工程材料模拟试题文档格式.docx
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7.下列材料中，最适合制造飞机蒙皮的是（
A.ZAlSi12；
B.2A50（旧牌号LD5）；
C.ZAlMg10；
D.2A12（旧牌号LY12）
8.下列材料中，最适合制造盛放氢氟酸容器的是（
A.1Cr17；
B.1Cr18Ni9Ti；
C.聚四氟乙烯；
D.SiO2
9.下列材料中，最适合制造汽车板弹簧的是（
A.60Si2Mn；
B.5CrNiMo；
C.Cr12MoV；
D.GCr15
10.下列材料中，最适合制造汽车火花塞绝缘体的是（
A.Al2O3；
B.聚苯乙烯；
C.聚丙烯；
D.饱和聚酯
11.铜只有通过冷加工并经随后加热才能使晶粒细化，而铁则不需冷加工，只
需加热到一定温度即使晶粒细化，其原因是（
A.铁总是存在加工硬化，而铜没有；
B.铜有加工硬化现象，而铁没有；
C.铁在固态下有同素异构转变；
而铜没有D.铁和铜的再结晶温度不同
12.常用不锈钢有铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢和（
A.铁素体-奥氏体不锈钢；
B.马氏体-奥氏体不锈钢；
C.莱氏体不锈钢；
D.贝氏体不锈钢
13.以下哪种铸铁的断口呈灰黑色？
（
A.马口铁；
B.白口铸铁；
C.麻口铸铁；
D.灰铸铁
14.用于制造渗碳零件的钢称为（
）。
A.结构钢；
B.合金钢；
C.渗碳钢；
D.工具钢
15.马氏体组织有两种形态（
A.板条、树状；
B.板条、针状；
C.树状、针状；
D.索状、树状
16.实际生产中，金属冷却时（
A.理论结晶温度总是低于实际结晶温度；
B.理论结晶温度总是等于实际结晶温度；
C.理论结晶温度总是大于实际结晶温度；
D.实际结晶温度和理论结晶温度没有关系
17.零件渗碳后，一般需经过（
）才能达到表面硬度高而且耐磨的目的。
A.淬火+低温回火；
B.正火；
C.调质；
D.淬火+高温回火
18.C曲线右移使淬火临界冷却速度（
），淬透性（
A.减小、增大；
B.减小、减小；
C.增大、减小；
D.增大、增大
19.机械制造中，T10钢常用来制造（
A.容器；
B.刀具；
C.轴承；
D.齿轮
20.钢经表面淬火后将获得（
A.一定深度的马氏体；
B.全部马氏体；
C.下贝氏体；
D.上贝氏体
21.GCrl5SiMn钢的含铬量是：
A.15％；
B.1．5％；
C.0.15％；
D.0.015％
22.铅在常温下的变形属：
A.冷变形；
B.弹性变形；
C.热变形；
D.既有冷变形也有热变形
23、黄铜是以（
）为主加元素的铜合金。
A.铅
B.铁
C.锡
D.锌
24、在Fe-Fe3C和图中，奥氏体冷却到ES线时开始析出（
）。
A.铁素体
B.珠光体
C.二次渗碳体
D.莱氏体
25、从金属学的观点来看，冷加工和热加工是以（
）温度为界限区分的。
A.结晶
B.再结晶
C.相变
D.25℃
四、判断题（共10分，每小题1分）
1.回火托氏体和托氏体皆由铁素体和渗碳体两个相构成，因而其性能相同。
2.冷却速度越快，钢的淬透性越高。
3.钢的淬透性越高，产生焊接裂纹的倾向越大。
4.铝合金也可以象钢那样通过淬火明显提高其硬度。
5.所有强化金属的手段，都在提高强度的同时降低了韧性。
6.可锻铸铁中的团絮状石墨是浇注球墨铸铁时石墨球化不良的结果。
7.一定加热温度下，奥氏体晶粒长大倾向小的钢称为本质细晶粒钢。
8.所谓过量弹性变形，是指零件发生了塑性变形。
9.铝极易氧化，故铝制品的抗氧化失效能力极差。
10.弹簧钢淬火后采用中温回火是想提高钢的弹性模量。
五、简答题（共30分，每题10分）
1.简述奥氏体晶粒对钢在室温下组织和性能的影响。
