2025年金属材料与工程考试试卷与答案

2025年金属材料与工程考试试卷与答案1.（单选）在面心立方（fcc）金属中，滑移通常发生在A.{100}〈110〉B.{110}〈111〉C.{111}〈110〉D.{112}〈111〉答案：C2.（单选）下列元素中，最能显著扩大铁碳相图中γ区的是A.CrB.MoC.MnD.V答案：C3.（单选）T8钢经780℃淬火+200℃回火后，其显微组织为A.回火索氏体B.回火托氏体C.回火马氏体D.珠光体答案：C4.（单选）铝合金2024T3中的“T3”表示A.固溶+自然时效B.固溶+冷加工+自然时效C.固溶+人工时效D.退火态答案：B5.（单选）下列哪种检测方法可无损测定残余应力A.金相法B.硬度法C.X射线衍射法D.冲击试验答案：C6.（单选）在蠕变曲线中，第二阶段（稳态蠕变）的应变速率与应力σ的关系通常符合A.ε̇∝σB.ε̇∝σ³C.ε̇∝σ⁵D.ε̇∝exp(σ)答案：B7.（单选）下列哪一类不锈钢在焊接热影响区最易出现475℃脆性A.奥氏体B.铁素体C.马氏体D.双相答案：B8.（单选）根据HallPetch公式，晶粒尺寸d减小，则屈服强度A.降低B.升高C.不变D.先升后降答案：B9.（单选）在Ni基高温合金中，主要起沉淀强化作用的相是A.γB.γ′C.γ″D.MC答案：B10.（单选）下列哪种热喷涂工艺焰流温度最高A.火焰喷涂B.电弧喷涂C.等离子喷涂D.冷喷涂答案：C11.（单选）对于理想弹性体，弹性模量E与剪切模量G的关系为A.E=GB.E=2GC.E=3GD.E=2G(1+ν)答案：D12.（单选）在铸铁中，石墨呈球状时其断口颜色为A.白色B.灰色C.黑色D.银亮色答案：B13.（单选）下列哪项不是形状记忆合金的特性A.超弹性B.伪弹性C.高阻尼D.低膨胀答案：D14.（单选）在疲劳裂纹扩展区，条纹间距随ΔK增大而A.减小B.增大C.不变D.随机答案：B15.（单选）下列哪种淬火介质冷却能力最强A.20℃水B.60℃水C.20℃油D.熔融盐答案：A16.（单选）在金属玻璃形成能力判据中，ΔT=Tx−Tg，其值越大则A.玻璃形成能力越弱B.玻璃形成能力越强C.晶化倾向增大D.无影响答案：B17.（单选）下列哪类缺陷对金属的韧性影响最显著A.点缺陷B.位错C.气孔D.晶界答案：C18.（单选）在FeC合金中，共析点含碳量为A.0.0218%B.0.77%C.2.11%D.4.3%答案：B19.（单选）下列哪种表面处理可同时提高耐磨与耐蚀A.发黑B.磷化C.镀铬D.涂漆答案：C20.（单选）在金属拉伸试验中，颈缩开始于A.弹性阶段B.屈服点C.最大力点D.断裂点答案：C21.（多选）下列因素中，导致低温脆性的有A.体心立方结构B.高应变速率C.粗大晶粒D.固溶强化答案：A,B,C22.（多选）属于金属间化合物的有A.Fe₃CB.Ni₃AlC.TiAlD.Cu₃Au答案：B,C,D23.（多选）提高钢淬透性的常用合金元素A.CrB.NiC.MoD.Co答案：A,B,C24.（多选）下列属于表面纳米化技术A.SMATB.USRPC.ECAPD.HESP答案：A,B,D25.（多选）关于铝合金阳极氧化膜，正确的是A.主要成分为Al₂O₃B.可染色C.硬度高于基体D.导电性提高答案：A,B,C26.（多选）下列属于非晶合金制备方法A.铜模铸造B.熔体旋甩C.机械合金化D.定向凝固答案：A,B,C27.（多选）导致焊接冷裂纹的三大因素A.氢B.应力C.硬脆组织D.氧答案：A,B,C28.（多选）下列属于钛合金α稳定元素A.AlB.SnC.ZrD.Mo答案：A,B,C29.（多选）关于粉末冶金，正确的是A.可制备难熔金属B.可控制孔隙度C.可近净成形D.密度一定高于铸造答案：A,B,C30.（多选）下列属于金属基复合材料增强体的有A.SiCB.Al₂O₃C.CNTD.TiC答案：A,B,C,D31.（填空）面心立方结构的原子密排方向为〈________〉，密排面为{________}。答案：110；11132.（填空）根据铁碳相图，共晶反应温度________℃，反应式为________。答案：1148；L→γ+Fe₃C33.（填空）钢的Ms点主要受________和________元素影响最显著。答案：C；Mn34.（填空）铝合金时效序列通常为：过饱和固溶体→________→________→平衡相。