2025年工程材料及成型技术基础习题库与答案

2025年工程材料及成型技术基础习题库与答案一、选择题（每题2分，共40分）1.以下哪种材料属于复合材料？A.45钢B.玻璃纤维增强环氧树脂C.工业纯铝D.普通陶瓷答案：B2.衡量材料抵抗局部塑性变形能力的力学性能指标是？A.抗拉强度B.硬度C.冲击韧性D.疲劳强度答案：B3.铸造工艺中，缩松最易产生在？A.铸件厚大部位的中心B.铸件薄壁处C.冒口附近D.型芯退让性差的区域答案：A4.锻造前对金属材料加热的主要目的是？A.提高材料的强度B.降低材料的塑性C.降低变形抗力，提高塑性D.消除内部气孔答案：C5.下列焊接方法中，热输入量最小的是？A.手工电弧焊B.激光焊C.埋弧焊D.气焊答案：B6.铁碳合金中，共晶反应的温度是？A.727℃B.912℃C.1148℃D.1538℃答案：C7.以下哪种成型工艺适合生产形状复杂、壁薄的铝合金零件？A.砂型铸造B.压力铸造C.自由锻造D.板料冲压答案：B8.衡量材料在交变载荷下抵抗破坏能力的指标是？A.屈服强度B.断裂韧性C.疲劳强度D.延伸率答案：C9.普通灰铸铁的主要基体组织是？A.铁素体+珠光体B.奥氏体C.马氏体D.贝氏体答案：A10.以下哪种热处理工艺可显著提高钢的硬度和耐磨性？A.退火B.正火C.淬火+回火D.回火答案：C11.板料冲压中，落料和冲孔的主要区别在于？A.模具间隙不同B.材料变形方式不同C.分离的部分是否为工件D.冲压设备不同答案：C12.下列材料中，焊接性最好的是？A.高碳钢B.低碳钢C.铝合金D.铸铁答案：B13.铸造时，分型面的选择应尽量使？A.铸件全部或大部分放在下型B.型芯数量最少C.浇冒口系统复杂D.铸件壁厚差异增大答案：A14.锻造流线的存在会导致材料的力学性能呈现？A.各向同性B.各向异性C.无方向性D.强度均匀答案：B15.以下哪种陶瓷属于功能陶瓷？A.氧化铝陶瓷B.碳化硅陶瓷C.压电陶瓷D.氮化硼陶瓷答案：C16.塑料注射成型中，保压阶段的主要作用是？A.使熔体充满型腔B.防止熔体倒流，补缩C.冷却固化D.开模取件答案：B17.钢的淬透性主要取决于？A.冷却速度B.奥氏体化温度C.钢的化学成分D.工件尺寸答案：C18.下列成型工艺中，属于净成型（近净成型）技术的是？A.砂型铸造B.精密铸造（熔模铸造）C.自由锻造D.切削加工答案：B19.铝合金时效强化的原理是？A.形成固溶体B.析出细小弥散的第二相颗粒C.细化晶粒D.产生位错增殖答案：B20.以下哪种缺陷属于焊接热裂纹？A.冷裂纹B.再热裂纹C.结晶裂纹D.氢致裂纹答案：C二、填空题（每空1分，共20分）1.工程材料按化学组成可分为金属材料、________、________和复合材料四大类。答案：高分子材料；陶瓷材料2.洛氏硬度HRC的压头是________，测量范围适用于________材料。答案：金刚石圆锥；高硬度（如淬火钢）3.铸造工艺中，为防止铸件产生缩孔，通常采用________原则，通过设置________实现。答案：顺序凝固；冒口4.锻造分为________和________两大类，其中________可生产形状更复杂的锻件。答案：自由锻；模锻；模锻5.焊接接头的基本组成包括焊缝、________和________，其中________是性能最薄弱的区域。答案：熔合区；热影响区；熔合区6.铁碳合金中，含碳量为0.77%的钢称为________，其室温平衡组织为________。答案：共析钢；珠光体7.塑料的成型工艺主要有注射成型、________、________和吹塑成型等。答案：挤出成型；压制成型8.钢的热处理工艺按目的可分为________热处理（如退火、正火）和________热处理（如淬火、回火）。