2022年机械工程材料及热加工工艺试题及答案.docx

精品学习资源一、名词说明：、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；、加工硬化： 金属塑性变形后，强度硬度提高的现象；、合金强化： 在钢液中有挑选地加入合金元素，提高材料强度和硬度、热处理：钢在固态下通过加热、保温、冷却转变钢的组织结构从而获得所需性能的一种工艺；、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、挑选相宜材料并说明常用的热处理方法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, HT200HT200时效PFG 片汽车后桥齿轮40Cr, 20CrMnTi, 60Si2Mn20CrMnTi渗碳淬火低温表面 CmM A 回火心部 F M滚动轴承GCr15, Cr12, QT600-2GCr15球化退火淬火 低温回火Cm M A锉刀9SiCr, T12, W18Cr4VT12球化退火淬火 低温回火Cm M A汽车板簧45, 60Si2Mn, T1060Si2Mn淬火中温回火T 回钻头W18Cr4V ， 65Mn, 20W18Cr4V淬火低温回火Cm M A桥梁1Cr13, 16Mn, Q19516Mn,不热处理FP滑动轴承H70, ZSnSb11Cu6, T8ZSnSb11Cu6不热处理a+SnSb耐酸容器Q235, 1Cr18Ni9Ti, ZGMn131Cr18Ni9Ti固溶处理A发动机曲轴QT600-3, 45, ZL101QT600-3等温淬火高温回S 回 G 球火三、（ 20 分）车床主轴要求轴颈部位硬度为HRC54 58，其余地方为 HRC20 25，其加工路线欢迎下载精品学习资源为：下料锻造 正火 机加工调质机加工（精）磨加工轴颈表面淬火低温回火指出： 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，排除应力；加热到Ac 350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协作淬火高温回火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、挑选填空（ 20 分）合金元素对奥氏体晶粒长大的影响是（d）（ a）均剧烈阻挡奥氏体晶粒长大（ b）均剧烈促进奥氏体晶粒长大（ c）无影响（ d）上述说法都不全面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）其次相强化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，提高硬度和耐磨性欢迎下载精品学习资源（ 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 .推土机铲和坦克履带板受到严峻的磨损及剧烈冲击，应挑选用（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，其形状主要有板条马氏体、 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、材料挑选的三原就一般原就，工艺性原就，经济性原就；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P B M ；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；第一章 材料的性能1、说明名词：强度 * 、塑性 *、硬度、冲击韧性 * 、疲惫极限； *2、把握 s、 、 的含义、单位及运算方法；*3、把握 HBS、HRC、HV 、Ak 、ak 、-1 等符号的含义； *4、为什么相同材料进行拉伸试验时5> 10？5、课本 P35 36，习题 1、3、4、6、13* ；其次章 碳钢1、说明名词：晶体与非晶体 * 、晶格与晶胞、晶粒、晶界、合金、相、组织、固溶体 * 、固溶强化、结晶、同素异构转变 *、相图、杠杆定律、铁素体 * 、奥氏体 * 、渗碳体、珠光体 * 、莱氏体 * 、冷加工 * 、热加工、回复、再结晶 * 、加工硬化 * ；2、常见的金属晶格类型有哪三种？*3、固溶体有哪几种 * ？它们有何特性？*4、实际金属的晶体缺陷有哪些？它们对晶体的性能有何影响？5、什么叫过冷度 * ？影响过冷度大小的因素是什么？*欢迎下载精品学习资源6、晶粒大小对金属的性能有什么影响*？细化晶粒的方法有哪两种？*7、共晶转变与共析转变有何异同？它们的产物是什么？8、默写铁 渗碳体相图，说明A 、C、D、 E、G、S、P、Q 点和 GS、SE、PQ、ECF、 PSK线的意义；9、默写出铁 渗碳体相图中各相区的相组成物和组织组成物；*10、把握各种典型的铁碳合金（工业纯铁、亚共析钢、共析钢、过共析钢、亚共晶白口铁、共晶白口铁、过共晶白口铁）的结晶过程及其室温组织* ；会用杠杆定律求各组织的相对量； *11、课本 P76 77，习题 6* 、7* 、10、11、16；第三章 钢的热处理1、说明名词：热处理 * 、退火 *、正火、淬火 * 、回火 * 、过冷奥氏体 * 、残余奥氏体、马氏体* 、淬透性 * 、淬硬性 * 、调质处理 * ；2、马氏体转变有何特点？其组织形状有哪几种* ？它们的特性如何* ？