2.简述回火的目的。
3.何谓碳钢中的铁素体、渗碳体、珠光体？
他们的力学性能各有何特点？
参考答案
一、名词解释
1．奥氏体（A）：
C在γ－Fe中的间隙固溶体，常用A或γ表示，是一种硬度较低而塑性较高的固溶体。
3．固溶体：
组成合金的组元，在固态时相互溶解，所形成的单一均匀的物质。
4．自然时效：
自然时效是指经过冷、热加工或热处理的金属材料，于室温下发生性能随时间而变化的现象。
5．加工硬化：
金属材料随着冷塑变形程度的增大，强度和硬度逐渐升高，塑性和韧性逐渐
降低的现象称为加工硬化或冷作硬化。
二、填空题
1、普通灰口；
可锻；
球墨；
2、气孔；
烧结；
降低。
3、固体渗碳
气体渗碳
4、不锈钢
耐热钢
耐磨刚
5、延性断裂
6、合金渗碳体
特殊碳化物
7、体心立方晶格
密排六方晶格
三、选择题
1.D;
2.C;
3.C;
;
5.C;
6.A;
7.D;
8.C;
10.A;
11.C;
13.D;
14.C;
15.B;
17.A;
18.A;
19.B;
20.A;
21.B23.D;
24.C
四、判断题
1.×
；
2.×
3.√；
4.×
5.×
6.×
7.√；
9.×
10.×
。
五、简答题
1、答：
奥氏体晶粒细小时，冷却后转变产物的组织也细小，其强度与塑性韧性都较高，冷脆转变温度也较低；
反之，粗大的奥氏体晶粒，冷却转变后仍获得粗晶粒组织，使钢的力学性能（特别是冲击韧性）降低，甚至在淬火时发生变形、开裂。
2、答：
回火的目的是：
（1）降低零件脆性，消除或降低内应力；
（2）获得所要求的力学性能；
（3）稳定尺寸；
（4）改善加工性。
3、答：
铁素体——碳在α-Fe中的间隙固溶体，软而韧。
渗碳体——碳与铁形成的间隙化合物，硬而脆。
珠光体——铁素体与渗碳体形成的层片状交替排列的机械混合物，良好的综合力学性能。
工程材料模拟试题
（二）
一、名词解释：
（每小题2分,共10分）
1.珠光体
2.过冷度
3.合金
4.本质晶粒度
5.调质
二、填空题：
（每空0.5分，共20分）
1.为了改善切削加工性能,20钢应进行＿＿＿热处理,T12钢应进行＿＿＿热处理。
2.α-Fe是＿＿＿晶体结构，设a为晶格常数，其晶胞原子数为＿＿＿，原子半径为＿＿＿，配位数是＿
3.晶体中的线缺陷是指各种类型的＿＿＿；
面缺陷指＿＿＿、＿＿＿。
4.液态金属进行铸造时，为达到细化晶粒的目的而加入其它物质作为人工晶核的处理方法称为＿＿＿
5.金属材料的强化机制有＿＿＿、＿＿＿、＿＿＿、和＿＿＿。
6.金属塑性变形的基本方式有＿＿＿和＿＿＿两种。
7.冷变形金属经重新加热时，根据组织与性能的变化，大体可以分为别＿＿、＿＿＿和＿＿＿三个阶段。
8.L→α＋β是＿＿＿转变，而γ→α＋β是＿＿＿转变。
9.铁碳合金中的基本相有δ铁素体、＿＿＿、＿＿＿、＿＿＿和＿＿＿五种。
10.碳钢中常存的杂质元素中，有益的元素是＿＿＿和＿＿＿，有害的元素是＿＿＿和＿＿＿。
11.45钢调质和正火两种热处理工艺所得到的组织分别为＿＿＿和＿＿＿。
12.20CrMnTi钢和T10钢淬火后比较，淬透性好的钢是＿＿＿，而淬硬性好的钢是＿＿＿。
13.16Mn钢中的Mn元素主要作用是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；
GCr15钢中的Cr元素的主要作用是＿。
14.HT300中“HT”的含义是＿＿＿，“300”的含义是＿＿＿，其基体组织是＿＿＿。
15.2A12（LY12）材料的类别是＿＿＿；
TC4材料的类别是＿＿＿。
三、判断题：
（在题后括号内将正确的划√，错误的划×
每小题1分,共10分）
1.工程中常用布氏硬度测量硬材料的硬度。
2.固溶体的晶体结构与组成它的溶剂元素的晶体结构相同。
3.晶体缺陷使晶格产生畸变，所以缺陷越多对材料的性能危害越大。
