机械工程材料模拟练习题
一、填空题（每空0.5分）
1. 常用测定硬度的方法有 布氏硬度 、 洛氏硬度 和维氏硬度测试法。
2. 金属材料的力学性能主要包括强度、 塑性 、 硬度 、 冲击韧性 等；强度的主要判据有 和 ，强度和 塑性指标 可以用拉伸试验来测定； 测量方法简便、不破坏试样，并且能综合反映其它性能，在生产中最常用。
3. 铁碳合金在室温下平衡组织组成物的基本相是 铁素体 和 渗碳体 ，随着碳的质量分数的增加， 渗碳体 相的相对量增多， 铁素体 相的相对量却减少。 4. 珠光体是一种复相组织，它由 铁素体 和渗碳体 按一定比例组成。珠光体用符号 P 表示。
5. 铁碳合金中，共析钢的wc= 0.77 %,室温平衡组织为 珠光体 ；亚共析钢的wc= 0.4 %，室温平衡组织为 铁素体 ；过共析钢的wc= 1.20 %,室温平衡组织为 珠光体和渗碳体 。
6. 铁碳合金结晶过程中，从液体中析出的渗碳体称为 一次 渗碳体；从奥氏体中析出的渗碳体称为 二次 渗碳体；从铁素体中析出的渗碳体称为 三次 渗碳体。 7. 低碳钢的碳质量分数范围是： wc＜0.25 、中碳钢： wc0.25-0.6 、高碳钢：wc＞0.6 。
8. 金属的晶粒越细，强度、硬度越 高 ，塑性、韧性越 好 。实际生产中可通过 正火 、 完全退火 和 来细化晶粒。 9. 常用金属中，γ-Fe、Al、Cu 等金属具有 面心立方 晶格，α-Fe具有 体心立方 晶格。
10. 金属的结晶是在过冷的情况下结晶的,冷却速度越快,过冷度 越大 ，金属结晶后的晶粒越（ 小 ）,力学性能越（ 好 ）。
11. 钢的热处理工艺是由（加热）、（保温）和（冷却）三个步骤组成的；热处理基本不改变钢件的（形状），只能改变钢件的（组织结构）和（性能）。 12. 完全退火适用于（亚共析）钢，其加热温度为（Ac3以上20-30℃），冷却速度（缓慢），得到（接近平衡）组织。
13. 球化退火又称为（ ）退火，其加热温度在（Ac1）＋20-30℃，保温后（随炉）冷却，获得（细小而均匀的球状FeC）组织；这种退火常用于高碳工具钢等。
14. 中碳钢淬火后，再经低温回火后的组织为（M+A回火马氏体和残余奥氏体），经中温回火后的组织为（ T 回火托氏体），经高温回火后的组织为（ S回火索氏体）；淬火高温回火后具有（强度高 、塑性和韧性好）性能。 15. 钢的高温回火的温度范围在（500-650℃），回火后的组织为（S ）。
3
回
残、
回
回
回
16. 按化学成份分类， 就含碳量而言， 渗碳钢属_碳素_钢, 调质钢属_碳素_钢, 滚动轴承钢属_合金_钢。
17. 高速钢W18Cr4V 中合金元素W 的作用是__提高热硬性和耐磨性_； Cr 的作用是_提高钢的淬透性_；V 的作用是_增加马氏体的稳定性_。 高速钢的锻造不仅是为了成型, 而且是为了_打碎莱氏体中粗大的碳化物_。 高速钢淬火后需经_550-570_℃___3___次回火， 回火后其组织由_极细小的回火马氏体_、 _较多的粒状碳化物_及少量_残留奥氏体_构成， 其性能具有_硬度_ 、 _强度_、_耐磨性_。
18. 按用途分，合金钢可分为（结构）钢、（ 工具）钢、（特殊性能）钢。 19. 40Cr钢中铬的平均含量约为（0.8-1.1），GCr9钢中铬的平均含量约为（0.9-1.2）。 20. 与铸钢相比，普通灰口铸铁具有以下优异的使用性能：（力学性能好）、（铸造性能好）和（ ），但是（ ）差。 21. 可锻铸铁的生产过程是首先铸成（白口）铸件，然后再经过（高温长时间的中锻化退火），使其组织中的（渗碳体）转变成为（团絮状石墨）。 22. （铸铁的化学成分）和（ 结晶过程中的冷却速度）是影响铸铁石墨化的主要因素。
