物理性能检验员(高级工)技能鉴定考试题及答案

物理性能检验员(高级工)技能鉴定考试题及答案一、单项选择题（每题1分，共30分。每题只有一个正确答案，错选、多选、不选均不得分）1.某合金钢试样经拉伸试验测得屈服强度Rp0.2=785MPa，抗拉强度Rm=920MPa，断后伸长率A=14%。若采用GB/T228.12021方法，原始标距L0=50mm，则断裂后标距Lf最接近A.53.5mm  B.55.0mm  C.57.0mm  D.58.5mm答案：C解析：A=(Lf−L0)/L0×100%⇒Lf=L0(1+A)=50×1.14=57mm。2.用ASTME11213比较法评定奥氏体不锈钢晶粒度，在100×视场下与标准图片比对，观察到晶粒截距数为32个/mm。则其晶粒度级别指数G最接近A.6.0  B.7.0  C.8.0  D.9.0答案：B解析：n=32个/mm⇒N=32×100/1000=3.2个/mm²，G=−3.2877+6.6439log10(N)=6.96≈7.0。3.依据GB/T2292020，夏比V型缺口冲击试样厚度为10mm，试验测得冲击吸收能量KV2=42J，若断口纤维率≥85%，则该材料韧脆转变温度估算方法宜采用A.能量法  B.剪切断面率法  C.侧膨胀值法  D.落锤试验法答案：B解析：纤维率≥85%对应剪切断面率法，可直接查表估算50%FATT。4.采用HBW10/3000布氏硬度试验，测得压痕直径d=3.90mm，则HBW为A.241  B.250  C.259  D.268答案：C解析：HBW=0.102×2F/(πD(D−√(D²−d²)))=0.102×2×29420/(π×10×(10−√(100−15.21)))=259。5.依据GB/T43362016，火花源原子发射光谱分析低合金钢时，若分析C元素选用193.09nm谱线，其内标元素宜选A.Fe187.7nm  B.Fe271.4nm  C.Ar404.4nm  D.Cu324.7nm答案：A解析：187.7nmFe线与C193.09nm相邻，激发条件一致，基体补偿最佳。6.用超声纵波直探头检测φ60mm×8mm无缝钢管，仪器显示第一次底波B1与第二次底波B2波高差为12dB，则该管材质的衰减系数α约为A.0.002dB/mm  B.0.004dB/mm  C.0.006dB/mm  D.0.008dB/mm答案：B解析：Δ=12dB，声程差=2×8=16mm，α=Δ/(2S)=12/32=0.375dB/mm，但需除以2（往返），α≈0.004dB/mm。7.依据GB/T63942017，采用截距法测定平均晶粒尺寸，若200mm测量线上共截获晶粒120个，则平均截距l̅为A.1.20mm  B.1.67mm  C.2.00mm  D.2.40mm答案：B解析：l̅=L/N=200/120=1.67mm。8.用磁性法测得某渗氮层表面维氏硬度HV0.3=1150，基体硬度HV0.3=320，则渗氮层有效硬化层深度DN应根据A.HV+50  B.HV+100  C.HV+200  D.HV+400答案：C解析：渗氮层按ISO18203:2016取基体+200HV作为界限，即520HV。9.依据GB/T30752020，疲劳试验R=−1时，若最大应力σmax=450MPa，则最小应力σmin为A.−450MPa  B.0MPa  C.225MPa  D.−225MPa答案：A解析：R=σmin/σmax=−1⇒σmin=−σmax。10.用差示扫描量热法(DSC)测定PA66玻璃化转变温度，若升温速率为20℃/min，则Tg取A.第一次升温曲线拐点  B.第二次升温曲线中点  C.第一次降温曲线拐点  D.恒温段基线突变答案：B解析：消除热历史需第二次升温，Tg取台阶中点。11.依据GB/T228.12021，引伸计标距Le=25mm，测得最大力延伸率Ag=8.5%，则最大力塑性延伸率Agt与Ag之差为A.0%  B.弹性延伸率  C.颈缩延伸率  D.均匀延伸率答案：B解析：Agt=Ag+弹性延伸率，差值即弹性部分。12.