机械工程材料期末考试复习资料
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目录
填空 (2)
一、晶体结构 (2)
二、合金 (2)
三、铁碳相图 (2)
四．热处理 (3)
五、塑性变形 (3)
六、合金钢 (3)
七、铸铁 (4)
判断 (4)
一、合金钢及铸铁 (4)
二、塑性变形 (5)
三、铁碳相图 (5)
四、热处理 (5)
五、晶体结构 (6)
六、合金 (6)
选择 (6)
一、塑性变形 (6)
二、铁碳相图 (7)
三、晶体结构 (8)
四、合金 (8)
五、热处理及铸铁 (9)
名词解释 (9)
一、性能 (9)
二、晶体结构 (10)
三、合金 (10)
四、塑性变形 (10)
五．铁碳相图 (11)
六、热处理 (11)
七、合金钢 (12)
八、铸铁 (12)
简述 (12)
一、晶体结构、合金 (12)
二、塑性变形 (13)
三、铁碳相图 (13)
四、热处理 (14)
五、合金钢 (16)
六、铸铁 (16)
综述 (16)
参考资料一 (18)
参考资料二 (20)
期末考试模拟试题 (33)
期末考试模拟试题答案 (36)
填空
一、晶体结构
1．常见的金属晶格类型有(体心立方晶格)、(面心立方晶格)和(密排六方晶格)。
2．晶体缺陷，按几何特征可分为(点缺陷)、(线缺陷)和(面缺陷)三种类型。
3.．晶界和亚晶界属于(面)缺陷，位错属于(线)缺陷。
4．纯铁从液态冷却至室温的结晶过程中，．在l394℃其晶体结构将由(体心立方品格)向(面心立方晶格)转变，这种转变称为(同素异构转变)。
5．金属的实际结晶温度总是(低于)理论结晶温度，这种现象称为（过冷）。
6．金属结晶的必要条件是(过冷)，其结晶过程要进行(形核)和(长大)两个过程。
二、合金
1．在合金中具有(同一)化学成分、(同一)结构且与其他部分隔开的均匀组成部分叫做相。
2．按合金的相结构分，铁碳合金中的铁索体属于(固溶体)，渗碳体属于(金属化合物)。
3．原子在溶剂品格中的分布不同，可将固溶体分为(间隙)固溶体和(置换)固溶体。
4.．碳原子溶入Y-F e形成(间隙固溶体)固溶体，是(面心立方)晶格。
5．合金中的金属化合物具有明显的(金属)特性，其晶体结构(与任一组元都不相同)，机械性能特点是(硬、脆的)。
6．常见的金属化合物有(正常价化合物)、(电子化合物)和(间隙化合物)三种类型。
7．合金相图是在(平衡)条件下表示合金的(化学成分、温度和相（组织）)之间关系的图形。
8．液态合金发生共晶反应，其条件是温度(一定)、化学成分(一定)，获得的组织是由(两个成分固定的)相组成的。
9.晶内偏析又称为(枝晶偏析)，其形成条件是(快速冷却)，消除方法是(扩散退火)。
三、铁碳相图
1．F e-F e3C相图中，五个相是(液相)、(δ-固溶体（高温铁素体）)、(奥氏体)、(铁索体)和(渗碳体)。
2．在平衡状态下，一次渗碳体、二次渗碳体、高温莱氏体，、低温莱氏体及珠光体的含碳量依次为(6.69%)、(6.69%)、(4.3% )、(4.3% )、(0.77%):
3．从Fe-Fe3C相图可知，工业纯铁、碳钢及自口铸铁的含碳量依次在(<=0.0218% )、(0.0218%~2.11%)及(>=2.11% )范围内。
4．从F e-F e 3 C相图中看出，纯铁结晶冷至G点，发生(同索异构)转变，由(γ-Fe)转变为(α-Fe )。
5．共析钢结晶时，从液态冷至室温的过程中首先发生(匀晶)反应（转变），其反应式是(L---A)；然后发生(共析)反应（转变）,其反应式是(727℃下As—P)；其室温组织为(片状珠光体)。
6．共晶白口铸铁从液体冷至室温的平衡结晶过程中，依次发生(共晶)、(二次结晶或次生相析出)及(共析)反应（转变），其室温的相组成为（铁素体+渗碳体），室温组织为（低温莱氏体）。
7．Fe-Fe3C相图中，三个恒温反应的反应式为（1495℃,δH+LB=AJ）、(1148℃，Lc=AE、+Fe3C )及(;727℃,AS=F+Fe3C).
8．亚共析钢、共析钢及过共析钢韵室温平衡组织依次为(F+P )、(P)及(P+二次Fe3C)其三者的相组成物依次为(F+Fe3C)、(F+Fe3C )及(F+Fe3C)。
9．相图的各组织或相中，硬度最高的是(渗碳体)，强度最高的是(珠光体)，塑性最好的是(奥氏体)。
10．在平衡状态下，4 5、T8及T12钢中，塑性最好的是(45)钢，硬度最高的是(T12)钢，强度最高的是(T8)锉刀常用(45)钢，制造调质零件常用(45钢)
11．-按含碳量分，2 0、3 0、5 0Mn、T7、T9钢分别属于(低碳钢，中碳钢，中碳钢，高碳钢，高碳钢)
12．碳钢中常存的杂质元素有(硅)、(锰)、(磷)及(硫)；其中(磷，硫)为有害杂质元素。
四、热处理
1．影响奥氏体晶粒长大的因素有(加热条件)，(钢的化学成分及组织)
2．钢的热处理工艺是由(加热)、(保温)和(冷却)三个步骤组成的；热处理基本不改变钢件的(尺寸、形状)，只能改变钢件的(组织)和(性能)。
3．完全退火适用于(亚共析成分的碳钢和合金钢)钢，其加热温度为(Ac3+30~50℃ )，冷却速度(缓慢)，得到(铁素体十珠光体)组织。
4．球化退火又称为(不完全)退火，其加热温度在(Acl)+20-30℃，保温后(等温或缓冷)冷却，获得(球状珠光体)组织；这种退火常用于高碳工具钢等。
5．珠光体有(片)状和(球)状，(球)状珠光体切削加工性能较好。
6．淬火钢件回火，其温度范围是：低温回火为(150~200 )℃，中温回火为(350-500)℃，高温回火为(500-650 )℃；其中以(低)温回火履组织的硬度最高。
7．中碳钢淬火后，再经低温回火后的组织为(回火马氏体)，经中温回火后的组织组(回火屈氏体)，经高温回火后的组织为(回火索氏体)；淬火高温回火后具有(良好的综合机械)性能。
8．常规加热条件下，亚共析钢随含碳量的增加，其C曲线向(右)移，过共析钢随含碳量的增加其C曲线向（左）移。碳钢中以(共析)钢的C曲线最靠右。故其淬透性（最高）。
五、塑性变形
1．常见的金属的塑性变形方式有(滑移)和(孪生)两种类型。
2．滑移是在(分切)力作用下，．晶体中一部分沿着（原子排列最密的）晶面、(原子排列最密的)晶向与晶体的另一部分产生滑动。
3．金属的晶粒愈细小，则金属的强度、硬度愈 (高)、塑性韧性愈(好)，这种现象称为(细晶)强化。
4．金属随塑性变形程度的增加，其强度、硬度(提高)，塑性、韧性(降低)，这种现象称为(加工硬化)。
5．再结晶过程是(形核，长大)过程，再结晶前后的金属晶体结构(不变) 。
6．钢的锻造温度高于(再结晶)温度，故属于(热)加工。
六、合金钢
1．按用途分，合金钢可分为(结构)钢、(工具)钢、(特殊性能)钢。
2．按合金元素总含量分，合金钢可分为(低合金)钢、(中合金)钢、(高合金)钢。
3.40Cr钢中铬的平均含量约为(1% )，GCr9钢中铬的平均含量约为( 0.9%)。
