《工程材料及成形工艺》试卷及答案（共两卷）

PAGE1PAGE2《工程材料及成形工艺》试卷一（总分100分，考试时间120分钟）一、名词解释（每题3分，共18分）1.固溶体2、相3.调质处理4.结构斜度5.形变强化6.气体保护焊二、填空（每题2分，共20分）1.材料常用的塑性指标有和两种。2.金属从液态转变为固态的过程称为。而把金属从一种晶格转变为另一种晶格的过程称为。3.热处理常规的“四火”工艺、、、。4.工程上常用的铸铁有、、、。5.ZL101是合金，其主要组成元素为、；HMn58-2是合金，其中含Zn量为。6.铸造合金收缩包括________、_______和_________三个阶段。7.压力加工的基本方式有：_______、挤压、________、自由煅、___________、____________。8.焊接分为________、_________和______三大类。9.焊接接头是由________、________、________和母材组成。10.机械零件选材的基本原则是：________、工艺性原则、____________。三、选择（每题1分，共10分）1.材料的脆性转化温度应在使用温度（）。（a）以上；（b）以下；（c）与使用温度相等。2．两组元组成固溶体，则固溶体的结构（）。(a)与溶剂的相同；（b）与溶质的相同；（c）与溶剂、溶质的都不相同；（d）是两组元各自结构的混合。3．金属在结晶时，冷却速度越快，其实际结晶温度（）。（a）越高；（b）越低；（c）越接近理论结晶温度。4．二元合金在发生L→α+β共晶转变时，其相组成是()。（a）液相；（b）单一固相；（c）两相共存；（d）三相共存。5.钢在淬火后获得马氏体组织的粗细主要取决于（）。（a）奥氏体的本质晶粒度；（b）奥氏体的实际晶粒度；（c）奥氏体的起始晶粒度；（d）加热前的原始组织。6.除Co外，所有合金元素都使C-曲线右移，则钢的淬透性（）。（a）降低；（b）提高；（c）不改变。7．过共析钢正火的目的是（）。（a）调整硬度，改善切削加工性能；（b）细化晶粒，为淬火作组织准备；（c）消除网状二次渗碳体；（d）消除内应力，防止淬火变形和开裂。8．缩孔和缩松的基本原因是（）。（a）液态收缩；（b）凝固收缩；（c）固态收缩。9．冲孔用的凹模刃口尺寸应等于（）。（a）孔的尺寸；（b）凸模尺寸加上Z值；（c）孔的尺寸减去Z值。10．材料的碳含量越高，焊接性能（）。（a）变差；（b）不受影响；（c）变好。四、选材题（15分）今要制造下列零件:机床床身、减速箱传动轴、轿车后桥齿轮、滚动轴承、高速车刀、汽车板簧、电话机外壳、飞机大梁、枪炮弹壳、锉刀、桥梁构件、冲压模具、坦克履带板、滑动轴承、压铸模具，请从下列材料中选取：Q345、HT200、Cr12、GCr15、W18Cr4V、45、酚醛塑料PF、20CrMnTi、3Cr2W8V、ZGMn13、65Mn、H68、ZchSnSb11-6、9SiCr、QSn4-3、T12A、QT400-18、ZL101等。五、简答题（每题4分，共32分）1．细化晶粒的措施有哪些？2．马氏体转变有什么特点？3．淬火温度的确定原则是什么？4．高速钢的三次高温回火目的是什么？5．浇注位置选择的原则是什么？6．砂型铸造工艺对结构设计有何要求？7．板料冲压有何特点？8．焊缝布置设计的原则是什么？六、如图所示的焊缝布置是否合理？若不合理，请加以改正(5分)

《工程材料及成形工艺》试卷二（总分100分，考试时间120分钟）名词解释（每题3分，共18分）1.晶体２．相３.淬透性４.余块５.压力加工6.钎焊二、填空（每题2分，共20分）1.常见金属的晶体类型有，，。2.根据溶质在溶剂晶格中所占位置，可将固溶体分为和两类。3.铁碳合金相图中，除了高温铁素体相外，其余的三种基本相分别是，，。4.钢中加入、元素可以消除第二类回火脆性。5.黄铜是铜与的合金。铜与锡的合金通常叫。6．由于合金铸造时的收缩,铸件常见的缺陷有________、________、_________和_________。7.________和_________统称为冲裁。它们所用冲模结构和板料的变形过程基本一致,只是用途不同。