山电专电厂金属材料模拟试题（两套）及答案

山东电力高等专科学校闭卷模拟考试试卷课程名称：电厂金属材料开课系部：材料科学与工程学院姓名：学号：评分：说明：（1）所有试题为闭答题，请做到答题纸上，否则不计分。名词解释（每题2分）加工硬化2.热处理3.固溶强化4.奥氏体5.冲击韧性二、单项选择题（每题1分）金属材料在载荷作用下抵抗变形和破坏的能力叫（）。

A.强度

B.硬度

C.塑性

D.弹性2．金属的典型晶体结构有面心立方、体心立方和密排六方三种，它们的晶胞中原子数分别为：A．4；2；6B．6；2；4C．4；4；6D．2；4；63．按用途分，GCr15钢属于（

）

A、调质钢

B、滚动轴承钢

C、刃具钢4．含碳量小于()的铁碳合金称为钢。A．0.77%B．2.1%C．4.3%5、下列金属中()属于黑色金属。A．铬B.铜C.铅6、合金钢按合金元素的总量不同分为低合金钢、中合金钢和高合金钢三种,其中合金元素含量()的钢称为高合金钢。A.＞5%B.＞10%C.＞17%7．在晶体缺陷中，属于点缺陷的有（）。

A.间隙原子

B.位错

C.晶界

D.缩孔

8．铁素体是碳溶解在（）中所形成的间隙固溶体。

A．α-Fe

B．γ-Fe

C．δ-Fe

D．β-Fe9．加热是钢进行热处理的第一步，其目的是使钢获得（）。

A．基体组织

B．A体组织

C．P体组织

D．M体组织10.下列不属于Fe-Fe3C相图中的组成相是：A.铁素体B.奥氏体C.渗碳体D.石墨11.Fe-Fe3C相图的组元是：A.Fe和Fe3CB.Fe和CC.铁素体和Fe3CD.奥氏体和Fe3C12.碳钢的淬火工艺是将其工件加热到一定温度，保温一段时间，然后采用的冷却方式是（）。

A．随炉冷却

B．在风中冷却

C．在空气中冷却

D．在水中冷却13.完全退火主要用于（）。

A．亚共析钢

B．共析钢

C．过共析钢

D．所有钢种14.金属在一定温度和应力作用下,随着时间的增长,慢慢地发生塑性变形的现象,称为()。A.疲劳B.热脆性C.蠕变15.比较下列三种不同的碳当量,其中与()对应的钢材的可焊性最好。A.Ce=1％B.Ce=0.6%C.Ce=0.2%16.下贝氏体与上贝氏体比较，下贝氏体的（

）A、硬度高，强度高，韧性好；

B、硬度高，强度高，韧性差；

C、硬度低，强度低，韧性好；17.优质碳素钢中,硫、磷的含量分别为()。A.S≤0.045%P≤0.045%B.S≤0.05%P≤0.05%C.S≤0.035%P≤0.035%18.12Cr1MoV钢属于()。A.普通低合金钢B.珠光体耐热钢C.马氏体耐热钢19．用于降低冷变形金属中的内应力的方法是：A．低温回火B．回复退火C．再结晶退火D．高温回火20．在热加工过程中，一般不发生：A．动态回复B．动态再结晶C．静态再结晶D．加工硬化21．用于调整低碳钢的硬度和改善其切削加工性能的热处理工艺是：A．完全退火B．球化退火C．正火D．回火22．除（）元素外，其它合金元素溶于奥氏体后，均能增加过冷奥氏体的稳定性。

