机械工程材料基础期末复习题一.doc

机械工程材料基础期末复习题一一、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），此时，过冷度越（大）。3（滑移）和（孪生 ）是金属塑性变形的两种基本方式。4形变强化是一种非常重要的强化手段，特别是对那些不能用（热处理）方法来进行强化的材料。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，主要用于（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）工序作准备。6共析碳钢奥氏体化过程包括（奥氏体核）、（奥氏体长大）、（残余Fe3C溶解）和（奥氏体成分均匀化）。7高速钢需要反复进行锻造的目的是（打碎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密切相关。（）2合金的基本相包括固溶体、金属化合物和这两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，我们可通过降低金属型的预热温度，提高金属的浇注温度等措施来实现。（）4淬火加热高温回火处理称为调质处理。处理后获得回火索氏体组织，具有综合机械性能好的特点。（）5固溶时效处理是铝合金的主要强化手段之一。（）665Mn是低合金结构钢。（）7马氏体是碳在-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，则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可以进行锻造的。（）三、画图和计算题 1在图1.1中分别画出纯铁（0 1 1）、（ 1）晶面及1 1、0 1 1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1.1因为纯铁在室温下为体心立方晶体结构，滑移系为1 1 0，所以应该沿上述的（0 1 1）晶面的1 1 1晶向产生变形。 图1.22.按照下面给出的条件，示意画出二元合金的相图，并填出各区域的相组分或者组织组分（只填一种即可）。根据相图画出合金的硬度与成分的关系曲线。已知A、B组元在液态时无限溶解，在固态时能形成共晶，共晶成分为含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:正确相图与成分标注如图1.3(a)所示。 （1）相组分见(a)图 （2）组织组分见(b)图（3）硬度与成分关系见(c)图 图1.3 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衡状态时的显微组织示意图，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）设A钢的含碳量为X1或 设B钢的含碳量为X2或 答：B钢的含碳量为1.24%(3) 4在拉拔铜材的过程中，需要进行中间退火时，其退火温度约为多少（即确定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，其工艺路线如下： 下料锻造正火切削加工渗碳、淬火、低温回火喷丸磨削加工。请分别说明上述、和四项热处理工艺的目的及工艺。答: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。渗碳目的：提高齿轮表面的含碳量，为淬火作准备。 渗碳工艺：在900进行。淬火目的：使渗碳层获得最好的性能，即获得高的齿面硬度，耐磨性及疲劳强度，并保持心部的强度及韧性。淬火工艺：渗碳后，油冷。低温回火目的：减少或消除淬火后应力，并提高韧性。低温回火工艺：加热至（150200）进行。2简答零件选材的原则。答：机器零件选材的三个原则是：使用性能原则，工艺性能原则及经济性原则。3已知下列四种钢的成分，请按序号填出表格。 成分序号（C）%（C）%(Mn)%10.421.00-21.051.50-30.201.00-41.06-1.40序 号钢号热处理方法主要用途举例140Cr调质（淬火+高回）轴类零件2GCr15淬火+低温回火轴承320Cr渗碳+淬火+低回机库齿轮类零件416Mn热轧（或正火）容器、桥梁机械工程材料基础期末复习题二一、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，则晶粒越细。（）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，则强度越高和塑性越低。（）7金属中的固溶体一般说塑性比较好，而金属化合物的硬度比较高。（）8白口铸铁在高温时可以进行锻造加工。（）9不论含碳量高低，马氏体的硬度都很高和脆性都很大。（）10合金元素能提高固溶体的再结晶温度，使钢的回火稳定性增大。（）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2.12工业纯铝在生活用具上应用很广。试根据纯铝的熔点（660）与再结晶温度的实验关系，确定工业纯铝的再结晶退火温度（一般再结晶退火温度在最低再结晶温度以上100200）。解： 铝的再结晶退火温度3.根据显微分析，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；也可用分析方法进行计算；按题指出，合金应为亚共析钢，合金中的碳应全部分布在珠光体内（铁素体中的碳忽略不计）。所以合金中（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，所以，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（如是碳在-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出生成物（如HJB 水平线，冷却时发生包晶转变，点成分的相）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、或相）3在图2.2中画出三种钢的显微组织示意图，并标出其中的组织组成物：亚共析钢亚共析钢过共析钢4车床主轴要求轴颈部位的硬度为5658HRC其余地方为20HRC，其加工路线如下：锻造正火机加工轴颈表面淬火低温回火磨加工。请说明：（1） 主轴应采用何种材料；45钢（或其他中碳合金钢）； （2） 正火的目的和大致处理工艺：目的是获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理工艺；目的是使轴颈表面的硬度满足要求；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理工艺：目的是降低淬火残余应力；工艺是整体在170200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方的组织：轴颈表面为回火马氏体，其余地方为珠光体（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是指钢加热过程中刚完成奥氏体转变时的奥氏体的晶粒度B是指钢在各种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倾向性2共析碳钢加热为奥氏体后，冷却时所形成的组织主要决定于：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比，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比,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.为使钢得到回火索氏体，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钢得到回火托氏体，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.92012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： A760 B.850 C.92014.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.钢的淬透性主要取决于 A.含碳量 B.合金元素含量 C.冷却速度16.钢的淬硬性主要取决于： A.含碳量 B.合金元素含量 C.冷却速度 17.T12钢与18CrNiW相比：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采用表面淬火处理 B.采用渗碳处理 C.采用氮化处理五、填空题1W18Cr4V钢的碳的质量分数是0.7%0.8% ；W的主要作用是提高钢的红硬性（或热硬性）;Cr的主要作用是提高钢的淬透性；V的主要作用是提高钢的耐磨性（或细化晶粒）。 2指出下列牌号的钢是哪类钢并举出应用实例（从下述供选实例中选填一种）：（1）16Mn是普通低合金钢，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