8.焊接接头通常由______、______、_____区域组成。9．陶瓷成形方法：_______、干压成型________、________。10.零件常见的失效形式有：材料性能降低、________、________、________四种。三、选择（每空1分，共１２分）1．两组元组成固溶体，则固溶体的结构（）。(a)与溶剂的相同；（b）与溶质的相同；（c）与溶剂、溶质的都不相同；（d）是两组元各自结构的混合。2.二元合金中，铸造性能最好的合金是（）。(a)固溶体合金；(b)共晶合金；(c)共析合金；(d)包晶成分合金。3．马氏体的硬度主要取决于（）。（a）过冷奥氏体的冷却速度；（b）过冷奥氏体的转变冷却温度；（c）马氏体的含碳量；（d）马氏体的亚结构。4.GCr15钢中Cr的平均含量为（）。（a）1.5%；（b）15%；（c）0.15%；（d）没有表示出来。5.现有下列钢号：①Q235；②W18Cr4V；③5CrNiMo；④60Si2Mn；⑤ZGMn13；⑥Ｑ３４５；⑦1Cr13；⑧20CrMnTi；⑨9SiCr；⑩1Cr18Ni9Ti；⑾T12；⑿40Cr；⒀GCr15；⒁Cr12MoV；请按用途选择钢号：（1）制造机床齿轮应选用（）；（2）制造汽车板簧应选用（）；（3）制造滚动轴承应选用（）；(4）制造高速车刀应选用（）；（5）制造桥梁应选用（）；(6）制造大尺寸冷模具应选用（）；（7）制造耐酸容器应选用（）；（8）制造锉刀应选用（）。四、判断题（每题1分，共10分）１．浇铸位置就是指铸件上的内浇道位置。（）２．固态收缩是形成缩孔和缩松的基本原因。（）３．顺序凝固既可以有效防止缩孔和缩松，也可减少变形和裂纹。()４．三箱造型不适合机器造型。（）５．冲孔用的凸模刃口尺寸应等于孔的尺寸。（）６．终锻模膛四周有飞边槽，预锻模膛没有飞边槽。（）７．拉深加工时，拉深系数越大，坯料越容易被拉穿。（）８．碱性焊条适合焊重要的焊件。（）９．碳当量越大，焊接性能越差。（）10.塑料制品上多采用凸形文字、符号、花纹。（）五.简答题（40分）1.马氏体转变的特点是什么？2.以共析钢为例，说明其在加热时，奥氏体的形成经过哪几个阶段？3.有一个45钢制造的车床主轴，其加工工序为：下料→正火→粗机加工→调质→半精加工→高频表面淬火→低温回火→磨加工。说明各热处理工序的目的及组织。4.影响合金流动性的因素有哪些？5.压力铸造有什么优点？6.模锻时分模面的选择有何原则？7.氩弧焊的主要特点有哪些？8.焊缝布置设计的原则是什么？

试卷二答案一、名词解释1.晶体：原子本身沿三维空间按一定几何规律重复排列成有序结构，这种结构称为晶体。2.相：金属或合金中具有相同的化学成分、相同的结构并以界面相互分开的各个均匀的组成部分。3.淬透性：淬透性是钢在淬火是获得马氏体的能力，是材料本身的性能之一，而与具体的热处理工艺无关。4.余块：为了简化锻造工艺，在某些难以锻造的地方，如过窄的凹档，过小的台阶、小孔及某些形状复杂的部分为了便于锻造面增加的一部分金属。5.金属的塑性成型又称为压力加工，是指在外力作用下，使金属坯料产生塑性变形，从而获得具有一定形状、尺寸和力学性能的型材、毛坯或零件的成型加工方法。6.钎焊是利用熔点比焊件低的钎料作为填充金属，加热时钎料熔化而将焊件连结起来的焊接方法。二、填空：1.体心立方、面心立方、密排六方；2.间隙固溶体、置换固溶体；3.奥氏体、铁素体、渗碳体；４.Ｗ、Ｍo；５.铝、青铜；６缩孔、缩松、变形、裂纹；７冲孔、落料；８焊缝区、熔合区、热影响区；９注浆成型、热压成型、注射成型；１０过量变形、断裂、零件表面损伤。三、选择题：1.a；2.d；3.c；4.a；5.⑿、④、⒀、②、⑥、⒁、⑩、⑾。四、判断题：1.错、2错、3.错、4对、5.对、6.对、7.错、8.对、9.对、10对。五、简答题１．１）马氏体转变的是典型的非扩散型相变，因而不需要孕育期。２）马氏体转变有固定的温度区间，其转变量决定于过冷度，而于保温时间无关。３）马氏体转变难以进行完全，常会有部分奥氏体残留下来，称为残余奥氏体。２．