山东科技大学工程材料与成形技术基础试卷及答案
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每 题 2 分）
①20CrMoTi:合金结构钢，0.2%C，Cr、Mo, Ti 的含量均
3
©9SiCr；合金工具钢，0.9%C, Si, Cr 的《 含量 L.5%;
③HT200: 灰铸铁，最小抗拉强度 2D0MPa
④QT600— 3: 球墨铸铁，最小抗拉强度 600MPa，断后延伸率 3%;
⑤45: 优质碳素结构钢，0.45%C ⑥H70: 黄铜，铜的质量分数为 70%C; ⑦ CZALCuSMn) 21201：铝铜合金，铜的平均含量 5%C，Mn 的含量小于 1%; 2、从下列五种钢号中选取合适的三种钢号填入表中，井说明其热处理工艺（12 分，每空 2
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（2 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）
⑶、高温回火(500 65(TC )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（2 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，特别是在交变载荷下工作的连杆、螺栓以及轴
： 答:■ ①珠光体型转变。发生在 A1— 550 X 范围内。铁、碳原子都进行扩散。按其间距
的大小，转变产物又可分为珠光体(P)，索氏体（S ) 和托氏体（T)。其硬度随层间距的减小
而 增 高。 （1 分）
②贝氏体型转变 & 贝氏体转变发生在 5S(TC—
. 范 围 内 贝 氏 体 的 转 变 温 度 较 低，在
山东科技大学 《《工工程程材材料料学与》成课形程技试术题基参础考》答期案末及试评题分及标答准案
、填空题
( A 卷）
2017.12
一、填空（每空1分共10分）
K 共晶转变和共析转变的产物都属于两相混合物。 2、塑性变形后的金属经加热将发生回复、 再结晶
. 、晶粒长大的变化
3、共析钢的含碳量为
0.77 %
4、共晶白口铸铁的含碳量为 4.3% 5、Q235 锏的含义是为屈服点数值（屈服强度）为 235MPa 的碳素结构钢
5、三种典型的金属晶体结构是：体心立方晶格、而心立方晶格和密排六方晶格 ,
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（成等温退火筇）、
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 6
(V)
14、对于可热处理强化的变形铝合金，其常用的热处理方法为固溶（淬火）加时效处理。
(W )
15 、 塑 料 按 其 受 热 的 行 为 可 分 为 热 塑 性 塑 料 和 热 固 性 塑 料 。
(南
:、单选题（10 分，每小题 2 分）（不选、错选或多选答案者， 该小题不得分}
1、在 晶 体 缺 陥 ( @)
(4) 奥氏体成分的均匀化。（1 分）
2
2、 试述铸铁的石墨化概念、铸铁中多余 C 的存在形式以及石墨化方式？（6 分）
答：铸铁中碳原子析出并形成石墨的过程称为石墨化 & (1 分）
在白口铸铁中铸铁中多余 C 的存在形式是 Fe3C 或合金碳化物。在灰口铸铁、球墨铸铁、蠕
墨铸铁、可锻铸铁中多余 C 的存在形式是石墨。（2 分）
度适中，有一定的塑性.
5、将变形金属加热发生再结晶转变时
(@)
①只有晶格类型发生变化；
②只有晶粒大小、形状发生变化;
③晶格类型、晶粒大小、形状都发生变化.
