机械工程材料及热加工工艺试题及答案

由天下分享时间：2024/12/4 4:46:17 加入收藏我要投稿点赞

一、名词解释：

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名称机床床身汽车后桥齿轮滚动轴承锉刀汽车板簧钻头桥梁滑动轴承耐酸容器发动机曲轴热处理方法时效渗碳＋淬火＋低温回火球化退火＋淬火＋低温回火球化退火＋淬火＋低温回火淬火＋中温回火淬火＋低温回火不热处理不热处理固溶处理等温淬火＋高温回火候选材料 T10A, KTZ450-06, HT200 40Cr, 20CrMnTi, 60Si2Mn GCr15, Cr12, QT600-2 9SiCr, T12, W18Cr4V 45, 60Si2Mn, T10 W18Cr4V，65Mn, 20 1Cr13, 16Mn, Q195 H70, ZSnSb11Cu6, T8 Q235, ZGMn13 QT600-3, 45, ZL101 选用材料 HT200 20CrMnTi GCr15 T12 60Si2Mn W18Cr4V 16Mn, ZSnSb11Cu6 最终组织 P＋F＋G 片表面 Cm＋M＋A’ 心部 F＋M Cm＋M＋A’ Cm＋M＋A’ T 回 Cm＋M＋A’ F＋P a+SnSb A S 回＋G 球 1Cr18Ni9Ti, 1Cr18Ni9Ti QT600-3

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：下料锻造正火轴颈表面淬火机加工低温回火调质磨加工

机加工（精）

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

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 3．制造手用锯条应当选用（a ）

（a）T12 钢经淬火和低温回火中温回火

（b）Cr12Mo 钢经淬火和低温回火

（c）65 钢淬火后

4、表面淬火目的提高轴颈表面硬度

细化晶粒，消除应力；加热到 Ac 3＋ 50℃保温一段时

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+低温回火火+中温回火

8. 二次硬化属于（ d）

（c）弹簧钢，淬

（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。

第一章材料的性能

1、解释名词：强度*、塑性*、硬度、冲击韧性*、疲劳极限。* 2、掌握 σs、σь、δ、ψ 的含义、单位及计算方法。*

3、掌握 HBS、HRC、HV、Ak、ak、σ-1 等符号的含义。* 4、为什么相同材料进行拉伸试验时 δ5>δ10？ 5、课本 P35～36，习题 1、3、4、6、13*。第二章碳钢

1、解释名词：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？*

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、掌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、解释名词：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？其组织形态有哪几种*？它们的特性如何*？

3、熟悉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*？淬火温度是如何选择的*？

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、掌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、解释名词：回火稳定性、回火脆性、二次硬化、红硬性*。

4、指出下列牌号中，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？

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、指出下列铸铁牌号中的符号和数字的意义：* HT200，KTH350—04，QT400—15。 7、课本 P158~159，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、解释名词：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、试述选择材料的一般原则与步骤。* 2、课本 P292，习题 1、5、6*。

第Ⅱ部分

第一章铸造

《材料成形部分》

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动性*？为什么*？ 4. 缩孔和缩松是怎样形成的？可采用什么措施防止？

5. 什么是定向凝固原则？什么是同时凝固原则？各需采用什么措施来实现？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*？