答案：GP区；亚稳相（θ″或θ′）35.（填空）金属蠕变三阶段分别为________、________和加速蠕变。答案：瞬态蠕变；稳态蠕变36.（填空）在断裂韧性测试中，平面应变条件要求试样厚度B≥________。答案：2.5(KIc/σy)²37.（填空）超塑性变形的应变速率敏感性指数m通常要求≥________。答案：0.338.（填空）黄铜是Cu________合金，青铜是Cu________合金。答案：Zn；Sn39.（填空）衡量氢脆敏感性的常用指标为________。答案：断面收缩率损失百分比（或缺口拉伸强度比）40.（填空）在电化学腐蚀中，阳极反应通式为________。答案：M→Mⁿ⁺+ne⁻41.（填空）形状记忆合金单程记忆效应训练方法为________。答案：约束时效（或反复加热冷却）42.（填空）金属玻璃晶化放热峰对应的温度符号为________。答案：Tx43.（填空）钢中二次硬化主要依赖________碳化物析出。答案：Mo（或W、V）44.（填空）钛合金β同晶元素有________、________。答案：Mo；V45.（填空）在激光熔覆中，稀释率公式为________。答案：D=Ap/(Ap+Ac)×100%46.（简答·封闭）写出HallPetch公式并解释各符号含义。答案：σy=σ0+kd^(−1/2)，σy为屈服强度，σ0为晶格摩擦阻力，k为强化系数，d为平均晶粒直径。47.（简答·封闭）列举三种提高镁合金耐蚀性的工程途径并给出原理。答案：(1)合金化：加入Al、Zn形成致密氧化膜；(2)表面处理：微弧氧化生成陶瓷层；(3)高纯化：降低Fe、Ni、Cu杂质含量，减少微电偶腐蚀。48.（简答·开放）结合位错理论，解释细晶强化的物理本质并讨论其局限性。答案：晶界阻碍位错运动，位错塞积群应力集中需更大外力才能启动相邻晶粒滑移；当晶粒细化至纳米尺度，晶界体积分数急剧升高，晶界滑移、扩散蠕变等机制启动，强化效果偏离HallPetch甚至反HallPetch，同时塑韧性下降。49.（简答·封闭）给出钢淬火开裂的三大冶金因素。答案：高碳马氏体硬脆、显微裂纹、原始组织粗大。50.（简答·开放）某航空发动机压气机盘选用Ti6Al4V，试从比强度、疲劳、蠕变三方面论证其合理性并提出一种可能的替代材料。答案：Ti6Al4V比强度约260kN·m/kg，显著优于高强钢；在400℃以下疲劳极限>500MPa，满足低周疲劳寿命>10⁴循环；400℃/100h蠕变强度>350MPa。替代：TiAl基合金，使用温度可提高至700℃，比强度相当，但室温塑性差需设计补偿。51.（应用·计算）已知AISI4340钢（0.4%C，NiCrMo低合金钢）奥氏体化后Ms=300℃，淬火至室温得到100%马氏体，求室温下近似体积膨胀率。（晶格参数：a_γ=0.363nm，a_α′=0.286nm，c=0.298nm）答案：单胞体积V_γ=a³=4.79×10⁻²nm³；V_α′=a²c=2.44×10⁻²nm³；每单胞原子数均为4，膨胀率ΔV/V=(V_α′−V_γ)/V_γ×100%=−4.9%，即体积增加4.9%。52.（应用·计算）某铝合金构件在海水环境中发生点蚀，测得点蚀电位E_pit=−0.52V(SCE)，保护电位E_prot=−0.68V(SCE)。若采用牺牲阳极保护，求阳极材料理论最低开路电位（相对SCE）。答案：需满足E_anode≤E_prot=−0.68V(SCE)，故最低开路电位−0.68V。53.（应用·计算）一圆柱形Ti6Al4V棒，直径10mm，承受轴向交变载荷F=±15kN，求应力幅σ_a。若疲劳极限σ_{−1}=480MPa（R=−1），安全系数n=2，判断其是否安全。答案：A=πd²/4=78.5mm²；σ_a=15×10³/78.5=191MPa；许用应力480/2=240MPa>191MPa，安全。54.（应用·综合）给出一种低合金耐磨钢（0.3%C1.5%Cr1%Mo0.5%V）的完整热处理工艺路线，要求硬度≥58HRC，冲击韧性AKV≥20J，并说明各步骤作用。答案：920℃奥氏体化2h油淬→−80℃深冷2h减少残余奥氏体→200℃回火2h×2次，硬度60HRC，回火马氏体+弥散MC碳化物；低温回火保留高硬度同时释放应力，提高韧性，AKV=22J。55.（应用·分析）某厂使用Q345R钢焊制压力容器，板厚38mm，焊后24h发现横向裂