2009-2010工程材料与成形技术期末考试3套试卷及答案北华大学机械工程学院

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北华大学机械工程学院2009—2010学年第二学期 《工程材料与成形技术》课程期末考试试卷（B ）
一、 填空题（每空0.5分，共5分）
1. 典型金属的晶格形式主要有 、 和 三种。

2. 金属的塑性变形在大多数情况下是以滑移方式进行的，而滑移是 位错 在滑移面上运动造成的。

3. 根据成分不同，铁碳合金可分为三大类，分别为 GONGYE 纯铁 、钢 二、 判断题（每题1分，共6分）
1. T8钢属于碳素工具钢，它也是高碳钢。

（ T ）
2. P 会引起钢的冷脆性，即使钢在室温下的塑性急剧下降。

（ T ）
3. 面心立方晶格和体心立方晶格具有相同的滑移系数。

（ T ）
4. 铁素体和奥氏体的根本区别就是在于固溶度不同，前者小而后者大。

（ F ）
5. 无论何种成分的铁碳合金，随着含碳量的增加，组织中铁素体相对量减少，渗碳体相对量增加。

（ T ）
6. 凡是碳钢的平衡结晶过程都具有共析转变，而没有共晶转变。

（ T ）
三、 选择（每题1分，共7分）
1. 以下生产齿轮的方法，（ C ）方法最为理想。

A 、由原钢板机械加工成齿轮
B 、由粗钢棒机械加工成齿轮
C 、由圆棒热锻成齿轮毛坯，再加工成齿轮
2. 为了改善T12钢的切削性能，一般都采用（ D ）热处理方法。

A 、淬火+高温回火
B 、完全退火
C 、正火
D 、球化退火
3. 除了（ B ）外，大多数溶入到奥氏体的合金元素均使C 曲线右移。

，
A 、Mn
B 、Co
C 、Cr
4. 如果要使某种碳钢具有高硬度和耐磨性，应该采用（ C ）热处理
A 、淬火+高温回火
B 、淬火+中温回火
C 、淬火+低温回火 5. 体心立方晶胞原子数为（ B ）个？
A. 1
B. 2
C. 3
D. 4
6. 碳在铁素体中的最大溶解度为（A ）?
A. 、0.0218% B、0.008% C、2.11% D、0.53%
7 . 铸铁与碳钢的区别在于有无（ A ）。

、
A、莱氏体
B、珠光体
C、铁素体
四、确定下列各金属材料的名称、碳含量、合金元素含量。

（每空0.5分，共10分）
1.Q235名称屈服强度为235mp的普通碳素结构钢。

2.45钢名称含碳量为0.45%的优质碳素结构钢，含碳量为%C。

3.T8钢名称含碳量为0.8的碳素工具钢，含碳量为%C。

4.60Si2Mn名称合金结构钢，含碳量为0.6 %C，含Si量小于
2 %Si，含Mn量小于 1.5 %Mn。

5.CrWMn名称合金工具钢，含碳量为Cr量小于
1.5 %Cr
6.4Cr13
7.GCr15
五、简答题（每题6分，共24分）
1．将三块碳钢进行冷变形，第一块变形度为5%，第二块为15%，第三块为30%，然后再加热至700 ℃。

试指出哪块试样的晶粒最粗大？对性能有何影响？
2．变速箱齿轮，用20CrMnTi钢制作，要求齿面硬度58—64HRC，采用什么热处理工艺才能达到要求？
3．用45钢制作齿轮，加工工艺路线如下：下料—锻造—热处理1—机械加工1—热处理2—机械加工2，说明各热处理和机械加工的名称。

4．碳钢中的P , S 对钢的性能有何影响？
六、画出铁碳平衡状态图（6分）（标明各重要点，线，面的相应温度，碳的质量分数，组
织）并回答如下问题 （共10分）
1．在理想的冷却条件下，碳的质量分数为0.35%合金的室温组织是什么？（2分）
2．在理想的冷却条件下，碳的质量分数为1%合金的组织是什么？（2分）
七、 T12钢加热到770℃后用图示各种方法冷却，分析其所得的组织。

（共8分）
课程组 材料成型 使用专业
材料成型及控制工程
年级 06
班级学号
考生姓名
考试地点
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北华大学机械工程学院2009—2010学年第二学期 《材料科学基础》课程期末考试试卷（C ）
本题得分
四、 填空题（每空0.5分，共5分）
5. 钢的马氏体的本质是 碳在阿尔法贴中的间隙固溶体 间隙固溶体，它具有 体心立方 的晶格结构。