4.由液体冷却凝固成固体的过程都是结晶过程。
5.杠杆定律只适用于两相区。
6.金属晶体中，原子排列最紧密的晶面间的距离最小，结合力大，所以这些晶面间难以发生滑移。
7.共析转变时温度不变，且三相的成分也是确定的。
8.热加工与冷加工的主要区别在于是否对变形金属加热。
9.过共析钢为消除网状渗碳体应进行正火处理。
10.可锻铸铁能够进行锻造。
四、简答题（每小题5分,共20分）
1．为什么钳工锯T10，T12等钢料时比锯10，20钢费力，锯条容易磨钝？
2．奥氏体不锈钢的晶间腐蚀是怎样产生的？
如何防止？
3．低碳钢渗碳表面化学热处理的温度范围是多少？
温度选择的主要理由是什么？
材料牌号
应用零件
热处理工艺
HT250
弹簧
调质+氮化
Cr12MoV
飞机起落架
固溶+时效
7A04（LC9）
机车曲轴
自然时效（退火）
65Mn
冷冲模
淬火+中温回火
38CrMoAl
机床床身
淬火+低温回火
五、某工厂仓库积压了许多退火状态的碳钢，由于钢材混杂，不知道钢的化学成分，现找出其中一根，经金相分析后，发现其组织为珠光体+铁素体，其中铁素体占80%，回答以下问题：
（每小题4分,共12分）
1.求该钢的含碳量；
2.计算该钢组织中各相组分的相对百分含量；
3.画出其组织示意图，并于图中标出各组织组分的名称。
六、车床主轴要求轴颈部位的硬度为56~58HRC，其余地方的硬度为20~24HRC，制订的加工工艺路线如下：
锻造→正火→机加工→轴颈表面淬火→低温回火→磨削。
请说明：
（每小题2分，共10分）
（1）该主轴应选用何种材料；
（2）正火的目的及其大致工艺；
（3）表面淬火的目的及大致处理工艺；
（4）低温回火的目的及大致工艺；
（5）轴颈部位的表面组织和其余地方的组织。
七.将¢
5mm的T8钢（共析钢）加热至760℃并保温足够时间，问采用什么样的冷却工艺可得到如下组织：
珠光体，索氏体，下贝氏体，马氏体+少量残余奥氏体；
在C曲线上画出工艺曲线示意图。
（每小题2分，共8分）
参考答案及评分标准
珠光体：
铁素体和渗碳体成片层相间的机械混合物。
过冷度：
金属的实际结晶温度低于其理论结晶温度，理论结晶温度与实际结晶温度的差值称为过冷度。
合金：
通过熔炼，烧结或其它方法，将一种金属元素同一种或几种其它元素结合在一起所形成的具有金属特性的新物质，称为合金。
本质晶粒度：
在规定的加热条件下，奥氏体晶粒长大的倾向性。
调质处理：
淬火后的高温回火。
1．正火，球化退火。
2．体心立方，2，
，8。
3．位错；
晶界，亚晶界。
4．变质处理。
5．固溶强化，弥散强化，细晶强化，形变强化。
6．滑移，孪生。
7．回复，再结晶，晶粒长大。
8．共晶转变，共析转变。
9．奥氏体，铁素体，渗碳体，液体。
10．硅（Si），锰（Mn）；
磷（P），硫（S）。
11．回火索氏体（或S回），索氏体（或S）。
12．20CrMnT，T10。
13．强化铁素体；
提高淬透性。
14．灰口铸铁；
最低抗拉强度300MPa，珠光体。
15．硬铝合金，+型钛合金
（每小题1分,共10分）
1．×
，2．√，3．×
，4．×
，5．√，6．×
，7．√，8．×
，9．√，10．×
1．
纯铁在室温下为体心立方晶体结构，滑移系为{110}×
＜111＞，所以应该沿上述
晶面的
晶向滑移。
（1分，可不答理由）。
晶面、晶向标注各1分。
2．答：
T10,T12属于碳素工具钢，含碳量为1.0%，1.2%，因而钢中渗碳体含量高，钢的硬度较高；
而10,20钢为优质碳素结构钢，属于低碳钢，钢的硬度较低，因此钳工锯T10,T12等钢料时比锯10,20钢费力，锯条容易磨钝。
3．奥氏体不锈钢在约600º
C工作时，从A体晶界析出Cr23C6碳化物，造成晶界附近基体贫铬，当贫铬区含铬量低于12%时，电位显著下降，造成晶间腐蚀。
