机械工程材料考试试卷(doc 11页).pdf

1 华 南 理 工 大 学 期 末 考 试 试 卷 闭卷部分 科 目 机 械 工 程 材 料 科 目 机 械 工 程 材 料 班 别 姓 名 学 号 评 分 一 填 空 题 30 分 每空 0 5 分 一 填 空 题 30 分 每空 0 5 分 1 右图中 晶面 abcd 的晶面指数是 晶向 ce 的晶向指数是 2 液态金属总是在过冷的条件下结晶 其 冷却速度越快 则过冷度越 实际结晶温度越 形核率越 结晶后的晶粒便越 其强度越 塑性和韧性越 3 纯 Fe 的同素异构转变为 C1394 C912 其晶体结构依次是 4 属于珠光体类型的组织有 三种 三者均由 和 两种相构成 但它们的力学性能是有差别 的 其原因是 5 碳钢中马氏体组织形态主要有 两种 其中 强韧性较好 6 金属的塑性变形在大多数情况下是以 的方式进行的 它是在 作用下发生 常沿晶体中 的晶面及晶向发生 7 在 BCC 和 FCC 晶格中 单位晶胞内的原子数分别为 和 其致密度分 2 别为 和 8 有时在过共析钢球化退火之前安排一道正火的热处理工序 其作用是 9 合金中的基本相结构 有 和 两类 10 钢的淬硬性主要取决于 11 HT200 是 的牌号 其中的碳主要以 的形式存在 其形态呈 状 12 根据右图的某亚共析钢 CCT 曲线示意图 填写下表 冷却 速度 应获得的组织 相当的热处理 工艺名称 V1 V2 V3 V4 13 除 Co 外 大多数合金元素溶入奥氏体后 总是不同程度地使 C 曲线向 移动 使钢临界冷却速度 VK 淬透性 14 高速钢的锻造不仅是为了成型 而且是为了 高速钢 淬火后需经 次回火 其回火后的组织是 其性能具 有 15 20CrMnTi 钢中 Ti 的主要作用是 而 1Cr18Ni9Ti 钢中 Ti 的 主要作用是 16 Cu Zn 合金一般称为 铜 而 Cu Sn 合金一般称为 铜 17 回复退火也称 退火 3 二 选择题 15 分 每题 1 分 答案写在题号前的括号中 二 选择题 15 分 每题 1 分 答案写在题号前的括号中 1 面心立方晶格原子密度最大的晶面和晶向分别是 A 111 B 110 C 100 2 在体心立方晶格中 晶向指数 UVW 与晶面指数 hkl 满足 hU kV lW 0 时 则 此晶面与晶向 A 成 45 夹角 B 垂直 C 平行 3 变形金属加热时发生的再结晶过程是一个新晶粒代替旧晶粒的过程 这种新晶 粒的晶体结构是 A 与变形前的金属相同 B 与变形后的金属相同 C 形成新的晶体结构 4 实际金属中存在许多缺陷 其中晶界属于 缺陷 A 点 B 线 C 面 5 亚共析钢加热到 A1 A3之间时 奥氏体的含碳量 钢的含碳量 A 小于 B 大于 C 等于 6 为了保证精密工件尺寸的长期稳定性 通常进行冷处理 其目的是为了消 除 A 应力 B 成分偏析 C 残余奥氏体 7 钢的 直接影响钢的性能 A 实际晶粒度 B 起始晶粒度 C 本质晶粒度 8 在室温平衡状态下 钢的力学性能主要受 的数量 形态和分布所影响 A 渗碳体 B 铁素体 C 奥氏体 4 9 有一过共析钢工件 淬火后组织为粗针马氏体 大量残余奥氏体 硬度 韧性 耐磨性偏低 其主要原因是 A 加热温度过高 超过了 Accm B 淬火冷却速度过慢 C 加热时间不足 奥氏体未均匀化 10 下贝氏体比上贝氏体强韧性好 主要是由于 不同 A Fe3C 形态与分布 B Fe3C 与 F 的片层间距 C 亚结构 11 碳素工具钢和低合金刃具钢的预先热处理宜采用 A 球化退火 B 完全退火 C 调质 D 正火 12 大多数机械零件的热处理技术要求只标注 A 硬度指标 B 强度指标 C 塑性指标 13 超硬铝合金只有经过 处理才能获得高的强度及硬度 A 固溶处理 B 退火 C 冷变形 D 固溶处理 时效 14 金属结晶时 用向液态金属中加入某种难溶杂质来有限细化晶粒的方法 称之 为 A 固溶处理 B 调质处理 C 变质处理 15 下列说法 错误的是 A 低碳钢的焊接性能比高碳钢好 B 调质钢的含碳量一般为中碳 C 形状复杂淬火容易变形的零件选用淬透性好的合金钢 D 工模具钢的含碳量一般较低 5 三 判断题 正确用 错误用 X 表示 每小题 1 分 共 10 分 三 判断题 正确用 错误用 X 表示 每小题 1 分 共 10 分 1 Cr12 钢和 1Cr13 钢成分及性能相近 因此可以互相代用 2 3Cr2W8V 钢平均含碳量为 0 3 左右 故是一种调质钢 经 1080 加热淬火 560 回火三次后 获得回火索氏体组织 因此适宜作车床主轴等要求综合力学性能的 零件 3 滚动轴承钢 GCr15 由于含碳量高 0 95 1 05 含 Cr 也高达 15 因而具 有高的硬度 耐磨性和红硬性 4 耐磨钢 ZGMn13 水韧处理的目的是获得高硬度 高耐磨性的马氏体组织 5 平衡状态的铁碳二元合金在室温下都是由 F Fe3C 两个基本相组成 含碳量不同 只是这两个相的数量 形态和分布不同而已 6 淬透性相同的钢在任何情况下所获得的淬硬层深度都是相同的 7 淬火马氏体在回火时出现的第一类回火脆性 既不能用热处理 也不能用合金化 加以消除 8 可锻铸铁中的石墨形态呈团絮状结构 对基体割裂程度大大降低 