A．Co

B．Cr

C．Mn

D．Ti23．在Fe-Fe3C相图中，钢与铁的分界点的含碳量为（）。

A．2％

B．2.06％

C．2.11％

D．2.2％24．珠光体是一种（）。

A．固溶体

B．金属化合物

C．机械混合物

D．单相组织金属25．共晶成分的铁碳合金发生共晶反应时，其反应式为()：A.L+FAB.AF+Fe3CC.LA+Fe3CD.AP26.金属结晶时，冷却速度越快，其实际结晶温度将().A.越高B.越低C.越接近理论结晶温度D.不变27.在金属结晶时，向液体金属中加入某种难熔杂质来有效细化金属的晶粒，以达到改善其机械性能的目的，这种细化晶粒的方法叫做().A.时效处理B.变质处理C.加工硬化D.调质28．金属铸造时，为细化晶粒，可采用()：A．快速浇注B．时效处理C．以砂型代替金属型D．以金属型代替砂型29.钢在淬火后获得的马氏体组织的粗细主要取决于()：A.奥氏体的本质晶粒度B.奥氏体的实际晶粒度C.奥氏体的起始晶粒度。30.马氏体的硬度取决于：A.冷却速度B.转变温度C.碳含量。三、判断对错题（每题1分，错误的填“×”。正确的填“√”）1、钢中的基本相包括铁素体、马氏体、渗碳体、奥氏体和珠光体。()2、金属材料的断裂韧性与裂纹尖端所处的应力状态有关。()3、奥氏体不锈钢进行淬火处理后,也会使硬度提高,塑性和韧性下降。()4、钢中的基本相包括铁素体、马氏体、渗碳体、奥氏体和珠光体。()5、金属材料的断裂韧性与裂纹尖端所处的应力状态有关。()6、奥氏体不锈钢进行淬火处理后,也会使硬度提高,塑性和韧性下降。()7、低碳马氏体比高碳马氏体的综合性能好,主要原因是因为它的含碳量少。()8、具有相同的显微组织的合金将具有相同的性能。()9、碳钢中必须保证一定的锰含量,锰对钢的性能有良好的影响,是一个有益的元素,所以在碳钢中锰并不是杂质元素。()10、长期过热引起的爆管由于蠕胀原因,一般爆口变形较大,破口边缘锐利。()11、各种硬度之间存在着一定的关系,因此各种硬度值之间是可以换算。()12.凡是由液体凝固成固体的过程都是结晶过程。（）13.在实际金属的结晶过程中，自发形核比非自发形核更重要，往往起优先的主导的作用。（）14.一般情况下，晶粒愈大，金属的强度、塑性愈好。（）15.碳钢在室温下的相组成物是铁素体和渗碳体。（）16．珠光体是单相组织。（）17．亚共析钢的基本相是铁素体和珠光体。（）18．扩散是原子的定向移动。（）19．金属铸件可通过再结晶退火细化晶粒。（）20．再结晶虽包含形核和长大过程，但它不是一个相变过程。（）四、综合分析题1．淬火钢为什么要进行回火处理？2．比较珠光体、贝氏体、马氏体的硬度（按照硬度由高到低依次写出三种

组织的名称）。

3．为何晶粒越细、材料的强度越高，其塑韧性也越好？4．电厂常见的腐蚀损坏类型包括哪些？5．识别下列各钢的种类,并指明有下划线的数字和符号的含义：①20G②1Cr18Ni9Ti③GCr15④T8⑤20CrMnTi⑥2Cr13⑦W18Cr4V=8\*GB3⑧ZG156．汽轮机叶片事故以何种形式的损坏为主？怎样才能减少和避免叶片断裂事故？

