热温度4、 汽车、拖拉机的齿轮要求表面高耐磨性，中心有良好的强韧性，应选用（AC ）A. 20号钢渗碳淬火后低温回火B. 40Cr

4、淬火后高温回火C. 20CrMnTi渗碳后淬火低温回火D . ZGMnl水韧处理5、 下列钢种中，以球化退火作为预备热处理的钢种是（BD ）0A. 40CrB.T12C. 16Mn D. GCr15三、填空题（本大题共15空，每空2分，共30分）1、合金的相结构有 固溶体和金属化合物 两大类，其中前者具有较好的 塑性性能,适宜作基本相；后者具有较高的 硬度，适宜作强化相2、用光学显微镜观察，上贝氏体的组织特征呈 状。3、 化学热处理的基本过程包括分解 段。4、 促进石墨化的元素有碳 、 硅 锰 羽毛状，而下贝氏体则呈针吸附 和 扩散 三个阶，阻碍石墨化的元素， 硫1、 共晶转变和共析转变的产物

5、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、 共析钢的含碳量为0.77 %。4、 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、 单晶体塑性变形中滑移的实质是在切应力作用下，位错沿滑移面的运动 。6、 体心立方晶格的致密度为68 %。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、等温退火、均匀化退火、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、 在铁碳合金的室温平衡组织中，强度最高的合金含碳量约为0.9 %。10、工具钢按用途可分为 刃具钢、模具钢、量具钢

6、。11、 常用测定硬度的方法有布氏硬度、洛氏硬度、和维氏硬度测试四、问答题（本大题共 3小题，每小题10分，共30分）1、试比较各类铸铁之间性能的优劣顺序，与钢相比较铸铁性能有什么优缺点？答：（1）常用的铸铁主要有灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁。（2）力学性能优劣顺序为球墨铸铁、可锻铸铁、灰铸铁。（3）工艺性能优劣顺序为：灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁。与钢相比较，铸铁的铸造成型性好，减振性好，切削性能好，缺口敏感性低，但通常钢的力学性能好于铸铁。2、 20号钢采用表面淬火是否合适？为什么？45号钢进行渗碳处理是否合适？为 什么？答：（1）20号钢采用表面淬火不合适，因为表面淬火的目的是提高改善材料表

7、面硬度的一种热处理工艺，20号钢的含碳量太低，所以采用表面淬火方法不合适；（2）对45号钢进行渗碳处理不合适，因为45号钢的含碳量为中碳，而渗碳处理适用于低碳钢，因此不合适。3、常见的金属晶体结构有哪几种？它们的原子排列和晶格常数各有什么特点？ Fe?、R?、Al、CU Ni、P b、Cr、V、Mg Z n 各属于何种晶体结构？答：常见的金属晶体结构有以下几种：（2）面心立方：晶胞中的原子数为4,原子直径1）（3）密排六方：晶胞中的原子数为6,原子直径体1、奥氏体形成的四个步骤是什么？答：（1）奥氏体晶核的形成；（2）奥氏体晶核的长大；（3）残余渗碳体的溶解;心4）奥氏体成分的均匀化。2、按回

8、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？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。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。、中温回火（350500C）回火后的组织为回火屈氏体。经中温回火后，工件的内应力基本消除，其力学性能特点是具有极高的弹性极限和良好的韧性。中温回火主要用于各种弹簧零件及热锻模具的处理。、高温回火（500650C）高温回火后的组织是回火索氏体。钢的强度、塑性和 韧性具有良好的配合，即具有较高的综合机械性能。因而，调质处理

9、被广泛应用 于中碳结构钢和低合金经构钢制造的各种重要的结构零件，特别是在交变载荷下工作的连杆、螺栓以及轴类等。3、高分子材料的主要性能特点是什么？答：高分子材料性能特点：具有高弹性和粘弹性；强度低，比强度高；耐磨、减磨性能好；绝缘、绝热、绝声；耐热性不高，耐蚀性能好；存在老化问题。4、提高金属耐蚀性的途径是什么？不锈钢中最主要的合金元素是哪一个元素？答：（1）提高金属的电极电位；（2）使金属易于钝化，形成致密、完整、稳定的与钢基体结合牢固的钝化膜;热处理渗碳+淬火+低温回火淬火+中温回火球化退火+淬火+低温回火热轧状态或正火状态淬火+高温回火（3）形成单相组织不锈钢中最主要的合金元素是C5、说