4．指出下列钢中碳的平均含量：3 5C rMo约为(35%)，9SiCr约为(0.9%)，W18Cr4V约为(0.7%--0.8%)，CrWMn约为(>=1%)。
5．指出下列钢的质量级别：1 6Mn为(普通)钢，35SiMn为(优质)钢，20Cr2Ni4A为(高级优质)钢。
6．为了改善钢的切削加工性能，在易切削结构钢中通常加入的合金元素有(硫)、(铅)和(钙)等。
7．写出下列合金钢的名称：35CrMnMo为(熟锻模)钢，60Si2Mn为(弹簧)钢,GCr15为(滚动轴承)钢。
8．写出下列合金钢的名称：16Mn为(普通低合金)钢+，Y12为(易切削结构)钢，Cr12MoV 为（冷作模具)钢。
9．写出下列各类钢的一个常用钢号：马氏体不锈钢(1Cr13)合金渗碳钢(20Cr)，合金弹簧钢(60Si2Mn)．冷作模具钢(Cr12MoV)
10．写出下列各类钢的一个常用钢号：普通低合金结构钢(16Mn)调质钢(40Cr)，滚动轴承钢(GCr15)，耐磨钢(ZGMn13)。
11．写出下列各类钢的一个常用钢号：高速钢(W18Cr4V)，合金调质钢（;40CrNiMo），热作模具钢(5CrMnMo)，易切削结构钢(Y12)。
12．写出下列各类钢的一个常用钢号：奥氏体不锈钢(.1Cr18Ni9)合金渗碳钢(20CrMnTi)，合金工具钢（量具、刃具钢）(9SiCr)耐热钢(15CrMo)。
13．6 0 s i 2 Mn钢制载重汽车板簧y其常规热处理为(淬火+中温回火)，最终组织为(回火屈氏体)，硬度大致为(HRC 4'0)。
七、铸铁
1．根据(碳的存在形式)划分，铸铁可分为白口铸铁、灰口铸铁、麻口铸铁；根据(石墨
形态)划分，铸铁可分为灰铸铁、可锻铸铁和球墨铸铁，蠕墨铸铁。
2.铁碳合金为双重相图，即(铁一渗碳体)相图和(铁一石墨)相图。
3．球墨铸铁的生产过程是首先熔化铁水，其成分特点是(高碳、高硅、低硫)；然后在浇注以前进行(球化)和(墨化（孕育）)处理，才能获得球墨铸铁。
4．与铸钢相比，普通灰豳铸铁具有以下优异的使用性能：(减磨性)、(减震性)和(缺口敏感性低)，但是（强度、塑性、韧性）差。
5．与碳钢相比，铸铁的化学成分特点是(含碳量大于2.11% )、(高硅、高锰)以及(硫、磷较多)。
6．可锻铸铁的生产过程是首先铸成(白口)铸件，然后再经过(可锻化退火)，使其组织中的(大部分渗碳体)转变成为(团絮状石墨)。
判断
一、合金钢及铸铁
l．溶入奥氏体中的所有合金元素，都能降低钢的淬火临界冷却速度。（V）
2．对调质钢来说，淬透性是主要的热处理工艺性能。（×）
3．GCr15钢可用于制造精密的零件、量具和冷作模具。（×）
4．9SiCr钢适宜制造要求热处理变形小、形状复杂的低速薄刃刀具，如板牙、铰刀。（V）5．耐磨钢ZGMnl3经水韧处理后，其金相组织是马氏体，因此硬度高、耐磨。（×）6．保持量具的高精度，除正确选用材料外，还必须进行淬火、冷处理、低温回火和人工时效处理。（V）
7. 20CrMnTi为合金渗碳钢，42CrMo为合金调质钢，55Si2Mn为合金弹簧钢。（V）
8．同一牌号的普通灰网铸铁铸件，薄壁和厚壁处的抗拉强度值是相等的。(×)
9．可锻铸铁由于具有较好的塑性，故可以进行锻造。(×)
10.普通灰曰铸铁中的碳、硅含量愈高，则强度愈低，铸造性能愈差。(×)
二、塑性变形
1．金属晶体的滑移是在正应力作周下产生的。(V)
2，经塑性变形后，．金属的晶粒变细，故金属的强度、硬度升高。(×)
3．冷变形金属在再结晶过程中会改变英晶体结构。(×)
4．按照在塑性变形中是否产生组织转变来区分冷加工与热加工。(×)
5．铸件、锻件、冲压件都可以通过再结晶退火，来消除加工硬化，降低硬度。(×)
6.退火状态的45、T8、T12A钢的机械性能相比较，45钢塑性最高，T12钢强度最高，T 8钢硬度最高。(×)
三、铁碳相图
1．铁碳合金室温平衡组织均由铁索体与渗碳体两个基本相组成。(V)
2．珠光体是铁碳合金电的一个常见相。(×)
3．在平衡态下，各种碳钢及白口铸铁的室温组织组成物不同，故其相组成物也不同。(×) 4．25钢、45钢、65钢的室温平衡态的组织组成物及相组成物均相。(×)
5．铁碳合金在共析转变过程中，奥氏体、铁素体及渗碳体三相的化学成分和相对量保持恒定不变。(×)
6．铁碳合金在共晶转变过程中，奥氏体和渗碳体两相化学成分及相对量都保持不变。(×)
7．在室温平衡状态下，20、45、T8及T12钢，其含碳量依次增加，故其硬度、强度依次升高，丽塑性、韧性依次降低。（V）
8．铸铁可铸造成形；钢可锻压成形，但不可铸造成形。(×)
9．对同类合金来说，其共析体比共晶体组织要细，所以莱氏体比珠光体细。(×)
四、热处理
1．Acl表示奥氏体向珠光体平衡转变的临界点。(×)
2．正常热处理条件下，过共析钢随含碳量增加，其过冷奥氏体的稳定性也增加。(×) 3．临界淬火冷却速度（Vk或Vc）越大，钢的淬透性越高。(×)
4．退火与正火在工艺上的主要区别是正火的冷却速度大于退火。（V）
5．球化退火可使过共析钢中严重连续网状二次渗碳体及片状共析渗碳体得以球状化。（V）
6．为了保证淬硬，碳钢和合金钢都应该在水中淬火。（V）
7．马氏体的含碳量越高，其正方度a/c也越大。（V）
8．亚共析钢一，过共析钢，正常淬火后所得马氏体的含碳量均等于钢的含碳量。(×) 9．回火索氏体具有良好的强韧性，因此它比回火屈氏体的强度、韧性均高。(×)
10．40钢比40Cr钢的淬透性、淬硬性和回火稳定性均低。(×)
11．用同一钢料制造的截面不同的两个零件，．在相同条件下进行淬火，小件比大件的淬硬层深，故钢的淬透性好。(×)
12．碳钢的淬透性低：因此需在水中淬火，以提高其淬透性。(×)
13．感应加热表面淬火时厂电辣：频率越高，淬硬层越深。(×)
14．钢的表面淬火既能改变钢表面的化学成分，又能改善心部的组织和性能。(×) 15．渗碳工艺多用于低碳结构钢。(×)
16．930℃下，碳原子容易渗入钢的表面，是因为在该温度下，钢具有体心立方晶格、溶碳量大。 (×)
五、晶体结构
1．金属具有良好的导电性、导热性、塑性等，是由于金属键造成的。( V )
2．与面心立方晶格的(111}晶面相比，体心立方晶格的{1lO}晶面上的原予排列比较紧密。( V )
3．纯铁发生同素异构转变时必然伴随着体积和尺寸的变化。( V )
4．只要是晶体（单晶体或多晶体），其性能必然呈现各向异性。( V )
5．不论在什么条件下，金属晶体缺陷总是使金属强度降低。(×)
6．工业上常用的金属，其中原子排列是完整的、规则的，晶格位向也是完全一致的。(×) 7．面心立方晶格中原子排列最密的晶面是．[1 1 0），原子排列最密的晶向是<111>。(V)
8．位错是晶体中常见的缺陷，在常见的工业金属中位错密度愈小，其强度愈高。(×) 9．在金属结晶过程中，晶体成长常以树枝状方式进行的，但结晶以后一般情况下看不到树枝状晶体。(×)
10.对于金属来说，冷却曲线上的水平台就是该金属的理论结晶温度。( V )
l1.金属的晶粒愈细小，则其强度、硬度愈高，塑性、韧性愈低。(×)