山东电力高等专科学校闭卷模拟考试试卷课程名称：电厂金属材料参考答案名词解释（每题2分）加工硬化：金属发生塑性变形，随着变形度的增大，金属的强度和硬度显著提高，塑性和韧性明显下降，这种现象叫加工硬化。2.热处理：通过加热、保温和冷却来改变钢的组织，从而改变钢的机械性能的工艺，称为热处理。3.固溶强化：由于溶质原子进入溶剂晶格的间隙或结点,使晶格发生畸变,使固溶体硬度和强度升高,这种现象叫固溶强化现象。4.奥氏体：碳原子溶入γ-Fe中形成的间隙固溶体。5.冲击韧性：冲击韧性是材料抵抗冲击载荷而不被破坏的能力。二、单项选择题（30个1分）选择题答案填写处题号解答题号解答题号解答题号解答题号解答题号解答1A6B11A16A21A26B2A7A12D17A22A27B3B8A13A18B23C28D4B9B14C19B24C29C5A10D15C20D25C30C三、判断对错题（每题1分，错误的填“×”。正确的填“√”）1、钢中的基本相包括铁素体、马氏体、渗碳体、奥氏体和珠光体。(×)2、金属材料的断裂韧性与裂纹尖端所处的应力状态有关。(√)3、奥氏体不锈钢进行淬火处理后,也会使硬度提高,塑性和韧性下降。(×)4、Q235-A•F是球墨铸铁的牌号，“235”表示抗拉强度。（×）5、45钢常用最终热处理是调质处理。（×）6、ZGMn13通常在铸态下使用，不再进行其它热处理。（×）7、低碳马氏体比高碳马氏体的综合性能好,主要原因是因为它的含碳量少。(×)8、具有相同的显微组织的合金将具有相同的性能。(×)9、碳钢中必须保证一定的锰含量,锰对钢的性能有良好的影响,是一个有益的元素,所以在碳钢中锰并不是杂质元素。(×)10、长期过热引起的爆管由于蠕胀原因,一般爆口变形较大,破口边缘锐利。(×)11、各种硬度之间存在着一定的关系,因此各种硬度值之间是可以换算。(×)12.凡是由液体凝固成固体的过程都是结晶过程。（×）13.在实际金属的结晶过程中，自发形核比非自发形核更重要，往往起优先的主导的作用。（√）14.一般情况下，晶粒愈大，金属的强度、塑性愈好。（×）15.碳钢在室温下的相组成物是铁素体和渗碳体。（√）16．珠光体是单相组织。（×）17．亚共析钢的基本相是铁素体和珠光体。（×）18．扩散是原子的定向移动。（×）19．金属铸件可通过再结晶退火细化晶粒。（×）20．再结晶虽包含形核和长大过程，但它不是一个相变过程。（√）四、综合分析题1．淬火钢为什么要进行回火处理？答：淬火钢不经回火一般不能直接使用。回火是为了降低脆性，减少或消除内应力，防止工件变形和开裂；获得工艺所要求的力学性能；稳定工件尺寸；对某些高淬透性的合金钢，高温回火可降低硬度，以利切削加工。2．比较珠光体、贝氏体、马氏体的硬度（按照硬度由高到低依次写出三种组织的名称）。

