级工程材料卷答案最终版模板

华侨大学09级《工程材料》试卷( A)

院别考试日期年12 月20 日

姓名班级学号

一、填空( 20分, 每空1分)

1．许多机械零件如弹簧、轴、齿轮等, 在工作时承受交变载荷, 其应力低于屈服强度, 但经过一定循环周期后, 即发生断裂, 这就是

疲劳断裂现象。

2．刚度是指零( 构) 件在受力时抵抗弹性变形的能力, 它等于材料的弹性模量与零构件的横截面积或者面积的乘积。3．金属中的晶格缺陷, 按照几何形式分为_点缺陷__、线缺陷和__面缺陷____三种。

4．金属的塑性变形量在临界变形范围以内, 其随后的再结晶晶粒将( 异常) 长大。

5．Fe—Fe3C相图中的P点表示__碳在a-Fe中的最大溶解度___; 其对应含碳量为_0.0218_%, 温度为_727_℃。

6．铁碳合金相图表述了在平衡条件下, 温度, _碳的质量分数或含碳量和相或组织之间的关系。

7．滚动轴承钢中加入合金元素Cr, 主要是为了提高__钢的淬透性_, 并在热处理后形成细小均匀分布的碳化物, 以提高钢的__耐磨性__、_硬度( 或弹性极限) 和接触疲劳极限。

8．提高铝及铝合金强度的主要途径有: 变质处理( 细晶强化) 、冷变形( 加工硬化) 和热处理( 时效强化) 。

二、指出左列牌号各属于右列哪一类材料( 连线并标出右列序号) ( 10分, 每个1分)

40CrMnMo ⑽⑴普通黄铜

H59 ⑴⑵合金弹簧钢

Q235 ⑺⑶硬质合金

YW2 ⑶⑷合金渗碳钢

W12Cr4V5Co5 ⑿⑸马氏体型不锈钢

1Cr13 ⑸⑹高碳低合金工具钢

20MnTiB ⑷⑺普通碳素结构钢CrWMn ⑹⑻高铬轴承钢

60Si2CrA ⑵⑼球墨铸铁

QT400-18 ⑼⑽合金调质钢

⑾灰铸铁

⑿高速钢

三、选择及判断题( 15分, 每个1分)

1、用40Cr钢和40钢制造相同尺寸的零件, 要求相同硬度时, 淬火后两者的回火温度是: ( C )

A、相同;

B、40Cr钢的较低;

C、40Cr钢的较高;

2、从一个固相中同时析出成分和晶体结构不同的两种新固相的转变过程, 称为: ( C )

A、共晶转变;

B、包晶转变;

C、共析转变;

D、匀晶转变;

3、溶质原子的溶入, 提高了固溶体塑性变形的: ( B )

A、能力;

B、抗力;

C、速度;

4、用于制造凿子宜选用下列钢号中的: ( B )

A、45钢;

B、T7;

C、T12;

D、08F

5、高锰钢ZGMn13 具有高耐磨性的原因是: ( C )

A、热处理提高了硬度和耐磨性;

B、因有较多的Fe3C存在;

C、表面产生强烈的加工硬化, 并有马氏体相变发生。

6、为了改进45钢的切削性能, 其毛坯的热处理方法是: ( A )

A、完全退火;

B、球化退火;

C、回火;

D、正火;

7、钢的淬透性取决于: ( B )

A、淬火冷却速度;

B、钢的临界冷却速度;

C、工件的尺寸、形状;

8、由两种或两种以上的金属元素和非金属元素组成的物质, 称为合金。( ×)

9、钢材锻造时, 一般要加热到奥氏体状态。( √)

10、珠光体的含碳量与形成温度无关。( √)

11、在工业生产中用硅锰脱氧的钢为本质细晶粒钢, 用铝脱氧的钢为本质粗晶粒钢。( ×)

12、高碳高合金钢如高速钢、高铬钢的冷压力加工性能较差。( √)

13、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( √)

14、钢的本质晶粒度主要取决于钢在加热后的冷却速度。( ×)

15、含碳量大于一定值以后, 碳钢的强度随含碳量的增加而下降。( √)

四、给下列零件从括号内选择一种材料, 并写出决定其性能的热处理工艺。

( 10分, 每题2分)

1.坐标镗床主轴( W18Cr4V、38CrMoAlA 、65Mn ) 38CrMoAlA 调质渗氮。

2.板牙( CrWMn、45、20Cr) CrWMn 淬火+低温回火。

3.内燃机曲轴( YW2、40Cr 、QT600-3 ) QT600-3, 调质/ 40Cr 调质表面淬火+低温回火。

4.汽车变速箱齿轮( 40MnB、GCr15 、20MnTiB) 20MnTiB 渗碳表面淬火+低温回火。

5.高速切削的铣刀( W18Cr4V、CrWMn 、ZGMn13) W18Cr4V 高温淬火+三次回火。

五、简答题: ( 25分, 每题5分)

1. 金属铸件的晶粒粗大时, 能否经过再结晶退火来细化? 为什么?

答: 不能经过再结晶退火来细化, 再结晶退火是针对冷变形后晶粒被拉长压扁破碎的不稳定的变形组织, 经过加热到一定的再结晶温度以上, 原子活动能力增强, 重新形核长大。

而金属铸件经过浇铸、冷却成形, 组织相对稳定。要实现细化晶粒, 主要经过冷却过程中采取增大过冷度、增加晶核数量( 变质处理) 、振动打碎晶粒等方式; 或者经过退火或正火使其进行重结晶。

2. 高速钢淬火后为什么会有大量的残余奥氏体? 如何消除? 为什么选择在570℃进行回火? , 其回火后的组织是什么?

答: 高速钢含合金元素较多, 淬火加热时大部分碳化物溶于奥氏体中, 这种含合金元素较多的奥氏体, Ms 点较低, 淬火后马氏体转换不完全还保留一部分( 约30%) 残余奥氏体, 没有转变成马氏体, 影响了高速钢的性能。为使残余奥氏体转变, 进一步提高硬度和耐磨性, 一般要进行2~3次回火, 回火温度570℃, 每次保温一小时。由于淬火马氏体和残余奥氏体合金含量高, 回火稳定性高, 在570°℃回火不但不会降低硬度, 还因析出弥散细小的碳化物而产生