2026年模具材料性能评估测试试卷

2026年模具材料性能评估测试试卷考试时长：120分钟满分：100分试卷名称：2026年模具材料性能评估测试试卷考核对象：模具设计与制造专业学生、行业从业者题型分值分布：-判断题（总共10题，每题2分）总分20分-单选题（总共10题，每题2分）总分20分-多选题（总共10题，每题2分）总分20分-案例分析（总共3题，每题6分）总分18分-论述题（总共2题，每题11分）总分22分总分：100分---一、判断题（每题2分，共20分）1.模具材料的硬度越高，其耐磨性一定越好。2.冷作模具钢通常采用油淬火工艺以获得高韧性。3.热作模具钢的回火温度越高，抗回火脆性能力越强。4.模具材料的疲劳强度与其循环加载次数成正比。5.模具钢材的碳含量越高，淬透性越好。6.模具材料的冲击韧性主要受温度影响，低温时显著下降。7.硬质合金的耐磨性优于所有模具钢材。8.模具材料的耐腐蚀性与其化学成分无关。9.模具钢材的淬火温度越高，残余应力越小。10.模具材料的导热系数越高，热疲劳抗力越差。二、单选题（每题2分，共20分）1.下列哪种模具材料最适合用于精密冲裁模？A.45钢B.Cr12MoVC.3Cr2W8VD.YG202.热作模具钢常用的热处理工艺是？A.完全退火B.等温淬火C.淬火+高温回火D.固溶处理3.模具材料的回火脆性主要发生在？A.200℃以下B.250℃~350℃C.450℃~550℃D.600℃以上4.下列哪种材料抗热疲劳性能最好？A.H13钢B.5CrNiMoC.40CrD.T8A5.模具钢材的淬透性主要取决于？A.碳含量B.合金元素含量C.晶粒大小D.冷却速度6.硬质合金的硬度主要来源于？A.碳化物相B.残余奥氏体C.晶界偏析D.网状碳化物7.模具材料的疲劳极限与其强度有何关系？A.成正比B.成反比C.无关D.平方根关系8.冷作模具钢常用的强化方式是？A.固溶处理B.时效处理C.形变热处理D.淬火+低温回火9.模具材料的耐蚀性主要受哪种元素影响？A.CrB.MnC.SiD.Ni10.热作模具钢的典型成分是？A.高碳低合金B.中碳高合金C.低碳高合金D.高碳高合金三、多选题（每题2分，共20分）1.影响模具材料耐磨性的因素包括？A.硬度B.化学成分C.晶粒尺寸D.残余应力E.使用温度2.模具材料的热处理工艺包括？A.退火B.淬火C.回火D.淬火+回火E.等温处理3.模具材料的疲劳失效形式包括？A.疲劳裂纹B.热疲劳C.蠕变D.脆性断裂E.塑性变形4.硬质合金的典型应用领域包括？A.精密冲裁模B.冷挤压模C.塑料模具D.拉深模E.高速切削刀具5.模具材料的化学成分对其性能的影响包括？A.碳含量影响淬透性B.Cr提高硬度C.Mo增强抗回火性D.W改善高温强度E.V细化晶粒6.模具材料的力学性能指标包括？A.强度B.韧性C.硬度D.疲劳强度E.导热系数7.模具材料的热疲劳机理包括？A.温差应力B.相变应力C.残余应力D.晶界滑移E.蠕变8.模具材料的表面处理技术包括？A.渗碳B.渗氮C.氮化D.PVD涂层E.热喷涂9.影响模具材料使用寿命的因素包括？A.工作载荷B.工作温度C.滑动速度D.润滑条件E.材料缺陷10.模具材料的典型失效形式包括？A.磨损B.疲劳断裂C.蠕变D.蠕变断裂E.脆性断裂四、案例分析（每题6分，共18分）案例1：某公司生产汽车覆盖件模具，使用Cr12MoV钢制造，服役过程中出现早期磨损和崩刃现象。