2011秋季学期工程材料试题A(答案)-1.doc

工程材料A卷参考答案及评分标准得分一、名词解释（每小题3分，共15分）1、疲劳极限：材料在无数次的交变载荷作用下不发生疲劳断裂的最大应力。（或当应力低于一定值时，试样可以经受无限周期循环而不破坏，此应力值为材料的疲劳极限或疲劳强度）。2、组元：组成合金或材料的独立的、最基本的单元。3、正火：将钢加热到完全奥氏体化（Ac3或Accm 以上3050）后从炉中取出空冷的热处理工艺。（或完全奥化（Ac3或Accm + 3050）+ 空冷。）4、过冷现象：液态金属实际结晶温度低于理论结晶温度的现象。5、失效：机械零件或工程构件丧失规定功能的现象。得分二、填空题（每小空0.5分，共20分） 1、金属中常见的三种晶体结构分别是 体心立方 、 面心立方 和密排六方，室温下铁（-Fe）的晶体结构属于 体心立方 。2、根据回火温度的高低，可将回火分为低温回火 、 中温回火 和高温回火， T10钢制作的手锯条应采用 低温 回火。3、铁碳合金中，随着碳质量百分数的增加，铁素体的含量 减少（或“减小”），铁碳合金的塑性 减小 （填“增大”、“减小”或“不变”）。4、选材通常须遵循的三个原则是 使用性能原则 、 工艺性原则 、 经济性原则 。5、表征材料塑性的指标有延伸率和断面收缩率，若材料的塑性越好，意味着其延伸率 越大 ，断面收缩率 越大 。（填“越大”或“越小”）6、根据溶质原子在溶剂结构中的分布形式，固溶体可分为 置换固溶体 和 间隙固溶体 。7、冷变形后的金属在加热的过程中，随着温度的升高和加热时间的延长，其组织和性能一般要经历三个阶段的变化，它们依次是 回复 、 再结晶 、 晶粒长大 。8、钢的淬透性越好，其C曲线的位置离纵坐标轴（温度坐标轴）越 远 （远或近）；绝大部分合金元素的加入使得C曲线 右移 （左移或右移）。9、区分金属材料的加工属热加工或冷加工是以再结晶温度为界限的。已知铅的T再=-33，钨的T再=1200，那么钨在1000变形加工时属于 冷 加工，铅在室温下变形加工时属于 热 加工。10、共析钢在加热至A1温度以上时，形成奥氏体的过程包括四个阶段，分别是： 奥氏体的形核 、 奥氏体的长大 、 残余渗碳体的溶解 和奥氏体的均匀化。11、钢的牌号中常用数字表示碳及合金元素的含量，例如：20Cr2Ni4中，它的含碳量约为 0.2% ；Cr含量约为 2%；Ni含量约为 4%。12、单位时间内在单位体积液相中形成的晶核数目称为 形核率 。晶体表面在单位时间内向液相中推进的垂直距离称为晶体长大线速度。其中，如果晶体长大线速度越小，则在晶体长大过程中可能形成的晶粒数目 越多（填“越多”、“越少”或“不变”），最终形成的晶粒 越细 （填“越细”、“越粗”或“不变”）。13、 硬度试验方法有10多种，但基本上可以分为压入法和刻划法，其中压入法较为常用。常见的压入法硬度试验有 布氏硬度 、 洛氏硬度 、 维氏硬度 （显微维氏硬度、邵氏硬度等） （列举出三种即可）。14、钢的分类方法有很多种，其中按钢的含碳量可分为 低碳钢 、 中碳钢 和高碳钢。15、实际晶体中存在的晶体缺陷，按其几何特征可分为点缺陷、 线缺陷 和 面缺陷 。16、根据化学成分和加工工艺特点，铝合金可分为变形铝合金和 铸造铝合金 两大类。17、淬火+高温回火的热处理工艺叫做 调质 。