工程材料及应用考试题(含答案)

一、名词解释1．致密度：致密度就是晶胞中原子所占体积与晶胞体积之比；它表示晶体的原子排列密集程度。2．疲乏强度：在交变应力作用下，材料可经受很屡次循环而不发生断裂的最大应力就是疲乏强度。3．加工硬化：金属材料经塑性变形后，强度以及硬度显著提高，而塑性韧性则很快下降的这种现象就是加工硬化。调质处理：将钢淬火后再高温回火的热处理工艺。再结晶：指经冷塑性变形的金属在加热时，通过再结晶晶核的形成及其随后的长大、最终形成无畸变的的晶粒的过程。石墨化：是指铸铁中析出碳原子形成石墨的过程。时效：淬火后的铝合金随时间延长而发生的强化现象。淬硬性：钢在淬火时的硬化力气，用淬火后马氏体所能到达的最高硬度来表示。二、填空题γ-Fe的一个晶胞内的原子数为〔 4 。过冷度是指〔实际结晶温度与理论结晶温度之差，其表示符号为〔△T 。马氏体的显微组织形态主要有〔板条马氏体〔片状马氏体〕两种；其中〔板〕的韧性较好。按钢中合金元素含量，可将合金钢分为〔合金构造钢、(合金工具钢)、(特别在图示的铁碳合金相图中：标出各点的符号。填上各区域的组织组成物。〔c〕指出以下各点的含碳量：E〔2.11%、C〔4.30%、P〔 0.0218% 、S〔0.77%、K〔6.69%。〔d〕在下表中填出Fe-Fe3C合金相图中各水平线的温度、反响式、反响产物的名称在金属学中，冷加工与热加工的界限是以〔再结晶温度〕来划分的，因此Cu〔熔点1084℃〕在室温下变形加工称为〔冷〕加工，Sn〔232℃〕在室温下变形加工称为〔热〕加工。〔奥氏体晶核的形成〔奥氏体晶核的长大〔剩余渗碳体的溶解〕和〔奥氏体成分的均匀化〕等四个过程所组成。8．齿轮材料主要是〔〔渗碳钢〕和〔调质钢。淬火钢进展回火的目的是〔消退剩余内应力，改善和调整钢的性能钢的强度与硬度越〔低。球化退火的主要目的是〔使钢中的碳化物呈球状或颗粒状均匀分布，改善钢的强度和硬度，便于后续机械加工和最终热处理，它主要适用于〔共析钢、过共析钢和合金工具〕钢。手工钢锯锯条用〔T12〕钢制造，其热处理工艺是〔球化退火后淬火加低温回火。机械零件的使用性能指零件在使用状态下材料应当具有的〔强度〕和〔韧性。三、选择题1.晶体中的位错属于：〔 C〕A．体缺陷 B．面缺陷C．线缺陷D．点缺陷高分子材料中结合键的主要形式是：〔 C 〕A．分子键与离子键 B．分子键与金属键 C．分子键与共价键D．离子键与共价键能使单晶体产生塑性变形的应力为〔 B 〕A．正应力 B．切应力 C．复合应力4二元合金中，铸造性能最好的合金是〔 B A．固溶体合金 B．共晶合金 C．共析合金 D．包晶成分合金5多晶体的晶粒越细，则其〔 A 〕强度越高，塑性越好强度越高，塑性越差C．强度越低，塑性越好D完全退火主要适用于〔 A 〕A．亚共析钢 B．共析钢 C．过共析钢 D．白口铸铁7马氏体的硬度主要取决于〔C 〕A．过冷奥氏体的冷却速度B．过冷奥氏体的转变温度 C．马氏体的含碳量D．马氏体的亚构造钢经调质处理后获得的组织是〔 B 〕回火马氏体 B．回火索氏体 C．回火屈氏体汽车、拖拉机的齿轮要求外表具有高耐磨性、中心有良好的强韧性，应选用〔 D 〕20钢渗碳淬火+低温回火B．40Cr淬火+高温回火C．45钢外表淬火+低温回火 D．20CrMnTi渗碳淬火+低温回火1.T12钢的平均含碳量为〔 B 〕A．12% B．1.2% C．0.12% D．没有表示出来四、应用题Q23W18Cr45CrNiM60Si2MZGMn116M1Cr120CrMnT、9CrSi、1Cr18Ni9Ti、T12、40Cr、GCr15、Cr12MoV、12Cr1MoV。试为以下机械零件或用品选择适用的钢号：一般螺栓、机床主轴、汽车钢板弹簧、热锻模、滚动轴承、高速车刀、桥梁构件、冷挤压模、耐酸容器和锉刀。