机械工程材料模拟题.docx
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机械工程材料模拟题
复习题
第一章金属学基础
一、名词解释
1.过冷度
2.均质成核
3.非均质成核
4.冷变形
5.热变性
6.加工硬化
7.再结晶
8.纤维组织
9.锻造流线
二、选择题
1.每个体心立方晶胞中包含有()个原子。
A.1 B.2 C.3 D.4
2.每个面心立方晶胞中包含有()个原子。
A.1 B.2 C.3 D.4
3.属于面心立方晶格的金属有()。
A.α-Fe,铜 B.α-Fe,钒 C.γ-Fe,铜 D.γ-Fe,钒
4.属于体心立方晶格的金属有()。
A.α-Fe,铝 B.α-Fe,铬 C.γ-Fe,铝 D.γ-Fe,铬
5.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
6.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
7.为细化晶粒,可采用:
A.快速浇注 B.加变质剂 C.以砂型代金属型
8.铸锭剖面由表面到中心的晶粒特点依次为:
A.表面等轴粗晶粒层,中间柱状晶粒层,心部细晶粒层
B.表面细晶粒层,中间柱状晶粒层,心部等轴粗晶粒层
C.表面等轴粗晶粒层,中间细晶粒层,心部柱状晶粒层
D.表面等轴粗晶粒层,中间柱状晶粒层,心部等轴粗晶粒层
9.下列三种方法制造紧固螺栓,哪一种比较理想( )。
A.直接用圆钢切削加工而成;
B.将圆钢局部镦粗,然后再加工;
C.用一厚钢板切削加工而成。
10.对重要受力零件,纤维组织的方向应该是与( )。
A.最大正应力和最大剪应力平行;
B.最大正应力垂直和最大剪应力平行;
C.最大正应力平行和最大剪应力垂直。
三、是非题
1.非晶体具有各向异性。
2.每个体心立方晶胞中实际包含有2个原子。
3.每个面心立方晶胞中实际包含有2个原子。
4.每个面心立方晶胞中实际包含有4个原子。
5.每个体心立方晶胞中实际包含有4个原子。
6.单晶体具有各向异性,多晶体具有各向同性。
7.晶体具有各向同性。
8.单晶体具有各向同性,多晶体具有各向异性。
9.物质从液体状态转变为固体状态的过程称为结晶。
10.金属结晶后晶体结构不再发生变化。
11.在金属的结晶中,随着过冷度的增大,晶核的形核率N和长大率G都增大,在N/G增大的情况下晶粒细化。
12.液态金属结晶时的冷却速度越快,过冷度就越大,形核率和长大率都增大,故晶粒就粗大。
13.物质从液体状态转变为固体状态的过程称为凝固。
14.液态金属冷却到结晶温度时,液态金属中立即就有固态金属结晶出来。
四、填空题
1.常见金属的晶体结构有( )、( )与密排六方晶格。
2.晶体缺陷主要可分为( ),( )和面缺陷三类。
3.每个面心立方晶胞在晶核中实际含有( )原子,致密度为( )。
4.面缺陷主要指的是( )和( )。
5.最常见的线缺陷有( )和( )。
6.每个体心立方晶胞在晶核中实际含有( )原子,致密度为( )。
7.随着过冷度的增大,晶核形核率N( ),长大率G( )。
8.细化晶粒的主要方法有( )和( )。
9.纯铁在1200℃时晶体结构为( ),在800℃时晶体结构为( )。
10.金属的结晶过程是( )与( )的过程。
11.在工业生产中,金属的晶粒形状大都呈( )状。
12.晶粒的大小取决于( )速率与( )速率。
13.钨在1000℃变形加工属于( )加工,锡在室温下变形加工属于( )加工。
(钨的熔点3410℃、锡的熔点232℃)
14.随着冷变形程度的增加,金属材料的强度、硬度( ),塑性、韧性( )
15.铸锭可由三个不同外形的晶粒区所组成,即( ),( )和心部等轴晶粒区。
五、改正题
1.体心立方晶格的致密度为84%。
2.面心立方晶格的致密度为78%。
3.密排六方晶格在晶格中实际仅包含的原子数量7个。
4.把在实际晶体中出现的刃型位错和螺型位错的缺陷叫做面缺陷。
5.把在实际晶体中出现的空位和间隙原子的缺陷叫做线缺陷。
6.面心立方晶胞在晶格中实际仅包含的原子数量是5个。
7.金属的同素异构转变同样是通过金属原子的重新排列来完成的,故称其为再结晶。
8.物质从液态转变为固态的过程称为结晶。
9.在一般情况下,金属结晶后晶粒越细小,则其强度越好,而塑性和韧性越差。
六、简答题
1.液态金属结晶的必要条件是什么?