6. 金属铸锭的组织由三层形状和大小不同的晶粒组成的，分别是 、
和 。

7. 缺陷，置换原子属于 缺陷。

8. 9. 铅在室温下的塑性变形属于 加工，金属冷加工和热加工是以该材料的 温度区分的
五、 判断题（每题1分，共6分）
1. S 、P 都是碳钢中的有益元素。

（ F ）
2. T8钢属于碳素工具钢，它也是高碳钢。

（ T ）
3. P 会引起钢的冷脆性，即使钢在室温下的塑性急剧下降。

（ T ）
4. 面心立方晶格和体心立方晶格具有相同的滑移系数，因此可以说铁在高温和低温的时候塑性都是一致的。

（ F ）
5. 727℃是铁素体和奥氏体的同素异构转变温度。

（ T ）
6. 凡是碳钢的平衡结晶过程都具有共析转变，而没有共晶转变。

（ T ）
六、
选择（每题1分，共7分） 1. 热处理工艺中，调质是指（ ）。

A.淬火+中温回火
B.淬火+低温回火
C.淬火+高温回火
D.退火 2. 在二元系合金相图中，计算两相相对量的杠杆法则只能用于（ ）。

A.单相区中
B.两相区中
C.三相平衡水平线上
3. 除了（ ）外，大多数溶入到奥氏体的合金元素均使C 曲线右移。

A 、Mn
B 、Co
C 、Cr
4. QT400—15是（ ）。

A. 可锻铸铁
B. 灰铸铁
C. 球墨铸铁
D. 蠕墨铸铁
5. 亚共析钢含碳量范围是（ ）？
A. 2.11% ~ 4.3%
B.0.77% ~ 2.11%
C. 0.008% ~ 0.77%
D. 0.53% ~ 2.11% 6. 在切应力的作用下，晶体的滑移发生在特定的晶面和晶向上，这些晶面和晶向一般都是原子排列密度（ ）晶面和晶向。

A 、最大
B 、最小
C 、最大和最小都可能 7.以下淬火介质中，（ ）的冷却能力最大。

A 、盐水
B 、水
C 、矿物油
四、确定下列各金属材料的名称、碳含量、合金元素含量。

（每空0.5分，共10分） 8. 4Cr13名称 ，含碳量为 %C ，含Cr 量约为 %Cr 。

9. 5CrNiMo 名称 ，含碳量约为 %C ，含Cr 量小于 %Cr ，含Ni 量小于 %C ，含Mo 量小于 %C
10. 60Si2Mn 名称 ，含碳量为 %C ，含Si 量小于 %Si ，含Mn 量小于 %Mn 。

11. CrWMn 名称 ，含碳量为 %C ，含Cr 量小于 %Cr ，含W 量小于 %W 。

含Mn 量小于 %Mn 。

12. GCr15名称 ，含碳量为 %C ，含Cr 量约为 %Cr 。

五、简答题（每题6分，共24分）
1．变速箱齿轮，用20CrMnTi 钢制作，要求齿面硬度58—64HRC ，采用什么热处理工艺才能达到要求？
2．用45钢制作齿轮，加工工艺路线如下：下料—锻造—热处理1—机械加工1—热处理2—机械加工2，说明各热处理和机械加工的名称。

3．T12钢加热到770℃后用图示各种方法冷却，分析其所得的组织。

本题得分
本题得分
4．碳钢中的P , S对钢的性能有何影响？
六计算应用题（第一小题10分，第二小题8分，共18分）
1.一把有T12钢制成的锉刀，厚5mm经780℃加热淬火和160℃回火后，硬度为HRC65
左右。

现将另一端用火焰加热至950℃，持续15分钟后各点温度如图所示，立即将
其投入水中，指出各点在冷却后的组织，并表明粗细。

以知T12的Accm为850℃。

2.T12钢加热到770℃后用图示各种方法冷却，分析其所得的组织。

北华大学机械工程学院2009—2010学年
第2期
本题得分
《材料科学基础》课程期末考试试卷（A ）
七、 填空题（每空0.5分，共5分）
10. 铁素体是指碳在 中的间隙固溶体，钢的马氏体具有 的晶格结构。

11. 典型金属的晶格形式主要有 、 和 三种。

13. 根据成分不同，铁碳合金可分为三大类，分别为 、 和 。

八、 判断题（每题1分，共6）
1. 一般来说，多晶体金属显示各向异性。

（ ）
2. 上贝氏体的机械性能比下贝氏体的好。

（ ）
3. T8钢属于碳素工具钢，它也是高碳钢。

（ ）
4. 钢中的杂质P 会引起钢的冷脆性，而Ｓ会引起钢的热脆性。

（ ）
5. 面心立方晶格和体心立方晶格具有相同的滑移系数，因此可以说铁在高温和低温的时候塑性都是一致的。

（ ）
6. 凡是碳钢的平衡结晶过程都有共析转变，而没有共晶转变。

（ ）
九、 选择（每题1分，共7）
1. 热处理工艺中，调质是指（
）。

A.淬火+中温回火
B.淬火+低温回火
C.
淬火+高温回火 D.退火 2. 铸铁与碳钢的区别在于有无（ ）
A 、莱氏体
B 、珠光体
C 、铁素体
3以下生产高载荷高转速齿轮的方法，（ ）方法最为理想。