用涡流电导仪测得铝合金试块电导率为34.5MS/m，若标准试块标称值为35.0MS/m，则温度补偿系数设为0.6%/℃时，现场温度比标定温度高10℃，修正后电导率为A.33.9MS/m  B.34.5MS/m  C.35.1MS/m  D.35.7MS/m答案：A解析：ΔT=+10℃，电导率下降0.6%/℃×10=6%，34.5×(1−0.06)=33.9MS/m。13.依据GB/T230.12018，洛氏硬度HRC试验中，若总试验力F=1471N，初试验力F0=98N，则主试验力F1为A.1373N  B.1471N  C.1569N  D.1079N答案：A解析：F=F0+F1⇒F1=1471−98=1373N。14.用X射线衍射法测定淬火马氏体块体残余奥氏体体积分数，若(200)α峰积分强度Iα=2850，(220)γ峰Iγ=320，已知Rα=2.06，Rγ=1.92，则Vγ为A.8.9%  B.10.2%  C.11.5% D.12.8%答案：B解析：Vγ=(Iγ/Rγ)/(Iγ/Rγ+Iα/Rα)=(320/1.92)/(320/1.92+2850/2.06)=10.2%。15.依据GB/T105612020，A类夹杂物细系最小宽度判定为A.2μm  B.4μm  C.6μm  D.8μm答案：B解析：A类细系宽度2–4μm，最小4μm起计。16.用激光闪射法测热扩散率，若试样厚度d=2.00mm，半升温时间t1/2=0.052s，则热扩散率α为A.4.0mm²/s  B.5.5mm²/s  C.6.6mm²/s  D.7.8mm²/s答案：C解析：α=0.1388d²/t1/2=0.1388×4/0.052=6.6mm²/s。17.依据GB/T2322010，弯曲试验支辊间距离应为A.d+2a  B.d+3a  C.d+4a  D.d+5a答案：B解析：d为弯心直径，a为试样厚度，标准规定d+3a。18.用磁性法测得铁素体不锈钢α相体积分数为18%，若标定曲线斜率为0.85，则真实α相含量为A.15.3%  B.18.0%  C.21.2%  D.24.5%答案：A解析：真实值=仪器读数×斜率=18×0.85=15.3%。19.依据GB/T63962008，高温拉伸试验若引伸计杆自热膨胀导致应变读数偏大，应A.降低试验温度  B.采用陶瓷杆引伸计  C.增加保温时间  D.缩短原始标距答案：B解析：陶瓷杆热膨胀系数小，可消除系统误差。20.用氦质谱背压法测定陶瓷基复合材料开孔孔隙率，若试样体积V=4.00cm³，开孔体积Vo=0.12cm³，则开孔孔隙率为A.2.0%  B.3.0%  C.3.5%  D.4.0%答案：B解析：Po=Vo/V×100%=0.12/4×100%=3.0%。21.依据GB/T124442019，磨损试验销盘法，若销直径d=6mm，试验力F=200N，则初始接触压强为A.5.66MPa  B.7.07MPa  C.8.84MPa  D.10.61MPa答案：B解析：A=πd²/4=28.27mm²，p=F/A=200/28.27=7.07MPa。22.用临界裂纹张开位移CTOD试验评定管线钢韧性，若试样厚度B=20mm，a/W=0.5，测得临界载荷Fp=85kN，塑性因子η=2.1，则换算CTODδc约为A.0.15mm  B.0.25mm  C.0.35mm  D.0.45mm答案：B解析：δc=(Fp²S²(1−ν²))/(2ησyEB²)，代入典型X70参数得δc≈0.25mm。23.依据GB/T30772015，合金钢40Cr标准调质硬度要求为A.220–250HBW  B.250–280HBW  C.280–320HBW  D.320–360HBW答案：C解析：40Cr调质后硬度280–320HBW。24.用红外热像法检测复合材料分层，若激发热源为卤素灯，调制频率0.5Hz，则热扩散长度μ约为（热扩散率α=0.8mm²/s）A.0.4mm  B.0.6mm  C.0.8mm  D.1.0mm答案：B解析：μ=√(α/πf)=√(0.8/π×0.5)=0.6mm。25.依据GB/T29752018，钢板拉伸试样取样方向若合同未规定，则默认A.横向  B.纵向  C.45°  D.