机械工程材料试题及答案.docx
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机械工程材料试题及答案
机械工程材料A卷标准答案
一、名词解释:
(10分)
1、固溶强化:
固溶体溶入溶质后强度、硬度提高,塑性韧性下降现象。
2、加工硬化:
金属塑性变形后,强度硬度提高的现象。
2、合金强化:
在钢液中有选择地加入合金元素,提高材料强度和硬度
4、热处理:
钢在固态下通过加热、保温、冷却改变钢的组织结构从而获得所需性能的一种工艺。
5、细晶强化:
晶粒尺寸通过细化处理,使得金属强度提高的方法。
二、选择适宜材料并说明常用的热处理方法(30分)
名称
候选材料
选用材料
热处理方法
最终组织
机床床身
T10A,KTZ450-06,HT200
HT200
时效
P+F+G片
汽车后桥齿轮
40Cr,20CrMnTi,60Si2Mn
20CrMnTi
渗碳+淬火+低温回火
表面Cm+M+A’
心部F+M
滚动轴承
GCr15,Cr12,QT600-2
GCr15
球化退火+淬火+低温回火
Cm+M+A’
锉刀
9SiCr,T12,W18Cr4V
T12
球化退火+淬火+低温回火
Cm+M+A’
汽车板簧
45,60Si2Mn,T10
60Si2Mn
淬火+中温回火
T回
钻头
W18Cr4V,65Mn,20
W18Cr4V
淬火+低温回火
Cm+M+A’
桥梁
1Cr13,16Mn,Q195
16Mn,
不热处理
F+P
滑动轴承
H70,ZSnSb11Cu6,T8
ZSnSb11Cu6
不热处理
a+SnSb
耐酸容器
Q235,1Cr18Ni9Ti,ZGMn13
1Cr18Ni9Ti
固溶处理
A
发动机曲轴
QT600-3,45,ZL101
QT600-3
等温淬火+高温回火
S回+G球
三、(20分)车床主轴要求轴颈部位硬度为HRC54—58,其余地方为HRC20—25,其加工路线为:
下料锻造正火机加工调质机加工(精)
轴颈表面淬火低温回火磨加工
指出:
1、主轴应用的材料:
45钢
2、正火的目的和大致热处理工艺细化晶粒,消除应力;加热到Ac3+50℃保温一段时间空冷
3、调质目的和大致热处理工艺强度硬度塑性韧性达到良好配合淬火+高温回火
4、表面淬火目的提高轴颈表面硬度
5.低温回火目的和轴颈表面和心部组织。
去除表面淬火热应力,表面M+A’心部S回
四、选择填空(20分)
1.合金元素对奥氏体晶粒长大的影响是(d)
(a)均强烈阻止奥氏体晶粒长大(b)均强烈促进奥氏体晶粒长大
(c)无影响(d)上述说法都不全面
2.适合制造渗碳零件的钢有(c)。
(a)16Mn、15、20Cr、1Cr13、12Cr2Ni4A(b)45、40Cr、65Mn、T12
(c)15、20Cr、18Cr2Ni4WA、20CrMnTi
3.要制造直径16mm的螺栓,要求整个截面上具有良好的综合机械性能,应选用(c)
(a)45钢经正火处理(b)60Si2Mn经淬火和中温回火(c)40Cr钢经调质处理
4.制造手用锯条应当选用(a)
(a)T12钢经淬火和低温回火(b)Cr12Mo钢经淬火和低温回火(c)65钢淬火后中温回火
5.高速钢的红硬性取决于(b)
(a)马氏体的多少(b)淬火加热时溶入奥氏体中的合金元素的量(c)钢中的碳含量
6.汽车、拖拉机的齿轮要求表面高耐磨性,中心有良好的强韧性,应选用(c)
(a)60钢渗碳淬火后低温回火(b)40Cr淬火后高温回火(c)20CrMnTi渗碳淬火后低温回火