10、明下列符号各是什么指标？各代表什么意思?（1） E （ 2）as （3）如 （4）ak （5）HRC答：（1） E:弹性模量；刚度指标（2）c s：屈服点（强度）；强度指标（3）断面收缩率；塑性指标（4）a k :冲击韧度；韧性指标（5） HC :洛氏硬度；硬度指标五、选材题（本大题10分，每空1分）从下列钢号中选取合适的钢号填入表中，并说明其热处理工艺。65Mn、20CrMnTi、GCr9 45、Q34 5零件名称钢号汽车变速齿轮20CrM nTi弹簧65Mn滚动轴承GCr9压力容器Q345机床主轴45一、单项选择题：1、关于材料的弹性模量，叙述错误的是（D ）A、它是材料的稳定性质B、大小

11、取决于材料的本性C、它是刚度的衡量标准D、物理意义是单位应力所产生的变形2、在材料的维氏硬度试验中，选用的压头是（C）A硬质合金球B、金刚石圆锥 C、正四棱锥体金刚石D、以上选项均可3、 密排六方晶格的晶胞原子数是（C ）A 2 B 、4 C、6 D、84、纯铁存在（C ）种同素异构体。 A 1 B 、2C、3 D 、45、 恒温下由液相包围着一个固相生成另一个新固相的反应是（C ）A共晶反应B、 结晶过程C包晶反应 D、共析反应6、在下列各项中，渗碳能力最弱的铁碳固溶体是（ D ） A、渗碳体 B、3铁素体C、奥氏体D、铁素体7、 下列过冷奥氏体的转变属于扩散型转变的是（C ） A上贝氏体转

12、变B、马氏体转变C、珠光体转变D、下贝氏体转变8、 提高灰口铸铁的耐磨性应采用（C ） A整体淬火B、渗碳处理C、表面淬火D、调质处理9、GCr15钢中 Cr 的平均含量是（ C ） A、0.015 % B 、0.15 % C、1.5 %D、没有表达出来10、为使高碳钢便于机体加工，可预先进行(C ) A、淬火 B、正火C、球化退火 D、回火二、填空题：1、 在金属学中，通常把金属从液态凝固为固体晶态的转变称为结晶，而把金属从一种固体晶态转变为另一种固体晶态的称为同素异构转变或相变 。2、 淬火钢进行回火的目的是 获得所要求的力学性能、消除内应力、稳定组织和 尺寸，回火温度越高，钢的硬度越 低

13、。3、 共析成分的铁碳合金室温平衡组织是P ，其组成相为 Fe3C+F。4、 含碳量大于0.77 %的铁碳合金从1148C冷降至727C，将从奥氏体中析出 二次渗 碳体，其分布特征主要为呈网状分布。5、 机械材料选材的三大基准原则使用性能原则、工艺性能原则、经济性原则。6、木工刀具应选 碳素工具钢 材料，进行 淬火+低温回火 热处理。三、问答题。1、试比较共析钢过冷奥氏体等温转变曲线和连续转变曲线的异同点。答：与等温转变曲线相比：(1)连续冷却转变曲线向右下方向移动，说明转变幵始和转变终了温度低一些，时间更长一些。(2) 连续冷却获得的珠光体组织是在一个温度范围内形成，所以粗细不均，较高温度下

14、形成的粗些。(3) 连续冷却没有贝氏体转变。四、计算题。1、 在常温下，已知铁的原子直径 d=0.254nm,铜的原子直径d=0.255nm,分别求铁、铜的晶格常数。解：已知在常温下，铁为体心立方晶格的a-Fe,原子直径d=0.254nm2、 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) 这两种铁碳合金的含碳量各为多少？一、判断题(共10道试题，共40分。)1. 材料的含碳量越低，则可焊性越好。(B ) A错误B正确2. 通过加热、保

