2025年大学大二（金属材料工程）金属工艺学试题及答案

2025年大学大二（金属材料工程）金属工艺学试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题，共30分）答题要求：每题只有一个正确答案，请将正确答案的序号填在括号内。(总共10题，每题3分)1.下列哪种金属材料的锻造性能最好？（）A.低碳钢B.中碳钢C.高碳钢D.合金钢2.金属材料在压力加工时，能较好地反映其塑性变形能力的指标是（）A.屈服强度B.抗拉强度C.伸长率D.硬度3.自由锻造时，冲孔工序一般用于（）A.锻造空心轴类零件B.锻造薄板类零件C.锻造实心轴类零件D.锻造复杂形状零件4.下列哪种焊接方法属于熔焊？（）A.电阻焊B.氩弧焊C.钎焊D.摩擦焊5.焊接电弧由阴极区、阳极区和（）组成。A.弧柱区B.熔合区C.过热区D.正火区6.金属材料的热处理工艺中，淬火的目的是（）A.提高硬度和耐磨性B.降低硬度，改善切削加工性能C.消除内应力D.提高韧性7.下列哪种硬度测试方法适用于较薄工件？（）A.布氏硬度B.洛氏硬度C.维氏硬度D.肖氏硬度8.合金中，两组元在液态和固态下都能互相溶解，形成均匀一致的组织，这种合金相称为（）A.固溶体B.金属化合物C.机械混合物D.间隙相9.金属材料在交变应力作用下，发生破坏的现象称为（）A.疲劳B.蠕变C.松弛D.磨损10.下列哪种铸造方法的尺寸精度最高？（）A.砂型铸造B.熔模铸造C.金属型铸造D.离心铸造第II卷（非选择题，共70分）1.简答题（每题10分，共20分）（1）简述金属材料的力学性能包括哪些方面。（2）说明影响金属材料锻造性能的因素有哪些。2.分析题（15分）分析自由锻造的特点以及适用范围。3.工艺设计题（15分）设计一个简单轴类零件的锻造工艺过程。4.材料分析题（10分）给出一段关于焊接接头金相组织分析的材料，要求分析焊接接头不同区域的组织特点及其对性能的影响。材料：某焊接接头在金相显微镜下观察，发现有焊缝区、熔合区、热影响区等不同区域。焊缝区呈现柱状晶组织，熔合区组织较为复杂，热影响区又可分为过热区、正火区和不完全重结晶区。5.综合应用题（10分）给出一个金属材料在实际工程中应用的案例，要求分析该材料选择的依据以及所涉及的金属工艺学原理。案例：某工厂制造一个大型齿轮，选用了中碳钢并进行了调质处理。答案：1.A2.C3.A4.B5.A6.A7.C8.A9.A10.B1.（1）金属材料的力学性能包括强度、硬度、塑性、韧性和疲劳强度等方面。强度是指金属材料在外力作用下抵抗变形和断裂的能力；硬度是指金属材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力；塑性是指金属材料在外力作用下产生塑性变形而不破坏的能力；韧性是指金属材料在冲击载荷作用下吸收能量和抵抗断裂的能力；疲劳强度是指金属材料在交变应力作用下，在规定循环次数内不发生断裂的最大应力。（2）影响金属材料锻造性能的因素有：金属材料的化学成分，如纯金属比合金锻造性能好，低碳钢比高碳钢锻造性能好；金属的组织状态，单相组织比多相组织锻造性能好；变形温度，温度越高，锻造性能越好；变形速度，变形速度适中时锻造性能较好；应力状态，压应力状态下锻造性能好。2.自由锻造的特点：设备简单，通用性强；工具简单，成本低；能锻造形状简单的大型锻件；锻件质量不易控制，精度低。适用范围：适用于单件、小批量生产，锻造大型锻件，以及锻造形状简单的零件，如轴类、齿轮坯等。3.锻造工艺过程：下料，根据零件尺寸计算下料长度并截断；加热，将坯料加热到合适的锻造温度范围；镦粗，使坯料高度减小，直径增大，改善内部组织；拔长，沿坯料轴向进行锻造，减小直径，增加长度；冲孔（若需要），在坯料上冲出通孔或盲孔；修整，对锻件进行最后的尺寸和形状修整；冷却，采用合适的冷却方式，防止产生裂纹等缺陷。4.焊缝区呈现柱状晶组织，这种组织较为致密，但存在方向性，可能导致焊缝区性能不均匀。熔合区组织复杂，是焊缝与母材的过渡区域，性能较差，是焊接接头的薄弱环节。过热区晶粒粗大，塑性和韧性降低。正火区晶粒细化，力学性能较好。不完全重结晶区部分晶粒发生重结晶，性能介于过热区和正火区之间。这些不同区域的组织特点决定了焊接接头不同部位的性能差异，影响着焊接接头的整体质量。5.选择中碳钢制造大型齿轮，是因为中碳钢具有一定的强度和韧性，能满足齿轮的使用要求。调质处理是为了改善材料的综合力学性能，提高硬度、强度和韧性，使其具有良好的耐磨性和