细化晶粒的途径有哪些?
晶粒大小对金属材料的机械性能有何影响?
2.什么是加工硬化?
试分析加工硬化的利与弊。
3.何谓金属的同素异构转变?
并以纯铁来说明。
4.用一冷拔钢丝绳吊装一大型工件入炉,并随工件一起加热到1000℃保温,保温后再次吊装工件时,钢丝绳发生断裂,试分析原因。
5.分析铸锭结晶后可形成三个不同晶粒区的成因。
第二章合金相图
一、名词解释
1.固溶体
2.固溶强化
3.金属化合物
4.共晶
5.共析
6.匀晶
二、选择题
1.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-Fe
2.奥氏体是碳溶解在()中所形成的间隙固溶体。
A.α-Fe
B.γ-Fe
C.δ-Fe
D.β-Fe
3.渗碳体是一种()。
A.固溶体
B.金属化合物
C.机械混合物
D.非金属化合物
4.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%
5.莱氏体是一种()。
A.固溶体
B.金属化合物
C.机械混合物
D.单相组织金属
6.在Fe-Fe3C相图中,ES线也称为()。
A.共晶线
B.共析线
C.A3线
D.Acm线
7.在Fe-Fe3C相图中,GS线也称为()。
A.共晶线
B.共析线
C.A3线
D.Acm线
8.在Fe-Fe3C相图中,共析线也称为()。
A.A1线
B.ECF线
C.Acm线
D.PSK线
9.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
10.在Fe-Fe3C相图中,PSK线也称为()。
A.共晶线
B.共析线
C.A3线
D.Acm线
11.Fe-Fe3C相图中,共析线的温度为()。
A.724℃
B.725℃
C.726℃
D.727℃
12.在铁碳合金中,共析钢的含碳量为()。
A.0.67%
B.0.77%
C.0.8%
D.0.87%
13.根据Fe-Fe3C平衡相图,含碳量为3.0%的合金平衡冷却至750℃时的组织为( )
A)P+Fe3CⅡ+Ld′ B)A+Fe3CⅡ+Ld′ C)A+Fe3CⅡ+Ld
14.40钢中,珠光体的含量大约 。
A.20% B.35% C.50% D.70%
三、填空题
1.根据溶质原子在溶剂晶格中分布情况的不同,可将固溶体分为( )和( )。
2.相是指合金中( )与( )均匀一致的组成部分。
3.合金的晶体结构大致可以有三种类型:
( ),化合物和( )。
合金的基本相结构有( )和( )两种类型。
4.组成合金的( ),( )物质称为组元。
5.珠光体是( )和( )混合在一起形成的机械混合物。
6.碳溶解在( )中所形成的( )称为铁素体。
7.在Fe-Fe3C相图中,共晶点的含碳量为(),共析点的含碳量为( )。
8.低温莱氏体是( )和( )组成的机械混合物。
9.高温莱氏体是( )和( )组成的机械混合物。
10.在Fe-Fe3C相图中,共晶转变温度是( ),共析转变温度是( )。
11.碳在奥氏体中的溶解度随温度而变化,在1148℃时溶解度为( )%,在727℃时达( )%。
12.填写下列组织的符号:
奥氏体( )、铁素体( )、渗碳体( )、珠光体( )、高温莱氏体( )
13.奥氏体和渗碳体组成的共晶组织称为( ),其含碳量为( )%,当温度低于727℃,转变为珠光体加渗碳体,又称为( )。
四、改正题
1.合金中各组成元素的原子按一定比例相互作用而生成的一种新的具有金属特性的物质称为固溶体。
2.合金元素在固态下彼此相互溶解或部分地溶解,而形成成分和性能均匀的固态合金称为金属化合物。
3.铁素体是碳溶解在α-Fe中所形成的置换固溶体。
4.铁素体是碳溶解在γ-Fe中所形成的间隙固溶体。
5.钢中的含硫量增加,其钢的热脆性增加。
6.钢中的含磷量增加,其钢的热脆性增加。
7.渗碳体是一种不稳定化合物,容易分解成铁和石墨。
8.GS线表示由奥氏体冷却时析出铁素体的开始线,通称Acm线。
9.GS线表示由奥氏体冷却时析出铁素体的开始线,通称A3线。
