机械工程材料习题含答案.docx
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机械工程材料习题含答案
1、填空题
1.为改善低碳钢的切削加工性应进行哪种热处理（D）
A、等温退火B、完全退火
C、球化退火C、正火
2、钢中加入除Co之外的其它合金元素一般均能使其C曲线右移，从而（B）
A、增大VKB、增加淬透性
C、减小其淬透性C增大其淬硬性
3、金属的塑性变形主要是通过下列哪种方式进行的（C）
A、晶粒的相对滑动B、晶格的扭折
C、位错的滑移D、位错类型的改变
4、高碳钢淬火后回火时，随回火温度升高其（A）
A、强度硬度下降，塑性韧性提高B、强度硬度提高，塑性韧性下降
C、强度韧性提高，塑性韧性下降D、强度韧性下降，塑性硬度提高
5、过共析钢的正常淬火加热温度应该选择在（A）
A、Acl+30—50CB、Ac3+30—50C
C、Accm+30—50CD、T再+30—50C
6、常见的齿轮材料20CrMnTi的最终热处理工艺应该是（D）
A、调质B、淬火+低温回火
C、渗碳D、渗碳后淬火+低温回火
7、常见的调质钢大都属于（B）
A、低碳低合金钢B、中碳低合金钢
C、高碳低合金钢D、低碳中合金钢
8、某一中载齿轮决定用45钢制造，其最终热处理采用下列哪种方案为宜（C）
A、淬火+低温回火B、渗碳后淬火+低温回火
C、调质后表面淬火D、正火
9、某工件采用单相黄铜制造，其强化工艺应该是（C）
A、时效强化B、固溶强化
C、形变强化D、热处理强化
10、在Fe-Fe3C合金中，其平衡组织中含有二次渗碳量最多的合金的含碳量为（D）
A、%B、%
C、%D、%
11、在Fe-Fe3C合金的退火组织中，含珠光体量最多的合金的碳含量为（B）
A、%B、%
C、%D、%
12、下列钢经完全退火后，哪种钢可能会析出网状渗碳体（D）
A、Q235B、45
C、60Si2MnD、T12
13、下列材料中不宜淬火的是（D）
A、GCr15B、W18Cr4V
C、40CrD、YT15
14、下列二元合金的恒温转变中，哪个是共析转变（C）
A、L+α→β B、L→α+β
C、γ→α+βD、α+β→γ
15、下列合金钢中，耐蚀性最好的是（D）
A、20CrMnTiB、40Cr
B、W18Cr4VD、1Cr18Ni9Ti
16、下列合金中，哪种合金被称为巴氏合金（B）
A、铝基轴承合金B、铅基轴承合金
C、铜基轴承合金D、锌基轴承合金
17、对球墨铸铁进行高温正火的目的是为了得到下列哪种组织（C）
A、F+GB、F+P+G
C、P+GD、Ld+G
18、为降低低碳冷轧钢板的硬度，宜采用下列哪种工艺（D）
A、完全退火B、球化退火
C、再结晶退火D、等温退火
19、感应加热表面淬火的淬硬深度，主要决定于因素（D）
A、淬透性B、冷却速度
C、感应电流的大小D、感应电流的频率
20、下列材料中耐热性最好的是（C）
A、GCr15B、W18Cr4V
C、1Cr18Ni9TiD、9SiCr
21、过共析钢的退火组织是（C）
A、F+Fe3CIIIB、F+P
C、P+Fe3CIID、P+Fe3CIII
22、下列钢经淬火后硬度最低的是（A）
A、Q235B、40Cr
C、GCr15D、45钢
23、对奥氏体不锈钢进行固溶处理的目的是（D）
A强化基体B、提高其韧性
C、消除应力 D、消除碳化物
24、滚动轴承钢GCr15的最终热处理应该是（A）
A、淬火+低温回火 B、渗碳+淬火+低温回火
C、淬火+中温回火D、氮化+淬火+低温回火