7.65、65Mn、50CrV等属于哪类钢,其热处理特点是(c)
(a)工具钢,淬火+低温回火(b)轴承钢,渗碳+淬火+低温回火(c)弹簧钢,淬火+中温回火
8.二次硬化属于(d)
(a)固溶强化(b)细晶强化(c)位错强化(d)第二相强化
9.1Cr18Ni9Ti奥氏体型不锈钢,进行固溶处理的目的是(b)
(a)获得单一的马氏体组织,提高硬度和耐磨性
(b)获得单一的奥氏体组织,提高抗腐蚀性,防止晶间腐蚀(c)降低硬度,便于切削加工
10.推土机铲和坦克履带板受到严重的磨损及强烈冲击,应选择用(b)
(a)20Cr渗碳淬火后低温回火(b)ZGMn13—3经水韧处理(c)W18Cr4V淬火后低温回火
五、填空题(20分)
1、马氏体是碳在a-相中的过饱和固溶体,其形态主要有板条马氏体、片状马氏体。
其中,片状马氏体硬度高、塑性差
2、W18Cr4V钢的淬火加热温度为1270-1280℃,回火加热温度为560℃,回火次数3次。
3、材料选择的三原则一般原则,工艺性原则,经济性原则。
4、合金结构钢与碳素结构钢相比,其突出优点是强度高,淬透性好。
5.共析钢过冷奥氏体等温转变曲线三个转变区的转变产物是PBM。
6.共析钢淬火形成M+A'后,在低温、中温、高温回火后的产物分别为M回+A’
T回S回。
7.45钢正火后渗碳体呈片状,调质处理后渗碳体呈球状。
机械工程材料A卷评分标准
一、名词解释:
(10分)
3、固溶强化:
固溶体溶入溶质后强度、硬度提高,塑性韧性下降现象。
(2分)
2、加工硬化:
金属塑性变形后,强度硬度提高的现象。
(2分)
4、合金强化:
在钢液中有选择地加入合金元素,提高材料强度和硬度(2分)
4、热处理:
钢在固态下通过加热、保温、冷却改变钢的组织结构从而获得所需性能的一种工艺。
(2分)
5、细晶强化:
通过细化晶粒处理,使得金属强度提高的方法。
(2分)
二、选择适宜材料并说明常用的热处理方法(30分)(每空1分)
名称
候选材料
选用材料
热处理方法
最终组织
机床床身
T10A,KTZ450-06,HT200
HT200
时效
P+F+G片
汽车后桥齿轮
40Cr,20CrMnTi,60Si2Mn
20CrMnTi
渗碳+淬火+低温回火
表面Cm+M+A’
心部F+M
滚动轴承
GCr15,Cr12,QT600-2
GCr15
球化退火+淬火+低温回火
Cm+M+A’
锉刀
9SiCr,T12,W18Cr4V
T12
球化退火+淬火+低温回火
Cm+M+A’
汽车板簧
45,60Si2Mn,T10
60Si2Mn
淬火+中温回火
T回
钻头
W18Cr4V,65Mn,20
W18Cr4V
淬火+低温回火
Cm+M+A’
桥梁
1Cr13,16Mn,Q195
16Mn,
不热处理
F+P
滑动轴承
H70,ZSnSb11Cu6,T8
ZSnSb11Cu6
不热处理
a+SnSb
耐酸容器
Q235,1Cr18Ni9Ti,ZGMn13
1Cr18Ni9Ti
固溶处理
A
发动机曲轴
QT600-3,45,ZL101
QT600-3
等温淬火+高温回火
S回+G球
三、(20分)车床主轴要求轴颈部位硬度为HRC54—58,其余地方为HRC20—25,其加工路线为:
下料锻造正火机加工调质机加工(精)
轴颈表面淬火低温回火磨加工
指出:
1、主轴应用的材料:
45钢(4分)
2、正火的目的和大致热处理工艺细化晶粒,消除应力;加热到Ac3+50℃保温一段时间空冷(4分)