10.PSK线叫共析线,通称Acm线。
11.PSK线叫共析线,通称A3线。
12.过共析钢结晶的过程是:
L—L+A—A—A+Fe3CⅡ--P+Fe3CⅡ。
13.铁素体是碳溶解在α-Fe中所形成的间隙固溶体。
14.奥氏体是碳溶解在γ-Fe中所形成的间隙固溶体。
15.ES线是碳在奥氏体中的溶解度变化曲线,通称Acm线。
16.ES线是碳在奥氏体中的溶解度变化曲线,通称A1线。
17.奥氏体是碳溶解在γ-Fe中所形成的置换固溶体。
18.在Fe-Fe3C相图中的ES线是碳在奥氏体中的溶解度变化曲线,通常称为A3线。
19.共析钢结晶的过程是:
L—L+A—A—P。
20.在Fe-Fe3C相图中的ES线是表示由奥氏体冷却时析出铁素体的开始线,通称Acm线。
21.GS线表示由奥氏体冷却时析出铁素体的开始线,通称A1线。
22.亚共析钢结晶的过程是:
L—L+A—A—F+A--F+P。
23.钢中的含磷量增加,其钢的冷脆性增加。
五、简答题
1.试述金属中固溶体与金属化合物的机械性能有何特点。
2.合金中固溶体和金属化合物的晶体结构有何不同?
3.铁碳合金中基本相有哪几相?
4.铁碳合金中基本组织是哪些?
并指出哪个是单相组织、哪个是双相混合组织。
5.试分析含碳量为1.2%铁碳合金从液体冷却到室温时的结晶过程。
6.二块钢样,退火后经显微组织分析,其组织组成物的相对含量如下:
第一块:
珠光体占40%,铁素体60%。
第二块:
珠光体占95%,二次渗碳体占5%。
试问它们的含碳量约为多少?
(铁素体含碳量可思略不计)
7.写出铁碳相图上共晶和共析反应式及反应产物的名称。
8.在Fe—Fe3C相图上空白处填写上组织。
9.试分析含碳量为0.6%。
铁碳含金从液态冷却到室温时的结晶过程。
10.结合Fe-Fe3C相图指出A1、A3和Acm代表哪个线段,并说明该线段表示的意思。
第三章钢的热处理
一、名词解释
1.淬火临界冷速度
2.淬透性与淬硬性
3.调质处理与变质处理
4.本质粗晶粒钢与本质细晶粒钢
二、选择题
1.钢的低温回火的温度为()。
A.400℃ B.350℃ C.300℃ D.250℃
2.可逆回火脆性的温度范围是()。
A.150℃~200℃ B.250℃~400℃ C.400℃~550℃ D.550℃~650℃
3.不可逆回火脆性的温度范围是()。
A.150℃~200℃ B.250℃~400℃ C.400℃~550℃ D.550℃~650℃
4.加热是钢进行热处理的第一步,其目的是使钢获得()。
A.均匀的基体组织 B.均匀的A体组织 C.均匀的P体组织 D.均匀的M体组织
5.钢的高温回火的温度为()。
A.500℃ B.450℃ C.400℃ D.350℃
6.钢的中温回火的温度为()。
A.350℃ B.300℃ C.250℃ D.200℃
7.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
8.正火是将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.在油中冷却 C.在空气中冷却 D.在水中冷却
9.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
10.共析钢在奥氏体的连续冷却转变产物中,不可能出现的组织是()。
A.P B.S C.B D.M
11.退火是将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.在油中冷却 C.在空气中冷却 D.在水中冷却
12.钢的本质晶粒度是指( )
A)钢在加热过程中刚完成奥氏体转变时的奥氏体晶粒大小
B)钢在各种具体热加工后的奥氏体晶粒大小
C)钢在规定加热条件下奥氏体晶粒长大倾向性的高低
13.钢的淬硬性主要决定于( )
A)马氏体的含碳量
B)钢中的合金元素含量
C)钢的临界冷却速度
14.T8钢加热为奥氏体后,在580℃等温转变完成后的组织为( )
A)贝氏体 B)托氏体 C)马氏体
15.下面几种说法中正确的是( )
A)软氮化又称低温氮碳共渗,是以渗碳为主的一种热处理工艺