12．工业金属大多为单晶体。(×)
六、合金
1．只要组成合金的两组元的原子直径差达到一定值，便可形成无限圆溶体。(×) 2．金属化合物都遵守原予价规律，其成分固定并可用化学式表示。(×)
3．间隙固溶体的机械性能和间隙化合物的机械性能是相似的。(×)
4．由固溶体（基体）和金属化合物（第二相）构成的合金，适量的金属化合物在合金中起强化相作用。（V）
5．金属化合物以细小粒或片状均匀分布在固溶体中会使强度提高，化合物愈细小、分布愈均匀其强度愈高，这种现象称细晶强化。（V)
6．与固溶体相比，金属化合物具有高硬度、低塑性。(V)
7．形成圆溶体合金的结晶过程是在一定温度范围进行的，．结晶温度范围愈大，铸造性能愈好。(×)
8．同一种囤相，它的初生相和次生相在化学成分、晶体结构上是不同的。(×)
选择
一、塑性变形
1．欲使冷变形金属的硬度降低塑性提高，应进行(B)。
A，去应力退火 B再结晶遐火 C，完全退火 D，重结晶退火
2.实测的晶体滑移需要的临界分切应力值比理论计算的小，这说明晶体滑移机制是(B)。
A，滑移面的刚性移动、B位错在滑移面上运动 C空位、间隙原予迁移 D晶界迁移3．疲劳强度是表示材抵抗(B)破坏的能力。
A，冲击力 B变应力 C，压力 D内应力
4．为满足钢材切削加工要求，一般要将其硬度范围处理到(A)左右。
A200HBS(HB200): B,HRC35 C, HRB30 D,HRA60
5．冷变形是在（C）进行的塑性变形：
A、室溢
B、再结晶温度以上 C再结晶温度以下 D、零度以下
6．用金属板冲压杯状零件，出现明显的‘制耳’现象，这说明金属板中存在着（A） A形变织构 B，位错密度太高 .C，过多的亚晶粒 D，流线（纤维组织）7，为了提高零件的机械性能，通常将热轧圆钢中的流线（纤维组织）通过(C)o
A，热处理消除 B，切削来切断 C锻造使其分布合理 D，锻造来消除
二、铁碳相图
1.铁素体体是碳在a-Fe中的( A)固溶体。
A间隙 B，置换‘ C，有序 D，过饱和
2．渗碳体是(B）
A，间隙相融 B间隙化合物 c，间隙固溶体 D，电子化合物
3．珠光体是(C)。
A．固溶体 B，化合物 C机械混合物 D，金属化合物
4.低温（变态）莱氏体是由（C）。
A，液体和渗碳体 B奥氏体和渗碳体 C铁素体和渗碳体
D，铁索体和奥氏体
5．F e-F e3C相图中，ES线是(C)。
A，碳在6固溶体中的固溶线 B，碳在铁素体中的固溶线的固溶线
C碳在奥氏体中的固溶线 D，先共晶转变线
6．F e-F e3C相图中，GS线是平衡结晶时(C）
A，奥氏体向珠光体转变 B，奥氏体向二次渗碳体转变体转变
C奥氏体向铁素体转变 D，奥氏体向6固溶体转变
7．平衡结晶时，在F e-F e。C相图中PSK线上发生的反应是(A)
A,As---P B,P---As C,As---Fe3C D,As---F
8．平衡结晶时，有一Fe--Fe3C相图ECF线上发生的反应是(B)。
A, As—,Fe3C B,Lc--As+Fe3C C,Ae+Fe3C—Lc' D, L—- Fe3Cl
9．碳钢与白口铸铁的化学成分分界点是(C) %C。
A,0.0218(0.02) B, 0.77 C,2.11 D, 4.3
10.用4%硝酸酒精溶液浸蚀的T12钢的平衡组织，在光学显微镜下，其中的体里(A)。
A白色网状 B，黑色网状 C，白色球状 D，黑色
11．共析钢冷至共析温度，共析转变已经开始，但尚未结束，此时存在的相为(A)。
A 铁素体十渗碳体十奥氏体 B，铁索体十渗碳体 C，奥氏体 D，奥氏体十铁素体
12。在室温平衡组织中，4 5钢中的(A )比25钢多。
A珠光体的相对量 B，先共析铁索体的相对量 c，二次渗碳体的含量 D，铁素体相的相对量
13.在铁碳合金平衡组织中，强度最高的是(D)。
A，铁索体 B，渗碳体 C，低温莱氏体或变态莱氏体 D,珠光体
14.在铁碳合金平衡组织中，硬度最高的是（B）
A铁素体 B渗碳体 C低温莱氏体或变态莱氏体 D,珠光体
15在铁碳合金平衡组织中，塑性最高的是（A）
A奥氏体 B渗碳体 C铁素体 D珠光体
16，普通钢，优质钢及高级优质钢在化学成分上的主要巨别是含（B）的量不同。
A碳 B硫磷 C硅、锰 D铬，镍
17,T18A钢属于（C）
A普通钢 B优质钢 C高级优质钢 D特级优质钢
18，65钢适宜制造（B）
A冲压 B弹性 C耐磨 D调质
19，20钢适宜制造（A）
A渗碳零件 B弹性零件 C刃具 D调质零件
20.．T8钢适宜制造(C)
A，渗碳零件． B，弹性零件 C工具、模具 D调质零件
三、晶体结构
1．组成晶格的最本的几何单元是（B）
A，原子 B晶胞 C晶粒 D亚晶粒
2．具有体心立方晶格的金属有(C)。
A,Cu B,Al C,a-Fe D,r-Fe
3,具有面心立方晶格的金属有（B）
A,a-Fe B,r-Fe C,8-Fe D,r-Fe
4在生产条件下，金属结晶时冷速愈快，N/G值(A)晶粒愈
A愈大 B，愈小 C，不变 D，等于零
5．与粗晶粒金属相比，细晶粒金属的(A)。
A强度、韧性均好 B，强度高、韧性差 C，强度高、韧性相等 D，强度韧性均差
6．经塑性变形后金属的强度、硬度升高，这主要是由于(A)造成的。
A位错密度提高 B，晶体结构改变 C，晶粒细化 D，出现纤维组织
四、合金
1．铜和镍两个元素可以形成(C)固溶体。
A，无限溶解度的间隙 B，有限溶解度的间隙 C，无限溶解度的置换
D，有限溶解度的置换
2．金属化合物与一般化合物不同之处是具有(D)。
A，低的硬度 B，良好的综合机械性能 C，良好的加工性能
D,金属特性
3．固溶体的机械性能特点是(C)。
A，高硬度 B，高强度 C高塑性 D，高刚度
4．合金铁索体比铁索体的强度高，这是由于(D)造成的。
A，弥散强化’ B，加工硬化 C，细晶强化 D,固溶强化
5．消除晶内偏析的工艺方法是(C )。。
A，正火 B，完全退火 C扩散退火 D再结晶退火
6．一定温度下由一定成分的固相同时生成两个成分固定的固相过程，称为(B）
A，共晶反应 B共析反应 C包晶反应 D匀晶反应
7．单相固溶体适合（B)加工。
A铸造 B锻压 C切削加工 D热处理
8．碳溶入r-F e中形成的固溶体，其晶格形式是(C)
A，简单立万晶格 B，体心立方晶格 C面心立方 D排六方晶格
9．金属化合物的机械性能特点是(D)
A，高塑性 B，高韧性 C高强度 D硬面脆
10.碳溶入a-Fe形成的晶格，应该是（B）
A，正方晶格 B体心立方晶格 C面心立方晶格 D密排六方晶格
五、热处理及铸铁
l．所列钢中的合金元素，只溶入固溶体、不形成碳化物的合金元素是(A)
A镍 B，铬 C，钨 D钛
2．在钢中能够形成碳化物的合金元素是(B）
A 镍 B铬 C硅 D铝
3．可用作弹簧的钢是(C)
A, 2 0 B, 9SiCr C,60Si2Mn D, 20CrMnMo
4．经过热成形制成的弹簧，其使用状态的组织是（C）。
A，珠光体 B，回火马氏体 C回火屈氏体 D，索氏体
5．GCr15钢中的铬影均含量是（B)%.