答案：预备；最终9.板料冲压的基本工序包括分离工序（如________、________）和变形工序（如拉深、弯曲）。答案：落料；冲孔10.陶瓷材料的主要结合键是________和________，因此具有高硬度、高熔点但脆性大的特点。答案：离子键；共价键三、简答题（每题6分，共30分）1.简述砂型铸造与压力铸造的主要区别及适用场景。答：砂型铸造使用砂型（可重复使用或一次性），成本低、适应性广，可铸造各种尺寸和形状的铸件（包括大型件），但精度低（IT14-IT16）、表面粗糙（Ra12.5-50μm），适用于单件小批量生产（如机床床身、发动机缸体）。压力铸造（压铸）在高压下将液态金属压入金属型，生产率高（可达500-1000件/小时），精度高（IT11-IT13）、表面光滑（Ra1.6-6.3μm），但设备投资大、铸件壁厚受限（一般≤6mm），适用于批量生产中小型复杂薄壁件（如汽车变速箱壳体、电子设备外壳）。2.为什么锻造零件的力学性能通常优于铸造零件？答：锻造通过塑性变形使金属内部的气孔、缩松等缺陷焊合，细化晶粒，同时形成沿变形方向分布的锻造流线（纤维组织），使材料的力学性能（尤其是强度、韧性）得到提高。而铸造零件内部可能存在缩孔、气孔等缺陷，晶粒较粗大，且组织均匀性较差（尤其是厚大部位），因此同等材料下，锻造零件的综合力学性能更优。3.简述钢的淬火+回火工艺的目的及常见回火类型的应用。答：淬火的目的是获得马氏体组织，提高钢的硬度和强度；回火是为了消除淬火内应力，稳定组织，调整性能（硬度、韧性等）。常见回火类型：①低温回火（150-250℃）：保持高硬度（HRC58-64）和耐磨性，用于工具、轴承；②中温回火（350-500℃）：获得高弹性极限和屈服强度（HRC35-45），用于弹簧、模具；③高温回火（500-650℃）：获得良好的综合力学性能（强韧性匹配），用于轴类、齿轮等结构件。4.分析焊接时产生气孔的主要原因及预防措施。答：气孔产生的主要原因：①熔池金属中气体（如H₂、CO、N₂）在凝固时来不及逸出；②焊接材料（焊条、焊丝、保护气体）含水分或油污，导致气体析出；③焊接工艺参数不当（如电流过小、速度过快，熔池冷却过快）。预防措施：①焊前清理工件和焊材表面的油污、水分；②使用低氢型焊条并严格烘干；③调整焊接参数（适当增大电流、降低速度），延长熔池存在时间；④采用惰性气体保护（如Ar气），减少空气侵入。5.比较热塑性塑料与热固性塑料的成型工艺特点及应用。答：热塑性塑料加热时软化熔融（可逆过程），冷却后固化，可多次成型。常用工艺有注射、挤出、吹塑，适用于生产形状复杂、可回收的制品（如塑料瓶、玩具、管道）。热固性塑料加热时发生交联反应（不可逆），固化后不可再熔融，常用压制成型、传递模塑，制品尺寸稳定、耐热性好（如电木插座、汽车刹车片）。四、综合分析题（每题10分，共20分）1.某企业需生产一批汽车发动机连杆（承受交变载荷，要求高强度、高韧性），请选择合适的材料及成型工艺，并说明理由。答：材料选择40Cr（合金调质钢），成型工艺选择模锻。理由：①40Cr含Cr元素，可提高淬透性，经调质处理（淬火+高温回火）后获得回火索氏体组织，综合力学性能优异（抗拉强度≥980MPa，延伸率≥9%），能满足连杆承受交变载荷的要求；②模锻通过模具限制金属流动，可精确成型连杆的复杂形状（如杆身、大头、小头），同时锻造过程中细化晶粒、焊合内部缺陷，并形成沿连杆轴线分布的锻造流线，显著提高其疲劳强度和抗冲击能力（优于铸造或切削加工）。2.分析灰铸铁气缸盖铸造时易产生的缺陷及防止措施。答：灰铸铁气缸盖结构复杂（含气道、冷却水腔）、壁厚不均（薄壁处5-8mm，厚壁处20-30mm），易产生以下缺陷：①缩孔/缩松：厚大部位因液态收缩和凝固收缩未被及时补