3、熟识共析钢的奥氏体等温转变曲线（C 曲线），以及等温转变的组织和性能，并能用该曲线说明奥氏体连续冷却转变产物和性能；*4、钢的淬火目的是什么？淬火方法有哪几种* ？淬火温度是如何挑选的* ？5、有两个大小相同的T12 钢件，分别加热至780°C 和 860°C 保温后以大于临界冷却速度冷至室温，问： *（ 1）淬火后哪个工件的马氏体晶粒较粗大？哪个马氏体的今碳量较多？（ 2）淬火后哪个工件的残余奥氏体较多？（ 3）淬火后哪个工件的未溶碳化物较多？（ 4）哪个温度淬火合适？为什么？ 6、何谓表面淬火？有哪几种常用方法？7、何谓渗碳、氮化 * ？它们的目的是什么 * ？8、课本 P103，习题 7、8、12、14；第四章 合金钢1、什么叫合金钢？常用的合金元素有哪些？有哪几方面的基本作用？2、把握钢的几种分类方法，按碳含量、合金元素含量、质量、用途是怎样分类的；*3、说明名词：回火稳固性、回火脆性、二次硬化、红硬性* ；4、指出以下牌号中，哪些是结构钢（分出碳素结构钢、低合金高强度结构钢、渗碳钢、调 质钢、弹簧钢、滚珠轴承钢）* ？哪些是工具钢（分出碳素工具钢、髙炭低合金工具钢、高速钢、冷模具钢、热模具钢）*？哪些是特殊性能钢（分出不锈钢、耐热钢、耐磨钢）* ？并指出各种钢的大致成分和常用来做什么零件或构件* ；Q235A*， Q390A*， 20Cr ， 45* ， 40Cr* ， 60Si2Mn* ， GCr15* ， T8 ， 9SiCr* ，W18Cr4V* ， 9Mn2V ， 5CrNiMo ，Cr12MoV ， 4Cr13， 0Cr19Ni9* ， 4Cr9Si2 ， ZGMn13 ；5、课本 P147，习题 4、8；第五章 铸铁1、何谓铸铁 * ？铸铁如何分类 * ？与钢相比在化学成分、组织和性能方面有何特点？2、影响石墨化的因素是什么？作用如何？3、灰铸铁哪些性能优于钢？为什么？欢迎下载精品学习资源4、可锻铸铁是如何获得的？与灰铸铁相比，有何优缺点？可锻铸铁是否可以锻造？5、灰铸铁为什么一般不进行整体淬火和回火？而球墨铸铁可以进行这类热处理？6、指出以下铸铁牌号中的符号和数字的意义：* HT200 ， KTH350 04，QT400 15；7、课本 P158159，习题 1、3、7；*第六章 有色金属及其合金1、纯铝有何性能特点？*2、铝合金热处理机理与钢有何不同？什么叫固溶处理、自然时效、人工时效？3、形变铝合金按用途和性能不同可分为哪几种？*4、纯铜有何性能特点？*5、铜合金是如何分类的？有哪几类？*6、课本 P190，习题 2、5、14、15、16； * 第七章高分子材料1、说明名词：高聚物、单体、加聚反应、缩聚反应；2、什么是高分子合成材料？如何分类？*3、请阐述聚合物的老化机理及防老化措施；3、简述橡胶硫化的目的及原理；4、课本 P216，习题 2、7、8；* 第十二章 零件的选材及工艺路线1、试述挑选材料的一般原就与步骤；*2、课本 P292，习题 1、5、6* ；第部分 材料成形部分第一章 铸造1. 何谓铸造 * ？铸造有哪些特点？试从铸造的特点分析说明铸造是生产毛坯的主要方法？2. 铸件的凝固方式依照什么来划分？哪些合金倾向于逐层凝固？3. 从 Fe Fe3C 相图分析，什么样的合金成分具有较好的流淌性* ？为什么 * ？4. 缩孔和缩松是怎样形成的？可采纳什么措施防止？5. 什么是定向凝固原就？什么是同时凝固原就？各需采纳什么措施来实现？各适用于哪种场合？6. 铸造应力有哪几种？如何形成的？如何防止铸造应力、变形和裂纹？7. 为什么要规定铸件的最小壁厚值* ？如何确定最小壁厚 * ？8. 何谓合金的铸造性能 *. 它可以用哪些性能指标来衡量* ？铸造性能不好，会引起哪些缺陷？9. 手工造型与机器造型各有何特点？应用范畴如何？各有哪些常用造型方法？10. 模样、铸件、零件三者之间在尺寸上有什么关系？11. 为什么铸件的重要加工面和主要工作面在铸件中应朝下？*12. 为什么尽量使铸件全部或大部位于同一砂箱内？*13. 何谓铸造工艺图 * ？有何用途？14. 试比较灰铸铁、碳钢和铝合金的铸造性能特点；15. 金属型铸造、压力铸造、离心铸造、熔模铸造、低压铸造与砂型铸造比较各有何主要特点* ？欢迎下载精品学习资源它们各有何应用的局限性？16. 以下铸件在大批量生产时，采纳什么铸造方法为宜？铝活塞；缝纫机头；汽轮机叶片；铸铁污水管；摩托车汽缸体；大模数齿轮滚刀；汽缸套； 车床床身；17. 课本 P6671，复习题 9、15、24、30、31；其次章 锻压1. 什么叫锻压加工？锻压加工的主要生产方式有哪些？为什么对某些重要的机械零件要进行锻压？2. 何谓加工硬化 * ？在热加工过程中是否也有加工硬化现象产生？3. 何谓再结晶 * ？它对工件的性能有何影响*？4. 区分冷变形和热变形的界限是什么* ？钢在 400温度下进行加工，是热变形仍是冷变形？5. 可锻性良好的金属应具有哪些力学性能和组织状态？哪些工艺条件影响金属的可锻性？如何影响？6. 钢料加热温度不当时，易产生哪些缺陷？如何防止？7. 确定碳钢始锻温度和终锻温度的依据是什么？8. 什么叫锻造比？锻粗与拔长时的锻造比如何运算？9. 什么叫自由锻 * ？其基本工序有哪些 * ？10. 常用自由锻设备有哪几种？其工作原理与应用场合有何不同？11. 什么叫模锻 *？与自由锻相比有何优缺点？12. 板料冲压与锻造相比有何异同？13. 板料冲压有哪些基本工序？7、课本 P139141，复习题 8、15、19、20、25、29；第三章 焊接1. 什么是焊接 * ？焊接方法有哪些？各具有什么特点？