工程材料习题及答案

第一部分一、判断：（每题1.5分，共30分）1、Vk表示临界冷却速度。（）2、σb和σS都是判定材料强度的性能指标。（）3、铁素体（F）和奥氏体（A）都属于固溶体。（）4、共析钢的Wc=2.11%。（）5、高速钢不需要进行三次回火。（）6、灰铸铁中碳主要以片状石墨的形态存在。（）7、大多数的合金元素加入钢中均使“C”曲线右移，淬透性提高。（）8、HBS210-240为布氏硬度的正确标注方法。（）9、正火与退火的主要区别是加热温度的不同。（）10、淬火后的钢必须立即进行回火。（）11、20钢的碳含量低于40钢。（）12、钢的质量高低是按磷和硫的含量多少来分。（）13、渗碳用钢一般属于中碳钢。（）14、金属由液态变为固态的过程称为结晶。（）15、铁素体的塑性高于渗碳体。（）16、在Fe-Fe3C相图中，PSK线为共晶转变线。（）17、晶粒越细小，钢的力学性能能越好。（）18、合金钢的力学性能低于非合金钢，且价格也低于非合金钢。（）19、球墨铸铁可以用热处理来强化。（）20、铸造主要用于内腔较简单的零件。（）二、填空1、热处理主要分___________、___________和___________三个阶段。2、珠光体是___________和___________的机械混合物。3、在相图中，AECF线是___________、ES线是___________线。4、若按含碳量来分，碳钢可分为___________________钢___________钢和___________钢。三、作图（10分）将常见的淬火方法画在“C”曲线示意图中并注明各属于哪中淬火。四、填表材料名称Wc(%)主要用途材料名称σb或σsMPa主要用途主名Wc(要称%)用主要称σs(MPa)用名σb或材料材料途途60Si2MnQT900-2Q3459SiCrT12HT20020CrMnTiZG200-400W18Cr4VQ235A五、论述题制订CA6140主轴的加工工艺路线，并说明各热处理工序的作用第二部分一、判断题（25分）1、灰铸铁的减震性能比钢好。（）2、铸造生铁专供炼钢所用。（）3、钢若按质量分类分为低碳钢、中碳钢、高碳钢。（）4、“C”曲线越靠右，钢的淬透性越好。（）5、淬火+高温回火为调质处理。（）6、含碳量越低钢的塑性、韧性就越好。（）7、Vk表示临界冷却速度。（）8、灰铸铁中碳主要以片状石墨形态存在。（）9、共析钢的碳质量分数WC=2.11%。（）10、δb和δs都是判定材料强度的指标。（）二、选择（10分）1、下列牌号中哪个属于沸腾钢()A.Q345BB.08FC.W6Mo5Cr4V2A2、下列哪种钢的淬透性最好()A.ZGMn13B.W18Cr4VC.40Cr3、制造汽车的后桥齿轮所选用的材料()A.20CrMnTiB.W18Cr4VC.60Si2Mn4、制造一个内燃机曲轴，其毛坯成型方法应为()A.铸造B.锻压C.焊接5、下列哪种组织的塑性最好()A.铁素体B.渗碳体C.马氏体三、填表（20分）材料名称性能特点用途W18Cr4V20CrMnTiQ345HT20060Si2MnT1245四、为下列零件选材并制定其加工工艺路线（30分）1、CA6140车床主轴2、解放牌载重汽车齿轮五、为下列零件及用品选择合适的材料（15分）1、木工锯条2、低压暖气片3、扳手4、内燃机曲轴5、锉刀6、滚动轴承7、汽车板弹簧8、高压锅炉用钢9、高速切削的刀具六．如图所示压力容器，由筒体和封头组成。焊接结构材料为Q345，钢板尺寸为1200x6000x8mm。