工程材料试卷及答案

机械工程材料A卷评分标准

一、名词解释：（１０分）

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分）

２、加工硬化：金属塑性变形后，强度硬度提高的现象。（2分）

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（2分）

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。（2分）

５、细晶强化：通过细化晶粒处理，使得金属强度提高的方法。（2分）

二、选择适宜材料并说明常用的热处理方法（30分）（每空1分）

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

正火机加工

调质机加

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（4

分）

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Ac3＋50℃保温一段时间空冷（4分）

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分）

4、表面淬火目的提高轴颈表面硬度（4分）

１．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。

（4分）

四、选择填空（20分）（每空2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

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) （每空1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。

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一、名词解释：（20分）

合金同素异晶转变铁素体再结晶淬透性

二、试计算面心立方（FCC）晶体的晶格致密度。（5分）

三、铁碳相图知识测验：（25分）

1．默画出铁碳相图，并标注出所有温度和成分点；

2．40、60、T12钢的室温平衡组织是什么？它们从高温液态平衡冷却到室温要经过哪些转变？

3．画出纯铁、40钢、T12钢的室温平衡组织，并标注其中的组织。

四、钢的热处理知识测验：（10分）

1．T8钢经淬火后得到什么组织？经退火后得到什么组织？

2．T8钢淬火后分别在200℃、400℃、600℃回火又得到什么组织？

五、要制造齿轮、连杆、热锻模具、弹簧、冷冲压模具、滚动轴承、车刀、锉刀、机床床身等零件，试从下列牌号中分别选出合适的材料并叙述所选材料的名称、成分、热处理工艺和零件制成后的最终组织。（20分）

T10 65Mn HT300 W6Mo5Cr4V2 GCr15Mo 40Cr 20CrMnTi Cr12MoV 5CrMnMo

六、叙述铸铁不同阶段石墨化程度与其最终组织的关系。（10分）

七、用一根冷拉钢丝绳吊装一大型工件进入热处理炉，并随工件一起加热到1000℃保温，当出炉后再次吊装工件时，钢丝绳发生断裂，试分析其原因。（10分）

重庆大学“工程材料”试卷参考答案

一、（20分）每小题4分

合金：由两种或两种以上金属元素；或金属与非金属元素熔炼、烧结或通过其方法由化学键组合而成的具有金属特性的物质。

同素异晶转变：在固态下，同一种元素由一种晶体结构转变为另一种晶体结构的转变。

铁素体：碳溶解在α－Fe中形成的间隙固溶体。

再结晶：冷变形金属在加热时其组织和性能都恢复到变形前的软化状态的过程。

淬透性：一种热处理工艺性能，表示材料在淬火时获得淬硬层深度的能力。

二、（5分）

三、（25分）

1．（7分

2．

3．（每个图2分）

四、（10分）

1．答：

淬火后组织为马氏体；（2分）

退火后组织为珠光体。（2分）

2．

200℃回火后为回火马氏体；（2分）

400℃回火后为回火托氏体；（2分）