(2025年)工程材料及成形公益基础试题附答案

(2025年)工程材料及成形公益基础试题附答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.下列材料中，属于复合材料的是（）。A.45钢B.铝合金C.碳纤维/环氧树脂D.普通玻璃2.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3.铁碳合金中，奥氏体的最大含碳量约为（）。A.0.0218%B.0.77%C.2.11%D.4.3%4.钢的淬火工艺是将钢加热到奥氏体化温度后（）。A.随炉冷却B.在空气中冷却C.在油或水中快速冷却D.在等温盐浴中冷却5.下列铸造方法中，最适合生产形状复杂、尺寸精度高的薄壁铝合金零件的是（）。A.砂型铸造B.熔模铸造C.压力铸造D.离心铸造6.锻造时，自由锻与模锻的主要区别在于（）。A.加热温度不同B.是否使用模具C.材料利用率不同D.生产效率不同7.焊接过程中，焊条电弧焊的焊条既作为电极又作为（）。A.保护气体来源B.填充金属C.冷却介质D.导电回路8.变形铝合金与铸造铝合金的主要区别在于（）。A.合金元素含量不同B.成形方法不同C.密度差异D.耐腐蚀性差异9.陶瓷材料的主要结合键为（）。A.金属键B.离子键和共价键C.分子间作用力D.氢键10.塑料注射成形中，模具温度过高可能导致的问题是（）。A.塑件收缩率过大B.充模不足C.塑件表面凹陷D.脱模困难二、填空题（每空1分，共20分）1.材料的工艺性能包括铸造性能、锻造性能、焊接性能、切削加工性能和______性能。2.金属材料的塑性通常用______和断面收缩率两个指标衡量。3.铁碳合金的共析反应产物是______，其含碳量为______。4.钢的退火工艺中，完全退火主要用于______钢，目的是细化晶粒、降低硬度。5.砂型铸造中，分型面是指______之间的接触面，合理选择分型面可简化铸造工艺。6.锻造时，始锻温度是指金属开始锻造的______温度，终锻温度是指停止锻造的______温度。7.焊接接头的基本形式包括对接接头、搭接接头、角接接头和______接头。8.铝合金的主要强化方式包括固溶强化、时效强化和______强化。9.复合材料按增强体形态可分为颗粒增强、纤维增强和______增强复合材料。10.塑料的成形方法除注射成形外，还包括挤出成形、压制成形和______成形。三、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）1.金属材料的强度越高，其塑性一定越低。（）2.淬火加高温回火的工艺称为“调质处理”，可获得良好的综合力学性能。（）3.砂型铸造的铸件尺寸精度比熔模铸造高。（）4.自由锻适用于单件、小批量生产大型或形状复杂的锻件。（）5.焊条电弧焊的焊接电源只能是直流电源。（）6.铝合金的密度小，因此其比强度（强度/密度）一定高于钢。（）7.复合材料的性能是各组分性能的简单叠加。（）8.塑料的成形收缩率会影响塑件的尺寸精度，设计模具时需预留收缩补偿量。（）9.陶瓷材料的抗压强度远高于抗拉强度，这与陶瓷内部存在大量微裂纹有关。（）10.热处理只能改变材料的组织和性能，不能改变其化学成分。（）四、简答题（每题6分，共30分）1.简述金属材料的主要力学性能指标及其工程意义。2.比较完全退火、球化退火和去应力退火的工艺目的及适用场合。3.分析砂型铸造与压力铸造的优缺点，并说明各自的适用范围。4.锻造过程中，如何确定始锻温度和终锻温度？若控制不当会导致哪些问题？5.焊条电弧焊与氩弧焊在保护方式、焊缝质量及应用场景上有何差异？五、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缸体，材料选用HT250（灰铸铁），采用砂型铸造工艺。（1）分析灰铸铁的组织特点及其适用于缸体的主要性能优势；（2）砂型铸造中，为保证缸体的尺寸精度，需重点控制哪些工艺参数？（3）列举缸体可能出现的铸造缺陷（至少3种），并说明对应的预防措施。2.某公司拟用45钢制造一批轴类零件，要求表面硬度高（HRC50-55）、心部保持良好韧性（HB200-240）。（1）应采用何种热处理工艺？说明其工艺步骤；（2）若表面硬度不足，可能的原因有哪些？（3）热处理后，零件表层和心部的组织分别是什么？参考答案一、单项选择题1.C2.B3.C4.C5.C6.B7.B8.B9.B10.C二、填空题1.热处理2.伸长率3.珠光体；0.77%4.亚共析5.铸型6.最高；最低7.T形8.加工9.晶须10.吹塑三、判断题1.×2.√3.×4.×5.×6.×7.×8.√9.√10.√四、简答题1.主要力学性能指标包括：（1）强度（抵抗变形和断裂的能力，如抗拉强度Rm）；（2）塑性（断裂前发生塑性变形的能力，如伸长率A）；（3）硬度（抵抗局部塑性变形的能力，如洛氏硬度HRC）；（4）韧性（吸收冲击能量的能力，如冲击功Ak）；（5）疲劳强度（循环载荷下抵抗断裂的能力，如σ-1）。工程意义：为材料选择、零件设计和工艺制定提供依据。2.完全退火：加热至Ac3以上30-50℃，随炉冷却，用于亚共析钢，细化晶粒、改善切削性能；球化退火：加热至Ac1以上20-30℃，缓冷或等温，用于过共析钢，使渗碳体球化、降低硬度；去应力退火：加热至500-650℃，保温后缓冷，用于消除铸件、焊件等的内应力，防止变形开裂。3.砂型铸造优点：成本低、适应性广、可铸大型件；缺点：尺寸精度低、表面粗糙、生产率低。适用单件小批量生产。压力铸造优点：尺寸精度高、表面光滑、生产率高；缺点：设备投资大、铸件易产生气孔、不宜热处理。适用大批量生产薄壁复杂有色金属件。4.始锻温度：低于材料固相线30-50℃，防止过烧；终锻温度：高于再结晶温度（约Ar3或Ar1以上），避免加工硬化。控制不当：始锻温度过高导致过烧（晶粒粗大、无法修复）；终锻温度过低导致锻件开裂或加工硬化严重。5.保护方式：焊条电弧焊靠药皮分解产生气体和熔渣保护；氩弧焊靠氩气隔绝空气。焊缝质量：氩弧焊保护效果好，焊缝纯净，质量更高；焊条电弧焊受焊工技术影响大。应用场景：焊条电弧焊用于普通钢结构；氩弧焊用于不锈钢、铝镁合金等易氧化材料。五、综合分析题1.（1）组织特点：基体为珠光体或铁素体，含片状石墨。性能优势：石墨可减震、减摩，铸造性能好（流动性好、收缩小），成本低。（2）控制参数：分型面设计（减少活块）、型砂紧实度（防止胀砂）、加工余量（补偿收缩）、浇注温度（避免冷隔或缩孔）。（3）缺陷及预防：缩孔（设置冒口补缩）、气孔（控制型砂水分，加强排气）、砂眼（提高型砂强度，避免砂粒脱落）。