2025年大学三年级（材料科学与工程）模具材料及热处理试题及答案

2025年大学三年级（材料科学与工程）模具材料及热处理试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共30分）本卷共10小题，每小题3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.下列哪种材料不属于模具材料的常用类型？A.结构钢B.工具钢C.不锈钢D.硬质合金2.模具材料的硬度对模具的性能有着重要影响，一般来说，硬度越高，模具的A.耐磨性越好B.韧性越好C.加工性能越好D.塑性越好3.以下哪种热处理工艺可以提高模具材料的硬度和耐磨性？A.退火B.正火C.淬火D.回火4.模具材料的疲劳性能主要取决于A.材料的化学成分B.热处理工艺C.模具的工作条件D.以上都是5.下列关于模具材料的韧性说法正确的是A.韧性好的模具材料不易断裂B.韧性与硬度呈正相关C.提高韧性会降低模具的耐磨性D.韧性只与材料的原始状态有关6.高速钢常用于制造A.冷冲模B.压铸模C.热锻模D.塑料模7.模具材料的耐腐蚀性主要与A.材料的含碳量有关B.材料的合金元素种类和含量有关C.模具的使用环境湿度有关D.模具的加工精度有关8.以下哪种热处理工艺可以消除模具材料的残余应力？A.退火B.正火C.淬火D.回火9.模具材料的热稳定性主要影响模具在A.常温下的工作性能B.高温下的工作性能C.低温下的工作性能D.不同温度循环下的工作性能10.硬质合金模具材料的主要优点是A.硬度高、耐磨性好B.韧性好、加工性能好C.耐腐蚀性强、价格低D.密度小、重量轻第II卷（非选择题共70分）11.（共15分）简述模具材料的性能要求，并说明各项性能要求的重要性。12.（共15分）比较退火、正火、淬火和回火四种热处理工艺的目的、工艺特点及对模具材料性能的影响。13.（共15分）分析模具在工作过程中可能出现的失效形式，并说明如何通过选择合适的模具材料及热处理工艺来提高模具的使用寿命。材料：某模具在使用过程中出现了磨损严重的情况，经分析发现模具材料的硬度和耐磨性不足。已知该模具用于冲压高强度钢板，工作条件较为恶劣。14.（共10分）针对上述材料中的问题，提出你认为合适的模具材料选择及热处理工艺建议，并说明理由。材料：现有一种新型模具材料，其化学成分含有较高的合金元素，具有良好的综合性能。但在实际应用中，发现该材料的加工性能较差，容易出现加工裂纹等问题。15.（共15分）根据上述材料，分析该新型模具材料加工性能差的原因，并提出改进加工性能的措施。答案：1.C2.A3.C4.D5.A6.A7.B8.D9.B10.A11.模具材料的性能要求包括硬度与耐磨性、强度与韧性、疲劳性能、热稳定性、耐腐蚀性等。硬度与耐磨性确保模具在工作中抵抗磨损，保证尺寸精度和表面质量；强度与韧性使模具承受载荷而不破裂；疲劳性能防止模具在交变载荷下失效；热稳定性保证模具在高温下正常工作；耐腐蚀性延长模具在有腐蚀介质环境下的使用寿命。12.退火目的是消除应力、降低硬度、改善加工性能等，工艺特点是加热缓慢冷却，使材料组织均匀化，降低硬度提高塑性。正火目的是改善切削性能、细化晶粒等，冷却速度比退火快，硬度稍高于退火。淬火能大幅提高硬度和耐磨性，但会产生很大内应力。回火是消除淬火内应力，调整硬度和韧性，使性能稳定。13.模具失效形式有磨损、断裂、疲劳破坏、热疲劳、腐蚀等。选择合适材料及热处理工艺时，根据工作条件选高硬度耐磨材料并通过淬火回火提高硬度耐磨性；选韧性好材料并合理热处理保证强度韧性；考虑材料疲劳性能及对应热处理；选热稳定性好材料并优化热处理；选耐腐蚀性好材料或进行表面处理。14.可选择CrWMn等合金工具钢，经淬火和低温回火处理。理由：CrWMn钢硬度较高，耐磨性较好，能满足冲压高强度钢板对硬度和耐磨性的要求。淬火和低温回火可进一步提高硬度和耐磨性，同时适当保留一定韧性，防止模具过早断裂。15.加工性能差原因可能是合金元素含量高导致材料硬度高、塑性低，热导率低，切削