１）第一阶段奥氏体的形核与长大；２）第二阶段残余渗碳体的溶解；３）第三阶段是奥氏体的成分均匀化过程。３．退火的目的是消除锻造过程中产生的应力和粗大组织,改善其性能。退火后的组织是铁素体和珠光体。调质处理的目的是提高材料的综合性能，具有较高的强度、硬度和良好的塑性和韧性。调质后的组织为回火索氏体。表面淬火的目的是获得马氏体组织，提高表面的硬度。淬火后的组织是马氏体。的目的是消除淬火过程中产生的应力，稳定组织，使淬火马氏体转变为回火马氏体。组织为回火马氏体。４．１）合金的成分；２）浇注条件：浇注温度、充型压力、浇注系统的结构。３）铸型：铸型的蓄热能力、铸型温度、铸型中气体。４）铸件结构。５．生产率高，便于实现自动化；获得的铸件尺寸精度高；表面粗糙度低，一些铸件无需机加工就可直接使用还便于生产结构复杂的薄壁件；由于铸型冷却能力强，获得铸件的组织细小，所以铸件的强度性能比砂型铸造的高；压铸可实现嵌铸。６．1)要保证模锻件能从模膛中取出。2)按选定的分模面应使上下两模沿分模面的模膛轮廓一致，以便在安装锻模和生产中容易发现错模现象，及时调整。3)最好把分模面选在能使模膛深度最浅的位置处。4)选定的分模面使零件上所加的敷料最少。７．1)适于焊接各类合金钢，易氧化的非铁金属以及锆、钽、钼等稀有金属材料。2)氩弧焊电弧稳定，飞溅小，焊缝致密，表面没有熔渣，成形美观。3)电弧和熔焊区受气流保护，明弧可见，便于操作，容易实现全位置自动焊接。4)电弧在气流压缩下燃烧，热量集中，熔池较小，焊接速度较快，焊接热影响区较窄，因而工件焊后变形小。８．１）焊缝布置应便于焊接操作和检验。２）焊缝应对称公布。３）焊缝应避免密集交叉。４）焊缝应避开应力集中和最大应力的部位。５）焊缝应远离机加工表面。

试卷一答案一、名词解释固溶体：是指合金的组元在固态下相互溶解而形成的一种成分均匀的新晶体。相：金属或合金中具有相同的化学成分、相同的结构并以界面相互分开的各个均匀的组成部分。调质处理：淬火加高温回火的热处理工艺。结构斜度：是指在铸件所有垂直于分型面的非加工面上设计的斜度。形变强化：金属在冷塑性变形时，随着变形程度的增加，强度和硬度提高，塑性和韧性下降的现象。气体保护焊：利用外加气体保护电弧区和焊接区的电弧焊方法。二、填空：1．断后伸长率、断面收缩率；2．结晶、相变；3．正火、退火、淬火、回.；4.灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、蠕墨铸铁；５．铝合金、铝、硅、黄铜；６．液态收缩、凝固收缩、固态收缩；７．拉拔、轧制、模锻、板料冲压８．熔焊、压焊、钎焊９．焊缝区、熔合区、热影响区；１０．适用性、经济性。三、选择题：1.b2.a3.b4.d5.b6.b7.c8.b9.b10.a四、选材题机床床身HT200、减速相传动轴45、轿车后桥齿轮20CrMnTi、滚动轴承GCr15、高速车刀W18Cr4V、汽车板簧65Mn、飞机大梁LC6、锉刀T１２A、电话机外壳酚醛塑料PF、枪炮弹壳H68、桥梁构件Q345、冲压模具Cr12、坦克履带板ZGMn13、滑动轴承ZchSnSb11-6、压铸模具3Cr2W8V。五、简答题１．细化结晶晶粒的主要方法有：.增大过冷度、附加振荡、变质处理。２．１）马氏体转变的是典型的非扩散型相变，因而不需要孕育期。２）马氏体转变有固定的温度区间，其转变量决定于过冷度，而于保温时间无关。３）马氏体转变难以进行完全，常会有部分奥氏体残留下来，称为残余奥氏体。３．淬火温度的选择原则是：亚共析钢：Ｔ淬＝Ａc3+(30~70)０C共析钢、过共析钢Ｔ淬＝Ａc1+(30~70)０４．高速钢三次回火的目的是：1)减少和消除淬火应力，稳定组织。2)在马氏体中析出碳化物，起着二次硬化的作用。3)消除残余奥氏体，提高基体的强度和硬度。５．1)铸件上的重要加工面或质量要求高的面，尽可能置于铸型的下部或处于侧立位置。2)将铸件上的大平面朝下，以免在此面上出现气孔和夹砂缺陷。3)有大面积薄壁的铸件，应将其薄壁部分放在铸型的下部或处于侧立位置，以免产生浇不足和冷隔缺陷。4)为防止铸件产生缩孔，应把铸件上易产生缩孔的厚大部分位置于铸型顶部或侧面，以便安放冒口补缩。６．１）减少和简化分型