工程材料试题与答案

绍兴文理学院 2007 学年 01 学期机自专业 06 级《机械工程材料》期末试卷（考试形式：闭卷）一、名词解释（共15 分，每小题 3 分）1、奥氏体2、固溶强化3、过冷度4、石墨化5、共晶反应二、填空题（共20 分，每空格0.5 分）1、表征材料抵抗冲击载荷能力的性能指标是，其单位是。

2、常见的金属晶格类型是、、。

3、在金属学中，通常把金属从液态过渡为固体晶态的转变称为，而把金属从一种固态晶体过渡为另一种固态晶体的转变称为。

4、再结晶温度与熔点间的大致关系为。

5、二元合金的杠杆定律中，杠杆的端点是所求的的成分，杠杆的支点是的成分。

6、共析成分的铁碳合金室温平衡组织是，其组成相是。

7、硫存在钢中，会使钢产生，磷存在钢中会使钢产生。

8、钢的淬透性越高，则其C曲线的位置越_____ ，说明临界冷却速度越_____ 。

9、马氏体的显微组织中，高碳马氏体呈状，低碳马氏体呈状。

其中________的韧性较好。

10、高速钢需要进行反复锻造的目的是，W18Cr4V钢采用高温淬火（1260℃～1280℃）的目的是，淬火后在550℃～570℃回火后出现硬高升高的原因是。

11、工具钢按用途可分、和。

12、白口铸铁中碳主要以的形式存在，灰口铸铁中碳主要以的形式存在。

13、影响石墨化的主要因素是、。

14、线型无定型高聚物的三种力学状态是________、________、________,它们相应是________、_ _______、的使用状态。

15、H62是的一个牌号，其中62是指含量为。

16、HT250是铸铁，250表示。

三、判断题（共10 分，每小题 1 分）1、材料的强度与塑性只要化学成分一定，就不变了。

（）2、室温下，金属的晶粒越细，则强度越高，塑性越低。

（）3、由于再结晶的过程是一个形核长大的过程，因而再结晶前后金属的晶格结构发生变化。

（）。

4、固溶体都是有限溶解的。

（）5、在铁碳合金中，只有共析成分点的合金结晶时，才能发生共析转变，形成共析组织。

（）6、莱氏体的含碳量为6.69％。

（）7、贝氏体是过冷奥氏体中温转变产物，在转变过程中，碳原子能进行扩散，而铁原子不能进行扩散。

（）8、渗氮零件渗氮后必须经淬火、回火后方可使用。

（）9、在碳钢中具有共析成分的钢，较之于亚共析钢和过共析钢有更好的淬透性。

（）10、橡胶制品变硬、失去弹性是由于发生了降解老化。

（）四、选择题（共 15 分，每小题 1 分） 1、在设计机械零件时多用（ ）作为强度判据。

(a) σs (b) δ (c) ψ (d) a K2、金属结晶时，冷却速度越快，其实际结晶温度将（ ）。

(a) 越高 (b) 越低 (c) 越接近理论结晶温度3、晶体中的位错属于（ ）。

(a) 体缺陷 (b) 面缺陷 (c) 线缺陷 （d ）点缺陷 4、冷变形金属再结晶后，则（ ）。

（a ）形成等轴晶，强度增大； (b)形成柱状晶，塑性下降； (c)形成柱状晶，强度升高； (d)形成等轴晶，塑性升高5、两组元组成固溶体，则固溶体的结构（ ）。

（a ）与溶剂相同 (b)与溶剂、溶质都不相同 (c)与溶质相同 (d)是两组元各自结构的混合6、在图中的二元共晶相图中，室温下Ⅰ合金中的βⅡ占合金的相对重量为（ ）。

(a)ab(b)ab (c)ab (d)ac 7、8（a 9、合金渗碳钢渗碳后必须进行（ ）热处理。

(a) 淬火+高温回火 (b). 淬火+中温回火 (c) 淬火+低温回火 （d ） 淬火+退火 10、较易获得晶态结构的是（ ）（a ）线性分子 （b ）支链型分子 （c ）体型分子 11、机架和机床床身应选用（ ）。

(a) 白口铸铁； (b) 灰口铸铁 ； (c) 麻口铸铁 12、高速钢的热硬性取决于（ ）。

(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 13、45钢为得到回火索氏体组织，应进行：（a ）．淬火+低温回火； （b ）．淬火+中温回火；（c ）．淬火+高温回火。

14、钢的质量等级的分类是按钢的（ ）区分的。

（a ） 力学性能 ；（b ） 钢的含碳量 ； (c) 杂质S 、P 的含量； (d) 有益的Mn 、Si 的含量 15、20CrMnTi 钢中Ti 元素的主要作用是（ ）。

(a).强化铁素体(b).提高淬透性(c) .细化晶粒（d ）. 提高回火稳定性五、简答题（共 18 分）1、(本题5分)图为三种不同材料的拉伸曲线（试样尺寸相同）强度和塑性的大小，并指出屈服强度的确定方法。

2、(本题5分)为什么绑轧物件一般用铁丝（镀锌低碳钢丝），而起重机吊重物却用钢丝绳（用 60 、65 、 70 、 75 等钢制成）？3、(本题8分)C曲线左右位置对钢的热处理有什么实际意义？指出影响C 曲线左右位置的主要因素。