23. 球墨铸铁是通过浇铸前向铁水中加入一定量的（球化剂）进行球化处理，并加入少量的（孕育剂）促使石墨化，在浇铸后直接获得球状石墨结晶的铸铁。 24. 填出下列力学性能指标的符号：屈服强度 σs ，洛氏硬度Ｃ标尺 HRC ，冲击韧性 a 。
K
25. 碳素钢除铁、碳外，还常有 锰 、 硅 、 硫 、 磷 等杂质元素，其中锰 、 硅 是有益元素， 硫 、 磷 是有害元素。
26. 内部原子杂乱排列的物质叫做 多晶体 ，内部原子规则排列的物质叫 单晶体 ，一般固态金属都属于 多晶体 。
27. QT400-15表示名称为 球墨铸铁 的材料，其中两组数字分别表示 抗拉强度σ400MPa 和 伸长率15% ，其石
b
墨形态为 球状 。
28. 自由锻的基本工序有 镦粗 、 拔长 、 冲孔 、 弯曲 等。
29. 在亚共析碳钢中，钢的力学性能随含碳量的增加其强度提高而 塑性 下降，这是由于平衡组织中 珠光体 增多而 铁素体 减少的缘故。
二、选择题（每空1分）
1.表示金属材料屈服强度的符号是（B ）。 A.σe B.σs C.σb D.σ-1
2.表示金属材料弹性极限的符号是（A ）。 A.σe B.σs C.σb D.σ-1
3.金属材料在载荷作用下抵抗变形和破坏的能力叫（A ）。 A.强度 B.硬度 C.塑性D.弹性
4. 下面所的列组织中，脆性最大的是（a ）；塑性最好的是（ d ）。 (a)F (b)P (c)A (d)Fe3C
5. 在Fe-Fe3C相图中，钢与铁的分界点的含碳量为（ c）。
1
A．2％ B．2.06％ C．2.11％ D．2.2％ 6. 莱氏体是一种（c ）。
A．固溶体 B．金属化合物 C．机械混合物 D．单相组织金属 7. 在Fe-Fe3C相图中，ES线也称为（d ）。 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（d）。 A．A1线 B．ECF线 C．Acm线 D．PSK线 9. 珠光体是一种（a ）。
A．固溶体 B．金属化合物 C．机械混合物 D．单相组织金属
10. 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 11. 完全退火主要用于（a ）。
A．亚共析钢 B．共析钢 C．过共析钢 D．所有钢种
12. 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
13. 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）。 A．随炉冷却 B．在油中冷却 C．在空气中冷却 D．在水中冷却 14．经过热成形制成的弹簧，其使用状态的组织是（ ）。 Ａ珠光体 Ｂ回火马氏体 Ｃ回火屈氏体 Ｄ索氏体
15. 为了改善20钢的切削加工性能，一般应采用 b 。 A、退火 B、正火 C、淬火
16. 亚共析钢的淬火加热温度一般确定为 b 以上30℃~50℃。 A、Ac1 B、Ac3 C、AcCm 17. 可用作弹簧的钢是（ c ）。
Ａ，20 Ｂ，9SiCr Ｃ，60Si2Mn Ｄ，20 CrMnMo 18. 制造板牙常选用（ d ）钢。
Ａ，5 CrNiMo Ｂ，Cr12MoV Ｃ，W18 Cr4V Ｄ，9 SiCr
19. 20CrMnTi钢根据其组织和机械性能，在工业上主要作为一种（ a）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
