机械工程材料考试复习题——机械工程材料资料文档.docx
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1、机械工程材料A卷标准答案一、名词解释:(1 0分)1、固溶强化:固溶体溶入溶质用溶度、硬四松高.度性韧性下降现象。2、加工硬化:金屈塑性变形后,强度性度提高的现象。2、合金强化:在钢液中行选挣地卯入介金兀素.捉高材料强度和硬度4、热处理:钢在固态下通过加热、保通、冷却改变钢的组织没构从血获得所需性能的种工艺。5、细晶强化:旧粒尺寸通过细化处理,通籽金属强度极高的力二、选择适宜材料并说明常用的热处理方法(30分)名称疆材料选用村料热处理方法最终组织机床床身TIOA, K1Y45O-O6. HT200HT200时效P+F+Gh汽车后桥齿轮40Cn 2()CrMnTi, 60Si2Mn20CrMnl
2、l漆碳+淬火+低温 回火我面 Cm+M + A*心部F+M滚动轴承GCrl5.Crl2, QT600-2GCrl5球化退火+淬火+ 低温回火Cm+M + A*铿刀9SiCnT12.WI8Cr4VT12球化退火+淬火+ 低温回火Cm+M + A汽车板黄45,6OSi2Mn,TIO60Si2Mn淬火+中程回火T回钻头WI8Cr4V, 65Mn, 20W18Cr4V淬火十低湿回火Cm+M +A*桥梁ICri3, i6Mn,QI95I6M11,不热处理r+p滑动轴承H70, ZSnSbllQi6T8ZSnSbl1Cu6不热处理a+SnSb耐酸容器Q235, ICrl8Ni9Ti, ZGMnl3!Crl
3、8Ni9Ti固溶处理A发动机曲轴QT6003 45. ZL10IQT6OO-3等温淬火+岛黑回 火S回+G球三、(20分)车床主轴要求轴颈部位硬度为HRC5458,其余地方为HRC2025,其加.1路线为:下料锻造一正火 一机加工 一调质机加工(精)轴颈戌I淬火低温回火磨加工指出:I、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;力口热到AC3+5OC保湍一段时间空冷 答:当铝合金加热到a相区,保温后在水中快冷,其强度和硬度并没有明显升高,而塑性却得到 改善,这种热处理称为固溶处理。固溶处理后铝合金的强度和硬度随时间而发生显著提高的 现象,称为时效处理。6.回火的目
4、的是什么,常用的回火操作有哪几种?答:回火的目的:1获得工件所需的组织。2稳定尺寸。3消除淬火内应力。回火的种类:低温回火;中温回火;高温回火对于上述简答,如学生用自己的语言回答,考虑其对含义理解程度酌情给分。四、指出下列金属材料的类别(12分)(每空格0.5分)(DH68黄铜(2)W18Cr4V高速钢(3)Q235-A.F普通碳钢(4)lCrl8Ni9Ti不锈钢(5)GCrl5滚动轴承钢(6)QT600-02球墨铸铁(7)45优质碳素结构钢(8)HT200灰口铸铁(9)55Si2Mn合金弹簧钢(10)KTH350-06可锻铸铁(1DT10A优质碳素工具钢(12)40Cr合金调质钢(13)20
5、优质碳素结构钢(14)ChSnSbll-6轴承合金(15)Q235C普通碳钢(16)QSn4-3锡青铜(17)QA17铝青铜(17)08优质碳素结构钢(19)T12碳素工具钢(20)Y30易切削钢(2DHT150灰口铸铁(22)35优质碳素结构钢(23)16Mn低合金结构钢(24)20Cr合金渗碳钢答案:表格中斜体部分为答案,上述填空如果按大类回答酌情给分。五、综合应用题(14分)(每小题7分)(1)某机床主轴选用45钢锻造毛坯,要求有良好的综合机械性能且轴径部分要耐磨(HRC 50-55),试为其编写简明的工艺路线,并说明各热处理工序的作用。(2) 一批45钢小轴因组织不均匀,需采用退火处理
6、。拟采用以下几种退火工艺:缓慢加热至700,经长时间保温后随炉冷至室温;缓慢加热至840C,经长时间保温后随炉冷至室温; 缓慢加热至1100C,经长时间保温后随炉冷至室温;试说明上述三种工艺会导致小轴组织发生何变化?若要得到大小均匀的细小晶粒,选何 种工艺最合适?答案:(1)主轴的工艺路线:下料一锻造一正火一粗加工一调质一半精、精加工一表面淬火、低温回火一精加工。正火处理是为了得到合适的硬度,以便机械加工,同时为调质处理做好组织准备。调质处理是为了使主轴得到高的综合机械性能和疲劳强度,为了更好地发挥调质效果, 将它安排在粗加工后进行。表面淬火是为了使轴径部分得到所需硬度,以保证装配精度和不易磨