A，15 B,1.5 C,0.15 D,0.015
6．制造板牙常选用(D)钢。
A， 5CrNiMo B,Crl2MoV C,W18Cr4V D,9SiCr
7.lCr17钢，按空冷后的组织分应该属于(B)类型的钢。
A，奥氏体 B,铁素体 C,珠光体 D,马氏体
8.18-8型铬镍不锈钢，按空冷后的组织分，应该属于(A)类型的钢。
A,奥氏体 B，铁索体 C，珠光体 D，马氏体
9. ZGMn13的耐磨零件，水韧处理后的组织是(A)。，
A奥氏体 B，奥氏体十碳化物 C，马氏体 D，回火马氏体
10.适宜制造机床床身的材料是（B）
A，可锻铸铁 B灰口铸铁 C,白口铸铁 D,球墨铸铁
11．用40Cr钢制造的连杆，为获得良好的综合机械性能应进行（D）。
A淬火+低温回火 B淬火+中温回火 C调质 D正火
12.高速钢刀具使用状态的组织是(C)。．
A,回M B，回M+碳化物 C回M+碳化物+少量残余A， D，回M+渗碳体+少A'
13.白口铸铁与灰口铸铁要组织上的主要区别是(D)。
A，无珠光体 B无渗碳体 C．无铁素体 D无石墨
14．为了获得最佳机械性能，铸铁组织中的石墨应呈(D）
A，粗片状 B，细片状 C团絮状 D球状
15.在机械制造中应用最广泛、戚本最低的铸铁是(B)
A，白口铸铁． B灰口铸铁 C可锻铸铁 D球墨铸铁
16.铸铁中的大部分碳以片状石墨存在，这种铸铁称为(C）
A，白口铸铁 B，麻口铸铁 C普通灰口铸铁 D，可锻铸铁
17.铁素体+石墨的铸铁，它的结晶过程是按照（B）相图进行的。
A铁-渗碳体 B铁石墨 C先铁渗碳体后铁石墨 D先铁石墨后铁渗碳体
名词解释
一、性能
1．刚度：材料抵抗弹性变形的能力。
2．抗拉强度：材料抵抗最大均匀塑性变形的能力。
3．屈服强度：材料抵抗微量塑性变形的能力；或材料在屈服（开始产生明显塑性变形）时昀应力。
4．塑性：断裂前材料产生塑性变形的能力。
5．疲劳（疲劳断裂）：工件在交变应力作用下，其工作应力往往低予屈服强度，所产生的脆性断裂现象。
6．硬度：材料表面抵抗局部微量塑性变形的能力
二、晶体结构
1．晶胞：晶胞是能代表晶格中原子排列规律的最小几何单元。
2．晶格：晶格是描述晶体中原子排列规律的空间格磊。
3．致密度：晶胞中原子体积与晶胞体积的比值。
4．多晶体：多晶体是由许多晶格方位彼此不同的小晶体组成的晶体。
5.晶体各向异性：晶体中不同晶面或晶向上的原子密度不同而造成晶体不同方向上的性能不同的现象。
三、合金
1．同素异构转变：固态金属的晶格结构随温度改变而改变的现象。
2．过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度之差一。
3．相：在合金中，具有同一化学成分、同一晶体结构，且有界面与其它部分分开的均匀组成部分。
4．固溶体：溶质原子溶入溶剂晶格中所形成的固相。
5．间隙固溶体：溶质原予溶入溶剂晶格的间隙中形成的固溶体。
6．置换固溶体：溶质原子代替溶剂晶格结点上的某些原子所形成的固溶体。
7．间隙：D非/D金小于0.59，具有简单品格的金属化合物。
8．晶内偏析（枝晶偏析）：固溶体合金冷速较快时，形成在一个晶粒内化学成分不均匀的现象。
9．相图（平衡图）：相图是表示不同成分的合金在不同温度下各相之间平衡存在的关系图解。
10.固溶强化：通过溶入溶质元素形成固溶体，从而使材料的强度、硬度提高的现象，称为固溶强化。
11.细晶强化：金属的晶粒愈细小，其强度、硬度愈高，这种现象称为细晶强化。
四、塑性变形
1．滑移：在切应力作用下，晶体中的一部分沿着一定晶面、品向相对于另一部分的滑动。
2．滑移系：晶体中的，一个滑移面及其上的一个滑移方向构成一个滑移系。
3．加工硬化：金属经冷塑性变形后，强度、硬度升高，塑性、韧性降低的现象。
4．再结晶：冷变形金属加热到再结晶温度以上，通过形核长大，使畸变晶粒变成无畸变等轴晶粒的过程。
5．形变织构：金属经大量塑性变形后，由于晶体转动造成各个晶粒中的某些位向大致趋向一致的现象。
6．热加工纤维组织：金属中的夹杂物及枝晶偏析经塑性变形后沿变形方向分布，呈纤维状，这种组织称纤维组织。
7．热（压力）加工：金属在再结晶温度以上进行的压力加工。
8．冷（压力）加工：金属在再结晶温度以下进行的压力加工。
五．铁碳相图
1．铁素体：碳溶于旺铁中形成的间陈圆容体
2．渗碳体：具有复杂晶格的间隙化合物。
3．奥氏体：碳溶于Y-Fe中的间隙图溶体。
4．珠光体：由铁索体与渗碳体两相组成的片层状机械混合物。
5．高温莱氏体：南奥氏体与渗碳体两相组成的机械混合物。
6．热脆性：在炼钢过程中会引入S，其主要以FeS形式存在，FeS与Fe形成的低熔点共晶体熔点低于材料加工的开始温度，在锻压时熔化而导致钢材沿晶界开裂的现象。
7．冷脆性：磷溶入铁索体中，产生固溶强化的同时急剧降低钢室温下的韧性和塑性的现象。
9．碳钢：含碳量小于2.11c70，并且含少量硅，锰，磷，硫等杂质元素的铁碳合金。
六、热处理
1．奥氏体的实际晶粒度：在集体加热条件下（温度、时间）奥氏体的晶粒大小。
2．过冷奥氏体：当奥氏体冷至临界点以下，尚未开始转变的不稳定的奥氏体。
3．残余奥氏体：过冷奥氏体向马氏体转变时，冷至室温或Mf点，尚未转变的奥氏体。
4．索氏体：是过冷奥氏体在A1—650℃之间形成的，由铁索体与渗碳体两相组成的细片状机械混合物。
5．属氏体：过冷奥氏体在650—600℃之间形成的，由铁素体与渗碳体两相组成的极细片状机械混合物。
6．马氏体：由过冷奥氏体在Ms—Mf间形成的，碳在a-Fe中的过饱和固溶体。
7．退火：将钢加热至适当温度、保温后，缓慢冷至室温，以获得接近平衡状态组织的热处理工艺。
8．正火：将钢加热至Ac3或Accm以上，保温后空冷的热处理工艺。
9．淬火：将钢加热至Ac3或Acl以上，保温后以>Vk的速度快冷，使过冷A转变成M 的热处理工艺。
10．回火：将淬火钢加热至A1以下某一温度，保温后一般空冷至室漏的热处理工艺。
11．回火马氏体：淬火马氏体经低温网火形成的，由已分解的马氏体与分布其上的细小片状￡碳化物组成的混合物。
12．回火屈氏体：由马氏体经中温回火得到的铁索体与极细粒状碳化物组成的两相混合物。
13．回火索氏体：由马氏体经高温回火得到的铁素体与纲粒状碳化物组成的两相混合物。
14．调质处理：淬火十高温回火工艺的总称。
15．冷处理：淬火钢冷至室温后继续冷却至-70~-80℃或更低的温度，使更多的奥氏体转变成马氏体的热处理工艺。
16．时效硬化：经固溶处理（淬火）的台金在室温停留或低温加热时，随时间延长强度、硬度升离的现象。
17．钢的淬透性：在规定条件下，钢在淬火时获得淬硬层（或称淬透层）深度的能力。
18．钢的淬硬性：钢在淬火后（马氏体组织）所能达到的最高硬度。
19．临界（淬火）冷却速度：获得全部马氏体组织的最小冷却速度。
20．表面淬火：仅将钢件表层快速加热至奥氏体化，然后迅速冷却不改变心部组织的淬火方法。
21．渗碳：向低碳钢表面渗入碳原子，增加其表层畲狱量的化学热处理工艺。
七、合金钢
1．合金钢：为了改善钢的某些性能，在炼钢时，有意加入合金元素所炼制的合金钢。
2.第二类回火脆性：对含有锰、铬、镍等元素的合金调质钢，淬火后在450—650；℃回火，保温后缓冷时钢的韧性下降的现象。
3．回火稳定性（回火抗力）：淬火钢在回火过程中抵抗硬度下降的能力，或称抗回火软化的能力。
4．二次硬化：含有强碳化物形成元素的高合金钢，淬火后较高温度回火，嘲予析出弥散的特殊碳化物使其硬度升高的现象。
5．固溶处理：将合金加热至高温单相区恒温保持，使过剩相充分溶解到固溶体中后快速冷却，以得到过饱和固溶体的工艺。