四、简答题（共 25 分）
1、奥氏体形成的四个步骤是什么？（4 分)
答：a) 奥氏体晶核的形成；（1 分）
(2) 奥氏体晶核的长大；（1 分）
C 3) 残余渗碳体的溶解：（1 分）
( V)
10、对于弹簧钢的要眾是具有高的弹性极限和高的屈强比，以保证承受大的弹性变形和较高
的载荷；具有高的疲劳强以承受交变载荷的作用。
1
11、热处理的基木工艺过程是加热、保温和冷却。
12
马 氏 体 是 碳 在 a-Fe 中 的 过 饱 和 溶 解 &
13 、 建 立 相 图 时 采 用 的 冷 却 速 度 应 为 极 缓 慢 的 速 度 &
- 处理。即铝合金隨时间延续而形成众多的溶质原子局部富集E，进而析出细小弥散分布的第
二相，引起晶格严重畸变，使得强度、硬度显著提高。时效处理有自然时效 (4 5 天达最
大强度）和人工时效（时效温度过高或时间过长，合金的强度、硬度反而下降，此为过时效， 与合金中析出的晶粒大小有关)。（5 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
. 4、熔点为 232°C的锡在室温下的塑性变形是冷加工
( X) ( X)
(X)
5、金属结晶时，冷却速度愈大，则结晶后金属的晶粒愈粗大。
( X)
6、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)
7、物质从液体状态转变为固体状态的过程称为结晶。
8、共晶转变是在恒温下进行的。
9、机械零件选材的一般原则足：使用性能足够原则、工艺性能良好原则和经济行合理原则 &
石墨化方式有两种：一种方式是在铸铁冷却时从液相或 A 屮直接析出石墨（如灰铸铁、球
墨铸铁等)，第二种方式是可由 Fe3C 分解得到石墨 T 即先生产白口铸铁，再将其加热，长时
间高温退火使渗碳体分解，可锻铸铁的石墨化是该方式。（3 分）
3、高分子材料的主要性能特点是什么？（写出其中 5 点即可，5 分，每点 1 分）
转变过程铁原子扩散困难。根据组织形态和转变温度不同，贝氏体一般分为上贝氏体和下贝
氏 体 两 种。 （2 分）
③马氏体型转变 当奥氏体被迅速过冷至马氏体点 Ms 以 下 时 则 发 生 马 氏 体 转 变 6 (2
^
分）
5、说明下列符号各是什么指标？各代表什么意思？（5 分 )
(1) E (2) os (3) 屮 (4 ) a k (B)HRC
类等。（2 分）
4
和
能热处理强化的铝合金。（3 分）
对于能通过热处理强化的铝合金，其热处理方法为固溶加时效处理 & (2 分） 先固溶处理，将铝合金加热至a 单 相 恒 温 保 持，然 后 快 速 冷 却（淬 火 )，使 溶 质 原 子来不及析出，至室温获得过饱和的a固溶体组织 & 但一般强化效果不明显，还需进行时效
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、试对共析钢等温转变产物及性能进行简要分析？（5 分）
(提示：如高温扩散型转变， 可获得珠光休类型的转变产物）
分）。
65Mn, 20CrMnTi、GCr9、45、Q345
零件名称
钢号
热处理
弹簧 滚动轴承
65Mn GCr9
淬火+中温回火 球化退火+淬火+低温回火
机床主轴
45
淬火+尚温回火
六、综述题（共 20 分，每小题 10 分）
1、 铝合金是如何分类的，可以通过什么方式强化，具体如何进行？
答：铝合金可分为铸造铝合金和变形铝合金。变形铝合金又可分为不能热处理强化的铝合金
9、工具钢按用途可分为 刃具钢
、 模具钢、量具钢。
10、常用测定硬度的方法有 布R 硬度 、 洛氏硬度和维氏硬度等测试法。
二、判断题（15 分，每小题 1 分）（在括号里正确的划错误的划
1、单晶体具有各向同性，多晶体具有各向异性。
- . 2、铁素体是碳溶解在 v Fe 中所形成的间隙固溶体
3、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。
, 属于面缺陷的有
①间隙原子 ②位错
③晶界
2、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
①隨炉冷却 @ 在 油 中 冷 却 ③在 空 气 中 冷 却
3、合金固溶强化的基木原因是
.
