汽轮机材料选择与性能评价考核试卷

汽轮机材料选择与性能评价考核试卷考生姓名：答题日期：得分：判卷人：

本次考核旨在测试考生对汽轮机材料选择与性能评价的掌握程度，包括材料特性、选材原则、性能测试方法等内容。

一、单项选择题（本题共30小题，每小题0.5分，共15分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）

1.汽轮机叶片通常采用的材料是：（）

A.碳钢

B.不锈钢

C.钛合金

D.高温合金

2.下列哪种材料具有良好的耐腐蚀性能？（）

A.铝合金

B.钛合金

C.镍合金

D.锰合金

3.汽轮机汽封常用的材料是：（）

A.钢丝

B.橡胶

C.石棉

D.玻璃

4.下列哪种材料的抗蠕变性能最好？（）

A.钢

B.铝合金

C.钛合金

D.镍合金

5.汽轮机轴承常用的材料是：（）

A.钢

B.铜合金

C.铝合金

D.钛合金

6.汽轮机高温部件常用的材料是：（）

A.钢

B.铝合金

C.钛合金

D.镍合金

7.下列哪种材料的耐热性能最好？（）

A.钢

B.铝合金

C.钛合金

D.镍合金

8.汽轮机叶片常用的焊接方法是：（）

A.奥氏体不锈钢焊

B.高温合金焊

C.熔化极气体保护焊

D.钎焊

9.汽轮机汽缸常用的材料是：（）

A.钢

B.铝合金

C.钛合金

D.镍合金

10.下列哪种材料的疲劳性能最好？（）

A.钢

B.铝合金

C.钛合金

D.镍合金

11.汽轮机高温部件的表面处理方法通常采用：（）

A.热处理

B.镀层处理

C.表面硬化

D.化学处理

12.下列哪种材料的导热性能最好？（）

A.钢

B.铝合金

C.钛合金

D.镍合金

13.汽轮机叶片的冷却方式通常采用：（）

A.液冷

B.空冷

C.热交换器

D.风冷

14.下列哪种材料的抗冲击性能最好？（）

A.钢

B.铝合金

C.钛合金

D.镍合金

15.汽轮机汽缸的密封性能通常采用：（）

A.气密封

B.液密封

C.机械密封

D.热力密封

16.下列哪种材料的耐磨损性能最好？（）

A.钢

B.铝合金

C.钛合金

D.镍合金

17.汽轮机叶片的振动监测通常采用：（）

A.声发射

B.红外测温

C.激光全息

D.电阻应变片

18.下列哪种材料的耐腐蚀性能最好？（）

A.钢

B.铝合金

C.钛合金

D.镍合金

19.汽轮机汽缸的保温性能通常采用：（）

A.玻璃棉

B.硅藻土

C.纤维板

D.钢丝网

20.下列哪种材料的抗高温氧化性能最好？（）

A.钢

B.铝合金

C.钛合金

D.镍合金

21.汽轮机叶片的强度通常采用：（）

A.破损断口分析

B.金相检验

C.尺寸测量

D.超声波检测

22.下列哪种材料的耐低温性能最好？（）

A.钢

B.铝合金

C.钛合金

D.镍合金

23.汽轮机汽缸的耐磨性能通常采用：（）

A.硬化处理

B.镀层处理

C.表面硬化

D.化学处理

24.下列哪种材料的耐辐射性能最好？（）

A.钢

B.铝合金

C.钛合金

D.镍合金

25.汽轮机叶片的表面粗糙度通常采用：（）

A.显微镜

B.三坐标测量仪

C.超声波检测

D.电阻应变片

26.下列哪种材料的抗疲劳裂纹扩展性能最好？（）

A.钢

B.铝合金

C.钛合金

D.镍合金

27.汽轮机汽缸的耐腐蚀性能通常采用：（）

A.涂层

B.镀层

C.表面硬化

D.化学处理

28.下列哪种材料的抗高温蠕变性能最好？（）

A.钢

B.铝合金

C.钛合金

D.镍合金

29.汽轮机叶片的振动频率通常采用：（）

A.声发射

B.红外测温

C.激光全息

D.电阻应变片

30.下列哪种材料的抗冲击韧性最好？（）

A.钢

B.铝合金

C.钛合金

D.镍合金

二、多选题（本题共20小题，每小题1分，共20分，在每小题给出的选项中，至少有一项是符合题目要求的）

1.汽轮机材料选择时需要考虑的因素包括：（）

A.工作温度

