(2025年)工程材料及成型技术基础模考试题(含答案)

(2025年)工程材料及成型技术基础模考试题(含答案)一、单项选择题（每题2分，共30分）1.下列材料中，属于非晶态结构的是（）A.工业纯铁B.普通玻璃C.铝合金D.铜合金答案：B2.衡量材料抵抗局部塑性变形能力的指标是（）A.强度B.硬度C.韧性D.塑性答案：B3.以下哪种成型工艺适合生产形状复杂、尺寸精度要求不高的铸铁件？（）A.砂型铸造B.模锻C.冲压D.粉末冶金答案：A4.热塑性塑料与热固性塑料的主要区别在于（）A.分子链结构是否交联B.密度大小C.耐温范围D.力学性能答案：A5.下列金属中，属于面心立方晶格的是（）A.α-Fe（912℃以下）B.γ-Fe（912-1394℃）C.δ-Fe（1394℃以上）D.纯镁答案：B6.铸造过程中，液态金属的充型能力主要取决于（）A.浇注温度与合金流动性B.铸型材料的导热性C.铸件壁厚D.以上都是答案：D7.下列热处理工艺中，目的是消除内应力、稳定尺寸的是（）A.完全退火B.球化退火C.去应力退火D.正火答案：C8.粉末冶金工艺中，压制工序的主要作用是（）A.使粉末初步成型并具有一定强度B.去除粉末中的杂质C.提高材料致密度D.形成最终尺寸答案：A9.铝合金的时效强化主要依赖于（）A.固溶体中溶质原子的固溶强化B.第二相粒子的析出阻碍位错运动C.晶粒细化D.位错密度增加答案：B10.下列成型方法中，属于塑性成型的是（）A.熔模铸造B.挤压C.注射成型D.焊接答案：B11.衡量材料在冲击载荷下抗断裂能力的指标是（）A.屈服强度B.冲击韧性C.疲劳强度D.断裂韧度答案：B12.灰铸铁的力学性能特点是（）A.抗拉强度高，抗压强度低B.抗压强度高，抗拉强度低C.塑性和韧性优异D.弹性模量极高答案：B13.以下哪种陶瓷材料主要用于高温结构件？（）A.普通日用陶瓷B.氧化铝陶瓷C.碳化硅陶瓷D.压电陶瓷答案：C14.冲压成型中，落料与冲孔的主要区别在于（）A.模具间隙不同B.材料利用率不同C.分离部分的用途不同D.冲压设备不同答案：C15.下列关于金属焊接性的描述，错误的是（）A.碳当量越高，焊接性越差B.奥氏体不锈钢焊接性优于高碳钢C.焊接性仅与材料本身有关D.预热可改善某些材料的焊接性答案：C二、填空题（每空1分，共10分）1.材料的性能分为______性能和工艺性能，其中前者包括力学性能、物理性能和化学性能。答案：使用2.纯金属的结晶过程包括______和______两个基本阶段。答案：形核；长大3.铸造合金的收缩分为液态收缩、______收缩和固态收缩三个阶段，其中______收缩是产生缩孔和缩松的主要原因。答案：凝固；液态和凝固4.塑料的成型方法主要有注射成型、______、______和吹塑成型等。答案：挤出成型；压制成型5.钢的普通热处理工艺包括退火、______、______和回火。答案：正火；淬火三、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）1.所有金属材料在室温下都是晶体结构。（）答案：×（非晶态合金如金属玻璃为非晶体）2.锻造比越大，金属的力学性能一定越好。（）答案：×（过大锻造比可能导致各向异性加剧）3.热固性塑料加热后可重新软化成型。（）答案：×（热固性塑料交联后不可再熔化）4.灰铸铁中的石墨形态呈片状，会显著降低其抗拉强度。（）答案：√5.粉末冶金制品的密度可以通过调整压制压力和烧结温度控制。（）答案：√6.