答：一般螺栓：Q235机床主轴：40Cr汽车钢板弹簧：60Si2Mn热锻模：5CrNiMo滚动轴承：GCr15高速车刀：W18Cr4V桥梁构件：16Mn冷挤压模：Cr12MoV耐酸容器：1Cr18Ni9Ti锉刀：9CrSi试计算含碳为3.0%的铁碳合金在共晶反响完毕时奥氏体和莱氏体的相对含量。答：含碳为3.0%的铁碳合金为亚共晶白口铸铁，它在共晶反响完毕时的组织组成物为奥氏体A和莱氏体Ld，其中奥氏体A和莱氏体Ld的相对含量可以利用杠杆定律进展计算：对于奥氏体A，其相对含量为：A%=(4.3-3.0)/(4.3-2.11)=0.594=59.4%Ld%=1-0.594=0.406=40.6%共析钢的C么热处理方法。答：A点：M+Ar〔即马氏体+剩余奥氏体〕 单液淬火B点：M+Ar〔即马氏体+剩余奥氏体〕 分级淬火C点：S+M+Ar〔即索氏体+马氏体+剩余奥氏体〕双液淬火D点：B下+M+Ar〔即下贝氏体+马氏体+剩余奥氏体〕等温淬火〔等温转变不完全〕E点：P〔即珠光体〕正火F点：B下〔即下贝氏体〕等温淬火〔等温转变完全〕G点：P〔即珠光体〕等温退火H点：P〔即珠光体〕完全退火用15钢制作一要求耐磨的小轴〔直径20m，其工艺路线为：下料→锻造→正火→机和大致硬度。答：正火的目的是：消退锻造缺陷和内应力，使组织均匀，调整硬度，便于后续机械加工，并为后续的淬火做好组织预备。渗碳的目的是：使15钢小轴的外表到达共析钢或过共析钢的含碳量。淬火的目的是：提高小轴外表的硬度和耐磨性，心部为原来正火状态的组织；以获得外表为细小片状的马氏体及少量渗碳体。低温回火的目的是：消退剩余内应力，削减钢的脆性并保持钢的高硬度和耐磨性。小轴的使用状态下的组织为：表层为回火马氏体+少量渗碳体+少量剩余奥氏体；心部为铁素体+珠光体。大致硬度为：表层为HRC58-64，心部为HRC10-15。用W18Cr4V高速钢制造的车刀，其工艺路线为：下料→锻造→热处理→机加工→热处理→磨加工。写出其中热处理工序的名称及作用。制定最终热处理〔磨加工前的热处理〕的工艺标准，并指出车刀在使用状态下的显微组织和大致硬度。加工和为后续的最终热处理做好组织预备。机加工之后的热处理为最终热处理即高温淬火+三次或四次的高温回火工艺，其作用是韧性。800℃左右预热、1270～1280℃加热保温、600℃左右分级淬火、560℃回火三次或四次。高速钢车刀在使用状态下的显微组织为：回火马氏体+均匀分布的碳化物颗粒+少量剩余奥氏体，其硬度大致为HRC62～65。五、问答题20钢外表淬火是否适宜？为什么？承受45钢进展渗碳处理是否适宜？为什么？答：20钢外表淬火不适宜。由于外表淬火适宜于中碳钢和中碳合金构造钢，中碳钢和中碳合金构造钢经过外表淬火以后零件外表可以获得极细的马氏体组〔这种马氏体大局部是片状马氏体，从而使零件表层获得硬而耐磨的马氏体组织，而心部照旧保持着外表淬火以前的组织；而20钢是低碳钢，其含碳量很低，这种材料经过外表淬火以后，其表层只能获得20钢外表淬火不适宜。45钢进展渗碳处理也不适宜。由于渗碳处理适宜于低碳钢和低碳合金构造钢，低碳钢和低碳合金构造钢经过渗碳处理以后零件外表可以到达共析钢或过共析钢的含碳量耐磨性好的表层组织，而心部照旧保持着渗碳淬火以前的组织；而45钢是中碳钢，其含碳〔这种马氏体大部分是片状马氏体，这种马氏体的强度高、硬度高，耐磨性好，可以到达外表强化和耐磨的45钢进展渗碳处理不适宜。铝硅合金为什么要承受变质处理？α〔α+S强度和塑性，使其机械性能大大降低。〔即在铸造生产中大浇注前往合金液体中参与变质剂α提高。化学成分和冷却速度对铸铁石墨化有何影响？CSi是有效地促进石墨化的元素，Al、CuNi等元素也会促进石墨化；而S、Mn、Cr等元素则阻挡石墨化。冷却速度越慢，对石墨化越有利；快冷则抑制了石墨化过程。4．高精度磨床主轴，要求变形小，外表硬度高>900H问应选用什么材料，承受什么工艺