使钢
的强度和塑性急剧下降。
（3分）
防止晶间腐蚀的方法：
1）降低钢的含碳量，以尽可能少的形成Cr23C6。
（1分）
2）在钢中加入强碳化物形成元素钛、铌，使钢中的碳优先形成TiC或NbC，而不形成Cr23C6。
4．①低碳钢渗碳处理的温度在900~950℃（或AC3以上50~80℃）。
（2分）
②选择的主要理由是应在单相γ区，因为γ的碳的溶解度大，而α相的碳的溶解度最大仅0.0218。
因此只有在单相γ区才能获得较高的表面碳浓度（2分）；
但温度也不能太高，否者易形成粗大的奥氏体晶粒而降低力学性能（1分）。
五、解答：
1.根据珠光体含量求出该碳钢室温下的含碳量：
室温下铁素体的含碳量可忽略不计，而珠光体的含碳量为0.77%，因此：
含碳量C=0.77%×
20%=0.154%
2.该碳钢室温下的相组成为F+Fe3C
F=（6.69-0.154）/6.69=97.7%
Fe3C=1-F=2.3%
六、（每小题2分，共10分）
①.45钢（或其它中碳合金钢）；
②.目的是为了获得主轴整体所要求的硬度20~24HRC及其他机械性能，并便于加工（1分）；
工艺是：
加热到850℃左右保温，然后空冷。
③.目的是为了获得轴颈部56~58HRC的硬度要求（1分）；
工艺是采用高频感应加热至830℃左右，然后迅速在水中冷却（1分）。
④.目的是降低淬火后工件的残余应力（1分）；
工艺是在170~200℃加热并保温（1分）。
3.轴颈部为回火马氏体（1分），其余地方为珠光体或索氏体（1分）。
七、（每小题2分，共8分）
答：
（1）珠光体：
冷却至A1线~650℃范围内等温或连续冷却下来得到珠光体组织。
索氏体：
冷却至650～600℃温度范围内等温或连续冷却下来得到索光体组织。
下贝氏体：
冷却至350℃～MS温度范围内等温冷却下来得到下贝氏体组织。
马氏体+少量残余奥氏体：
以大于获得马氏体组织的最小冷却速度连续冷却获得马氏体+少量残余奥氏体。
工程材料模拟试题（三）
一、判断
1、合金渗碳钢经最终热处理后的组织全部是回火马氏体。
（×
）
2、热加工与冷加工的主要区别在于是否有加工强化现象产生。
（×
3、铸铁是含碳量小于2.11%的铁碳合金。
4、二元共晶相图是指合金两组元在液态和固态均能无限互溶所构成的相图。
5、感应加热表面淬火一般只改变钢件表面层的组织，而不改变心部组织。
（√）
6、一个合金的室温组织为α+β11+（α+β），则它由三相组成。
7、将金属加热到再结晶温度以上时，金属将发生回复、再结晶及晶粒长大等变化。
8、金属在塑性变形后产生的纤维组织能使金属具有各向异性。
9、碳钢的塑性和强度都随着含碳量的增加而降低。
10、金属的再结晶转变，也要经历形核与晶核长大的过程。
（√）
二、选择适宜材料并说明常用的热处理方法（30分）
名称
候选材料
选用材料
热处理方法
最终组织
T10A,KTZ450-06,HT200
HT200
时效
P＋F＋G片
汽车后桥齿轮
40Cr,20CrMnTi,60Si2Mn
20CrMnTi
渗碳＋淬火＋低温回火
表面Cm＋M＋A’
心部F＋M
滚动轴承
GCr15,Cr12,QT600-2
GCr15
球化退火＋淬火＋低温回火
Cm＋M＋A’
锉刀
9SiCr,T12,W18Cr4V
T12
汽车板簧
45,60Si2Mn,T10
60Si2Mn
淬火＋中温回火
T回
钻头
W18Cr4V，65Mn,20
W18Cr4V
淬火＋低温回火
桥梁
1Cr13,16Mn,Q195
16Mn,
不热处理
F＋P
滑动轴承
H70,ZSnSb11Cu6,T8
ZSnSb11Cu6
a+SnSb
耐酸容器
Q235,1Cr18Ni9Ti,ZGMn13
1Cr18Ni9Ti
固溶处理
A
发动机曲轴