请分析可能的原因并提出改进措施。案例2：某热作模具（3Cr2W8V）在高温冲压过程中频繁出现热疲劳裂纹，请分析原因并提出解决方案。案例3：某精密塑料模具（材料为P20）在注塑过程中出现表面粘模和变形，请分析原因并提出改进建议。五、论述题（每题11分，共22分）1.论述模具材料选择的基本原则及其对模具寿命的影响。2.分析模具材料热处理工艺对性能的影响，并说明常见缺陷的预防措施。---标准答案及解析一、判断题1.×（硬度高未必耐磨，需结合组织结构）2.×（冷作模具钢通常水淬或油淬，但韧性要求高时采用低温回火）3.√（回火温度越高，碳化物越稳定，抗回火脆性增强）4.×（疲劳强度与循环次数成反比，存在疲劳极限）5.×（碳含量高淬透性差，需合金元素配合）6.√（低温时冲击韧性显著下降，易脆性断裂）7.×（硬质合金耐磨性好，但韧性差，需根据工况选择）8.√（Cr提高耐蚀性，形成Cr23C6尖晶石）9.×（淬火温度高易产生过热组织，残余应力大）10.√（导热系数高易导致热变形，降低热疲劳抗力）二、单选题1.B（Cr12MoV高硬度、高耐磨性，适合精密冲裁）2.C（热作模具钢需淬火+高温回火，获得高温强度和韧性）3.C（250℃~350℃和450℃~550℃易出现回火脆性）4.A（H13钢（3Cr2W8V）抗热疲劳性能优异）5.B（合金元素提高淬透性，如Cr、Mo、W）6.A（硬质合金硬度源于WC、TiC等碳化物相）7.A（强度越高，疲劳极限越高）8.C（冷作模具钢通过形变热处理提高强韧性）9.A（Cr提高耐蚀性，形成钝化膜）10.B（3Cr2W8V为典型热作模具钢，中碳高合金）三、多选题1.ABCDE2.ABCDE3.ABCD4.ABDE5.ABCDE6.ABCD7.ABD8.ABCD9.ABCDE10.ABCDE四、案例分析案例1：原因分析：-Cr12MoV碳含量高，淬透性差，组织粗大，硬度不均匀；-淬火温度过高或冷却不当，导致淬火裂纹；-回火不足或不当，残余应力大，脆性增加；-模具表面粗糙或润滑不良，加剧磨损。改进措施：-采用预冷淬火或分级淬火降低淬火应力；-优化回火工艺，消除残余应力；-表面处理（如渗氮）提高表面硬度；-改进模具结构，优化受力分布。案例2：原因分析：-3Cr2W8V高温强度不足，热疲劳抗力差；-模具表面粗糙或润滑不良，加剧热疲劳；-工作温度超过材料回火温度，组织软化；-循环热应力超过疲劳极限。解决方案：-采用高温合金钢（如H13）替代；-表面强化处理（如氮化）；-优化模具结构，减少温差应力；-改善润滑条件。案例3：原因分析：-P20碳含量低，淬透性差，易出现软点；-回火温度不足，残余应力大；-模具表面粗糙或脱模剂使用不当；-注塑温度过高，塑料粘附性强。改进建议：-采用真空淬火或等温淬火提高均匀性；-优化回火工艺，消除残余应力；-表面处理（如PVD涂层）降低粘附性；-控制注塑工艺参数。五、论述题1.模具材料选择的基本原则及其对模具寿命的影响模具材料选择需综合考虑以下因素：-工况要求：冲压、注塑、锻造等不同工况对材料性能要求不同；-工作温度：热作模具需高温强度和抗热疲劳性；-硬度与耐磨性：精密模具需高硬度和均匀耐磨性；-韧性：避免脆性断裂，尤其受冲击载荷的模具；-经济性：材料成本与加工难度需平衡。影响：合理选材可显著延长模具寿命，降低制造成本；反之则易出现早期失效，缩短寿命。2.模具材料热处理工艺对性能的影响及缺陷预防热处理工艺影响：