轧向答案：B解析：默认纵向，即轧制方向。26.用差热分析DTA测定高纯Al熔点，若升温速率10℃/min，则熔点取A.外推起始点  B.峰顶点  C.峰终止点  D.基线拐点答案：A解析：按ISO113573取外推起始点，消除热滞后。27.依据GB/T230.22018，洛氏硬度标准块不均匀度最大允许A.±0.5HRC  B.±1.0HRC  C.±1.5HRC  D.±2.0HRC答案：A解析：标准块不均匀度≤0.5HRC。28.用超声TOFD检测，若探头中心距2s=100mm，板厚t=30mm，则直通波与底波时间差Δt约为（纵波声速cl=5900m/s）A.8.5μs  B.10.2μs  C.11.9μs  D.13.6μs答案：C解析：Δt=(√(s²+t²)−s)/cl×2=11.9μs。29.依据GB/T63942017，晶粒度截距法测量线长度应≥A.300mm  B.400mm  C.500mm  D.600mm答案：C解析：标准规定≥500mm。30.用激光共聚焦显微镜测量涂层粗糙度Sa，若扫描面积1mm×1mm，则垂直分辨率主要取决于A.激光波长  B.数值孔径  C.步进电机精度  D.探测器像素尺寸答案：B解析：垂直分辨率≈λ/(2NA)，NA为物镜数值孔径。二、多项选择题（每题2分，共20分。每题有两个或两个以上正确答案，多选、少选、错选均不得分）31.下列哪些因素会导致夏比冲击吸收能量偏高A.试样缺口根部半径偏大  B.试验机摆锤轴承锈蚀  C.试样冷却温度低于规定  D.对中不良  E.试样表面存在脱碳答案：A、E解析：缺口半径大、脱碳层软，均使能量偏高；轴承锈蚀、冷却低、对中不良使能量偏低。32.依据GB/T228.12021，引伸计系统应满足A.1级引伸计对应最大允许误差±1.0%  B.测定Rp0.2需至少1级  C.测定Ag需至少0.5级  D.标距误差≤±1%  E.系统滤波频率≥500Hz答案：A、B、C、D解析：滤波无≥500Hz要求。33.用X射线应力测定，下列哪些条件必须满足A.衍射峰半高宽≥3°  B.无织构或弱织构  C.表面粗糙度Ra≤10μm  D.采用侧倾法可消除剥层应力  E.采用CrKα辐射测铁素体(211)峰答案：B、C、E解析：半高宽过大精度差；侧倾法不能消除剥层应力。34.依据GB/T105612020，非金属夹杂物分类包含A.A类  B.B类  C.C类  D.D类  E.DS类答案：A、B、C、D、E解析：标准五类全含。35.用DSC测定比热容，需进行哪些校准A.温度  B.热流  C.热焓  D.时间常数  E.基线斜率答案：A、B、C解析：时间常数、基线斜率非必须。36.下列哪些缺陷可用超声表面波检测A.表面裂纹  B.近表面夹渣  C.深层气孔  D.表面划痕  E.皮下折叠答案：A、B、E解析：表面波渗透深度约1λ，深层气孔无法检出。37.依据GB/T230.12018，HRC试验对试样厚度要求A.≥1.5mm  B.压痕深度≤试样厚度1/10  C.试样背面无可见变形  D.表面粗糙度Ra≤1.6μm  E.曲率半径≥15mm答案：B、C、D解析：厚度≥1.5mm非硬性，曲率半径≥3mm即可。38.用激光衍射法测粉末粒度，需输入的光学参数有A.颗粒折射率  B.分散介质折射率  C.颗粒吸收率  D.激光波长  E.散射角范围答案：A、B、C、D、E解析：全需输入Mie模型。39.依据GB/T29752018，冲击试样缺口轴线应A.垂直于轧制面  B.平行于轧制方向  C.缺口根部在1/4厚度  D.对于圆钢在半径1/2处  E.允许在表面脱碳区答案：A、C、D解析：缺口不允许在脱碳区。40.用氦气密度计测真密度，下列哪些操作错误A.粉末未烘干  B.使用氮气代替氦气  C.样品室温度波动±2℃  D.未进行空白校准  E.粉末粒度>5mm答案：A、B、D、E解析：温度波动±2℃可接受。三、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）41.依据GB/T228.12021，断后伸长率A可直接用移位法测量，无需引伸计。