(③)
①晶粒变细 ②晶格发生畸变 ③晶格类型发生了改变
4、渗 碳 体 的
能特点
(②)
①强度和硬度不高，塑性良好；②硬度高，极脆，塑性几乎等于零；③强度较高， 硬
用途是什么？（10 分}
答：⑴、低温回火(150 25CTC )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（2 分)。 在生产中低温回火被广泛应用于工具、暈具、滚动 轴承、渗碳工件以及表面淬火工件等* (1 分） ⑵、中温回火(350 50(TC )回火后的组织为回火屈氏体。经中温回火后，丄件的内应力基木
答：（1) 弹性模量；刚度指标 （1 分）
( 2) CT S：屈服点（强度） ；强度指标 (1 分)
(3) L|J : 断而收缩率： 塑性指标 （1 分）
( 4) a k ：冲击韧度；韧性指标 （1 分）
(5) HRC：洛氏硬度：硬度指标 （1 分）
五、材料及选材题（20 分)
1、下列七种材料中，写出其中任意四种材料的牌号的名称及数字、字母的含义（共 S 分,
①20CrMoTi:合金结构钢，0.2%C，Cr、Mo, Ti 的含量均
3
©9SiCr；合金工具钢，0.9%C, Si, Cr 的《 含量 L.5%;
③HT200: 灰铸铁，最小抗拉强度 2D0MPa
④QT600— 3: 球墨铸铁，最小抗拉强度 600MPa，断后延伸率 3%;
⑤45: 优质碳素结构钢，0.45%C ⑥H70: 黄铜，铜的质量分数为 70%C; ⑦ CZALCuSMn) 21201：铝铜合金，铜的平均含量 5%C，Mn 的含量小于 1%; 2、从下列五种钢号中选取合适的三种钢号填入表中，井说明其热处理工艺（12 分，每空 2
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（2 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）
⑶、高温回火(500 65(TC )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（2 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，特别是在交变载荷下工作的连杆、螺栓以及轴
： 答:■ ①珠光体型转变。发生在 A1— 550 X 范围内。铁、碳原子都进行扩散。按其间距
的大小，转变产物又可分为珠光体(P)，索氏体（S ) 和托氏体（T)。其硬度随层间距的减小
而 增 高。 （1 分）
②贝氏体型转变 & 贝氏体转变发生在 5S(TC—
. 范 围 内 贝 氏 体 的 转 变 温 度 较 低，在
山东科技大学 《《工工程程材材料料学与》成课形程技试术题基参础考》答期案末及试评题分及标答准案
、填空题
( A 卷）
2017.12
一、填空（每空1分共10分）
K 共晶转变和共析转变的产物都属于两相混合物。 2、塑性变形后的金属经加热将发生回复、 再结晶
. 、晶粒长大的变化
3、共析钢的含碳量为
0.77 %
4、共晶白口铸铁的含碳量为 4.3% 5、Q235 锏的含义是为屈服点数值（屈服强度）为 235MPa 的碳素结构钢
5、三种典型的金属晶体结构是：体心立方晶格、而心立方晶格和密排六方晶格 ,
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（成等温退火筇）、
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 6
(V)
14、对于可热处理强化的变形铝合金，其常用的热处理方法为固溶（淬火）加时效处理。
(W )
15 、 塑 料 按 其 受 热 的 行 为 可 分 为 热 塑 性 塑 料 和 热 固 性 塑 料 。
(南
:、单选题（10 分，每小题 2 分）（不选、错选或多选答案者， 该小题不得分}
1、在 晶 体 缺 陥 ( @)
(4) 奥氏体成分的均匀化。（1 分）
2
2、 试述铸铁的石墨化概念、铸铁中多余 C 的存在形式以及石墨化方式？（6 分）
答：铸铁中碳原子析出并形成石墨的过程称为石墨化 & (1 分）
在白口铸铁中铸铁中多余 C 的存在形式是 Fe3C 或合金碳化物。在灰口铸铁、球墨铸铁、蠕
墨铸铁、可锻铸铁中多余 C 的存在形式是石墨。（2 分）
度适中，有一定的塑性.
5、将变形金属加热发生再结晶转变时
(@)
①只有晶格类型发生变化；
②只有晶粒大小、形状发生变化;
③晶格类型、晶粒大小、形状都发生变化.