塑性良好 因 而可以通过锻造方法改变铸件形状 9 二元相图中的水平线表示三相平衡状态 10 钢的冶金质量 主要依据杂质含量来评价 四 综合题 15 分 四 综合题 15 分 1 1 Please mark the regions of existence of various microstructures in the iron carbon phase diagram 8 points 6 2 Please draw the microstructure of T12 steel 1point 3 Using the lever rule calculate the relative amount of the constituents in T12 steel at room temperature 2 points 7 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 J C HB L 1490 生成 J 点成分的 相 4 分 ECF 水平线 PSK 水平线 ES 线 GS 线 8 华 南 理 工 大 学 期 末 考 试 试 卷 开卷部分 科 目 机 械 工 程 材 料 科 目 机 械 工 程 材 料 班 别 姓 名 学 号 评 分 1 在室温 25 通过冷轧制成型的工艺 将某锡基轴承合金 熔点 220 挂衬在 08 钢板 上 形成双金属轴承 此时 轴承合金的成型属于冷加工还是热加工 为什么 6 分 2 试验分析 3 根平直的 T8 钢手工锯片 不同热处理后用手弯曲 90 角 出现如下现象 A 锯片断裂 B 锯片放开手后恢复平直 C 锯片放手后保持弯曲角度 请解释 3 根锯片分别进行何种热处理 为何出现上述现象 9 分 9 3 某公司生产摩擦压力机大型主轴 尺寸 420 4500mm 4 线螺杆 重量 4 75t 主轴 表面要求高硬度 耐磨性好 心部具有良好的综合力学性能 供应商提供的材料如下 45 钢 40Cr 20CrMnTi 35CrMo 20CrMo 42CrMo 35CrNi 请你根据上述情况为 该公司提出制造方案 方案中包括 选用何种材料 制订加工工艺路线 指出各道 热处理工序的作用 并说明主轴最终组织状态 如果你选用的材料因尺寸原因不能用 能选用哪种钢代替 15 分 10 2006 年 机械工程材料 试卷参考答案年 机械工程材料 试卷参考答案 一 填空题 1 110 110 2 大 低 大 细小 高 好 3 Fe Fe Fe BCC FCC BCC 4 珠光体 索氏体 托氏体 F Fe3C 片层厚度不同 5 板条状 片状 板条状 6 滑移 切应力 原子密度 7 2 4 0 68 0 74 8 消除网状渗碳体 9 固溶体 化合物 10 马氏体的含碳量 11 灰口铸铁 G 片状 12 F P 退火 F S 正火 F T B M A 淬火 油冷 M A 淬火 水冷 13 右 降低 提高 14 击碎大块的碳化物 560 三 M回 K A 高硬度 高耐磨性 高热硬性 15 防晶间腐蚀 细化晶粒 16 黄 青 17 去应力 二 选择题 1 2 3 4 5 6 7 891011 12 13 14 15 A C A C B C A AAA A A D C D 三 是非题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 四 综合题 1 1 略 2 略 3 3 7 7 921 7 92 100 77 069 6 2 169 6 3 C CFeP WW 2 ECF 冷却时发生共晶转变 3 1148 CFeL E C C 生成 Ld PSK 冷却时发生共析转变 3 1490 CFe P C S 生成 P ES 冷却时发生 C CFe3 转变 析出 C CFe3 GS 冷却时发生 转变 析出 F 11 开卷部份 1 本题要点是冷 热加工在金属学上的定义及金属熔点使用的温度单位 答 此时 轴承合金的成型属于热加工 因为依据金属学对冷热加工温度的划分 冷加工 再结晶温度 热加工 T再 0 4 T熔 根据已知条件计算 T熔 273 220 493 绝对温度 K T再 0 4 T 0 4 493 273 197 273 76 76 轴承合工成型加工温度 25 因此 轴承合金的成型属于热加工 2 本题要点是相同材料 经不同热处理后获得不同的组织和性能 依据性能特点反推出组 织状态 又从组织状态推出热处理工艺 答 A 锯片弯曲断裂 表明硬度高 脆性大 组织为回火马氏体 经过的热处理是 淬火 低温回火 B 锯片弯曲放开手后恢复平直 表明弹性好 组织为回火托氏体 经过的热 处理是淬火 中温回火 C 锯片放手后保持弯曲角度 表明塑性好 组织为回火索氏体 经过的热处 理是淬火 高温回火 C 锯片也可以是经过球化退火 组织为球化体 球 状珠光体 3 本题要点是轴类零件选材 加工路线以及回火脆性 轴类零件必须选用调质钢 除了 20CrMnTi 20CrMo 不能选用 其余钢种都是合理的 因为尺寸大 在调质时不可以用回 火快冷的方法避免第二类回火脆性 因此正确的选择是 选用含 Mo 的调质钢 答 选用 35CrMo 钢 加工工艺路线 下料 锻造 退火 粗车 调质 精加工 中频 高频 表面加热 淬火