六、分析题（共22分）1、(本题10分)根据 Fe-Fe3C 相图，计算：1）室温下，含碳 0.6% 的钢中珠光体和铁素体各占多少；2）室温下，含碳 1.2% 的钢中珠光体和二次渗碳体各占多少；3）铁碳合金中，二次渗碳体的最大百分含量。

绍兴文理学院2007学年01学期机自专业 06 级《机械工程材料》期末试卷标准答案及评分标准一、名词解释（共15 分，每小题 3 分）1、奥氏体（A）：奥氏体是碳在Fe-γ中形成的间隙固溶体，面心立方晶格。

因其晶格间隙尺寸较大，故碳在Fe-γ中的溶解度较大。

有很好的塑性。

2、固溶强化：通过溶入某种溶质元素形成固溶体而使金属的强度、硬度升高的现象称为固溶强化。

3、过冷度：实际结晶温度与理论结晶温度之差称为过冷度。

4、石墨化：当合金中含有促进石墨形成的元素Si并在高温有足够扩散时间的条件下，不仅渗碳体分解出石墨，铁液和奥氏体中也将析出稳定的石墨相来，这一石墨形成的过程称为铸铁的石墨化。

5、共晶反应：指一定成分的液体合金，在一定温度下，同时结晶出成分和晶格均不相同的两种晶体的反应。

二、填空题（共20 分，每空格0.5 分）1、冲击韧性；J/cm22、体心立方晶格；面心立方晶格；密排六放晶格3、结晶；同素异晶转变4、T再（K）=0.4T熔（K）5、两个相；合金6、珠光体；铁素体和渗碳体7、热脆性；冷脆性8、靠右；小9、针叶；板条；低碳马氏体10、打碎鱼骨状碳化物（共晶组织）；尽量使更多的合金元素溶入奥氏体中；二次硬化11、结构钢；工具钢；特殊性能钢12、渗碳体；石墨13、化学成分；冷却速度14、玻璃态；高弹态；粘流态；塑料；橡胶；粘结剂15、普通黄铜；铜含量；62%16、普通灰铸铁；抗拉强度三、判断题（共10 分，每小题1 分）（打√或╳）四、选择题（共10 分，每小题1 分）四、简答题（共25 分）1、（8分）答：抗拉强度：2 〉1 〉3（1分）；屈服强度：3 〉2（1分）；塑性：3 〉2 〉1（1分）；屈服强度的确定方法：3可以直接得到，2可以通过测量产生0.2%的塑变来确定，即得到σo.2，1没有明显的塑性变形，所以无屈服强度，只有抗拉强度。

（2分）2、（5分）答：为了便于绑轧，要求有很好的塑性，因此应选用塑性很好的低碳钢丝（2分）；而起重机吊重物用钢丝绳除要求高的强度并要求有一定的韧性，60 、 65 、 70 、 75属于中、高碳钢，比低碳钢的强度高得多，且有一定的韧性，这样在吊重物时不会产生塑性变形和突然断裂而造成事故（3分）。

3、（8分）C曲线越向右移则钢的淬火临界冷却速度 Vk越小，即钢的淬透性越大（2分），1.在相同的冷却条件下可以获得更多的M组织，钢的整体（从表层到心部）组织和性能更加一致，通过与合适的温度回火，获得所需的力学性能。

（1分）2.如果获得相同深度的M组织，淬透性大的钢可以使用较小的冷却速度，如水冷改为油冷，从而减小淬火应力、变形开裂等缺陷（1分）。

相反：C 曲线左移则钢的淬透性越减小，淬火时得到的M组织会减少，而且容易产生淬火缺陷。

（2分）影响C 曲线左右位置的主要因素：含碳量、合金元素，加热温度和保温时间。

（2分）六、分析题（22分）1、（10分）答：1）P%=(0.6-0.02)/(0.77-0.02)*100%=74% F%=1-74%=26%（4分）2）P%=(6.69-1.2)/(6.69-0.77)*100%=93%Fe3CⅡ%=1-93%=7%或Fe3CⅡ%=(1.2-0.77)/(6.69-0.77)*100%=7%（4分）3）Fe3CⅡ%=(2.11-0.77)/(6.69-0.77)*100%=23% （3分）2、（12分）答：（1）45钢小轴（要求综合机械性能），工件的淬火温度为850℃左右，回火温度为500℃～650℃左右，其回火后获得的组织为回火索氏体，大致的硬度25～35HRC。

（4分）（2）60钢弹簧，工件的淬火温度为850℃左右，回火温度为350℃～500℃左右，其回火后获得的组织为回火屈氏体，大致的硬度40～48HRC。

（4分）（3）T12钢锉刀，工件的淬火温度为780℃左右，回火温度为150℃～250℃，其回火后获得的组织为回火马氏体，大致的硬度60HRC。

（4分）2、(本题12分)指出下列工件的淬火及回火温度，并说明其回火后获得的组织和大致的硬度（1）45钢小轴（要求综合机械性能）；（2）60钢弹簧；（3）T12钢锉刀。