容器工作压力为20个大气压，工作温度为-40～60摄氏度，大批生产。要求画出焊缝布置图，选择各条焊缝的焊接方法和焊接材料，并画出各条焊缝的接头形式和坡口简图。（20分）七．论述如何选择制造轴、齿轮及手工丝锥的金属材料。（15分）第三部分一、名词解释:（每题1.5分，共30分）1、屈服强度---------2、断后伸长率------3、疲劳极限---------4、晶胞---------5、过冷度---------6、固溶体---------7、等温转变---------8、淬透性---------9、沸腾钢---------10、调质------11、锻造------12、焊接------13、一次渗碳体-----14、变质处理-------15、铸造-------二、选择题:（每小题2分,共20分）1、零件在毛坯生产之后粗加工之前常进行的热处理是（）A、正火B、淬火C、表面淬火D、退火2、过共析钢的淬火加热温度（）A、Ac3+(30～50)℃B、ACcm+(30～50)℃C、Ac1+(30～50)℃3、哪一种淬火介质在淬火时造成的组织应力小,引起变形开裂的倾向小()A、水B、盐的水溶液C、油4、各种工具在淬火后进行的回火是（）A、低温回火B、中温回火C、高温回火5、一批已加工的铸铁件,需测试硬度,常采用的方法是（）A、布氏硬度B、洛氏硬度C、维氏硬度6、可以发生同素异构转变的金属有（）A、FeB、AlC、Cu7、共析钢室温下的平衡组织为（）A、铁素体B、珠光体C、渗碳体8、影响钢淬透性的因素主要是（）A、碳的影响B、合金元素的影响C、加热温度9、影响灰铸铁力学性能的主要因素是（）A、基体组织B、石墨C、热处理方法10、理想的滑动轴承合金组织应该是（）A、渗碳体B、软基体上分布硬质点C、硬基体上分布软质点三、判断题:（如正确打“√”,错误打“×”;每小题2分,共20分）1、布氏硬度用符号HRC表示.（）2、晶体是没有固定的熔点.（）3、一般情况下,晶粒越细小,力学性能越差.（）4、金属化合物具有较好的塑料和韧性.（）5、灰口铸铁的力学性能比球墨铸铁好.（）6、渗碳用钢一般用高碳钢.（）7、炼铁是一个氧化过程.（）8、利用合金元素扩大奥氏体相区的作用可生产出奥氏体钢.（）9、高速钢的主要特点是在高温（600℃）阶段仍可保持高的塑料.（）10、铸钢的流动性好,铸铁的流动性差.（）四、填写下表:（每空1分,共15分）牌号名称各个符号表示的意义用途Q23545T10QT450—10GCr15五、请画出高速钢W18Cr4V热处理工艺曲线.并总结其热处理特点.（15分）第一部分一、判断（每题1.5分，共30分）1、√2、√3、√4、×5、×6、√7、√8、×9、×10、√11、√12、√13、×14、√15、√16、×17、√18、×19、√20、×二、每空2分，共20分1、加热保温冷却2、铁素体（F）和渗碳体(Fe3C)3、固相线溶解度曲线4、低碳钢、中碳钢、高碳钢三、10分“C”曲线2分，每条淬火线2分。a------单介质淬火b------双介质淬火c------分级淬火d------等温淬火四、每空1分、共30分σb或σsMPaσb=900内燃机曲轴材料名称Wc(%)主要用途合金弹簧钢0.6%汽车板弹簧QT900-2球铁0.45%普通齿轮、轴Q345低合金高强度σs=345重要的桥梁材料名称主要用途60Si2Mn45优质碳钢T12碳素工具钢1.2%锉刀HT200灰铁σb=200工作台σb=400机座、变速箱σs=200壳20CrMnTi合金渗碳钢0.2%汽车后桥齿轮ZG200-400铸钢W18Cr4V高速钢1.0%钻头Q235AA级普通碳钢σb=235钢筋五、20分解：主轴制造工艺路线：锻造—正火—切削加工（粗）—调质—切削加工（半精）—高频感应加热淬火—低温回火—磨削主轴热处理各工序的作用：正火：作为预备热处理，目的是消除锻件内应力，细化晶粒，改善切削加工性。