八、铸铁
1．铸铁的孕育处理：浇注前往铁水中加入孕育剂，促进石墨化，细化石墨，以提高铸铁的机械性能。
2．可锻铸铁：白网铸铁通过石墨化（可锻化）退火，使渗碳体分解成团絮状石墨，而获得的铸铁。
简述
一、晶体结构、合金
1．何谓晶体缺陷？在工业金属中有哪些晶体缺陷？
晶体中原予排列不完整、不规则的微小区域称为晶体缺陷。工业金属中的晶体缺陷有点
缺陷（空位、间隙原子），线缺陷．（位错），面缺陷（晶界、亚晶界’）。
2．简要说明金属结晶的必要条件及结晶过程。
金属结晶的必要条件是过冷，即实际结晶温度必须低于理论结晶温度。金属结晶过程是由形核、长大两个基本过程组成的，并且这两个过程是同时并进的。
3．指出在铸造生产中细化金属铸件晶粒的途径。
用加大冷却速度，变质处理和振动搅拌等方法，获得细晶小晶粒的铸件。
4．-般情况，铸钢锭-中一有几个晶区？各晶区中钧晶粒有何特征？
典型的铸锭组织有表层细晶区、柱状晶区和中心粗晶区三个晶区。表层细晶区的晶粒呈细小等轴状，柱状晶区的晶粒为平行排列的长条状，中心粗晶区的晶粒呈粗大的等轴状。
5．固态合金中的相有几类？举例说明。
固态合金中的相有固溶体和金属化合物两种，如铁碳合金中的铁素体为固溶体，渗碳体为金属化合物。
6．形成间隙固溶体的组元通常应具有哪些条件？举例说明。
形成间隙固溶体的两组元原子直径差要大，即d质／d剂<0. 59，所以间隙固溶体的溶质元素为原子直径小的碳、氮、硼；溶剂元素为过渡族金属元素。如铁碳两元素可形成间隙囤溶体。
7．置换固溶体的溶解度与哪些因素有关？
置换固溶体的溶解度与组元的晶体结构、原子直径差和负电性等因素有关。．
8．简要说明金属化合物在晶体结构和机械性能方面的特点。
金属化合物的晶体结构是与任一组元的均不相同，其性能特点是硬度高，塑性、韧性差。
．
9．指出固溶体和金属化合物在晶体结构和机械性能方面的区别。
固溶体仍保持溶剂的品格类型。两金属化合物为新的晶格，它与任一组元均不相同。固溶体一般是塑性、韧性好，强度、硬度低；金属化合物是硬度高，塑性、韧性差。
10.简要说明共晶反应发生的条件。
共晶反应发生的条件是合金液体的化学成分二定，结晶温度一定。
1l。比较共晶反应与共析反应的异同点。
相同点：都是由一定成分的相在一定温度下同时结晶出两个成分不同的相。不同点：共晶反应前的相为液相，过冷度小，组织较粗；共析反应前的相为固相，过冷度大，组织较细。
12.简要说明合金相图与合金铸造性能之间韵关系。
合金相图中合金的熔点越高、结晶温度范围越大，合金的流动性越差，易形成分散缩孔，偏析严重，合金的铸造性能差；反之熔点越低、结晶范围越小，合金铸造性能越好。
二、塑性变形
13.比较具有体心立方晶格金属与具有面心立方品格金属的塑性。
体心立方晶格与面心立方晶格的滑移系数目相同(6×2=12，4X3=12，)，但面心立方品格的滑移方向要多，故塑性要好。
14.简述金属经过冷变形后组织和结构的变化。
金属经过冷塑性变形后，其组织结构变化是金属的晶粒发生变形，晶粒破碎亚晶粒细化，位错密度增加；变形程度严重时会出现织构现象：
15.指出冷塑性变形金属在加热过程中各阶段的组织和性能变化。
回复，晶体缺陷减少，内应力降低。再结晶，畸变的晶粒变成无畸变的等轴晶粒，亚晶粒数目减少、尺寸增大，位错密度下降；加工硬化消除。晶粒合并长大，机械性能下降。
16.金属再结晶后的晶粒度与哪些因素有关？
金属再结晶后的晶粒度与再结晶温度及预先变形程度有关。
17.简要说明加工硬化在工程中的应用。
加正硬化在工程中的应用：①强化金属；②提高零件的使用安全性；③使某些压力加工工序能顺利进行。
18．简要说明铸钢锭经热加工（轧制、锻造）后组织和机械性能的变化。
铸钢锭经热加工后组织：晶粒可细化，成分可均匀，缩松、微裂纹、气孔等可焊合，使组织致密，并形成纤维组织；其机械性能明显提高，并具有穷向性。
三、铁碳相图
19．从化学成分、晶体结构、形成条件及组织形态上分析共析渗碳体与共晶渗碳
体的异同点。
共晶渗碳体与共析渗碳体的化学成分、晶体结构是相同的。共晶渗碳体是由共晶成分的液体经共晶转变形成的，为莱氏体的基体。共析渗碳体是由共析成分的奥氏体经共析转变形成的，以片状分布在铁索体基体上。
20. 从化学成分、晶体结构、形成条件及组织形态上分析一次渗碳体与二渗碳体的异同点。
-次渗碳体与二次渗碳体的化学成分、晶体结构是相同的。一次渗碳体是从液体合金中结晶出来的，呈宽条状。二次渗碳体是由奥氏体中析出的，在钢中呈断续网状或网状在白日铁电与共晶渗碳体连为一体
四、热处理
21．简述共析钢的奥氏体化过程。
当钢加热至Acl以上时，‘通过奥氏体的形核长大、未溶渗碳体的溶解及奥氏体成分均匀化四步完成奥氏体化．即F (0. 0218%C，体心立方晶格)+Fe3C (6. 6g%C，复杂正交晶格）一A (0. 77%C，面心立方品格)．
22．简述钢的含碳量和原始组织对钢的奥氏体化的影响。
钢的含碳量增加，原始组织中的珠光体变细，，都会使铁素体与渗碳体的相界面增多，加速奥氏化。球状珠光体的奥氏体化速度低于片状珠光体。
23.绘图说明共析钢的CCT曲线与共析钢的TTT曲线的差异。
CCT曲线在TTT蓝线的右下方，并且无贝氏体转变区。（图B-7）
24.从图示TTT曲线判断该钢可能属于哪几类碳钢，并写出各自按VI和V2冷速
冷至室温所褥到的组织及热处理工艺名称。图A-6①可是亚共析钢或是过共析钢：②按V1冷速冷至室温，亚共析钢为F+P，称完全退火；过共柝钢为P+Fe3CII，称完全退火；②按V2冷速冷至室温，亚共析钢为F+M，称亚温或欠热淬火；过共析钢为Fe3C I称为淬火或不完全淬火。
25.选择下列零件的退火方法：(1)用弹簧钢丝（强化的）经冷卷成弹簧后； (2)消除60钢锻件的过热组织。
(1)去应力退火：(2)扩散退火
26.选择下列零件的退火方法：(1)低碳钢钢丝多次冷拉之间；(2)T10钢车床顶尖锻造以后。
(l)再结晶退火：(2)球化退火
27.为什么一般情况下亚共析钢采用完全（奥氏体化）淬火，过共析钢采用不完全淬火？
亚共析钢完全淬火为M，硬度高；不完全淬火为F+M，F使钢的硬度不均匀且低。过共析钢完全淬火为粗大M+较多A’，不完全淬火为细小M+少量A’-F e 3 C粒。完全淬火由于Fe3C消失、A’增多、M粗大，不仅降低钢的硬度，‘而且增大变形、开裂的倾向。
28.为减少钢件的淬火变形、防止开裂，从淬火方法上应采取哪些措施？
(l)淬火加热前进行预热，严格控制加热温度和保温时间。(2)可采用双液淬火、分级淬火及等温淬火，并且注意淬火操作方式。
28.4 5钢(Acl=730℃，Ac3=780℃)分别加热至．760℃，830℃．1040℃时的组织以及在水中冷却后的组织。
45钢加热至7 6 0℃、8 3 0℃、1 0 4 0℃时的组级依次为奥氏体十铁素体、奥氏体、粗大的奥氏体；分别在水中冷却后的组织依次为马氏体十铁素体、马氏体、粗大马氏体。
31.判断TlO钢(Acl=730℃，Accm=800℃)分别加热至760℃，830℃时韵组
织和经水冷后的组织。．
TlO钢加热至760℃、830℃时的组织及在水中冷却后的组织：奥氏体+二次渗碳体、奥氏体；马氏体+三次渗碳体+少量残余奥氏体、马氏体+较多残余奥氏体。．
30．某4 5钢（钢料是合格的）零件，淬火后出现硬度不足，试分析产生原因。
其原因可能是：(1)淬火加热温度或保温时间不足，炉温不均匀，零徉表面脱碳。(2)冷却速度不足，如淬火介质冷却能力不够大或操作不当等。
32．20钢制造的活塞销，经渗碳淬火后应该采用什么温度回火？经回火后活塞
销表层是什么组织和性能（硬度）?