15、温、冷却等手段，通常在不改变外形的条件下，改变其内部组织，以获得所需性能的工艺方法称为热处理。B正确(A ) A错误B正确3. 材料硬度值在100-150HBS范围内，切削加工性最好（A ）A昔误B正确4. 材料在外力作用下抵抗变形和破坏的能力称为刚度。5. 外力去除后能够恢复的变形称为弹性变形。（B ） A错误B正确6. 冲击韧性是指材料抵抗冲击载荷作用而不被破坏的能力。（B ）A错误B正确7. 对坯料施加外力，使其产生塑性变形改变尺寸、形状及性能，用以制造毛坯、机械零件的成形加工方法称为铸造。（错误）8. 疲劳极限用 a -1来表示。（B ） A错误B正确9. 铸铁中，灰铸铁的铸造性能最好

16、。（B ） A错误B正确10. 热处理性能只用淬硬性和淬透性来评定。（A） A错误B正确二、单选题（共5道试题，共 30分。）1. 两个相同原子或性质相差不大的原子互相靠近，电子不会转移，原子间借共用电子对所产生的力而结合，形成（ B ）。A离子键 B共价键 C金属键 D分子键2. （A ）能代表晶格原子排列规律的最小几何单元。A晶胞B单晶体C晶系D多晶体3. 弹性极限用（D ）来表示。 A as B a -1 C ap Dae4. 晶格的点缺陷不包括（ C ）。A空位B间隙原子 C位错 D 置换原5. 材料的工艺性能不包括（ D ）。A铸造性能B热处理性能C焊接性能D光学性能三、多选题（共5

17、道试题，共 30分。）1. 以下属于控制晶粒尺寸的方法有（ABCD）A.控制过冷度B.变质处理C.振动D.搅拌2. 以下表述含碳量对工艺性能的影响正确的是（BCD）。A.切削性能:高碳钢合适 B.可锻性能：低碳钢好 C.焊接性能：低碳钢好 D. 铸造性能:共晶合金好3. 原子、离子、分子之间的结合力称为结合键，则以下属于结合键的类型的是（ABCD ）。A.离子键B.共价键C.金属键D.分子键4. 铸锭的缺陷包括（ABCD等。 A. 缩孔B.疏松C.气孔D.偏析5. 由于凝固时表面和心部的结晶条件不同，铸锭的宏观组织是不均匀的，通常由（ACD组成。A.表面细晶区B.表面粗晶区 C.柱状晶区D.中

18、心等轴晶区一、判断题（共10道试题，共40分。）1. 一些对性能要求不高的机械零件或工程构件，退火和正火亦可作为最终热处理（B）。A错误B正确2. 影响再结晶退火后晶粒度的主要因素是加热温度和预先变形度。（B） A 错误B正确3. 高温回火（500650 C）,所得组织为回火屈氏体。（A） A错误B正确4. 低温回火（150250C），所得组织为回火马氏体。（B） A 错误B正确5. 退火的冷却速度比正火快，得到的珠光体组织的片层间距较小。（A） A错误B正确6. 正火和完全退火相比，退火能获得更高的强度和硬度.（A） A昔误B正确7. 淬火就是把钢加热到临界温度（AC3或 AC1 ）以上，保

19、温一定时间使之奥氏体化后，再以大于临界冷却速度的冷速急剧冷却，从而获得马氏体的热处理工艺。（B） A错误B正确8. 正火生产周期较短，设备利用率较高，节约能源，成本较低，因此得到了 广泛的应用。（B）A错误B正确9. 热加工和冷加工是根据变形时是否加热来区分。（A） A错误B正确二、单选题（共5道试题，共 30分。）1. 下列影响C曲线（即过冷奥氏体等温转变动力学曲线）的因素不包括（D ） oA.含碳量的影响 B.合金元素的影响C.加热温度和保温时间D.冷却时间A.表面淬火B.表面热处理C.化学热处理D.渗碳3. 物理气相沉积技术不包括（ D ）方法。 A.真空蒸发B.溅射C.离子镀D.化学反