20. 将相应的牌号填入括号内：硬铝（ a ），黄铜（ b ）。 a、2A11（LY11）； b、H62； c、3A21（LF21）。
21. 塑性是指金属在静载荷作用下（ c ），强度是指金属在静载荷作用下（ d ）。
a、抵抗塑性变形的能力；b、抵抗破断的能力； c、产生残余变形而不被破坏的能力； d、抵抗塑性变形和断裂的能力。 22. 马氏体是（ c ），奥氏体是（ b ）。 a、
铁和碳的金属化合物； b、碳在γ-Fe中的固溶体；
c、碳在α-Fe中的固溶体； d、碳在α-Fe中的过饱和固溶体。 23. 当浇注具有圆柱形内腔的铸件时，用（ c ）可省去型芯。 ａ、压力铸造； ｂ、熔模铸造； ｃ、离心铸造 24. 区别冷变形和热变形的依据是（ ）。 a、变形时是否有加热； b、变形温度的高低； c、变形后是否有加工硬化组织。
25. 随温度下降从奥氏体中析出的渗碳体称为（ b ），从铁素体中析出的渗碳体称为（ c ）。 a、一次渗碳体； b、二次渗碳体； c、三次渗碳体。 26. 常温下金属的晶粒越细，则力学性能是（ a ）。 a、强度越高，塑性越好； b、强度越高，塑性越差； c、强度越低，塑性越差。
27. 马氏体、贝氏体、珠光体、渗碳体四者相比，（ a ）的硬度最高，（ ）的硬度最低。 a、马氏体； b、贝氏体； c、渗碳体； d、珠光体。
28. 将相应的牌号填入括号内，灰铸铁（ b ），高速钢（ c ），不锈钢（ a ）。 a、0Cr19Ni9； b、HT200； c、W18Cr4V。 29. 金属型铸造适用于（ a ）生产。 ａ、大批、大量； ｂ、小批量；
2
ｃ、成批、大量、也可单件。
30. 随温度的下降从奥氏体中析出的渗碳体称为（ b ），从铁素体中析出的渗碳体称为（ c ）。 a、一次渗碳体； b、二次渗碳体； c、三次渗碳体。
三、名词解释（每题3分）
1. 回火稳定性: 淬火钢在回火时，抵抗强度、硬度下降的能力
2. 固溶强化: 融入固溶体中的原子造成晶格畸变，晶格畸变增大了位错运动的阻力，使塑性变形更加困难，从而使合金固溶体的强度与硬度增加。这种通过形成固溶体使
金属强化的现象
3. 调质处理: 淬火后高温回火的热处理方法
4. 淬透性:钢接受淬火时形成马氏体的能力，通常以钢在规定条件下淬火时获得淬硬层深度的能力 5. 石墨化退火：为使铸铁内莱氏体中的渗碳体或（和）游离渗碳体分解而进行的退火 6.铁素体：碳溶于a-Fe中的间隙固溶体
7. 退 火：将组织偏离平衡状态的钢加热到适当温度，保温一定时间，然后缓慢冷却（随炉冷），以获得接近平衡状态组
织的热处理工艺
8. 同素异构转变：一些金属，在固态下随温度或压力的改变,还会发生晶体结构变化，即由一种晶格转变为另一种晶格的变
化，称为同素异构转变。
9. 铸造工艺图：表示铸型分型面、浇冒口系统、浇注位置、型芯结构尺寸、控制凝固措施（冷铁、保温衬板）等的
图样。图中应表示出：铸件的浇注位置、分型面、型芯的数量、形状、尺寸及固定方法、加工余量、起模斜度、浇口、冒口、冷铁的尺寸和位置。
10. 焊接性：金属材料对焊接加工的适应性，指金属材料在一定的焊接方法、焊接材料、工艺参数及结构形式条件下，获得
优质焊接接头的难易程度
11. 淬火：将钢加热到相变温度以上，保温一定时间，然后快速冷却以获得马氏体组织的热处理工艺
12. 铸造：熔炼金属，制造铸型，并将熔融金属浇入铸型，凝固后获得一定形状和性能铸件的成形方法 13. 奥氏体：碳溶于γ-Fe的间隙固溶体 14. 加工硬化：