25、对工件进行分级淬火的目的是（C）
A、得到下贝氏体 B、减少残余奥氏体量
C、减少工件变形D、缩短生产周期
26、钢获得下列哪种组织时有最佳的综合机械性能（D）
A、M+KB、P+F
C、B下D、M+P
27、某中等载荷齿轮拟选用45钢制造，其可能的最终热处理工艺应该是（B）
A、淬火+低温回火B、调质+表面淬火
C、渗碳+淬火+低温回火D、淬火+中温回火
28、为了提高45钢的综合机械性能，应进行（B）
A、正火B、调质
C、退火D、淬火+中温回火
29等温退火相对于一般退火工艺而言，更能（A）
A、减少工件变形B、消除应力
C、细化晶粒D、缩短退火周期
30、高速钢淬火后进行多次回火的主要目的是（B）
A、消除残余奥氏体，使碳化物入基体
B、消除残余奥氏体，使碳化物先分析出
C、使马氏体分解，提高其韧性
D、消除应力，减少工件变形
31、金属产生时效强化的主要原因是（D）
A、形成了高密度位错B、晶格发生畸变
C、晶格类型发生改变D、析出亚稳定第二相粒子
32、钢中的二次渗碳体是指从（B）中析出的渗碳体
A、从钢液中析出的B、从奥氏体中析出的
C、从铁素中析出的D、从马氏体中析出的
33、碳钢的下列各组织中，哪个是复相组织（A）
A、珠光体B、铁素体
C、渗碳体D、马氏体
34、能够无限互溶的两组元素所构成的二元合金相图必定是（A）
A、匀晶相图B、共晶相图
C、包晶相图D、共析相图
35、钢件出现下述哪种缺陷时，难以用热处理来消除（B）
A、晶内偏析B、纤维组织
C、晶粒粗大D、网状渗碳体
36、钢的下列组织中热稳定性最差的是（C）
A、珠光体B、马氏体
C、回火屈氏体D、回火索氏体
37、对片状马氏体而言，下列说法哪个是错误的（A）
A、是位错马氏体B、是孪晶马氏体
C、是过饱和的a固溶体D、具有高的强度
38、下列各材料中淬火时最容易产生淬火裂纹的材料是（C）
A、45钢B、20CrMnTi
C、16MnD、W18Cr14V
39、下列诸因素中，哪个是造成45钢淬火硬度偏低的主要原因（A）
A、加强温度低于Ac3B、加热温度高于AC3
C、保温时间过长D、冷却速度大于VK
40、亚共晶白口铸铁的退火组织中，不可能有下列中的哪种组织（C）
A、二次渗碳体B、共析渗碳体
C、一次渗碳体D、共晶渗碳体
41、过共析钢进行下列哪种热处理可能会造成网状渗碳体析出（A）
A、完全退火B、再结晶退火
C、正火D、去应力退火
42、下列指标中，哪个是只决定了钢的成份的性能（D）
A、淬透性B、淬硬性
C、淬透层深度D、临界冷却速度VK
43、分级淬火的目的是为了（D）
A、得到B下B、增加马氏体的量
C、减少残余奥氏体D、减少工件变形开裂
44、过共析钢因过热而析出网状渗碳体组织时，可用下列哪种工艺消除（C）
A、完全退火B、等温退火
C、球化退火D、正火
45、下列诸材料中淬透性最好的是（A）
A、20CrMnTiB、40Cr
C、GCr15D、Q235
46.下列诸材料中热硬性最好的是（C）
47.为降低低碳冷轧钢板的硬度,宜采用下列哪种工艺（C）
A.完全退火B.球化退火
C.再结晶退火D.等温退火
48.下列诸材料被称为低变形钢适合作冷作模具的是（B）
B.CrWMn
49.高速钢经最终热处理后的组织应该是（C）
+K+A+K
回+A+K回+A+K
50.白口铸铁件不具有下列哪个性能（A）
A.高强度B.高硬度
C.高耐磨性D.高脆性
51.对球墨铸铁件进行下列哪种热处理可得到铁素体基球铁（C）
A.低温正火B.高温正火
