2025年大学材料科学与工程（金属材料学）试题及答案

2025年大学材料科学与工程（金属材料学）试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共40分）请将答案填写在括号内。每题只有一个正确答案，选错或不选均不得分。(总共20题，每题2分，每题给出的选项中，只有一项符合题目要求)w1.金属材料的屈服强度主要取决于（）A.金属的晶格类型B.位错运动C.晶粒大小D.溶质原子w2.以下哪种强化方式不属于金属材料的强化机制（）A.固溶强化B.加工硬化C.时效强化D.氧化强化w3.珠光体是由（）组成的机械混合物。A.铁素体和渗碳体B.铁素体和奥氏体C.奥氏体和渗碳体D.铁素体和马氏体w4.金属材料发生冷塑性变形时，其电阻会（）A.不变B.减小C.增大D.先增大后减小w5.马氏体的晶体结构是（）A.体心立方B.面心立方C.密排六方D.体心正方w6.下列元素中，能显著提高钢的淬透性的是（）A.碳B.硅C.锰D.铬w7.金属材料的疲劳断裂是在（）作用下发生的。A.静载荷B.冲击载荷C.交变载荷D.拉伸载荷w8.球墨铸铁中的石墨形态为（）A.片状B.球状C.蠕虫状D.团絮状w9.铝合金中主要的强化相是（）A.固溶体B.金属化合物C.间隙相D.置换固溶体w10.金属材料的热膨胀系数主要与（）有关。A.原子间结合力B.晶体结构C.密度D.弹性模量w11.钢的回火目的不包括（）A.消除残余应力B.提高硬度C.调整组织D.稳定尺寸w12.以下哪种金属材料的耐腐蚀性最好（）A.碳钢B.不锈钢C.铝合金D.铜合金w13.金属材料的弹性模量反映了材料的（）A.强度B.刚度C.韧性D.塑性w14.渗碳体的含碳量为（）A.0.0218%B.0.77%C.2.11%D.6.69%w15.金属材料在拉伸过程中，从开始到发生断裂所达到的最大应力值称为（）A.屈服强度B.抗拉强度C.弹性极限D.疲劳强度w16.下列哪种热处理工艺能使钢获得良好的综合力学性能（）A.退火B.正火C.淬火D.调质处理w17.金属材料的韧性通常用（）来衡量。A.冲击韧性B.硬度C.抗拉强度D.伸长率w18.铝合金的时效强化过程中，硬度达到最大值的阶段称为（）时效。A.自然B.人工C.过饱和D.峰值w19.金属材料的热导率与（）有关。A.原子质量B.晶体结构C.电子迁移率D.以上都是w20.以下哪种材料属于有色金属（）A.碳钢B.铸铁C.铝合金D.合金钢第II卷（非选择题共60分）w21.简述金属材料的强化机制有哪些？（10分）w22.分析珠光体、索氏体和屈氏体的组织形态及性能特点。（10分）w23.阐述影响金属材料淬透性的因素有哪些？（10分）w24.阅读以下材料：在研究某种新型合金钢时，发现其在不同的热处理工艺下性能差异较大。经过实验，当采用淬火温度为850℃，回火温度为550℃时，合金钢的硬度和强度都达到了较好的水平，但韧性有所下降；而当淬火温度为900℃，回火温度为600℃时，合金钢的韧性明显提高，但硬度和强度略有降低。请分析这种现象产生的原因，并说明如何根据实际需求选择合适的热处理工艺。（15分）w25.某工厂生产的一批45钢零件，在使用过程中出现了部分零件断裂的情况。经过分析，发现零件的断裂主要是由于疲劳失效导致的。请你从金属材料学的角度，提出一些改进措施来提高这批零件的疲劳寿命。（至少三条）（15分）答案：w1.B；w2.D；w3.A；w4.C；w5.D；w6.D；w7.C；w8.B；w9.B；w10.A；w11.B；w12.B；w13.B；w14.D；w15.B；w16.D；w17.A；w18.D；w19.D；w20.C；w答案21：金属材料的强化机制主要有：固溶强化，通过溶入溶质原子使晶格畸变，阻碍位错运动；加工硬化，塑性变形使位错大量增殖，位错交互作用阻碍位错运动；细晶强化，细化晶粒增加晶界面积，阻碍位错运动；第二相强化，弥散分布的第二相粒子阻碍位错运动；时效强化，通过时效处理使过饱和固溶体析出强化相。；w答案22：珠光体是铁素体和渗碳体片层相间的机械混合物组织形态为片层状。索氏体是珠光体的细化，片层间距更小。屈氏体是比索氏体更细的珠光体组织。性能特点上，珠光体有一定强度和硬度，韧性尚可；索氏体强度硬度高于珠光体，韧性也较好；屈氏体强度硬度更高，但韧性相对降低。；w答案23：影响金属材料淬透性的因素有：化学成分，合金元素可提高淬透性；奥氏体化温度，温度越高，淬透性越好；奥氏体化时间，适当延长时间可使奥氏体成分均匀，提高淬透性；钢材的原始组织，原始组织越细小，淬透性越好。；w答案24：原因：淬火温度不同，奥氏体化程度不同，导致淬火后马氏体形态和数量不同，进而影响硬度和强度。回火温度影响残余奥氏体分解和碳化物析出，对韧性有影响。选择工艺时，若侧重硬度和强度，可采用较低淬火温度和回火温度；若侧重韧性，可采用较高淬火温度和回火温度。；w答案25：改进