3、调质目的和大致热处理工艺强度硬度塑性韧性达到良好配合淬火+高温回火(4分)
4、表面淬火目的提高轴颈表面硬度(4分)
4.低温回火目的和轴颈表面和心部组织。
去除表面淬火热应力,表面M+A’心部S回。
(4分)
四、选择填空(20分)(每空2分)
1.合金元素对奥氏体晶粒长大的影响是(d)
(a)均强烈阻止奥氏体晶粒长大(b)均强烈促进奥氏体晶粒长大
(c)无影响(d)上述说法都不全面
2.适合制造渗碳零件的钢有(c)。
(a)16Mn、15、20Cr、1Cr13、12Cr2Ni4A(b)45、40Cr、65Mn、T12
(c)15、20Cr、18Cr2Ni4WA、20CrMnTi
3.要制造直径16mm的螺栓,要求整个截面上具有良好的综合机械性能,应选用(c)
(a)45钢经正火处理(b)60Si2Mn经淬火和中温回火(c)40Cr钢经调质处理
4.制造手用锯条应当选用(a)
(a)T12钢经淬火和低温回火(b)Cr12Mo钢经淬火和低温回火(c)65钢淬火后中温回火
5.高速钢的红硬性取决于(b)
(a)马氏体的多少(b)淬火加热时溶入奥氏体中的合金元素的量(c)钢中的碳含量
6.汽车、拖拉机的齿轮要求表面高耐磨性,中心有良好的强韧性,应选用(c)
(a)60钢渗碳淬火后低温回火(b)40Cr淬火后高温回火(c)20CrMnTi渗碳淬火后低温回火
7.65、65Mn、50CrV等属于哪类钢,其热处理特点是(c)
(a)工具钢,淬火+低温回火(b)轴承钢,渗碳+淬火+低温回火(c)弹簧钢,淬火+中温回火
8.二次硬化属于(d)
(a)固溶强化(b)细晶强化(c)位错强化(d)第二相强化
9.1Cr18Ni9Ti奥氏体型不锈钢,进行固溶处理的目的是(b)
(c)获得单一的马氏体组织,提高硬度和耐磨性
(d)获得单一的奥氏体组织,提高抗腐蚀性,防止晶间腐蚀(c)降低硬度,便于切削加工
10.推土机铲和坦克履带板受到严重的磨损及强烈冲击,应选择用(b)
(a)20Cr渗碳淬火后低温回火(b)ZGMn13—3经水韧处理(c)W18Cr4V淬火后低温回火
五、填空题(20分)(每空1分)
1、马氏体是碳在a-相中的过饱和固溶体,其形态主要有板条马氏体、片状马氏体。
其中,片状马氏体硬度高、塑性差
2、W18Cr4V钢的淬火加热温度为1270-1280℃,回火加热温度为560℃,回火次数3次。
3、材料选择的三原则一般原则,工艺性原则,经济性原则。
4、合金结构钢与碳素结构钢相比,其突出优点是强度高,淬透性好。
5.共析钢过冷奥氏体等温转变曲线三个转变区的转变产物是PBM。
6.共析钢淬火形成M+A'后,在低温、中温、高温回火后的产物分别为M回+A’
T回S回。
7.45钢正火后渗碳体呈片状,调质处理后渗碳体呈球状。
一、名词解释:
(10分)
1、固溶强化:
固溶体溶入溶质后强度、硬度提高,塑性韧性下降现象。
2、加工硬化:
金属塑性变形后,强度硬度提高的现象。
2、合金强化:
在钢液中有选择地加入合金元素,提高材料强度和硬度
4、热处理:
钢在固态下通过加热、保温、冷却改变钢的组织结构从而获得所需性能的一种工艺。
5、细晶强化:
晶粒尺寸通过细化处理,使得金属强度提高的方法。
二、选择适宜材料并说明常用的热处理方法(30分)
名称
候选材料
选用材料
热处理方法
最终组织
机床床身
T10A,KTZ450-06,HT200
HT200
时效
P+F+G片
汽车后桥齿轮
40Cr,20CrMnTi,60Si2Mn
20CrMnTi