得分三、单选题（共20分，每小题1分）题号10答案DADCDCDBBD题号11121314151617181920答案DDDABDCCAC（ D ）1、碳在-Fe中形成的间隙固溶体，叫做A、铁素体 B、贝氏体 C、珠光体 D、奥氏体（ A ）2、 由一定成分的合金冷却至一定温度时，由一种固相中同时析出另外两种不同固相的过程叫做A、共析转变 B、包晶转变 C、共晶转变 D、马氏体转变（ D ）3、金属在塑性变形过程中，随着变形程度的增加，强度、硬度上升，塑性、韧性下降，这种现象称为：A、固溶强化 B、回复 C、再结晶 D、加工硬化（ C ）4、零件的表面要求高耐磨性，而心部要求保持原有的良好韧性状态，经过下列哪一种热处理工艺后可以实现？A、正火 B、回火 C、表面淬火 D、退火（ D ）5、有色金属常采用的热处理强化方式是：A、调质 B、退火 C、正火 D、固溶及时效处理（ C ）6、下列铸铁中，属于非石墨化铸铁的是：A、球墨铸铁 B、可锻铸铁 C、白口铸铁 D、灰口铸铁（ D ）7、某高碳钢毛坯件（如T10）为了降低硬度以改善加工性能，并且为最终热处理准备细小、均匀的组织，常采用下列哪种退火方式？A、扩散退火 B、再结晶退火 C、去应力退火 D、球化退火（ B ）8、下列说法正确的是：A、如果其他条件相同，用金属模浇注所得铸件的晶粒大于砂模浇注所得铸件的晶粒；B、如果其他条件相同，用金属模浇注所得铸件的晶粒小于砂模浇注所得铸件的晶粒； C、如果其他条件相同，用金属模浇注所得铸件的晶粒大小和砂模浇注所得铸件的晶粒大小无明显差异； D、以上答案均不正确（ B ）9、钢通过淬火（连续冷却方式）希望得到硬化组织是：A、珠光体 B、马氏体 C、屈氏体 D、索氏体（ D ）10、下列关于渗碳零件的工艺路线安排合理的是A、锻调质精加工半精加工渗碳、淬火、回火。B、锻调质粗加工半精加工渗碳、淬火、回火。C、锻正火或退火粗加工精加工半精加工渗碳、淬火、回火。D、锻正火或退火粗加工半精加工渗碳、淬火、回火精加工（ D ）11、若需制造滚动轴承中的滚动体（如滚珠）时，应选用A. T10钢经淬火+低温回火; B. 60Si2CrVA钢经淬火+中温回火; C.45钢经淬火+高温回火; D. GCr15经淬火+低温回火;（ D ）12、在Fe-Fe3C相图中，下列说法正确的是： A、存在2种相：F、Fe3C B、存在3种相：F、Fe3C、L（液相）C、存在4种相：F、Fe3C、L（液相）、 D、存在5种相：L（液相）、A、F、Fe3C（ D ）13、T12钢的含碳量为A、0.12% B、12.0% C、0.012% D、1.2 %（ A ）14、渗碳体的力学性能特点是 A、低塑性、高硬度 B、高塑性、高硬度 C、高塑性、低硬度 D、低塑性、低硬度（ B ）15、GCr15钢中的Cr的平均含量为A、15% B、1.5% C、0.15% D、没有表示出来（ D ）16、齿轮、连杆、轴等主要零件，要求其综合力学性能良好，常常选用调质钢，下列可以作为生产该类零件的材料是A、Cr12MoV B、T12 C、20CrMnMo D、40Cr（ C ）17、关于淬透性大小的比较，下列答案中正确的是：A、碳钢低合金钢高合金钢 B、碳钢高合金钢低合金钢 C、高合金钢低合金钢碳钢 D、低合金钢碳钢高合金钢（ C ）18、为了减少金属铸锭、铸件或锻坯的化学成分和组织的不均匀性，一般所采用的退火工艺是 A、再结晶退火 B、去应力退火 C、扩散退火 D、球化退火（ A ）19、典型金属铸锭的宏观组织由三个晶区组成，由外至里依次分别为A、表面细等轴晶区、中心等轴晶区、柱状晶区 B、表面细等轴晶区、柱状晶区、中心等轴晶区C、中心等轴晶区、柱状晶区、表面细等轴晶区D、柱状晶区、中心等轴晶区、表面细等轴晶区（ C ）20、常温下，如果金属的晶粒越细小，关于性能变化下列说法正确的是：A、强度越小，塑韧性越差 B、强度越大，塑韧性越差 C、强度越大，塑韧性越好 D、强度越小，塑韧性越好得分四、判断题（正确的请打“”，错误的请打“”，每小题1分，共10分）题号10答案（ ）1、在铁碳合金中，只有共析成分的合金结晶时，才能发生共析转变，形成共析组织。 （ ）2、珠光体是由铁素体和渗碳体组成的机械混合物。 （ ）3、钢在常规淬火后能直接使用。 （ ）4、钢的渗碳工艺选择在高温奥氏体相区进行。（ ）5、T8钢与45钢均属于中碳钢。（ ）6、过共析钢中，网状渗碳体的存在使钢的强度和塑性均上升。 （ ）7、从C曲线中分析可知，共析钢的过冷奥氏体在A1550的范围内发生珠光体类型的组织转变。 （ ）8、铁碳相图中塑性最好的区域是莱氏体区。 （ ）9、过共析钢由高温液态缓冷至室温的过程中会析出的二次渗碳体，在组织形态和晶体结构方面均与一次渗碳体不同。 （ ）10、0Cr18Ni9属于不锈钢。得分五、简答题（共13分）1、机械零件在工作条件下可能承受哪些负荷？这些负荷对零件产生什么作用？（6分）答：工程构件与机械零件（以下简称零件或构件）在工作条件下可能受到力学负荷、热负荷或环境介质的作用。（3分）在力学负荷作用条件下，零件将产生变形，甚至出现断裂；（1分）在热负荷作用下，将产生尺寸和体积的改变，并产生热应力，同时随温度的升高，零件的承载能力下降；（1分）环境介质的作用主要表现为环境对零件表面造成的化学腐蚀，电化学腐蚀及摩擦磨损等作用。（1分）2、根据铁碳相图对铁碳合金进行分类，请填写下表（7分）（每空1分）分类含碳量（%）室温平衡组织工业纯铁0.0218WcF+Fe3C钢亚共析钢0.0218Wc0.77F+P（注：或答F+（F+ Fe3C）得分）共析钢Wc=0.77P过共析钢0.77Wc2.11P+ Fe3C白口铸铁亚共晶白口铸铁2.11Wc4.3P+ Fe3C+Ld共晶白口铸铁Wc=4.3Ld（注：或答 （P+ Fe3C），或Ld ，或（A+ Fe3C）均得分）过共晶白口铸铁4.3Wc6.69Ld+ Fe3C得分六、综合题（共22分）1、现要制作机床主轴、高速钢刀具、汽车板簧，请按下列要求填表：材料库中存有W6Mo5Cr4V2、45、60Si2Mn。请根据用途选用材料；说明其主要热处理工艺（请从“淬火+低温回火”、 “淬火+中温回火”、 “淬火+高温回火”中选择）；使用状态下的主要组织（请从“回火马氏体、回火索氏体、回火屈氏体”中选择）。（9分）（每空1分）用途材料主要热处理工艺组织机床主轴45淬火+高温回火回火索氏体高速钢刀具W6Mo5Cr4V2淬火+低温回火回火马氏体汽车板簧60Si2Mn淬火+中温回火回火屈氏体2、某机器的凸轮轴，要求凸轮表面具有高硬度（HRC50），心部具有韧性，原采用45钢，热处理工艺采用调质+高频淬火+低温回火。现因库存45钢已用完，拟用15钢代替，试说明：（13分）（1）原45钢各热处理工序的作用。（2）改用15钢后，仍按原热处理工序进行，能否满足性能要求？为什么？（3）为达到所要求的性能，改用