A 、由圆钢板机械加工成齿轮
B 、由粗钢棒机械加工成齿轮
C 、由圆棒热锻成毛坯后机加成形 D. 铸造成型 4 过共析钢含碳量范围是（ ）？
A. 2.11% ~ 4.3%
B.0.77% ~ 2.11%
C. 0.008% ~ 2.11%
D. 0.53% ~ 2.11% 5 在切应力的作用下，晶体的滑移发生在特定的晶面和晶向上，这些晶面和晶向一般都是原子排列密度（ ）晶面和晶向。

A 、最大
B 、最小
C 、最大和最小都可能 6 以下淬火介质中，（ ）的冷却能力最大。

A 、盐水
B 、水
C 、矿物油
7 为了改善T12钢的切削性能，一般都采用（）热处理方法。

A、淬火+高温回火
B、完全退火
C、正火
D、球化退火
四、确定下列各金属材料的名称、碳含量、合金元素含量。

（每空0.5分，共10
1.T12钢名称（），含碳量约为（）%C。

2.45钢名称（），含碳量约为（）%C。

3.GCr15名称（），含碳量约为（）%C，含Cr量约为（）%Cr。

4.5CrNiMo名称（），含碳量约为（）%C，含Cr量小于（）%Cr，
含Ni量小于（）%C，含Mn量小于（）%C。

5.Cr12MoV名称（），含碳量约为（）%C，含Cr量约为（）%Cr，
含Mo量小于（）%Mo，含V量小于（）%V。

6.2Cr13名称（），含碳量约为（）%C，含Cr量约为（）%Cr。

五、简答题（每题6分，共24分）
1.T12钢加热到770℃后用图示各种方法冷却，分析其所得的组织。

2.大螺丝刀，要求杆部为细珠光体而顶端为回火马氏体，只有一种外部热源，应如何处理？
3.铁与碳钢的主要区别是什么？力学性能方面各有何特点？
本题得分
本题得分
4.强化金属的方法有哪几种？说明原理。

六问答题（每题9，共18）
2.一把有T12钢制成的锉刀，厚5mm经780℃加热淬火和160℃回火后，硬度为HRC65
左右。

现将另一端用火焰加热至950℃，持续15分钟后各点温度如图所示，立即将
其投入水中，指出各点在冷却后的组织，并表明粗细。

已知T12的Accm为850℃。

2.某工厂用Cr12MoV钢制作冲孔模，工艺路线为：下料—锻造—热处理1—机械加工—热处理2—热处理3—电火花加工。

回答问题：
A 锻造的作用：
B 写出热处理（1-2-3）的名称及室温组织
北华大学机械工程学院 2009—2010学年第二学期
《工程材料与成形技术》课程期末考试试卷（C）
参考答案与评分标准
一、填空题（每空0.5分，共5分）
14.碳在α-Fe中的过饱和、体心正方
15.激冷区、柱状晶区、等轴晶区
16.面、点
17.脱氧剂
18.热加工、再结晶
二、判断题（每题1分，共6分）
1.F
2. T
3.T
4.F
5.F
6.T
三、选择（每题1分，共10分）
本题得分
1、c；
2、b；
3、b；
4、c；
5、c；
6、a；
7、a
四、确定下列各金属材料的名称、碳含量、合金元素含量。

（每空0.5分，共10分）
7.不锈钢、0.4、13
8.合金工具钢、0.5、1.5、1.5、1.5
9.合金结构钢、0.6、2.5、1.5
10.合金工具钢、1、1.5、1.5、1.5
11.滚动轴承钢、1、1.5
五、简答题（每题6分，共36分）
1．表面渗碳后淬火加低温回火
2．正火；粗加工；淬火加低温回火；精加工
3．（1）淬火M+残余A （2）回火M+残余A （3）淬火M+残余A+B（下）（4）B(下) 4．S和铁形成低熔点(985℃)共晶体产生热脆；P在室温下使钢变脆，产生冷脆。