渗碳+淬火+低温回火
表面Cm+M+A’
心部F+M
滚动轴承
GCr15,Cr12,QT600-2
GCr15
球化退火+淬火+低温回火
Cm+M+A’
锉刀
9SiCr,T12,W18Cr4V
T12
球化退火+淬火+低温回火
Cm+M+A’
汽车板簧
45,60Si2Mn,T10
60Si2Mn
淬火+中温回火
T回
钻头
W18Cr4V,65Mn,20
W18Cr4V
淬火+低温回火
Cm+M+A’
桥梁
1Cr13,16Mn,Q195
16Mn,
不热处理
F+P
滑动轴承
H70,ZSnSb11Cu6,T8
ZSnSb11Cu6
不热处理
a+SnSb
耐酸容器
Q235,1Cr18Ni9Ti,ZGMn13
1Cr18Ni9Ti
固溶处理
A
发动机曲轴
QT600-3,45,ZL101
QT600-3
等温淬火+高温回火
S回+G球
三、(20分)车床主轴要求轴颈部位硬度为HRC54—58,其余地方为HRC20—25,其加工路线:
下料锻造正火机加工调质机加工(精)
轴颈表面淬火低温回火磨加工
指出:
1、主轴应用的材料:
45钢
2、正火的目的和大致热处理工艺细化晶粒,消除应力;加热到Ac3+50℃保温一段时间空冷
3、调质目的和大致热处理工艺强度硬度塑性韧性达到良好配合淬火+高温回火
4、表面淬火目的提高轴颈表面硬度
5.低温回火目的和轴颈表面和心部组织。
去除表面淬火热应力,表面M+A’心部S回
四、选择填空(20分)
1.合金元素对奥氏体晶粒长大的影响是(d)
(a)均强烈阻止奥氏体晶粒长大(b)均强烈促进奥氏体晶粒长大
(c)无影响(d)上述说法都不全面
2.适合制造渗碳零件的钢有(c)。
(a)16Mn、15、20Cr、1Cr13、12Cr2Ni4A(b)45、40Cr、65Mn、T12
(c)15、20Cr、18Cr2Ni4WA、20CrMnTi
3.要制造直径16mm的螺栓,要求整个截面上具有良好的综合机械性能,应选用(c)
(a)45钢经正火处理(b)60Si2Mn经淬火和中温回火(c)40Cr钢经调处理
4.制造手用锯条应当选用(a)(a)T12钢经淬火和低温回火(b)Cr12Mo钢经淬火和低温回火(c)65钢淬火后中温回火
5.高速钢的红硬性取决于(b)
(a)马氏体的多少(b)淬火加热时溶入奥氏体中的合金元素的量(c)钢中的碳含量
6.汽车、拖拉机的齿轮要求表面高耐磨性,中心有良好的强韧性,应选用(c)
(a)60钢渗碳淬火后低温回火(b)40Cr淬火后高温回火(c)20CrMnTi渗碳淬火后低温回火
7.65、65Mn、50CrV等属于哪类钢,其热处理特点是(c)
(a)工具钢,淬火+低温回火(b)轴承钢,渗碳+淬火+低温回火(c)弹簧钢,淬火+中温回火
8.二次硬化属于(d)
(a)固溶强化(b)细晶强化(c)位错强化(d)第二相强化
9.1Cr18Ni9Ti奥氏体型不锈钢,进行固溶处理的目的是(b)
(a)获得单一的马氏体组织,提高硬度和耐磨性
(b)获得单一的奥氏体组织提高抗腐蚀性,防止晶间腐蚀(c)降低硬度,便于切削加工
10.推土机铲和坦克履带板受到严重的磨损及强烈冲击,应选择用(b)
(a)20Cr渗碳淬火后低温回火(b)ZGMn13—3经水韧处理(c)W18Cr4V淬火后低温回火
五、填空题(20分)
1、马氏体是碳在a-相中的过饱和固溶体,其形态主要有板条马氏体、片状马氏体。
其中,片状马氏体硬度高、塑性差
2、W18Cr4V钢的淬火加热温度为1270-1280℃,回火加热温度为560℃,回火次数3次。