C.高温退火D.等温退火
52.下列诸铝合金中,不能进行时效强化的是（A）
53.下列各工程塑料中,进行注射成型比较困难的是（D）
A.聚氯乙烯塑料
C.聚四氟乙烯D.氨基塑料
钢的碳含量范围是（C）
A.约40%B.约4%
C.约%D.约%
55.冷加工金属经再结晶退火后,下列说法哪个是错误的（C）
A.其晶粒形状会改变B.其机械性能会发生改变
C.其晶格类型会发生改变D.其晶粒大小会发生改变
56.对纯金属而言,下列说法哪个是错误的（A）
A,不会在恒温下结晶B.不会发生相变
C.都能进行形变强化D.都能进行时效强化
57.对过共析钢不能进行下列哪种退火处理（A）
A.完全退火B.再结晶退火
C.等温退火D.去应力退火
58.普通灰口铸铁组织中,不应有下列哪种渗碳体出现（C）
A.一次渗碳体B.二次渗碳体
C.三次渗碳体D.一次渗碳体和二次渗碳体
59.对亚共析钢进行完全退火,其退火温度应为（D）
A.低于Ac1温度B.高于Ac1温度而低于Ac3温度
C.等于Ac3温度+30至50度
钢奥氏体化后进行油淬,其组织为（C）
+A残
+B下+A残+T+A残
61.马氏体的硬度主要决定于其（A）
A.碳含量B.合金元素含量
C.冷却速度D.过冷度
62.热锻模的最终热处理工艺应该是（C）
A.淬火+低温回火B.淬火+中温回火
C.调质D.调质后表面淬火
63.下列合金中,铬元素含量最少的是（A）
64．下列合金中，含碳量最少的钢是（D）
B..Cr12MoV
65.下列铝合金中，被称为硅铝明的是（A）
66.钢的淬透性主要决定于其（C）
A.碳含量B.合金元素含量
C.冷却速度D.过冷度
四.填空题
1.在Fe-Fe3C合金中,含有二次渗碳体最多的合金是含碳为%的钢,其二次渗碳体的最大含量为%.
2.冷变形金属在加热时发生的三个过程依次为回复，再结晶和晶粒长大。
3.对刃具钢的性能要求主要有三个方面,即高的硬度，高耐磨性和高的红硬性。
是奥氏体型不锈钢,需采用固溶处理,以获得单相奥氏体,为了阻止（CrFe）23C6沿晶界析出,还应进行稳定化热处理.
5.高速钢锭经锻造退火后的组织为索氏体及粒状碳化物,淬火后的组织为隐针马氏体、粒状碳化物及20%-25%的残余奥氏体,淬火后再经多次回火后的组织为回火马氏体、较多的粒状碳化物及少量残余奥氏体。
6.灰铸铁能否充分石墨化,主要决定于其碳当量和铸后冷却速度,一般而言,碳当量越高,越有利于石墨化,冷却速度越快,越容易形成白口.
7.球墨铸铁件可通过热处理来调整其基本组织，退火热处理能得到F+G基,调质热处理能得到F+P+G基,而正火能获得P+G基
8.所谓巴氏合金是指锡基和铅基轴承合金
9.线型无定型高聚物在不同温度下表现出的三种力学状态：
玻璃态,高弹态和粘流态。
10.金属结晶时晶粒的大小主要决定于其形核率和晶核的长大速度,一般可通过增加过冷度法或变质处理来细化晶粒
11.热加工纤维组织的形成原因是单向变形造成变形后夹杂物沿变形方向呈流线分布的,从而使其产生各向异性
12.普通钢,优质钢的区分是以其中S和P元素的原子的含量来区分的,P含量高易使钢产生热脆性,而S含量高易使钢产生冷脆性
13.所谓本质细晶粒钢是指该钢正常淬火加热时奥氏体晶粒长大倾向小的钢
14.钢淬火时马氏体转变的转变量主要决定于其临界冷却速度,与其保温时间无关。
15.钢的淬透性决定于其成份,一般随碳含量的增加,亚共析钢的淬透性增大,当加入除Co之外的合金元素时均能使钢的淬透性提高。
16.马氏体的形态在两种典型,即强度高而韧性差的片状马氏体和强度低而韧性高的板条状马氏体