低温回火150-200℃。表层为回火马氏体十粒状渗碳体十少量残余奥氏体，HRC6 0左右。
33．45(Acl=7300C，Ac3=780℃)钢制造的连杆，要求具有良好的综合机械性能，试确定淬火、回火加热温度及淬火、回火后的组织。
淬火温度为820-840℃，淬火后组织为马氏体。回火温度为550-600摄氏度，回火后组织为回火索氏体。
34. T10（Acl=730℃，Accm=800℃）钢制造的手锯条，要求具有高的硬度、耐磨性。试确定淬火、回火加热温度及淬火、回火后的组织。
淬火温度为760-780℃，淬火后组织为马氏体十粒状渗碳体十少量残余奥氏体。回火温度为180-200℃，回火后组织为回火马氏体+粒状渗碳体+少量残余奥氏体。
35.简要说明4 5钢零件淬火后分别经过低温回火、中温回火及高温回火的组织与机械性能特点。．
45钢淬火后经低温回火组织为回M，硬度约为HRC5 5，耐磨性高、韧性较低；经中温回火组织为回T，硬度约为HRC4 0，具有高的oe、os及较好的韧性；经高温回火组织为回S，硬度约为HRC2 5，具有良好的综合机械性能。
36.从形成条件、组织形态及机械性能(HB、os、Ak)方面比较索氏体与回火索氏体。
索氏体是由过冷奥氏体在600-650℃分解得到的，其中的渗碳体呈细片状；回火索氏体是由马氏体经高温回火得到的，其中的渗碳体呈细粒状。两者的硬度相近，为低硬度，但回火索氏体的Os、Ak值高于索氏体。
37.简述淬火钢在回火过程中的组织转变。
随回火温度的升高，淬火组织(M+A’)通过马氏体的分解，残余奥氏体的转变，碳化物的聚集长大和a相的回复、再结晶，并逐渐转变为回火马氏体、回火屈氏体和回火索氏体组织。
38.从形成条件、，组织形态及机械性能(HB、os、Ak)方面比较屈氏体与回火屈氏体。
屈氏体是由过冷奥氏体在600-550℃分解得到的，呈极细片状；回火属氏体是由马氏体经中温回火得到的，呈极细粒状；两者的硬度相近，均为中等硬度，但回火屈氏体的屈服强度及韧性均高于屈氏体。
《机械工程材料》期末试卷 班级：______________ 学号：___________ 姓名：____________ 一、名词解释(每题2分，共10分) 1.淬透性 2. 回火马氏体 3. 位错 4. 相 5. 加工硬化 二、判断正误(每题1分，共10分) 1. 可锻铸铁可以进行锻造加工。（） 2. 高分子材料中，大分子链之间的结合键是离子键( ) 3. 钢的淬硬性主要取决于钢中的碳元素含量，合金元素越高，其淬硬性越好。( ) 4. 所以金属均有明显的屈服现象。（） 5. 金属或合金中，凡成分相同、结构相同，并与其他部分有界面分开的均匀组成部分称为相。( ) 6. 在铁碳合金相图中，具有E点与F点之间成分的合金缓冷到1148℃时都将发生共晶转变。（） 7. 凡是液态凝固为固体的过程都是结晶过程。( ) 8. 铸造条件下，冷却速度越大，则过冷度越大，晶粒越细( ) 9. 马氏体是碳在α-Fe中的过饱和固溶体，当奥氏体向马氏体转变时，体积要收缩。（） 10.复合材料中的增强相主要起承受应力和显示功能的作用。( ) 三、填空(每空1分，共15分) 1.金属的结晶主要由和两个基本过程。 2. 渗碳的方法主要有、和。 3. 完全退火是指将亚共析钢加热至A3+（30~50℃）完全奥氏体化，炉冷至室温得到和组织的热处理工艺。 4. 材料的工艺性能是指性、性、性和性。 5. 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。 6. 常温下，金属单晶体的塑性变形方式为和。 四、选择题(单选或多选) (每题2分，共30分) 1.过共析钢正火的目的（）。 A. 调整硬度，便于切削加工 B.细化晶粒，为最终热处理作组织准备 C. 消除网状二次渗碳体 D.消除残余内应力，防止变形开裂 2. T12钢的正常淬火组织是（）。 A. 马氏体+残余奥氏体 B. 马氏体+颗粒状碳化物 C. 马氏体+铁素体 D.马氏体+残余奥氏体+颗粒状碳化物 11. 随冷塑性变形量增加，金属的（）。 A.强度下降，塑性提高 B.强度和塑性都下降 C.强度和塑性都提高 D.强度提
1、 B . 、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分） 长轴类零件在热处理后进行冷校直，可能会造成力学性能指标降低，主要是 1 C. : D . H 在零件图样上出现如下几种硬技术条件的标注，其中正确的是（ B ）。 B ）。 A . b ： A . HB159 B. 180 ?210H B C. 800HV D . 10?17HR C 3、间隙固溶体与间隙化合物的（ A .结构相同，性能不同 C .结构与性能都相同 固溶体的性能特点是（ 塑性韧性高、强度硬度较低 综合力学性能高 4、 A . D . ）。 D ）。 .结构不同，性能相同 结构与性能都不同 .塑性韧性低、强度硬度高 .综合力学性能低 5、在发生）（：：：L 的共晶反应时，三相的相对成分 （B ）。A . 相同 B .确定 C .不定D . 发 生变化 6、马氏体的硬度取决于（ C ） A .奥氏体的冷却速度 B . 奥氏体的转变温度 C. .奥氏体的碳含 量D .奥氏体的晶粒 7、对形状复杂，截面变化大的钢件进行淬火时, 应选用（ A ） A .高淬透性钢 B 中淬透性钢 C. 低 淬透性钢D.碳素钢 8、对形状复杂，截面变化大的零件进行淬火时, 应采用（ C ） 。A .水中淬火 B . 油中淬火C . 盐 浴中淬火D .空冷 9、GCr15钢中Cr 的平均含量为（ B ）。 A . 15% B . 1.5% C . .0.15% D .没有表示出来 10、高速钢二次硬化属于（ D ）。 A . 固溶强化 B . 细晶强化 C . 位错强化 D . 第二相强化 二、多项选择题（本大题共5小题，每小题4分， 共20分） C. D 1、 A . C. 2、 奥氏体是（BD ）。 碳在F e ::中的间隙固溶体 碳在F e ::中的有限固溶体 下列能进行锻造的铁碳合金是 B .碳在 D.碳在 （AB Fe ：冲的间隙固溶体 Fe ：冲的有限固溶体 A.亚共析钢 B .共析钢 ）。 .共晶白口铸铁 D .亚 共晶白口铸铁 影响碳钢淬火后残余奥氏体量的主要因素是（ 钢材本身的碳含量 B .钢中奥氏体的碳含量 3、 A . 4、 BD ）。 C .钢中碳化物的含量 D. A . C. 5、 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（ 20号钢渗碳淬火后低温回火 B . 40Cr 淬火后高温回火 20CrMnTi 渗碳后淬火低温回火 D . ZGMn1水韧处理 下列钢种中，以球化退火作为预备热处理的钢种是（ BD ）。A . 钢的淬火加热温度 AC ）。 40Cr B . T12 C . 16Mn GCr15 、填空题（本大题共15空，每空2分，共30分） 1、 合金的相结构有 固溶体和金属化合物两大类，其中前者具有较好的 后者具有较高的硬度，适宜作强化相。 2、 用光学显微镜观察，上贝氏体的组织特征呈 3、 化学热处理的基本过程包括 分解 4、 促进石墨化的元素有 —碳—、—硅 1、 共晶转变和共析转变的产物都属于 2、 塑性变形后的金属经加热将发生回复、 3、 共析钢的含碳量为 0.7 7 %。 塑性性能，适宜作基本相； 羽毛状，而下贝氏体则呈 吸附 和 扩散 ，阻碍石墨化的元素， _ 两相混合物。 再结晶 针 状。 三个阶段。 _硫_、锰 。 、晶粒长大的变 化。