3、材料选择的三原则一般原则,工艺性原则,经济性原则。
4、合金结构钢与碳素结构钢相比,其突出优点是强度高,淬透性好。
5.共析钢过冷奥氏体等温转变曲线三个转变区的转变产物是PBM。
6.共析钢淬火形成M+A'后,在低温、中温、高温回火后的产物分别为M回+A’
T回S回。
7.45钢正火后渗碳体呈片状,调质处理后渗碳体呈球状。
一、名词解释(共15分,每小题3分)
1.奥氏体(A) 2.回复 3.固溶体 4.自然时效 5.加工硬化
二、填空题(共20分,每空1分)
1.石墨为片状的灰口铸铁称为 铸铁,石墨为团絮状的灰口铸铁称为 __ 铸铁,石墨为球状的灰口铸铁称为 铸铁。
其中 铸铁的韧性最高,因而可以锻造。
2.陶瓷材料中的气相是指 ,在 程中形成的,它 了陶瓷的强度。
3.根据采用的渗碳剂的不同,将渗碳分为________、_________和_________三种。
4.工程中常用的特殊性能钢有_________、_________、_________等。
5.金属的断裂形式有__________和__________两种。
6.金属元素在钢中形成的碳化物可分为_________、_________两类。
7.常见的金属晶体结构有____________、____________和____________三种。
三、选择题(共25分,每小题1分)
1.40钢钢锭在1000℃左右轧制,有时会发生开裂,最可能的原因是( )
A.温度过低;B.温度过高;C.钢锭含磷量过高;D.钢锭含硫量过高
2.下列碳钢中,淬透性最高的是( )
A.20钢; B.40钢; C.T8钢; D.T12钢
3.Ni在1Cr18Ni9Ti钢中的主要作用是( )
A.提高淬透性; B.固溶强化; C.扩大Fe-Fe3C相图中的γ相区; D.细化晶粒;
4.W18Cr4V钢锻造后,在机械加工之前应进行( )
A.完全退火; B.球化退火; C.去应力退火; D.再结晶退火
5.下列材料中,最适合制造机床床身的是( )
A.40钢; B.T12钢; C.HT300; D.KTH300-06
6.下列材料中,最适合制造气轮机叶片的是
A.1Cr13钢; B.1Cr17钢; C.3Cr13钢; D.4Cr13钢
7.下列材料中,最适合制造飞机蒙皮的是( )
A.ZAlSi12;B.2A50(旧牌号LD5);C.ZAlMg10;D.2A12(旧牌号LY12)
8.下列材料中,最适合制造盛放氢氟酸容器的是( )
A.1Cr17; B.1Cr18Ni9Ti;C.聚四氟乙烯; D.SiO2
9.下列材料中,最适合制造汽车板弹簧的是( )
A.60Si2Mn; B.5CrNiMo; C.Cr12MoV; D.GCr15
10.下列材料中,最适合制造汽车火花塞绝缘体的是( )
A.Al2O3; B.聚苯乙烯; C.聚丙烯; D.饱和聚酯
11.铜只有通过冷加工并经随后加热才能使晶粒细化,而铁则不需冷加工,只
需加热到一定温度即使晶粒细化,其原因是( )
A.铁总是存在加工硬化,而铜没有; B.铜有加工硬化现象,而铁没有;
C.铁在固态下有同素异构转变;而铜没有D.铁和铜的再结晶温度不同
12.常用不锈钢有铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢和( )
A.铁素体-奥氏体不锈钢B.马氏体-奥氏体不锈钢C.莱氏体不锈钢D.贝氏体不锈钢
13.以下哪种铸铁的断口呈灰黑色?