答：马氏体、贝氏体、珠光体。3．为何晶粒越细、材料的强度越高，其塑韧性也越好？答：晶粒越细、材料的强度越高这是因为：（1）晶界的作用，金属的晶粒越细小（单位体积内晶粒数越多）时，晶界数量越多，晶界能够阻止位错的移动，该晶体的塑变抗力越大，即强度越高。（2）位向差的作用外力的切应力分量在外力呈45°角度时最大。因此，晶体中与外力方向接近45°的滑移系最容易发生滑移，而接近0°与90°时，切应力分量最小，晶体不易发生滑移。由于多晶体金属中相邻晶粒位向不同，当一个晶粒的位向接近45°发生滑移时，必然受到相邻晶粒的牵制作用，相邻晶粒间的位向差越大时，牵制作用越大，从而增加了塑变抗力，使强度提高。晶粒越细、塑性韧性好，这是因为多晶体在应力作用下，塑性变形分散在更多的晶粒之中，晶粒越细时，多晶体各处的塑性变形越均匀。相反，多晶体的晶粒很措大时，某些大晶粒的位向不利于滑移变形，则在较大的体积内牵制塑性变形，使塑性变形不均匀。4．电厂常见的腐蚀损坏类型包括哪些？答：电厂常见的腐蚀损坏有蒸汽腐蚀、烟气腐蚀、垢下腐蚀、应力腐蚀、苛性脆化、腐蚀疲劳。5．识别下列各钢的种类,并指明有下划线的数字和符号的含义：①20G②1Cr18Ni9Ti③GCr15④T8⑤20CrMnTi⑥2Cr13⑦W18Cr4V=8\*GB3⑧ZG15答：优质碳素结构钢，G－锅（拼音首字母）1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢碳含量<0.1%，～9%的镍，GCr15滚动轴承钢～1.5%铬T8碳素工具钢，T——工具（英文）20CrMnTi合金渗碳钢～0.2%的碳,2Cr13特殊性能钢13％的铬，W18Cr4V高速钢～18%钨h)ZG15铸钢ZG——铸钢（拼音）6．汽轮机叶片事故以何种形式的损坏为主？怎样才能减少和避免叶片断裂事故？答：按照叶片断裂的性质，叶片断裂可分为长期疲劳损坏、短期疲劳损坏、接触疲劳损坏、应力腐蚀和腐蚀废劳损坏等。防止长期疲劳损坏的主要措施是：消除共振、提高叶片制造质量和安装质量、运行条件。防止短期疲劳损坏的主要方法是设法消除低频共振和防止水击的发生。防止接触疲劳损坏的措施是：消除共振（特别是切向振型），提高气轮机的安装质量，设法增大叶根的接触面积，改善叶轮与叶根接触面的接触状况使叶根齿部在工作状态下尽量保持均匀的接触，避免局部点或区接触应力的集中。防止应力腐蚀损坏的措施主要是改善叶片材料的质量,消除叶片材质的内应力,改善蒸汽的品质；同时要避免叶片产生共振。防止腐蚀疲劳损坏的措施主要是提高叶片材料的耐腐蚀性能，尽量减小交变应力水乎;同时改善蒸汽的品质。

山东电力高等专科学校开卷分析模拟考试试卷课程名称电厂金属材料开课系部：材料科学与工程学院姓名：学号：评分：说明：（1）所有试题为开卷分析题，请做到答题纸上，否则不计分。（2）本试题满分为100分，及格线为60分。（3）请在答题纸、试卷上写上名字。综合题分析题1．简述金属结晶的过程。2．绘出Fe-Fe3C相图，说明相图中的主要点和线的意义，在空白图上填出各相区和组织。3．选材设计一个车床主轴。要求：该主轴受交变弯曲和扭转的复合应力，载荷和转速均不高，冲击载荷也不大，请选材（45钢、T8、20CrMnTi）并设计热处理工序。4．锅炉、汽轮机高温部件所用钢材在高温下长期运行中发生的组织性质变化主要有哪5种？5.T12钢加热到770℃后用图3-42所示的各种方式冷却，分析其所得到组织？6．将Φ5mm的T8钢加热至760℃并保温，后经不同冷却方式得到：P、S、B下、B下＋M＋少量残余A、M＋少量残余A。在C曲线上描写工艺曲线示意图。7．分析上贝氏体与下贝氏体组织与性能的主要区别。8．工程上是按什么原则对耐热钢进行分类的?耐热钢通常分为几类?9．何谓锅炉受热面管子的长时超温爆管？爆破口宏观上有何特点？爆管前后的显微组织有何差异，为什么？10．退火亚共析钢室温金相组织中珠光体量为60%,试估算该钢的含碳量,并指出其大致钢号。