B)调质处理就是调整钢的成分,从而改变钢的性能的一种热处理工艺
C)生产中对精密量具采用冷处理,即将工件淬火冷却至室温后,随即放在零度以下的冷却介质中冷却的一种处理方法
三、是非题
1.完全退火是将工件加热到Acm以上30~50℃,保温一定的时间后,随炉缓慢冷却的一种热处理工艺。
2.在铁碳合金平衡结晶过程中,只有碳质量分数为4.3%的铁碳合金才能发生共晶反应。
3.渗氮处理是将活性氮原子渗入工件表层,然后再进行淬火和低温回火的一种热处理方法。
4.马氏体转变温度区的位置主要与钢的化学成分有关,而与冷却速度无关。
5.临界冷却速度是指过冷奥氏体向马氏体转变的最快的冷却速度。
6.弹簧经淬火和中温回火后的组织是回火索氏体。
7.低碳钢和某些低碳合金钢,经正火后能适当提高硬度,改善切削加工。
8.完全退火主要应用于过共析钢。
9.去应力退火是将工件加热到Ac3线以上,保温后缓慢地冷却下来地热处理工艺。
10.减低硬度的球化退火主要适用于过共析钢。
11.在生产中,习惯把淬火和高温回火相结合的热处理方法称为预备热处理。
12.除钴之外,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,使C曲线左移。
13.马氏体硬度主要取决于马氏体中的合金含量。
14.晶粒度是用来表示晶粒可承受最高温度的一种尺度。
15.钢的热处理后的最终性能,主要取决于该钢的化学成分。
16.钢的热处理是通过加热,保温和冷却,以改变钢的形状,尺寸,从而改善钢的性能的一种工艺方法。
17.热处理的加热,其目的是使钢件获得表层和心部温度均匀一致。
18.过共析钢完全退火后能消除网状渗碳体。
19.淬火钢随着回火温度的升高,钢的脆性值显著升高,这种现象称为回火脆性。
20.调质钢经淬火和高温回火后的组织是回火马氏体。
21.马氏体转变的Ms和Mf温度线,随奥氏体含碳量增加而上升。
四、填空题
1.共析钢中奥氏体的形成过程是:
( ),( ),残余Fe3C溶解,奥氏体均匀化。
2.碳氮共渗是将( )和( )同时渗入工件表面的一种化学热处理方法,它以渗( )为主。
3.软氮化,即氮碳共渗,它是指港间在渗入( )的同时还有少量的( )渗入。
4.马氏体是碳在( )中的( )组织。
5.在钢的热处理中,奥氏体的形成过程是由( )和( )两个基本过程来完成的。
6.钢的中温回火的温度范围在( ),回火后的组织为( )。
7.共析钢中奥氏体的形成过程是:
奥氏体形核,奥氏体长大,( ),( )。
8.钢的低温回火的温度范围在( ),回火后的组织为( )。
9.在钢的回火时,随着回火温度的升高,淬火钢的组织转变可以归纳为以下四个阶段:
马氏体的分解,残余奥氏体的转变,( ),( )。
10.钢的高温回火的温度范围在( ),回火后的组织为( )。
11.根据共析钢的C曲线,过冷奥氏体在A1线以下等温转变所获得的组织产物是( )和贝氏体型组织。
12.常见钢的退火种类有:
完全退火,( )和( )。
13.根据共析钢的C曲线,过冷奥氏体在A1线以下转变的产物类型有( ),( )和马氏体型组织。
14.材料在一定的淬火剂中能被淬透的( )越大,表示( )越好。
15.钢的热处理是通过钢在固态下( )、( )和( )的方法来改变( ),从而获得所需要的( )的工艺方法。
16.马氏体的转变温度范围是( ),马氏体的显微组织与含碳量有关,含碳量高的马氏体呈( )状,含碳量低的马氏体呈( )状。
17.常用淬火冷却介质有( )、( )、( )和( )。
18.共析钢的等温转变曲线中,高温转变温度在( ),转变产物为( )、( )和( );中温转变温度为( ),转变产物为( )和( )。
五、简答题
1.指出下列工件正火的主要作用及正火后的组织。
(1)20CrMnTi制造传动齿轮
(2)T12钢制造铣刀
2.用45钢制造主轴,其加工工艺的路线为:
下料——锻造——退火——粗加工——调质处理
试问:
(1)调质处理的作用。
(2)调质处理加热温度范围。
3.简述过冷奥氏体等温转变组织的名称及其性能。
4.什么叫回火?
