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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