山东电力高等专科学校开卷模拟考试试卷课程名称：电厂金属材料参考答案1．简述金属结晶的过程。答：金属的结晶过程一般包括两个过程，即形核过程和晶核长大过程。形核过程是当温度降到结晶温度时，熔液中开始出现时聚时散的类似晶体结构的小集团，当小集团达到一定临界值时，逐渐稳定，这种最初形成的小晶体被称为晶核。熔液中晶核数目的多少与过冷度、熔液中含高熔点杂质数目等因素有关，把单位时间内单位体积中所产生晶核数用形核速率（简称形核率）来表示。长大过程是晶核逐渐长大的过程，晶核的长大过程具有方向性，一般沿过冷度大的方向生长，这种生长方式类似树枝的生长，被称为树枝状长大，直到液相消耗完毕。2．绘出Fe-Fe3C相图，说明相图中的主要点和线的意义，在空白图上填出各相区。铁碳合金下图中各主要线的意义是：1．ACD为液相线。当温度高于ACD线时，铁碳合金呈液态状态。2．AECF为固相线。若温度低于AECF线时，铁碳合金凝固为固体。3．ECF为共晶线。若含碳量在ECF线投影范围（2.11%~6.69%）内，铁碳合金在1148℃时必然发生共晶反映，形成莱氏体。4．ES为碳在奥氏体中溶解度变化线，简称Acm。从这根线可以看出，碳在秋耕氏体中的最大溶解度是在1148℃时，可溶解碳2.11%，布在727℃时，由于碳在奥氏体中的溶解度会降低，会从奥氏体中析出渗碳体。从固溶体奥氏体中析出的渗碳体称为二次渗碳体（Fe3CII）,以区别从液体中直接结晶的一次渗碳体(Fe3CI)。5．GS为奥氏体在冷却过程中析出铁素体起始温度线,简称A3线.6．GP为奥氏体在冷却过程中转变为铁素体的终止温度线.7．PSK为共析线,简称A1线.合金含碳量在PSK线投影范围（0.02%~6.。69%）内时，奥氏体在727℃时必然发生共析反应，形成珠光体。8．PQ为碳在铁素体中溶解度变化线。9．简化的铁碳合金下图共有一个液相和三个固相，在相图中分别占有四个单相区，即L，A，F及Fe3C;渗碳体也可作为铁碳相图的一个组元，它的成分是固定不变的，因此在相图上它的相区仅是一条竖直线。相图中有五个相区，即L+A、L+Fe3C、A+F及F+Fe3C它们都被两个单相区从左右两个方向夹在中间,两相区的两平衡相即左右两个单相区的相.相图中的两条水平线是三相平衡线上有三个点,分别与三个单相区以点相连接,当发生三相平衡反应时,三个平衡相的成分即这三个点的成分,说明了温度和三个平衡相的成分是固定的.从相图可以看出，含碳量大于0.008%时任何成分的铁碳合金在室温时都处在F+Fe3C相区内，即合金的相结构都要由这两相组成。但这两个相的相对量不同，相的形态和分布不同，即组织不同，合金的性能会在很大范围之内变化3．选材设计一个车床主轴。要求：该主轴受交变弯曲和扭转的复合应力，载荷和转速均不高，冲击载荷也不大，请选材（45钢、T8、20CrMnTi）并设计热处理工序。答：可选择45号钢，调质处理。加工路线为：正火——调质。4．锅炉、汽轮机高温部件所用钢材在高温下长期运行中发生的组织性质变化主要有哪5种？答：(1)珠光体球化和碳化物聚集。(2)石墨化(仅限于不含铬的珠光体耐热钢)。(3)时效和新相的形成(如不锈钢中σ相的形成等)。(4)热脆性。(5)合金元素在固溶体和碳化物之间的重新分配5.T12钢加热到770℃后用图3-42所示的各种方式冷却，分析其所得到组织？（1）M+少量残余A，（2）M+B下+少量残余A，（3）B下6．将Φ5mm的T8钢加热至760℃并保温，后经不同冷却方式得到：P、S、B下、B下＋M＋少量残余A、M＋少量残余A。在C曲线上描写工艺曲线示意图。答：退火（或随炉冷）时获得P，正火（或空冷）时获得S，等温淬火获得B下；等温淬火B下转变未完成，随后淬入水中获得B下＋M＋少量残余A，淬火（水冷）获得M＋少量残余A。图(略)7．分析上贝氏体与下贝氏体组织与性能的主要区别。答：上贝氏体组织呈羽毛状，电子显微镜下可以看出上贝氏体是有许多密排在一起的条状铁素体束与沉淀出来的碳化物间隔而成的机械混合物。上贝氏体有一定的硬度，但塑性和韧性很差，这样的组织在生产中应用较少。下贝氏体为黑色针叶状组织，是由针叶状的铁素体和在其片间呈有规律分布的碳