7、损。(2) 缓慢加热至700C,经长时间保温后随炉冷至室温,小轴的组织无变化。 缓慢加热至840C,经长时间保温后随炉冷至室温,小轴的晶粒得到细化且比较均匀。 缓慢加热至1100,经长时间保温后随炉冷至室温,由于加热温度高、加热时间长, 会使奥氏体晶粒粗化。所以,为了要得到大小均匀的细小晶粒,选用第二种方法,即缓慢加热至840C,经长 时间保温后随炉冷至室温。20XX -20XX学年第2学期工程材料课程期末考试试卷(A卷)答案本试卷共六道大题,满分100分。一、 填空题(本大题20分,每空1分)1、共晶转变和共析转变的产物都属于 0 相混合物。2、塑性变形后的金属经加热将发生回复、再结晶 、晶
8、粒长大的变化。3、共析钢的含碳量为0.77% o4、Q235钢的含义是为 屈服点数值(屈服强度)为235MPa的碳素结构钢。5、单晶体塑性变形中滑移的实质是 在切应力作用下,位错沿滑移面的运动。得分:6、体心立方晶格的致密度为 68%。7、根据钢的成分、退火的工艺与目的不同,退火常分为 完全退火、 等温退火、均匀化退火、球化退火、去应力退火 等几种。8、钢在奥氏体化后,冷却的方式通常有 等温冷却 和 连续冷却 两种。9、在铁碳合金的室温平衡组织中,强度最高的合金含碳量约为_02_%。10、工具钢按用途可分为刃具钢钢、 模具钢钢、 量具钢 钢。11、常用测定硬度的方法有布氏硬度 、洛氏硬度 和
9、维氏硬度 测试法。二、判断题(本大题10分,每小题1分)(在括号里正确的划错误的划“x”)1、单晶体具有各向同性,多晶体具有各向异性。(X )2、物质从液体状态转变为固体状态的过程称为结晶。(V )3、共晶转变是在恒温下进行的。(V )4、铁素体是碳溶解在 y-Fe中所形成的间隙固溶体。(X )5、 热处理选用的钢一般为本质细晶粒钢。(V )6、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。(X )7、弹簧在热处理后再进行喷丸处理,目的是在表面形成残余压应力。(V ) 8、熔点为232 的锡在室温下的塑性变形是冷加工。(X )9、金属结晶时,冷却速度愈大,则结晶后金属的晶粒愈粗大。(
10、X )10、铸铁经过热处理,改变了基体和石墨形态,从而提高了性能。(X )三、单选题(本大题20分,每小题1分)(不选、错选或多选答案者,该小题不得分)1 、 在晶体缺陷中,属于面缺陷的有 O ()间隙原子位错 晶界2、 建立相图时采用的冷却速度应为 O ()快速中速极缓慢3、在发生共晶转变L-a+B时,L、。B三相的成分为 。()相同确定不变不断变化4、对板料进行多次拉伸时,为了消除形变强化,中途应进行o()完全退火再结晶退火正火5、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 o () 随炉冷却在油中冷却在空气中冷却6、合金固溶强化的基本原因是 o()晶粒变细晶格发生畸变
11、晶格类型发生了改变7、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 o() Mn,P Mn,Ti Ti,V8、 分级淬火的 目 的是 o()使工件在介质停留期间完成组织转变使工件内外温差较为均匀并减小工件与介质间的温差使奥氏体成分趋于均匀9、一个合金的室温组织为二次B+(Q+B),它由 组成。()二相 三相 四相1010制造普通螺母的钢应选用() Q235 65Mn T1211、 渗碳体的性能特点是 ()强度和硬度不高,塑性良好硬度高,极脆,塑性几乎等于零强度较高,硬度适中,有一定的塑性12、一个理想的淬火冷却介质应具有的冷却特性是 o()在约550C以上高温区
12、冷速应尽可能缓慢,在低于约250C的低温区应具有足够快的 冷速在约550C以上高温区冷速应具有足够快的冷速,在低于约250的低温区应尽可能 缓慢从高温至低温一直保持足够快的冷却速度13、 将变形金属加热发生再结晶转变时 o ()只有晶格类型发生变化只有晶粒大小、形状发生变化晶格类型、晶粒大小、形状都发生变化14、挖掘机铲齿、坦克和拖拉机履带宜采用 o()可锻铸铁球墨铸铁高镒钢ZGMnl315、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。()Co Cr Mn16 、 属于体心立方晶格的金属有 o ()a-Fe、铝a-Fe、格y-Fe、铝17、每个体心立方晶胞中包含有 个原子