淬火钢为什么要进行回火处理?
5.什么叫淬火?
其主要目的是什么?
6.淬火钢采用低温或高温回火各获得什么组织?
其主要应用在什么场合?
7.指出过共析钢淬火加热温度的范围,并说明其理由。
8.球化退火的目的是什么?
主要应用在什么场合?
9.共析钢加热到相变点以上,用图1的冷却曲线冷却,各应得到什么组织?
各属于何种热处理方法?
10.T12钢加热到Ac1以上,用图2的各种方法冷却,分析其所得到的组织。
11.确定下列钢件退火方法,并指出退火目的及退火后的组织:
(1)经冷轧后的15钢钢板,要求降低硬度
(2)ZG270-500的铸造齿轮
(3)锻造过热的45钢锻坯
(4)具有片状渗碳体的T12钢坯
12.某厂模锻锤锤杆,原采用45Cr钢油淬,650℃高温回火,硬度低,冲击韧性高,后改为淬火后450~500℃中温回火后其使用寿命大幅度提高。
试分析原因。
13.由于保管员失职,不慎将45钢和T8钢混同当45钢发出,制成一批重要紧固螺钉,螺钉头部需经淬火回火处理,以得HRC50-54。
问这批螺钉在使用过程中将可能产生什么后果?
试从热处理工艺方面分析原因。
14.45钢淬火后硬度为538HBS,经高温回火后的硬度下降为240HBS,若再进行200℃低温回火,能否使其硬度升高?
为什么?
淬火后进行低温回火,硬度为515HBS,若再进行400℃中温回火,能否使其硬度降低?
为什么?
15.有一批用35钢制成的螺钉,要求其头部在热处理后的硬度为35~40HRC,现材料中混入少量T10钢和10钢。
若由T10刚和10钢制成的螺钉仍按35钢进行热处理(淬火、回火),能否达到要求?
为什么?
16.分析45钢得到下列组织的热处理工艺(15分)。
(1)粗片状珠光体+铁素体;
(2)细片状珠光体+少量铁素体;
(3)细小的粒状索氏体;
(4)表面是回火马氏体,心部是回火索氏体。
第四章结构钢及其选用
一、名词解释
1.二次硬化
2.回火脆性
3.回火稳定性
4.过冷奥氏体
5.红硬性
二、选择题
1.影响钢的冷脆性的主要元素是( )
A) S B) P C) Mn D) Si
2.20CrMnTi钢根据其组织和机械性能,在工业上主要作为一种()使用。
A.合金渗碳钢
B.合金弹簧钢
C.合金调质钢
D.滚动轴承钢
3.大多数合金元素均在不同程度上有细化晶粒的作用,其中细化晶粒作用最为显著的有()。
A.Mn,P
B.Mn,Ti
C.Ti,V
D.V,P
4.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.Ti
5.20CrMnTi钢中Ti元素的主要作用是 。
A.强化铁素体 B.提高淬透性 C.细化晶粒 D.提高回火稳定性
6.合金渗碳钢渗碳后必须进行 热处理。
A淬火+高温回火 B淬火+中温回火 C 淬火+低温回火 D淬火+退火
7.要制造一批锉刀,请选择合适的材料 。
A.45 B.9Mn2V C.T12 D.7Cr17
8.下列材料中淬硬性高的是 。
A.18CrNi3 B.9Mn2V C.40Cr D.50
9.下列材料中油淬临界直径最大的是 。
A.25Cr2Ni4W B.20MnVB C.40Cr D.65
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