20、应4. 钢件淬火后，为了消除内应力并获得所要求的组织和性能，将其加热到 AC1以下的某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺叫做（C ）。A.正火B.退火C.回火D.淬火5. （滑移）是指晶体的一部分沿一定的晶面和晶向相对于另一部分发生移动的现象A.滑移B.孪生C.位错D.面缺陷三、多选题（共5道试题，共 30分。）1. 按层间距珠光体组织习惯上分哪几种（ABD）。A.珠光体（P）B.索氏体（S） C.马氏体（M） D.屈氏体（T）2. 常用的淬火方法有（ABCD）等。 A. 单介质淬火B.双介质淬火 C.分级淬火D.等温淬火3. 奥氏体的形成取决于（ABCD ）等。A.加热温度B.

21、加热速度C.钢的成分D.原始组织4. 以下属于正火在生产中的应用的有（ ABCD。A.作为最终热处理B.作为预先热处理C.改善切削加工性能D.改善和细化铸钢件的铸态组织5. 以下属于退火的种类的是（ ABCD） o A.球化退火B.完全退火 C.等温 退火D.去应力退火一、判断题（共10道试题，共40分。）1. 高速钢的导热性特别好。错误2. 高速钢的淬透性高，空冷即可淬火，俗称“风钢”。正确3. 具有价格便宜、 应用最广泛的铸铁材料 ，麻口铸铁占铸铁的总产量 80%以上。 错误4. 碳素工具钢为高碳钢 ，随含碳量提高，钢中碳化物量增加，钢的耐磨性提高，但韧性下降。正确5. 碳素工具钢最终热处

22、理为淬火加高温回火。错误6. 碳素工具钢热硬性差，淬透性低，只适于制作尺寸不大、形状简单的低速刃具。正确7. 渗碳钢主要用于制造要求高耐磨性、承受高接触应力和冲击载荷的重要零件，如汽车，内燃机上凸轮轴、活塞销等。正确8. 铸铁是碳含量大于 7.11 %的铁碳合金，并且还含有较多量的硅、锰、硫、 磷等元素。错误9. 冷作模具钢主要用于制造各种冷成型模具，如冷冲模、冷挤压模、冷镦模和拔丝模等。正确10. 高速钢最常用的钢种为钨系的W18Cr4V和钨一钼系的 W6Mo5Cr4V2正确二、单选题（共5道试题，共 30分。）1. 以（B ）为主要合金元素的铜合金称白铜。A.锡B.镍 C.铝D.铍2. Q

23、T400-15表示铸铁的是（D）。A.蠕墨铸铁 B.灰铸铁 C.可锻铸铁 D.球墨铸铁3. （ C ）主要是指在冲击载荷作用下发生冲击硬化的高锰钢。A. 调制钢B.渗碳钢C.耐磨钢D.弹簧钢4. 石墨化的条件是（）。A. 冷却速度极快 B.保温时间较短 C.加热温度极高D.冷却速度极缓慢5. 低淬透性调质钢常用的钢种是（D ）。A. 40Cr B. 40CrNi C. 40CrNiMoD. 20Cr三、多选题（共5道试题，共30分。）1.按碳存在的形式，可将铸铁分为（BCD ）。 A.可锻铸铁B.灰铸铁C.白 口铸铁D.麻口铸铁2.以下是刃具钢的性能要求的有（ABCD ）A. 高硬度B.高耐磨性C.高热硬性D.足够的韧性车刀B.3. 刃具钢主要用于制造各种金属切削刀具，包括（ ABD ）等。 A. 铣刀C.千分尺D.钻头C.高级4. 根据磷、硫的含量可将钢分为（ABCD）。 A. 普通质量钢B.优质钢 优质钢D.特级优质钢共析钢5. 按退火组织可将钢分为 （BCD）oA.珠光体钢B.亚共析钢CD.过共析钢。