17.对奥氏体不锈钢进行固溶热处理可获得单项式相奥氏体组织,进行稳定化热处理可防止产生晶间腐蚀
18.对普通灰铸铁工件进行低温退火的目的是为了消除内应力,进行高温退火的目的是为了消除铸件白口、降低硬度。
19.材料牌号QT600-3中,QT表示球墨铸铁,600表示最低抗拉强度为600MPa,3表示最低伸长率为3%。
20.轴承合金的组织特点是软基体上分布硬质点或硬基体上分布软质点。
21.陶瓷组织的基本相有晶体相,玻璃相,气相,其中起强化作用的是晶体相,而起粘结作用的是玻璃相
22.常见工程塑料有聚氯乙烯，聚四氟乙烯，尼龙,其中自润滑性能良好适合作轴承齿轮的有尼龙,价格低廉,用途非常广泛的是聚氯乙烯,化学稳定性极好,有塑料王之称的是聚四氟乙烯
23.在Fe-Fe3C相图中,包含有三个恒温转变,其具体的相反应式分别为,包晶反应LB+δHAJ,共晶反应LCAE+Fe3C,共析反应ASFP+Fe3C。
24.常见的合金弹簧钢有60Si2Mn,其最终热处理工艺为去应力退火,其最终组织为索氏体。
25.钢进行扩散退火的目的是为了减少钢锭、铸件或锻坯的化学成分和组织的不均匀性,进行再结晶退火的目的是为了消除加工硬化作用，便于继续冷加工。
26.影响铸铁石墨化的主要因素有铸铁的成分和冷却速度等
27.马氏体的硬度主要决定于其含碳量,钢淬火时获得马氏体量的多少主要决定于其临界冷却速度。
28.要降低低冷轧钢板的硬度应进行完全退火,要消除合金铸件的枝晶偏析应进行均匀化退火,要改善高碳钢的切加工性能应进行等温退火
29.常用弹簧的牌号有65Mn、60Si2Mn,其热处理工艺为淬火和中温回火,热处理后的组织是回火托氏体。
30.耐磨钢ZGMn13进行水韧处理的目的是为了消除碳化物,得到单相奥氏体组织,从而保证其具有高的耐磨性能
31.实际晶体中主要存在三类缺陷,其中点缺陷有空位和间隙原子等,线缺陷有位错,面缺陷有亚晶界等。
32.奥氏体不锈钢进行固溶处理的目的是获得单相奥氏体组织，提高钢的耐蚀性,进行稳定化处理的目的是防止晶间腐蚀的产生。
33.经正火处理能改善低碳钢的切削加工性能,经等温退火处理消除高碳高合金钢中的残余奥氏体。
34.轴承合金的组织特点为在软基体上分布有硬质点,或在硬基体上分布有软质点。
35.合金钢按用途可分为三类,即合金结构钢，合金工具钢,和特殊性能钢。
36.合金钢中常用的渗碳钢为20CrMnTi（牌号）,常用的调质钢为40Cr,常用的刃具钢为9SiCr,常用的耐磨钢为ZGMn13。
37.金属浇铸造时常采用的细化晶粒方法有两种,即变质处理和附加振动。
38.铁有三种同素异构体在912度以下时为体心立方结构,在912度以上,1394度以下时为面心立方结构,高于1394度而低于熔点时为体心立方结构
39.金属铸造锭的组织常分为三层,即外层的细晶区,次层的柱状晶区和中心的等轴晶区。
40.金属晶体通过滑移和孪生两种方式来发生塑性变形。
41.冷变形金属在加热时随加热温度的升高,其组织和性能的变化分为三个阶段,即回复，再结晶，晶粒长大。
42.在合金钢的组织中,常见的间隙固溶体有F和A,常见的间隙相P和Ld,常见的间隙化合物Fe3C。
43.在Fe-Fe3C合金组织中，一次渗碳体是指从液体合金中析出的，二次渗碳体是指从A中析出的，三次渗碳体是指从F中析出的
44.在铁碳合金的平衡组织中,常见的三个单相组织为F，A和Fe3C，,常见的两个两组织为P，Ld。
45.下列各材料的退火组织构成为:
工业纯铁F,亚共析钢F+P,过共析钢P+Fe3CⅡ,亚共晶白口铸铁P+Ld′+Fe3CⅡ，过共晶白口铸造铁为Ld′+Fe3CⅠ。
46.钛的熔点为1680℃则其再结晶温度为1054℃,其再结晶退火温度为1154℃
47.抗氧化钢中常加入的合金元素有铬、硅、铝等,这主要是因为当这些合金元素在钢基体中的含量达到一定量时能在钢的表面形成氧化膜。
48.钢加热时奥氏体的形成分为三个阶段,依次为奥氏体晶核的形成及长大，残余渗碳体，奥氏体的均匀化。
49.钢加热奥氏化后,先淬入水中,再淬入油中,该淬火工艺通常被称为双介质淬火。
50.钢淬火时所得马氏体的形态主要决定于其成分,马氏体的硬度主要决定于其碳的含量,马氏体量的多少主要决定于其临界冷却速度。
51.硬质合金是以WC和TiC作为强化相而以钴、镊等金属作粘结基体所形成的复合材料
52.钢的Ac3温度是指冷却时，不同含碳量的奥氏体中结晶出铁素体的开始线。
53.渗碳和氮化相比,前者的热处理变形比后者大,后者的硬化层与基体的结合力比前者高。
54.工件渗碳后直接淬火相对于一次淬火的优点是工艺简单、效率高、成本低、脱碳倾向小,缺点是耐磨性较低、变形较大。
55.碳素结构钢相对于合金结构钢而言,优点是冶炼、加工简单，价格便宜，缺点淬透性差、缺乏良好的机械性能。
56.所谓’硅铝明’是指铝和硅的合金,该合金工件通常是通过铸造成形的
57.常见的黄铜是指铜和锌的合金,而青铜的种类较多,主要有锡青铜,铝青铜等,青铜在大气,海水中的耐蚀性优于黄铜
58.纯金属的晶格类型主要有体心立方晶格,面心晶格和密排六方晶格三种
59.金属结晶的必要条件是一定的过冷度。
60.金属的塑性变形是在切应力作用下,主要通过滑移来进行的
61.金属中的位错密度越高,则其强度越高,塑性越差。
62.纯铁的熔点为1538度,则其再结晶温度为997度,而其再结晶退火温度为1097度。
63.冷加工和热加工是以金属的再结晶温度区分的
64.所谓’相’是指合金中的晶体结构和化学成分相同的组成部分
65.合金中的基本相分为固溶体和金属化合物两类
66.按照溶质原子在溶剂中位置的不同,固溶体分为置换固溶体和间隙固溶体。
67.固溶体按溶解度大水不同分为有限固溶体和无限固溶体。
68.金属化合物根据其形成条件及结构特点分为正常价化合物，电子化合物及间隙化合物三类
69.钢中常见的化合物大多数属于正常价化合物,其共同的性能特点是熔点较高,硬度高,脆性大。
70.铁碳合金的基本相中,塑性最好的是A,强度最高的是P,硬度最高的是Cm。
71.珠光体是指F和Cm所形成的两相组织,其形态一般是粗片状。
72.二次渗碳体只可能出现于碳含量大于%的钢中,其形态是网状
73.灰口铸造铁和白口铸铁的组织相比较,灰口铸造铁中不应有渗碳体组织,而白口铸铁中没有片状石墨组织
74.将45钢加热至Ac1温度时,所得奥氏体的含碳量为%,继续升高温度,奥氏体的含碳量会增大。
75.钢的奥氏体晶粒长大的倾向性与钢的加热方法有关
76.将45钢加热至Ac1温度长时间保温后其组织构成为F+A,其中F的含碳量为________%,A的含碳量为________%
77.亚共析钢的正火温度为Ac3以上,30—50度,而过共析钢的正火温度为Accm以上30—50度
78.钢淬火后马氏体组织粗细主要取决于奥氏体的晶粒大小。
79.工具钢一般都属于优质碳钢,其机加工前的预处理工艺为退火,机加工后的最终热处理工艺为淬火+低温回火。
80.量具钢除要求高硬度外,还要求有高耐磨性和高尺寸稳定性。