答案：√解析：移位法适用于无引伸计情况。42.用布氏硬度试验时，压痕直径越大，HBW值越高。答案：×解析：d越大，HBW越小。43.依据GB/T2292020，冲击试样缺口对称面偏离2mm仍判合格。答案：×解析：偏离>1mm即判废。44.X射线应力测定中，采用侧倾法可消除表面粗糙度影响。答案：√解析：侧倾法ψ几何不受表面粗糙影响。45.用DSC测Tg时，第二次升温曲线可消除热历史。答案：√解析：标准程序要求二次升温。46.超声TOFD检测中，缺陷高度可通过衍射信号时间差直接计算，无需声速校准。答案：×解析：必须精确校准声速。47.依据GB/T230.12018，洛氏硬度试验可在镀层表面直接进行。答案：×解析：镀层厚度需≥压痕深度10倍。48.用金相法测定渗碳层深度，需经5%硝酸酒精腐蚀。答案：√解析：GB/T94502005规定。49.激光闪射法测热扩散率时，试样表面涂石墨是为了增加吸收率与发射率。答案：√解析：石墨涂层提高能量吸收与红外发射。50.依据GB/T63942017，晶粒度测定可在抛光未腐蚀表面进行。答案：×解析：必须腐蚀显现晶界。四、计算题（每题10分，共30分。要求写出公式、代入数据、计算过程及单位）51.某高温合金棒材需测定规定塑性延伸强度Rp0.2。原始直径d0=10.00mm，引伸计标距Le=50mm，试验机横梁位移速率0.5mm/min，弹性模量E=205GPa。当引伸计读数增加0.105mm时，达到塑性延伸率0.2%对应的力值Fp0.2=48.6kN。求：(1)应力速率MPa/s；(2)验证Fp0.2是否满足GB/T228.12021对弹性段应力速率要求（2–20MPa/s）；(3)计算Rp0.2并修约至1MPa。答案：(1)应力速率σ̇=Ḟ/A0，A0=πd0²/4=78.54mm²Ḟ=σ̇A0=Eε̇A0=205000×(0.2%/50)×78.54=205000×0.00004×78.54=644N/sσ̇=Ḟ/A0=644/78.54=8.2MPa/s(2)8.2MPa/s在2–20MPa/s范围内，满足要求。(3)Rp0.2=Fp0.2/A0=48600/78.54=618.8MPa≈619MPa解析：应力速率通过弹性段换算，结果合规；Rp0.2按力值直接计算并修约。52.用超声脉冲回波法测钢板厚度，已知第一次底波B1与第二次底波B2时间间隔Δt=8.40μs，钢板声速cl=5920m/s，探头延迟块厚度td=5.00mm，延迟块声速cd=3240m/s。求：(1)钢板真实厚度t；(2)若要求测厚精度±0.1mm，则时间测量精度需优于多少ns？答案：(1)钢板中往返一次时间Δt′=Δt−2td/cd=8.40−2×5/3.24=5.31μst=clΔt′/2=5920×5.31×10⁻⁶/2=15.7mm(2)Δtmin=2Δt/cl=2×0.1/5920=33.8ns解析：需扣除延迟块声程；厚度误差与时间误差呈线性关系。53.用布氏硬度HBW5/750测铝合金，测得压痕平均直径d=2.48mm。求：(1)HBW值；(2)若试样厚度为4mm，验证是否满足GB/T231.12018厚度要求；(3)若改用HBW10/1000，预测压痕直径d′并判断适用性。答案：(1)HBW=0.102×2F/(πD(D−√(D²−d²)))=0.102×2×7355/(π×5×(5−√(25−6.15)))=95.3(2)压痕深度h=(D−√(D²−d²))/2=0.34mm，要求厚度≥8h=2.7mm，实际4mm满足。(3)保持相同硬度，F/D²=常数=750/25=30，新F=30×100=3000kgf=29.4kN，d′=D√(1−√(1−(F/Fref)(d/D)²))=3.50mm，厚度需≥8h′=8×0.48=3.8mm，仍满足。解析：利用相似原理，F/D²恒定，换算直径并验证厚度。五、综合应用题（每题15分，共30分）54.某航天用Ti6Al4V锻件需复验力学性能与微观组织。提供φ20mm棒材，技术要求：Rm≥895MPa，Rp0.2≥825MPa，A≥10%，Z≥25%，晶粒度≥5级，α+β区变形量≥50%。试设计完整复验方案，包括：(1)取样部