( )
A.马口铁; B.白口铸铁; C.麻口铸铁; D.灰铸铁
14.用于制造渗碳零件的钢称为( )。
A.结构钢; B.合金钢; C.渗碳钢; D.工具钢
15.马氏体组织有两种形态( )。
A.板条、树状; B.板条、针状; C.树状、针状; D.索状、树状
16.实际生产中,金属冷却时( )。
A.理论结晶温度总是低于实际结晶温度; B.理论结晶温度总是等于实际结晶温度;
C.理论结晶温度总是大于实际结晶温度; D.实际结晶温度和理论结晶温度没有关系
17.零件渗碳后,一般需经过( )才能达到表面硬度高而且耐磨的目的。
A.淬火+低温回火; B.正火; C.调质; D.淬火+高温回火
18.C曲线右移使淬火临界冷却速度( ),淬透性( )。
A.减小、增大; B.减小、减小; C.增大、减小; D.增大、增大
19.机械制造中,T10钢常用来制造( )。
A.容器; B.刀具; C.轴承; D.齿轮
20.钢经表面淬火后将获得( )。
A.一定深度的马氏体; B.全部马氏体; C.下贝氏体; D.上贝氏体
21.GCrl5SiMn钢的含铬量是:
( )
A.15%; B.1.5%; C.0.15%; D.0.015%
22.铅在常温下的变形属:
( )
A.冷变形; B.弹性变形; C.热变形; D.既有冷变形也有热变形
23、黄铜是以( )为主加元素的铜合金。
A.铅 B.铁 C.锡 D.锌
24、在Fe-Fe3C和图中,奥氏体冷却到ES线时开始析出( )。
A.铁素体 B.珠光体 C.二次渗碳体 D.莱氏体
25、从金属学的观点来看,冷加工和热加工是以( )温度为界限区分的。
A.结晶 B.再结晶 C.相变 D.25℃
四、简答题(共30分,每题10分)
1.简述奥氏体晶粒对钢在室温下组织和性能的影响。
2.简述回火的目的。
3.何谓碳钢中的铁素体、渗碳体、珠光体?
他们的力学性能各有何特点?
参考答案
一、名词解释
1.奥氏体(A):
C在γ-Fe中的间隙固溶体,常用A或γ表示,是一种硬度较低而塑性较高的固溶体。
3.固溶体:
组成合金的组元,在固态时相互溶解,所形成的单一均匀的物质。
4.自然时效:
自然时效是指经过冷、热加工或热处理的金属材料,于室温下发生性能随时间而变化的现象。
5.加工硬化:
金属材料随着冷塑变形程度的增大,强度和硬度逐渐升高,塑性和韧性逐渐
降低的现象称为加工硬化或冷作硬化。
二、填空题
1、普通灰口;可锻;球墨;2、气孔;烧结;降低。
3、固体渗碳 气体渗碳4、不锈钢 耐热钢 耐磨刚5、延性断裂
6、合金渗碳体 特殊碳化物7、体心立方晶格 密排六方晶格
三、选择题
1.D;2.C;3.C;;5.C;6.A;7.D;8.C;10.A;11.C;13.D; 14.C;15.B;17.A;18.A;19.B;20.A;21.B23.D;24.C
四、简答题
1、答:
奥氏体晶粒细小时,冷却后转变产物的组织也细小,其强度与塑性韧性都较高,冷脆转变温度也较低;反之,粗大的奥氏体晶粒,冷却转变后仍获得粗晶粒组织,使钢的力学性能(特别是冲击韧性)降低,甚至在淬火时发生变形、开裂。
2、答:
回火的目的是:
(1)降低零件脆性,消除或降低内应力;
(2)获得所要求的力学性能;
(3)稳定尺寸;(4)改善加工性。
3、答:
铁素体——碳在α-Fe中的间隙固溶体,软而韧。
渗碳体——碳与铁形成的间隙化合物,硬而脆。
珠光体——铁素体与渗碳体形成的层片状交替排列的机械混合物,良好
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- 机械工程 材料 试题 答案