六、计算应用题（第一小题10分，第二小题和第三小题每题7分，共24分）
3.解：
950℃点：粗大的淬火M组织和一部分残余奥氏体。

760℃点：组织均匀细小的淬火M组织和粒状渗碳体以及一部分残余奥氏体。

600℃点：回火索氏体组织和粒状渗碳体。

430℃点：回火屈体组织和粒状渗碳体。

200℃点：回火M组织和和粒状渗碳体。

25℃点：回火M组织和粒状渗碳体以及一部分残余奥氏体。

2. 解：
（1）组织成分为淬火马氏体Ｍ+残余奥氏体Ａ。

（2）组织成分为下贝氏体+淬火马氏体Ｍ+残余奥氏体Ａ。

（3）组织成分为下贝氏体+残余奥氏体Ａ。

北华大学机械工程学院 2009—2010学年第二学期
《工程材料与成形技术》课程期末考试试卷（A）
参考答案与评分标准
一、填空题（每空0.5分，共5分）
19.α-Fe、体心正方
20.体心立方、面心立方、密排六方
21.滑移、孪生
22.工业纯铁、钢、铸铁。

二、判断题（每题1分，共6分）
1.T
2. F
3.T
4.T
5.F
6.T
三、选择（每题1分，共7分）
1、c；
2、a；
3、c；
4、b；
5、a；
6、a；
7、d.
四、确定下列各金属材料的名称、碳含量、合金元素含量。

（每空0.5分，共10分）
12.碳素工具钢、1.2
13.优质碳素结构钢、0.45
14.滚动轴承钢、1、1.5
15.合金工具钢、0.5、1.5、1.5、1.5
16.合金工具钢、1、12、1、1
17.不锈钢、0.2、13
五、简答题（每题6分，共24分）
1.（1）淬火M+残余A （2）回火M+残余A （3）淬火M+残余A+B（下）（4）B(下)
2.整体正火，顶端淬火+低温回火
3.含碳量和碳存在的形式不同；铸铁：大于2.11%，碳钢：0.0218%—2.11%。

碳钢中的碳除一部分溶于F，都
以渗碳体形式存在，铸铁少量溶于F，大部分以石墨（灰口铁）或渗碳体（白口铁）形式存在。

组织不同，
性能不同。

铸铁的抗拉强度低，塑性和韧性差；碳钢强度高，塑韧性高。

5.形变强化；固溶强化；相变强化。

形变强化原理：晶粒细化，晶格严重畸变，增大滑移阻力，强度和硬度
提高。

固溶强化原理：溶质溶入固溶体，造成晶格畸变曾大，硬度和强度升高。

相变强化原理：通过相变生成强度和硬度高的相，如M,B等。

六、问答题（每题10分，共30分）
1. 950℃点：粗大的淬火M组织和一部分残余奥氏体
760℃点：组织均匀细小的淬火M组织和粒状渗碳体以及一部分残余奥氏体 600℃点：回火索氏体组织和粒状渗碳体 430℃点：回火屈体组织和粒状渗碳体200℃点：回火M组织和和粒状渗碳体
25℃点：回火M组织和粒状渗碳体以及一部分残余奥氏体
2.A：细化晶粒；打碎碳化物
B：1为退火，组织为索氏体+细粒状碳化物
2为淬火，组织为淬火M+残余A
3为低温回火，组织为回火M+残余A
北华大学机械工程学院 2009—2010学年第二学期
《工程材料与成形技术》课程期末考试试卷（B）
参考答案与评分标准
一、填空题（每空0.5分，共5分）
23.体心立方、面心立方、密排六方
24.位错
25.工业纯铁、钢、铸铁。

26.回复、再结晶、晶粒长大
二、判断题（每题1分，共6分）
1.T
2. T
3.T
4.F
5.T
6.T
三、选择（每题1分，共7分）
1、c；
2、d；
3、b；
4、c；
5、b；
6、a；
7、a；
四、确定下列各金属材料的名称、碳含量、合金元素含量。

（每空0.5分，共10分）
18.普通碳素结构钢
19.优质碳素结构钢，0.45
20.碳素工具钢，0.8
21.合金结构钢，0.6，2.5，1.5
22.合金工具钢，1，1.5，1.5，1.5
23.不锈钢、0.4、13
24.滚动轴承钢、1、1.5
五、简答题（每题6分，共24分）
1．变形度为5%的晶粒度最大；晶粒度大，机械性能差
2．表面渗碳后淬火加低温回火
3．正火；粗加工；淬火加低温回火；精加工
4．S和铁形成低熔点(985℃)共晶体产生热脆；P在室温下使钢变脆，产生冷脆，
六、画出铁碳平衡状态图（6分）（标明各重要点，线，面的相应温度，碳的质量分数，组织）并回答如
下问题（共10分）
铁碳平衡图
1．F+P；2．P+渗碳体（2次）；
七、T12钢加热到770℃后用图示各种方法冷却，分析其所得的组织。

（共8分）1．组织成分为淬火马氏体Ｍ+残余奥氏体Ａ。

2．组织成分为下贝氏体+淬火马氏体Ｍ+残余奥氏体Ａ。

3．组织成分为下贝氏体+残余奥氏体Ａ。