机械工程材料
（１０分）一、名词解释： 固溶体溶入溶质后强度、硬度提高，塑性韧性下降现象。１、
固溶强化：
金属塑性变形后，强度硬度提高的现象。２、加工硬化：
在钢液中有选择地加入合金元素，提高材料强度和硬度２、 合金强化：
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 机床床身 候选材料 T10A, KTZ450-06, HT200 选用材料 HT200 热处理方法 时效 最终组织 ＋GFP＋片 汽车后桥齿轮 40Cr, 20CrMnTi, 60Si2Mn 20CrMnTi 渗碳＋淬火＋低温回火 A'Cm＋M＋表面M F＋心部 A' Cm＋M＋ 滚动轴承 GCr15, Cr12, QT600-2 GCr15 球化退火＋淬火＋ 低温回火 锉刀 9SiCr, T12, W18Cr4V T12 球化退火＋淬火＋ 低温回火 A' Cm＋M＋ 汽车板簧 钻头 桥梁 45, 60Si2Mn, T10 65Mn, 20 W18Cr4V， 1Cr13, 16Mn, Q195 60Si2Mn W18Cr4V 16Mn, 淬火＋中温回火 淬火＋低温回火 不热处理 T回 'A ＋CmM＋ 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 ZL101 QT600-3, 45, QT600-3 等温淬火＋高温回 火 球回＋SG —25，其加工路线： 58三、（20分）车床主轴要求轴颈部位硬度为HRC54—，其余地方为HRC20 锻造 正火 机加工 调质 下料 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Ac＋50℃保温一段时间空冷
3
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 分）20四、选择填空（．
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 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。
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。
了陶瓷的强度。 程中形成的，它 ，在 陶瓷材料中的气相是指2.
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( )。
理论结晶温度总是等于实际结晶温度； B.理论结晶温度总是低于实际结晶温度；A.
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.B 23.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，良好的综合力学性能。
第1章 材料的性能
一、选择题
1.表示金属材料屈服强度的符号是（ B） A.σ 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.在测量薄片工件的硬度时，常用的硬度测试方法的表示符号是（ B） A.HB B.HRC C.HV D.HS
4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
二、填空
1.金属材料的机械性能是指在载荷作用下其抵抗（变形 ）或（破坏 ）的能力。 2.金属塑性的指标主要有（伸长率）和（断面收缩率）两种。 3.低碳钢拉伸试验的过程可以分为弹性变形、（塑性变形）和（断裂）三个阶段。 4.常用测定硬度的方法有（布氏硬度测试法）、（洛氏硬度测试法）和维氏硬度测试法。
5.疲劳强度是表示材料经（无数次应力循环）作用而（不发生断裂时）的最大应力值。 三、是非题
1.用布氏硬度测量硬度时，压头为钢球，用符号HBS表示。 是 2.用布氏硬度测量硬度时，压头为硬质合金球，用符号HBW表示。 是 3.金属材料的机械性能可以理解为金属材料的失效抗力。 四、简答题
1.说明下列机械性能指标符合所表示的意思：σs、σ0.2、HRC、σ-1、σb、δ5、HBS。
σ屈服强度 σ：条件屈服强度 HRC：洛氏硬度（压头为金刚石圆锥） 0.2s: 1/2）s =5.65时的伸长率（： σ : 抗拉强度 σl=5dl疲劳极限: σ000-15b0HBS:布氏硬度（压头为钢球）
第2章 材料的结构
机械工程材料试题及答案内蒙古科技大学