调质：获得回火索氏体，使主轴整体具有较好的综合力学性能，为表面错货作好组织准备。高频感应加热淬火+低温回火：作为最终处理，高频感应加热淬火是为了使轴颈及锥孔表面得到高硬度、耐磨性和疲劳强度；低温回火是为了消除应力，防止磨销时产生裂纹，并保持高硬度和耐磨性。第二部分一、判断（25分）1、√2、×3、×4、√5、√6、√7、√8、√9、×10、√二、选择（10分）1、B2、B3、A4、A5、A三、填表（20分）材料名称性能特点用途W18Cr4V20CrMnTiQ345高速工具钢合金渗碳钢低合金高强度钢灰铁200合金弹簧钢碳素工具钢碳素结构钢高的热硬性、红热性表层高硬度、心部高韧性塑性好，焊接性好良好的减振性高的弹性根限高的耐磨性车刀、钻头齿轮、轴锅炉、桥梁机床床身、机座汽车板弹簧锉刀、丝锥轴等HT20060Si2MnT1245调质后良好综合性能四、(30分)1、（1）选材：40Cr（2）下料——锻造——正火——粗加工——调质——半精加工——表面淬火+低温回火——检验……2、（1）选材：20CrMnTi（2）下料——锻造——正火——粗加工——渗碳——淬火+低温回火——精加工五、(15分)1、T82、HT1503、KTZ550—044、QT600—35、T126、GCr157、60Si2Mn8、Q3459、W18Cr4V第三部分一、名词解释：（每小题2分，共30分）1、屈服强度——试样产生0.2%的残余伸长变形时所对应的应力为条件屈服强度，即屈服强度。2、断后伸长率——试样拉断后标距的伸长量与原标准长度的百分比。3、疲劳强度——材料在循环的应力作用下承受无数次循环而不断裂的最大应力值。4、晶胞——从晶格中选取一个能够完全反映晶格特征的，最小的几何单元来分析晶体中原子排列的规律。这个最小的几何单元称为晶胞。5、过冷度——理论结晶温度与实际结晶温度之差。6、固溶体——溶质元子溶解在溶剂晶格中仍保持溶剂晶格类型的金属晶体。7、等温转变——钢经奥氏体化后冷却到相变点以下的温度区间内等温保持时，过冷奥氏体发生的转变。8、淬透性——以在规定条件下钢试样淬硬温度和改变分布表征的材料特性称为淬透性。9、沸腾钢——脱氧不完全，在冷却时CO气泡产生，钢液有明显的沸腾现象。10、调质——淬火后，紧接着进行高温回火的热处理方法。11、锻造——对坯料施加压力，使其产生塑性变形，改变尺寸，形状及改善性能，用于制造机械零件，工件或毛坯的成形加工方法。12、焊接——通过加热或加压，或两者并用，并且用或不用填充材料，使焊件达到原子结合的一种加工方法。13、一次渗碳体——当Wc=(4.3~6.69)%时，从液体里结晶的渗碳体。14、变质处理——在浇铸前向液体金属中加入难溶质点（变溶质）结晶时这些质点将在液体中形成大量非自发晶核，使晶粒数目大大增加，从而达到晶粒细化的作用。15、铸造——将熔化的金属液浇注到制造的铸型中，凝固后获得一定形状，尺寸和性能的毛坯成形方法。二、选择题（每小题2分，共20分）1、A、D2、C3、C4、A5、A6、A7、B8、B9、B10、B、C三、判断题（每小题2分，共20分）1、×2、×3、×4、×5、×6、×7、×8、√9、×10、×四、填写下表：（每空一分，共15分）牌号名称各个符号表示的正文用途非合金结构Q——代表屈服点235—