一、名词解释 固溶强化、过冷度、变质处理、细晶强化、铁素体、奥氏体 固溶强化：指随溶质含量增加，固溶体的强度、硬度增加，塑性、韧性下降的现象； 过冷度：理论结晶温度（T）与实际温度（t）的差值，即过冷度=T-t； 变质处理：在液态金属结晶前，特意假如某些难容固态颗粒，造成大量可以成为非自发晶核的固态质点，使结晶时的晶核数目大大增加，从而提高了形核率，细化晶粒，这种处理方法称为变质处理； 细晶强化：金属强度、硬度越高，同时塑性、韧性越好，称为细晶强化； 铁素体：碳在中的固溶体称为铁素体，用符号F或表示； 奥氏体：碳在中的固溶体称为奥氏体，用符号A或表示； 二、填空题 1.材料常用的塑性指标有_伸长率_和_断面收缩率__两种，其中__断面收缩率__表示塑性更接近材料的真实变形。 2．检验淬火钢成品件的硬度一般用_洛氏__硬度，检测渗氮件和渗金属件的硬度采用_维氏__硬度。 3.体心立方晶格和面心立方晶格晶胞内的原子数分别为__2___和___4_____，其致密度分别为___0.68_____和__0.74______。 4.实际金属中存在有__点缺陷__、__线缺陷___和__面缺陷___ 3类缺陷。位错是___线___缺陷，晶界是__面___缺陷。金属的晶粒度越小，晶界总面积就越_大__，金属的强度也越__高__。1.结晶过程是依靠两个密切联系的基本过程来实现的。这两个过程是__晶核形成___和 _晶核长大__。 5.金属结晶过程中，细化结晶晶粒的主要方法有_控制过冷度__、_变质处理__和_振动、搅拌__。 6.物质在固态下的晶体结构随温度发生变化的现象称为_同素异构体转变__。铁的同素异构体转变为。 7.金属在结晶过程中，冷却速度越大，则过冷度越_大__，晶粒越_小_，强度和硬度越_高___，塑性越__好__。 8.珠光体的本质是__转变产物为铁素体和渗碳体的机械混合物_ _。 9.纯铁在912℃发生α-Fe→γ-Fe转变，其体积将_变小__。
机械工程材料期末复习 《工程材料》复习思考题参考答案 第一章金属的晶体结构与结晶 1?解释下列名词 点缺陷，线缺陷，面缺陷，亚晶粒，亚晶界，刃型位错，单晶体，多晶体，过冷度，自发形核，非自发形核，变质处理，变质剂。 答：点缺陷：原子排列不规则的区域在空间三个方向尺寸都很小，主要指空位间隙原子、置换原子等。 线缺陷：原子排列的不规则区域在空间一个方向上的尺寸很大，而在其余两个方向上的尺寸很小。 如位错。 面缺陷：原子排列不规则的区域在空间两个方向上的尺寸很大，而另一方向上的尺寸很小。如晶界和亚晶界。 亚晶粒：在多晶体的每一个晶粒内，晶格位向也并非完全一致，而是存在着许多尺寸很小、位向差很小的小晶块，它们相互镶嵌而成晶粒，称亚晶 粒。 亚晶界：两相邻亚晶粒间的边界称为亚晶界。 刃型位错：位错可认为是晶格中一部分晶体相对于另一部分晶体的局部滑移而造成。滑移部分与未滑移部分的交界线即为位错线。如果相对滑移的 结果上半部分多出一半原子面，多余半原子面的边缘好像插入晶体 中的一把刀的刃口，故称“刃型位错”。 单晶体：如果一块晶体，其内部的晶格位向完全一致，则称这块晶体为单晶体。
多晶体：由多种晶粒组成的晶体结构称为“多晶体”。 过冷度：实际结晶温度与理论结晶温度之差称为过冷度。 自发形核：在一定条件下，从液态金属中直接产生，原子呈规则排列的结晶核心。 非自发形核：是液态金属依附在一些未溶颗粒表面所形成的晶核。 变质处理：在液态金属结晶前，特意加入某些难熔固态颗粒，造成大量可以成为非自发晶核的固态质点，使结晶时的晶核数目大大增加，从而提高 了形核率，细化晶粒，这种处理方法即为变质处理。 变质剂：在浇注前所加入的难熔杂质称为变质剂。 2■常见的金属晶体结构有哪几种？ a -Fe、丫- Fe、Al、Cu、Ni、Pb、Cr、V、Mg、Zn各属何种晶体结构？ 答：常见金属晶体结构：体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格； a - Fe、Cr、V属于体心立方晶格； 丫― Fe、Al、Cu、Ni、Pb属于面心立方晶格； Mg、Zn属于密排六方晶格； 3■配位数和致密度可以用来说明哪些问题？ 答：用来说明晶体中原子排列的紧密程度。晶体中配位数和致密度越大，则晶体中原子排列越紧密。 4■晶面指数和晶向指数有什么不同？ 答:晶向是指晶格中各种原子列的位向，用晶向指数来表示，形式为；晶面是指晶格中不同方位上的原子面，用晶面指数来表示，形式为。 5■实际晶体中的点缺陷，线缺陷和面缺陷对金属性能有何影响？ 答：如果金属中无晶体缺陷时，通过理论计算具有极高的强度，随着晶体中缺陷的增加，金属的强度迅速下降，当缺陷增加到一定值后，金属的强度又随晶体缺陷的增加而增加。因此，无论点缺陷，线缺陷和面缺陷都会造成晶格崎变，从而使晶体强度增加。同时晶体缺陷的存在还会增加金属的电阻，降低金属的抗腐蚀性能。 6■为何单晶体具有各向异性，而多晶体在一般情况下不显示出各向异性？ 答：因为单晶体内各个方向上原子排列密度不同，造成原子间结合力不同，因而表现出各向异性；而多晶体是由很多个单晶体所组成，它在各个方向上的力相互抵消平衡，因而表现各向同性。 7■过冷度与冷却速度有何关系？它对金属结晶过程有何影响？对铸件晶粒大小 有何影响？ 答：①冷却速度越大，贝U过冷度也越大。②随着冷却速度的增大，贝U晶体内形
机械工程材料试题三 一、名词解释（共15分，每小题3分） 1. 奥氏体（A） 2.回复 3.固溶体 4.自然时效 5.加工硬化 二、填空题（共20分，每空1 分） 1.石墨为片状的灰口铸铁称为________铸铁，石墨为团絮状的灰口铸铁称为________铸铁，石墨为球状的灰口铸铁称为________铸铁。其中________铸铁的韧性最高，因而可以锻造。 2. 陶瓷材料中的气相是指________，在________程中形成的，它 ________了陶瓷的强度。 3.根据采用的渗碳剂的不同，将渗碳分为__________、__________和__________三种。 4.工程中常用的特殊性能钢有_________、_________、_________等。 5.金属的断裂形式有__________和__________两种。 6.金属元素在钢中形成的碳化物可分为_________、_________两类。 7.常见的金属晶体结构有____________、____________和____________三种。 三、选择题（共25分，每小题1分） 1.40钢钢锭在1000℃左右轧制，有时会发生开裂，最可能的原因是( ) A.温度过低； B.温度过高； C.钢锭含磷量过高； D.钢锭含硫量过高 2.下列碳钢中，淬透性最高的是( ) A.20钢； B.40钢； C.T8钢； D.T12钢 3.Ni在1Cr18Ni9Ti钢中的主要作用是( ) A.提高淬透性； B.固溶强化； C.扩大Fe-Fe3C相图中的γ相区； D.细化晶粒； 4.W18Cr4V钢锻造后，在机械加工之前应进行( ) A.完全退火； B.球化退火； C.去应力退火； D.再结晶退火 5.下列材料中，最适合制造机床床身的是( ) A.40钢； B.T12钢； C.HT300； D.KTH300-06 6.下列材料中，最适合制造气轮机叶片的是 A.1Cr13钢； B.1Cr17钢； C.3Cr13钢； D.4Cr13钢 7.下列材料中，最适合制造飞机蒙皮的是( ) A.ZAlSi12； B.2A50(旧牌号LD5)； C.ZAlMg10； D.2A12(旧牌号LY12) 8.下列材料中，最适合制造盛放氢氟酸容器的是( ) A.1Cr17； B.1Cr18Ni9Ti； C.聚四氟乙烯； D.SiO2 9.下列材料中，最适合制造汽车板弹簧的是( ) A.60Si2Mn； B.5CrNiMo； C.Cr12MoV； D.GCr15 10.下列材料中，最适合制造汽车火花塞绝缘体的是( ) A.Al2O3； B.聚苯乙烯； C.聚丙烯； D.饱和聚酯 11.铜只有通过冷加工并经随后加热才能使晶粒细化，而铁则不需冷加工，只 需加热到一定温度即使晶粒细化，其原因是( ) A.铁总是存在加工硬化，而铜没有； B.铜有加工硬化现象，而铁没有； C.铁在固态下有同素异构转变；而铜没有 D.铁和铜的再结晶温度不同 12.常用不锈钢有铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢和( ) A.铁素体-奥氏体不锈钢； B.马氏体-奥氏体不锈钢； C.莱氏体不锈钢； D.贝氏体不锈钢 13.以下哪种铸铁的断口呈灰黑色？( ) A.马口铁； B.白口铸铁； C.麻口铸铁； D.灰铸铁