四、简答题（共 25 分）
1、奥氏体形成的四个步骤是什么？（4 分)
答：a) 奥氏体晶核的形成；（1 分）
(2) 奥氏体晶核的长大；（1 分）
C 3) 残余渗碳体的溶解：（1 分）
( V)
10、对于弹簧钢的要眾是具有高的弹性极限和高的屈强比，以保证承受大的弹性变形和较高
的载荷；具有高的疲劳强以承受交变载荷的作用。
1
11、热处理的基木工艺过程是加热、保温和冷却。
12
马 氏 体 是 碳 在 a-Fe 中 的 过 饱 和 溶 解 &
13 、 建 立 相 图 时 采 用 的 冷 却 速 度 应 为 极 缓 慢 的 速 度 &
- 处理。即铝合金隨时间延续而形成众多的溶质原子局部富集E，进而析出细小弥散分布的第
二相，引起晶格严重畸变，使得强度、硬度显著提高。时效处理有自然时效 (4 5 天达最
大强度）和人工时效（时效温度过高或时间过长，合金的强度、硬度反而下降，此为过时效， 与合金中析出的晶粒大小有关)。（5 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
. 4、熔点为 232°C的锡在室温下的塑性变形是冷加工
( X) ( X)
(X)
5、金属结晶时，冷却速度愈大，则结晶后金属的晶粒愈粗大。
( X)
6、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)
7、物质从液体状态转变为固体状态的过程称为结晶。
8、共晶转变是在恒温下进行的。
9、机械零件选材的一般原则足：使用性能足够原则、工艺性能良好原则和经济行合理原则 &
石墨化方式有两种：一种方式是在铸铁冷却时从液相或 A 屮直接析出石墨（如灰铸铁、球
墨铸铁等)，第二种方式是可由 Fe3C 分解得到石墨 T 即先生产白口铸铁，再将其加热，长时
间高温退火使渗碳体分解，可锻铸铁的石墨化是该方式。（3 分）
3、高分子材料的主要性能特点是什么？（写出其中 5 点即可，5 分，每点 1 分）
转变过程铁原子扩散困难。根据组织形态和转变温度不同，贝氏体一般分为上贝氏体和下贝
氏 体 两 种。 （2 分）
③马氏体型转变 当奥氏体被迅速过冷至马氏体点 Ms 以 下 时 则 发 生 马 氏 体 转 变 6 (2
^
分）
5、说明下列符号各是什么指标？各代表什么意思？（5 分 )
(1) E (2) os (3) 屮 (4 ) a k (B)HRC
类等。（2 分）
4
和
能热处理强化的铝合金。（3 分）
对于能通过热处理强化的铝合金，其热处理方法为固溶加时效处理 & (2 分） 先固溶处理，将铝合金加热至a 单 相 恒 温 保 持，然 后 快 速 冷 却（淬 火 )，使 溶 质 原 子来不及析出，至室温获得过饱和的a固溶体组织 & 但一般强化效果不明显，还需进行时效
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、试对共析钢等温转变产物及性能进行简要分析？（5 分）
(提示：如高温扩散型转变， 可获得珠光休类型的转变产物）
分）。
65Mn, 20CrMnTi、GCr9、45、Q345
零件名称
钢号
热处理
弹簧 滚动轴承
65Mn GCr9
淬火+中温回火 球化退火+淬火+低温回火
机床主轴
45
淬火+尚温回火
六、综述题（共 20 分，每小题 10 分）
1、 铝合金是如何分类的，可以通过什么方式强化，具体如何进行？
答：铝合金可分为铸造铝合金和变形铝合金。变形铝合金又可分为不能热处理强化的铝合金
9、工具钢按用途可分为 刃具钢
、 模具钢、量具钢。
10、常用测定硬度的方法有 布R 硬度 、 洛氏硬度和维氏硬度等测试法。
二、判断题（15 分，每小题 1 分）（在括号里正确的划错误的划
1、单晶体具有各向同性，多晶体具有各向异性。
- . 2、铁素体是碳溶解在 v Fe 中所形成的间隙固溶体
3、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。
, 属于面缺陷的有
①间隙原子 ②位错
③晶界
2、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
①隨炉冷却 @ 在 油 中 冷 却 ③在 空 气 中 冷 却
3、合金固溶强化的基木原因是
.
(③)
①晶粒变细 ②晶格发生畸变 ③晶格类型发生了改变
4、渗 碳 体 的
能特点
(②)
①强度和硬度不高，塑性良好；②硬度高，极脆，塑性几乎等于零；③强度较高， 硬
用途是什么？（10 分}
答：⑴、低温回火(150 25CTC )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（2 分)。 在生产中低温回火被广泛应用于工具、暈具、滚动 轴承、渗碳工件以及表面淬火工件等* (1 分） ⑵、中温回火(350 50(TC )回火后的组织为回火屈氏体。经中温回火后，丄件的内应力基木
答：（1) 弹性模量；刚度指标 （1 分）
( 2) CT S：屈服点（强度） ；强度指标 (1 分)
(3) L|J : 断而收缩率： 塑性指标 （1 分）
( 4) a k ：冲击韧度；韧性指标 （1 分）
(5) HRC：洛氏硬度：硬度指标 （1 分）
五、材料及选材题（20 分)
1、下列七种材料中，写出其中任意四种材料的牌号的名称及数字、字母的含义（共 S 分,