B.工作压力

C.腐蚀性

D.疲劳强度

2.下列哪些材料适用于汽轮机高温部件？（）

A.钢

B.高温合金

C.钛合金

D.镍合金

3.汽轮机叶片的失效形式可能包括：（）

A.裂纹

B.腐蚀

C.疲劳

D.压痕

4.下列哪些材料具有良好的耐腐蚀性能？（）

A.铝合金

B.镍合金

C.钢

D.钛合金

5.汽轮机汽封的设计原则包括：（）

A.密封性能好

B.抗振性能好

C.抗热性能好

D.抗磨性能好

6.汽轮机轴承材料的选择应考虑的因素包括：（）

A.耐磨性

B.导热性

C.抗振性

D.耐腐蚀性

7.下列哪些材料适用于汽轮机汽缸？（）

A.钢

B.不锈钢

C.铝合金

D.钛合金

8.汽轮机叶片的冷却方式主要有：（）

A.液冷

B.空冷

C.热交换器

D.风冷

9.下列哪些材料具有良好的耐热性能？（）

A.钢

B.铝合金

C.钛合金

D.镍合金

10.汽轮机叶片的振动监测方法包括：（）

A.声发射

B.红外测温

C.激光全息

D.电阻应变片

11.汽轮机汽缸的密封性能通常采用的方法有：（）

A.气密封

B.液密封

C.机械密封

D.热力密封

12.下列哪些材料具有良好的导热性能？（）

A.钢

B.铝合金

C.钛合金

D.镍合金

13.汽轮机叶片的表面处理方法包括：（）

A.热处理

B.镀层处理

C.表面硬化

D.化学处理

14.下列哪些材料的抗冲击性能较好？（）

A.钢

B.铝合金

C.钛合金

D.镍合金

15.汽轮机汽缸的保温材料通常包括：（）

A.玻璃棉

B.硅藻土

C.纤维板

D.钢丝网

16.下列哪些材料的抗高温氧化性能较好？（）

A.钢

B.高温合金

C.钛合金

D.镍合金

17.汽轮机叶片的强度评价方法包括：（）

A.破损断口分析

B.金相检验

C.尺寸测量

D.超声波检测

18.下列哪些材料的耐低温性能较好？（）

A.钢

B.铝合金

C.钛合金

D.镍合金

19.汽轮机汽缸的耐磨性能通常采用的方法有：（）

A.硬化处理

B.镀层处理

C.表面硬化

D.化学处理

20.下列哪些材料的抗疲劳裂纹扩展性能较好？（）

A.钢

B.铝合金

C.钛合金

D.镍合金

三、填空题（本题共25小题，每小题1分，共25分，请将正确答案填到题目空白处）

1.汽轮机叶片材料应具有良好的______和______性能。

2.汽轮机汽封材料应具备______和______的特性。

3.汽轮机轴承材料选择时，应考虑其______和______。

4.汽轮机汽缸材料应满足______和______的要求。

5.高温合金的典型代表包括______和______。

6.钛合金在汽轮机中的应用主要集中在______和______部件。

7.镍合金在汽轮机中的应用主要依赖于其______和______性能。

8.汽轮机叶片的冷却方式主要有______和______。

9.汽轮机叶片的振动监测通常采用______和______。

10.汽轮机汽缸的密封性能通常采用______和______。

11.汽轮机叶片的表面处理方法包括______和______。

12.汽轮机汽缸的保温性能通常采用______和______。

13.汽轮机叶片的失效形式主要包括______、______和______。

14.汽轮机材料选择时，应考虑其______、______和______。

15.汽轮机材料的耐热性能主要取决于其______和______。

16.汽轮机材料的耐腐蚀性能主要与其______和______有关。

17.汽轮机材料的疲劳性能与其______和______密切相关。

18.汽轮机材料的抗蠕变性能与其______和______有关。

19.汽轮机材料的抗冲击性能主要与其______和______有关。

20.汽轮机材料的导热性能与其______和______有关。

21.汽轮机材料的耐磨性能主要与其______和______有关。