2. 什么是焊接电弧？其形成特点如何？3. 焊条的作用是什么？焊条药皮有何功用？4. 以下焊条型号或牌号的含义是什么？E4303； J422； J507；5. 什么是金属的焊接性 * ？钢材的焊接性主要打算于什么因素* ？6. 以下金属材料焊接时主要问题是什么？常用什么焊接方法和焊接材料？一般低合金钢；中碳钢；珠光体耐热钢；奥氏体不锈钢；铝及铝合金；铜及铜合金；钛及钛合金；7. 课本 P199200，复习题 5、 9、14；* 第五章毛坯的挑选1. 什么是毛坯？合理挑选毛坯有何重要性？毛坯挑选包括什么内容？2. 常用零件毛坯类型有哪几种* ？其挑选原就有哪些 * ？3. 为什么轴杆类零件一般采纳锻件，而机架类零件多采纳铸件？*4. 为什么齿轮多用锻件？而带轮、飞轮多用铸件？*5. 课本 P241，复习题 1、2；欢迎下载精品学习资源一 、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， 在它了陶瓷的强程中形成 的， 度；3. 依据采纳的渗碳剂的不同，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 碳钢中，B.40钢1Cr18Ni9Ti钢A. 温度过低 ； B. 温度过高 ； C. 钢锭含磷 量过高； D. 钢锭含硫 量过高欢迎下载精品学习资源2. 下列A.20钢；3. Ni在淬透性最高的是；用是D.T12钢；C.T8钢中的主要作欢迎下载精品学习资源A. 提高淬透性；B. 固溶强化；C. 扩大 Fe-Fe3C 相图中的 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.KTH300-066. 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LY128. 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.SiO29. 下 列 材 料 中 ， 最 适 合 制 造 汽 车 板 弹 簧 的 是 A.60Si2Mn ；B.5CrNiMo ；C.Cr12MoV ；D.GCr1510. 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，而铁就不需冷加工，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 不同欢迎下载精品学习资源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. 肯定深度的马氏体；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 开头 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、判断题（共10分，每小题1分）欢迎下载精品学习资源，钢的产生焊接样通过淬1. 回火托氏体和托氏体皆由铁素体和渗碳体两个相构成，因而其性能相同；欢迎下载精品学习资源2. 冷 却 速 度 越 快3. 钢 的 淬 透 性 越 高 ，4. 铝 合 金 也 可 以 象 钢 那淬 透 性 越 高 ； 裂 纹 的 倾 向 越 大 ； 火 明 显 提 高 其 硬 度 ； 欢迎下载精品学习资源5. 所 有 强 化 金 属 的 手 段 ， 都 在 提 高 强 度 的 同 时 降 低 了 韧 性 ； 6. 可锻铸铁中的团絮状石墨是浇注球墨铸铁时石墨球化不良的结果；7. 肯定加热温度下，奥氏体晶粒长大倾向小的钢称为本质细晶粒钢；8.所谓过量弹性变形，是指零件发生了塑性变形；9.铝极易氧化，故铝制品的抗氧化失效能力极差；10. 弹 簧 钢 淬 火 后 采 用 中 温 回 火 是 想 提 高 钢 的 弹 性 模 量 ； 五、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Fe 中的间隙固溶体，常用A 或表示，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，所形成的单一匀称的物质；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，强度和硬度逐步上升，塑性和韧性逐渐降低的现象称为加工硬化或冷作硬化；填空题灰口；可锻；球墨；二、1、普通2、气3、固4、不降低；体渗碳耐磨刚孔；烧结； 体渗碳气锈钢耐热钢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、1.D ； 2.C ； 3.C ； ；5.C ；选6.A； 7.D ；择8.C ；10.A ；题11.C ；13.D ；14.C ； 15.B ； 17.A ； 18.A ； 19.B ； 20.A ； 21.B 23.D ； 24.C欢迎下载精品学习资源四、判断题1. × ；五2. × ；3. ；、4.× ；5. × ； 6.简× ；7. ；答9.× ；10.× ；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（特殊是冲击韧性）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-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，良好的综合力学性能；欢迎下载