铝合金的固溶处理是将其加热到单相区保温后快速冷却，获得过饱和固溶体。（）答案：√7.金属的塑性变形会导致加工硬化，因此变形后需通过再结晶退火恢复塑性。（）答案：√8.焊接时，熔池的冷却速度越快，越容易获得细小晶粒，因此冷却速度越快越好。（）答案：×（过快冷却可能导致裂纹等缺陷）9.陶瓷材料的抗压强度远高于抗拉强度，主要因为其内部存在大量微裂纹。（）答案：√10.模锻与自由锻相比，具有尺寸精度高、生产效率高的优点，但模具成本较高。（）答案：√四、简答题（每题6分，共30分）1.简述铸造工艺中“顺序凝固”与“同时凝固”的区别及应用场景。答案：顺序凝固是指铸件从远离冒口的部分开始凝固，逐渐向冒口方向推进，冒口最后凝固，用于收缩大、易产生缩孔的合金（如铸钢、铝硅合金）；同时凝固是指铸件各部分几乎同时凝固，用于收缩小、易热裂的合金（如灰铸铁）或防止变形和裂纹的场景。2.分析为什么高速钢刀具需要进行“淬火+多次回火”处理。答案：高速钢淬火后组织中存在大量残余奥氏体（约30%），残余奥氏体不稳定，会逐渐转变为马氏体，导致尺寸变化；多次回火（通常560℃×3次）可促进残余奥氏体转变为马氏体（二次淬火），同时析出细小碳化物（如VC、W2C），产生二次硬化，提高硬度和耐磨性。3.比较热塑性塑料与热固性塑料的结构、性能及成型工艺特点。答案：热塑性塑料为线性或支链分子结构，加热可软化，冷却硬化，可反复成型（如注射、挤出），性能特点为韧性好、可回收；热固性塑料为网状交联结构，加热固化后不可再熔化，成型工艺多为压制成型，性能特点为耐热性、刚性好，但脆性大、不可回收。4.说明金属塑性成型中“加工硬化”的利弊及控制方法。答案：利：提高材料强度（如冷轧钢板）；作为强化手段（如铝合金冷变形强化）。弊：塑性下降，后续变形需中间退火；增加变形力，设备要求高。控制方法：变形过程中采用中间退火（再结晶退火）消除加工硬化；合理设计变形量，避免过度硬化。5.简述粉末冶金工艺的主要步骤及其优势。答案：主要步骤：粉末制备（如机械粉碎、雾化法）→混合（添加成型剂）→压制（获得坯体）→烧结（粉末颗粒结合，提高强度）→后处理（如精整、浸油）。优势：可制备难熔金属（如钨、钼）、多孔材料（如含油轴承）；材料利用率高（接近100%）；尺寸精度高（减少切削加工）。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连杆（承受交变冲击载荷，要求高强度、高韧性、耐疲劳），请选择合适的材料及成型工艺，并说明理由。答案：材料选择：40Cr（低合金结构钢）或20CrMnTi（渗碳钢）。理由：40Cr经调质处理（淬火+高温回火）后具有良好的综合力学性能（强度、韧性匹配）；20CrMnTi经渗碳淬火+低温回火后表面高硬度（耐磨）、心部高韧性，适合承受冲击和疲劳载荷。成型工艺：模锻。理由：连杆形状复杂（工字形截面），模锻可获得与零件形状接近的毛坯，尺寸精度高（减少切削加工），且锻后金属流线沿形状分布，提高疲劳强度；相比自由锻，模锻生产效率高，适合批量生产。2.分析灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁的石墨形态及力学性能差异，并说明各自的应用场景。答案：石墨形态：灰铸铁为片状石墨，球墨铸铁为球状石墨，可锻铸铁为团絮状石墨。力学性能差异：片状石墨对基体割裂作用最大，灰铸铁抗拉强度低（约150-300MPa）、塑性差（δ≈0）；球状石墨割裂作用最小，球墨铸铁抗拉强度高（400-800MPa）、塑性