13、。()12318、在以下晶体中,滑移系数目最多的晶格类型是 o()密排六方体心立方简单立方19、欲要提高18 - 8型铭银不锈钢的强度,主要是通过 o ()时效强化方法固溶强化方法冷加工硬化方法20、 在 Fe-Fe3c 相图中,共析线也称为 。()Ai线 ECF线 Acm线四、简答题(共25分)1、奥氏体形成的四个步骤是什么? (4分)答:(1)奥氏体晶核的形成;(1分)(2)奥氏体晶核的长大;(1分)(3)残余渗碳体的溶解;(1分)(4)奥氏体成分的均匀化。(1分)2、按回火温度高低,回火可分为哪几类?主要的温度区间、回火后的得到的组 织、性能和用途是什么? (6分)答:(1)、低温回火(
14、150250C)回火后的组织为回火马氏体。这种回火主要保持钢在淬后所 得到的高强度、硬度和耐磨性(1分)。在生产中低温回火被广泛应用于工具、量具、滚动 轴承、渗碳工件以及表面淬火工件等。(1分)、中温回火(350500)回火后的组织为回火屈氏体。经中温回火后,工件的内应力基本 消除,其力学性能特点是具有极高的弹性极限和良好的韧性(1分)。中温回火主要用于各 种弹簧零件及热锻模具的处理。(1分)、高温回火(500650)高温回火后的组织是回火索氏体。钢的强度、塑性和韧性具有良 好的配合,即具有较高的综合机械性能(1分)。因而,调质处理被广泛应用于中碳结构钢 和低合金经构钢制造的各种重要的结构零件
15、,特别是在交变载荷下工作的连杆、螺栓以及轴 类等。(1分)3、高分子材料的主要性能特点是什么? (6分)答:高分子材料性能特点:具有高弹性和粘弹性;(1分)强度低,比强度高;(1分)耐磨、减磨性能好;(1分)绝缘、绝热、绝声;(1分)耐热性不高,耐蚀性能好;(1分)存在老化问题。(1分)4、提高金属耐蚀性的途径是什么?不锈钢中最主要的合金元素是哪一个元素? (4分)答:(1)提高金属的电极电位;(1分)(2)使金属易于钝化,形成致密、完整、稳定的与钢基体结合牢固的钝化膜;(1分)(3)形成单相组织。(1分)不锈钢中最主要的合金元素是Cr。(1分)5、说明下列符号各是什么指标?各代表什么意思?
16、(5分)(1)E(2) Os (3)”(4) ak (5)HRC答:(1) E:弹性模量;刚度指标(1分)(2) os:屈服点(强度);强度指标 (1分)(3)以 断面收缩率;塑性指标(1分)(4) ak :冲击韧度;韧性指标 (1分)(5) HRC:洛氏硬度;硬度指标 (1分)五、选材题(本大题10分,每空1分)从下列钢号中选取合适的钢号填入表中,并说明其热处理工艺。65Mn、20CrMnTi GCr9、45、Q345零件名称钢号热处理汽车变速齿轮20CrMnTi渗碳+淬火+低温回火弹簧65Mn淬火+中温回火滚动轴承GCr9球化退火+淬火+低温叫火压力容器Q345热轧状态或正火状态机床主轴4
17、5淬火+高温回火六、作图题(本大题共15分)试画出Fe-Fe3c相图中钢的部分(包晶部分可省略)(4分),并完成下列各题:1、标明各特征点的成分、温度,按相组成填充各相区;(4分)2、写出共析反应式,分析含碳量为0.4%的钢的平衡结晶过程;(4分)3、一种合金的显微组织为珠光体占94% ,二次渗碳体占6% ,这种合金属于那一类 合金?其含碳量为多少?(3分)答:1、如下图(8分)2、Ao.77UFo.o2+Fe3c(2 分)L L+ 5 L+ 8 -A L+A A A + F A-P F+P (2 分)3、过共析钢(1分)w (C) =6% (6.69%-0.77%) +0.77% = 1.1
18、25%(2 分)3、调质目的和大致热处理工艺 强度硬度用性韧性达到良好配合泮火+高温网火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、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)均领烈促进奥氏体晶粒长大(c)无影响(d)上述说法都不全面2,适合制造漆碳零件的钢有(c)6(a) 16Mn. 15、20Cr lCr13. 12Cr2Ni4A (b) 45、40Cr 65Mn. T12(c) 15、20Cr, 18Cr2Ni4W/. 20CrMnTi四、选择填空(20分)2 -
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