81.常用不锈钢按其组织构成分为马氏体不锈钢,铁素体不锈钢,奥氏体不锈钢。
82.合金元素大多数都促进奥氏体的形成,故合金钢的淬火优于碳钢。
83.不锈钢的成份特点是碳含量较低和铬含量高
84.碳在铸铁中主要以渗碳体和石墨的形式存在
85.提高铸铁中碳元素和硅元素的含量,有利于其石墨化
86.钢中常见的合金元素按与碳的亲合力大小分为合金渗碳体和特殊碳化物两类
87.钢中常见的合金元素大多数都促进奥氏体晶粒的长大,当溶入奥氏体时又阻碍过冷奥氏体的分解,淬火后回火时推迟马氏体的分解。
88.铝合金按其成份和工艺特点分为变形铝合金和铸造铝合金两类。
表示该材料是高纯铝,LY12表示该材料为铝-铜-镁铝合金,ZL102表示该材料属于铸造铝合金。
90.铜合金中,按主加元素不同分为黄铜，青铜和白铜。
91.常用的硬质合金主要有三类即钨钴类硬质合金，钨钴钛类硬质合金和通用硬质合金,其中韧性最好的是钨钴类硬质合金
92、钢在淬火时，临界速度越快，淬火效果越（差）；A体中含碳越多，淬硬性就越（好）；钢中含合金元素越多，淬透性就越（好）；
四、简答题
1、解释P体,B体，M体，Ld体。
P体——F体与Fe3C体的机械化合物（共析体）
B体——含c过饱和的F体与Fe3C体组成的两相混合物。
M体——c在x-Fe中的过饱和固溶体。
Ld体——A体与Fe3C体的机械混合物组织（共晶体）
2、
（1）40钢的相组成物和组织组成物的相对量：
40钢的相组成物：
F和Fe3C。
QF=
=94%QFe3C=1-QF=1-94%=6%
40钢的组织组成物：
F和P。
QF=
=%QP=1-QF=%=%
（2）T12钢的相组成物和组织组成物的相对量：
T12A钢的相组成物：
F和Fe3C。
QF=
=%QFe3C=1-QF=%=%
T12A钢的组织组成物：
P和Fe3CⅡ。
QP=
=%QFe3CⅡ=1-QP=%=%
3、现有20钢直轴和45钢凸轮轴各一根，为使轴具有高硬度和耐磨性，各应进行何种热处理，最终获得何种组织：
20钢直轴先渗碳然后低温回火，使工件表面为含碳较高的回火M体而心部仍为原组织（F+P）；45钢凸轮轴应经调质处理，获得回火S体组织。
4、将45钢和T12钢分别加热至770℃淬火后，45钢的硬度远小于T12钢硬度的原因是：
答：
亚共析钢45钢室温是F+P体组织，加热至770℃时为F+A体组织，淬火后A体转变为M体，F体仍保留。
由于淬火表层M体有较软的F体，使钢硬度不足。
而过共析T12钢室温组织为P+Fe3cⅡ，加热至770℃时为A+Fe3cⅡ，淬火后A体转变为M体，且M体基体上弥散着更硬的Fe3cⅡ，故T12钢淬火后的硬度远高于45钢的硬度。
5、请给出凸轮的三种不同设计方案（材料及相应的处理工艺），并说明各自的特点。
答：
（1）渗碳钢：
先渗碳，后淬火＋低温回火
（2）中碳钢：
表面淬火＋低温回火
（3）中碳钢：
氮化
（4）灰铸铁：
表面淬火
6、为普通自行车的下列零件选择其合适材料：
①链条；②座位弹簧；③大梁；④链条罩；⑤前轴。
答：
（1）链条：
20钢
（2）座位弹簧：
65钢
（3）大梁：
Q235
（4）链条罩：
08F
（5）前轴：
45钢
7、分析15CrMo、40CrNiMo、W6Mo5Cr4V2和1Cr17Mo2Ti钢中Mo元素的主要作用。
答：
Mo元素的主要作用：
（1）15CrMo:
提高耐热性
（2）40CrNiMo:
防止高温回火脆性
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