QT600-3,45,ZL101
QT600-3
等温淬火＋高温回火
S回＋G球
三、（20分）车床主轴要求轴颈部位硬度为HRC54—58，其余地方为HRC20—25，其加工路线为：
下料锻造正火机加工调质机加工（精）
轴颈表面淬火低温回火磨加工
指出：
1、主轴应用的材料：
45钢
2、正火的目的和大致热处理工艺细化晶粒，消除应力；
加热到Ac3＋50℃保温一段时间空冷
3、调质目的和大致热处理工艺强度硬度塑性韧性达到良好配合淬火＋高温回火
4、表面淬火目的提高轴颈表面硬度
5．低温回火目的和轴颈表面和心部组织。
去除表面淬火热应力，表面M＋A’心部S回
四、选择填空（20分）
1、合金元素对奥氏体晶粒长大的影响是（d）
（a）均强烈阻止奥氏体晶粒长大（b）均强烈促进奥氏体晶粒长大
（c）无影响（d）上述说法都不全面
2、适合制造渗碳零件的钢有（c）。
（a）16Mn、15、20Cr、1Cr13、12Cr2Ni4A（b）45、40Cr、65Mn、T12
（c）15、20Cr、18Cr2Ni4WA、20CrMnTi
3、要制造直径16mm的螺栓，要求整个截面上具有良好的综合机械性能，应选用（c）
（a）45钢经正火处理（b）60Si2Mn经淬火和中温回火（c）40Cr钢经调质处理
4、制造手用锯条应当选用（a）
（a）T12钢经淬火和低温回火（b）Cr12Mo钢经淬火和低温回火（c）65钢淬火后中温回火
5、高速钢的红硬性取决于（b）
（a）马氏体的多少（b）淬火加热时溶入奥氏体中的合金元素的量（c）钢中的碳含量
6、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（c）
（a）60钢渗碳淬火后低温回火（b）40Cr淬火后高温回火（c）20CrMnTi渗碳淬火后低温回火
7、65、65Mn、50CrV等属于哪类钢，其热处理特点是（c）
（a）工具钢，淬火+低温回火（b）轴承钢，渗碳+淬火+低温回火（c）弹簧钢，淬火+中温回火
8、二次硬化属于（d）
（a）固溶强化（b）细晶强化（c）位错强化（d）第二相强化
9、1Cr18Ni9Ti奥氏体型不锈钢，进行固溶处理的目的是（b）
（a）获得单一的马氏体组织，提高硬度和耐磨性
（b）获得单一的奥氏体组织，提高抗腐蚀性，防止晶间腐蚀（c）降低硬度，便于切削加工
10、推土机铲和坦克履带板受到严重的磨损及强烈冲击，应选择用（b）
（a）20Cr渗碳淬火后低温回火（b）ZGMn13—3经水韧处理（c）W18Cr4V淬火后低温回火
11、位错是一种。
（①）
①线缺陷②点缺陷③面缺陷
12、纯铁在850℃时为晶格。
（①）
①体心立方②面心立方③密排六方
13、有些金属在固态下会发生晶体结构的变化，这种变化可以称为。
（③）
①等温转变②变温转变③同素异构转变
14、共析钢过冷奥氏体在连续冷却时，有如下转变。
（②）
①只有贝氏体和马氏体转变，而没有珠光体型转变
②只有珠光体型和马氏体转变，而没有贝氏体转变
③只有珠光体型和贝氏体转变，而没有马氏体转变
15、当晶格常数相同时，面心立方晶格比体心立方晶格的致密度。
①小②大③相等
16、具有匀晶相图的合金在固态时的相结构属于。
①化合物②固溶体③以上都不是
17、密排六方晶胞的原子数为。
（②）
①2②6③4
18、弹簧及一些要求具有较高屈服极限的热作模具等，常采用热处理工艺是。
①淬火+低温回火
②淬火+中温回火
③表面淬火
19、亚共析钢中，随着含碳量的增加，C曲线的位置：
①右移②左移③不变。
20、在室温平衡状态下，当钢的含碳量超过0.9%后，钢中渗碳体的形态主要是。
（③）①粒状②片状③网状
21、属于体心立方晶格的金属有。
①α-Fe,铝
②
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