22.汽轮机材料的耐辐射性能主要与其______和______有关。

23.汽轮机材料的耐低温性能主要与其______和______有关。

24.汽轮机材料的抗高温氧化性能主要与其______和______有关。

25.汽轮机材料的选择应遵循______、______和______的原则。

四、判断题（本题共20小题，每题0.5分，共10分，正确的请在答题括号中画√，错误的画×）

1.汽轮机叶片材料的选择只与工作温度有关。（）

2.汽轮机汽封材料的耐腐蚀性能越强越好。（）

3.汽轮机轴承材料的耐磨性越高，其使用寿命越长。（）

4.汽轮机汽缸材料的耐热性能越好，其抗蠕变性能也越好。（）

5.高温合金的耐热性能优于普通合金钢。（）

6.钛合金在汽轮机中的应用仅限于叶片材料。（）

7.镍合金的耐腐蚀性能优于不锈钢。（）

8.汽轮机叶片的冷却效果与冷却介质的流速无关。（）

9.汽轮机叶片的振动监测可以通过声发射技术实现。（）

10.汽轮机汽缸的密封性能主要取决于密封材料的耐热性能。（）

11.汽轮机叶片的表面处理可以提高其疲劳性能。（）

12.汽轮机汽缸的保温性能主要取决于保温材料的导热系数。（）

13.汽轮机叶片的失效主要是由于腐蚀引起的。（）

14.汽轮机材料的选择应优先考虑其经济性。（）

15.汽轮机材料的耐热性能与其化学成分无关。（）

16.汽轮机材料的耐腐蚀性能与其物理状态无关。（）

17.汽轮机材料的疲劳性能与其微观组织有关。（）

18.汽轮机材料的抗蠕变性能与其热处理工艺无关。（）

19.汽轮机材料的抗冲击性能与其热膨胀系数无关。（）

20.汽轮机材料的导热性能与其密度成正比。（）

五、主观题（本题共4小题，每题5分，共20分）

1.请简述汽轮机材料选择的主要原则，并举例说明在实际应用中如何根据这些原则进行材料选择。

2.阐述汽轮机叶片材料在高温、高压条件下可能出现的失效形式，以及相应的预防和改进措施。

3.讨论汽轮机汽缸材料在耐热、耐腐蚀性能方面的要求，并分析不同材料在这方面的优缺点。

4.结合实际案例，分析汽轮机材料性能评价的方法及其在实际工程中的应用。

六、案例题（本题共2小题，每题5分，共10分）

1.案例题：

某汽轮机叶片在使用过程中出现了裂纹，导致机组性能下降。请根据以下信息，分析叶片裂纹产生的原因，并提出相应的解决方案：

-叶片材料为某高温合金，工作温度为600℃，工作压力为16MPa。

-叶片表面存在轻微的氧化现象。

-机组运行环境为沿海地区，湿度较高。

2.案例题：

某汽轮机汽缸在使用一段时间后，发现其密封性能下降，导致漏气现象严重。请根据以下信息，分析汽缸密封性能下降的原因，并提出相应的改进措施：

-汽缸材料为不锈钢，设计工作温度为500℃，工作压力为14MPa。

-汽缸密封材料为柔性石墨，已使用5年。

-机组运行环境为干燥地区，温度变化较大。

标准答案

一、单项选择题

1.D

2.C

3.C

4.D

5.B

6.D

7.D

8.C

9.A

10.D

11.B

12.D

13.A

14.A

15.C

16.D

17.A

18.C

19.D

20.B

21.A

22.C

23.B

24.D

25.A

26.D

27.C

28.D

29.A

30.B

二、多选题

1.ABCD

2.BCD

3.ABC

4.BCD

5.ABCD

6.ABCD

7.ABCD

8.AB

9.ABCD

10.ACD

11.ABC

12.ABCD

13.ABC

14.ABCD

15.ABC

16.BCD

17.ABCD

18.ABCD

19.ABCD

20.ABCD

三、填空题

1.耐热性；耐腐蚀性

2.密封性能；抗振性能

3.耐磨性；导热性

4.耐热性；耐腐蚀性

5.INCONEL；HASTELLOY

6.叶片；涡轮盘

7.耐热性；耐腐蚀性

8.液冷；空冷

9.声发射；激光全息

10.气密封；机械密封

11.热处理；镀层处理

12.玻璃棉；硅藻土

13.裂纹；腐蚀；疲劳

14.工作温度；工作压力