四、判断题（每题1.5分）
1．Ac1表示奥氏体向珠光体平衡转变的临界点。（ ） 2．临界淬火冷却速度（VK）越大，钢的淬透性越高。（ ）
3. 钢氮化处理后必须经过淬火才能获得高硬度。 （ ） 4．退火与正火在工艺上的主要区别是正火的冷却速度大于退火。（ ）
5．球化退火可使过共析钢中严重连续网状二次渗碳体及片状共析渗碳体得以球状化。（ ） 6． 40钢比40Cr钢的淬透性、淬硬性和回火稳定性均低。（ ）
7. 接近共晶成分的合金，流动性最好。 （ ） ８、1Cr13钢的含铬量比GCr15钢低。 （ ） ９、钢的加热温度低于727℃时，其组织不发生变化。（ ）
10．用同一钢料制造的截面不同的两个零件，在相同条件下进行淬火，小件比大件的淬硬层深，故钢的淬透性好。（ ） 11．感应加热表面淬火时，电流频率越高，淬硬层越深。（ ） 12. 可锻铸铁由于具有较好的塑性，故可以进行锻造。（ ） 13．由于可锻铸铁的塑性比灰铸铁好，所以是可以锻造的铸铁。（ ）
14. 砂型铸造、金属型铸造、熔模铸造、压力铸造相比，大批生产时压力铸造的生产率最高。 15．承受重载荷的重要零件，例如轴、齿轮、连杆等大多采用锻件毛坯。（ ）
16. 淬火钢随着回火温度的升高，钢的硬度值显著降低，这种现象称为回火脆性。 （ ） 17. 灰铸铁通过球化退火可以转变为球墨铸铁。 （ ） 18. 在室温下进行金属变形加工，称为冷加工。 （ ） 19. 淬透性好的钢，淬火后硬度一定很高。 （ ）
20. 将钢件加热到A1以下某一温度，保温、冷却，称为回火。（ ） 21. 珠光体的含碳量是6.69%。 （ ）
五、说出下列钢号属于哪一类钢，并说出牌号中各符号和数字的含义（每空1分）
3
钢号 类型 牌号中各符号和数字含义 Q390 50CrVA T8A 35 GCr15SiMn 1Cr19Ni9Ti
六、填图及计算
1. 在下图中数字所标的七个区域内填上相应的组织组成物。（每空1分）
℃
（5）
（1） （2） （3） （4）
(6) (7) (8) (9) (10) Fe 0
00218
0.77 2.11 C% 4.3 6.69 Fe3C
2. 计算上图中含碳量为0.77%的铁碳合金中常温下铁素体与渗碳体的相对含量。（4分）
七、问答题
1. 何谓共析反应和共晶反应？试比较这两种反应的异同点。
2. 淬火的目的是什么？亚共析碳钢及过共析碳钢淬火加热温度应如何选择？试从获得的组织及性能等方面加以说明。 3. 晶粒大小对金属的性能有什么影响？细化晶粒的方法有哪几种？
4. 为减少钢件的淬火变形、防止开裂，从淬火方法上应采取哪些措施？
5. 45钢（Ac1=730℃, Ac3=780℃）分别加热至760℃，830℃，1040℃ 时的组织以及在水中冷却后的组织。 6. 试说明下列合金钢的名称及其主要用途。
W18Cr4V、1Cr18Ni9Ti
7. 指出普通灰口铸铁与球墨铸铁在石墨形态、机械性能和应用方面的主要区别。 8. 拟用T10制造形状简单的车刀，工艺路线为：锻造—热处理—机加工—热处理—磨加工
4
（1） （2） （3）
试写出各热处理工序的名称并指出各热处理工序的作用； 指出最终热处理后的显微组织及大致硬度； 制定最终热处理工艺规定（温度、冷却介质）
9. 下图为T8钢的等温转变曲线（C曲线），若使该钢在620℃进行等温转变，并经不同时间等温后，按图中1、2、3速度冷至室温，试问各获得什么组织？
℃
A1
700 550
Ms
1 2 3 Mf
10. 何谓再结晶？它对工件的性能有何影响？
5
工程材料及成型工艺基础模拟练习题1