《机械工程测试技术基础》期末试题及答 案
第一章 信号及其描述 （一）填空题 1、 测试的基本任务是获取有用的信息，而信息总是蕴涵在某些物理量之中， 并依靠它们来传输的。这些物理量就是 信号 ，其中目前应用最广泛的是电信号。 2、 信号的时域描述，以 时间 为独立变量；而信号的频域描述，以 频率 为独 立变量。 3、 周期信号的频谱具有三个特点： 离散性 ， 谐波性 ， 收敛性 。 4、 非周期信号包括 准周期 信号和 瞬变周期 信号。 5、 描述随机信号的时域特征参数有 均值 、 均方值 、 方 差 。 6、 对信号的双边谱而言，实频谱（幅频谱）总是 关于Y 轴 （偶） 对称，虚 频谱（相频谱）总是 关于原点（奇） 对称。 （二）判断对错题（用√或×表示） 1、 各态历经随机过程一定是平稳随机过程。（ √ ） 2、 信号的时域描述与频域描述包含相同的信息量。（ √ ） 3、 非周期信号的频谱一定是连续的。（ × ） 4、 非周期信号幅频谱与周期信号幅值谱的量纲一样。（ × ） 5、 随机信号的频域描述为功率谱。（ √ ） （三）简答和计算题 1、 求正弦信号t x t x ωsin )(0=的绝对均值μ|x|和均方根值x rms 。 2、 求正弦信号)sin()(0?ω+=t x t x 的均值x μ，均方值2 x ψ，和概率密度函数 p(x)。 3、 求指数函数)0,0()(≥>=-t a Ae t x at 的频谱。 4、 求被截断的余弦函数???≥<=T t T t t t x ||0 ||cos )(0ω的傅立叶变换。 5、 求指数衰减振荡信号)0,0(sin )(0≥>=-t a t e t x at ω的频谱。 第二章 测试装置的基本特性 （一）填空题 1、 某一阶系统的频率响应函数为121)(+=ωωj j H ，输入信号2 sin )(t t x =，则输出信号)(t y 的频率为=ω ，幅值=y ，相位=φ 。 2、 试求传递函数分别为5.05.35.1+s 和2224.141n n n s s ωωω++的两个环节串联后组成的系统的 总灵敏度。 3、 为了获得测试信号的频谱，常用的信号分析方法有 、 和 。 4、 当测试系统的输出)(t y 与输入)(t x 之间的关系为)()(00t t x A t y -=时，该系统能实 现 测试。此时，系统的频率特性为=)(ωj H 。 5、 传感器的灵敏度越高，就意味着传感器所感知的 被测量 越小。 6、 一个理想的测试装置，其输入和输出之间应该具有 线性 关系为最佳。 （二）选择题
机械工程材料 思考题参考答案 第一章金属的晶体结构与结晶 1．解释下列名词 点缺陷，线缺陷，面缺陷，亚晶粒，亚晶界，刃型位错，单晶体，多晶体， 过冷度，自发形核，非自发形核，变质处理，变质剂。 答：点缺陷：原子排列不规则的区域在空间三个方向尺寸都很小，主要指空位间隙原子、置换原子等。 线缺陷：原子排列的不规则区域在空间一个方向上的尺寸很大，而在其余两个方向上的尺寸很小。如位错。 面缺陷：原子排列不规则的区域在空间两个方向上的尺寸很大，而另一方向上的尺寸很小。如晶界和亚晶界。 亚晶粒：在多晶体的每一个晶粒内，晶格位向也并非完全一致，而是存在着许多尺寸很小、位向差很小的小晶块，它们相互镶嵌而成晶粒，称亚晶粒。 亚晶界：两相邻亚晶粒间的边界称为亚晶界。 刃型位错：位错可认为是晶格中一部分晶体相对于另一部分晶体的局部滑移而造成。 滑移部分与未滑移部分的交界线即为位错线。如果相对滑移的结果上半部 分多出一半原子面，多余半原子面的边缘好像插入晶体中的一把刀的刃 口，故称“刃型位错”。 单晶体：如果一块晶体，其内部的晶格位向完全一致，则称这块晶体为单晶体。 多晶体：由多种晶粒组成的晶体结构称为“多晶体”。
过冷度：实际结晶温度与理论结晶温度之差称为过冷度。 自发形核：在一定条件下，从液态金属中直接产生，原子呈规则排列的结晶核心。 非自发形核：是液态金属依附在一些未溶颗粒表面所形成的晶核。 变质处理：在液态金属结晶前，特意加入某些难熔固态颗粒，造成大量可以成为非自发晶核的固态质点，使结晶时的晶核数目大大增加，从而提高了形核率， 细化晶粒，这种处理方法即为变质处理。 变质剂：在浇注前所加入的难熔杂质称为变质剂。 2.常见的金属晶体结构有哪几种？α-Fe 、γ- Fe 、Al 、Cu 、Ni 、Pb 、Cr 、V 、Mg、Zn 各属何种晶体结构？ 答：常见金属晶体结构：体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格； α－Fe、Cr、V属于体心立方晶格； γ－Fe 、Al、Cu、Ni、Pb属于面心立方晶格； Mg、Zn属于密排六方晶格； 3.配位数和致密度可以用来说明哪些问题？ 答：用来说明晶体中原子排列的紧密程度。晶体中配位数和致密度越大，则晶体中原子排列越紧密。 4.晶面指数和晶向指数有什么不同？ uvw；晶面是指晶答：晶向是指晶格中各种原子列的位向，用晶向指数来表示，形式为[] hkl。 格中不同方位上的原子面，用晶面指数来表示，形式为() 5.实际晶体中的点缺陷，线缺陷和面缺陷对金属性能有何影响？ 答：如果金属中无晶体缺陷时，通过理论计算具有极高的强度，随着晶体中缺陷的增加，金属的强度迅速下降，当缺陷增加到一定值后，金属的强度又随晶体缺陷的增加而增加。因此，无论点缺陷，线缺陷和面缺陷都会造成晶格崎变，从而使晶体强度增
第一章金属学基础一、名词解释 1.过冷度：实际结晶温度与理论结晶温度之差称为过冷度。 2.均质成核：在一定条件下，从液态金属中直接产生，原子呈规则排列的结晶核心。 3.非均质成核：是液态金属依附在一些未溶颗粒表面所形成的晶核。 4.冷变形：金属在再结晶温度以下一定温度进行的塑性变形。 5.热变性：金属加在再结晶温度以上一定温度进行的塑性变形。 6.加工硬化：随着冷变形的增加，金属的强度、硬度增加；塑性、韧性下降的现象。 7.再结晶：冷变形后的金属被加热到较高的温度时，破碎拉长的晶粒变成新的等轴晶粒。和变形前的晶粒形状相似，晶格类型相同，把这一阶段称为“再结晶”。 8.纤维组织：在塑性变形中，随着变形量的增加，其内部各晶粒的形状将沿受力方向伸长，由等轴晶粒变为扁平形或长条形晶粒。当变形量较大时，晶粒被拉成纤维状，此时的组织称为“纤维组织”。 9.锻造流线：在锻造时,金属的脆性杂质被打碎,顺着金属主要伸长方向呈碎粒状或链状分布；塑性杂质随着金属变形沿主要伸长方向呈带状分布, 这样热锻后的金属组织称为锻造流线。10.同素异构转变：某些金属，在固态下随温度或压力的改变,发生晶体结构的变化，即由一种晶格转变为另一种晶格的变化，称为同素异构转变。 11.变质处理：在液态金属结晶前，人为加入某些难熔固态颗粒，造成大量可以成为非自发晶核的固态质点，使结晶时的晶核数目大大增加，从而提高了形核率，细化晶粒，这种处理方法即为变质处理。 二、单选题 1. 表示金属材料延伸率的符号是（ A ） A.δ B.ψ C.σe D.σb 2. 表示金属材料弹性极限的符号是（ A ） A.σe B.σs C.σb D.σ-1 3. 金属材料在载荷作用下抵抗变形和破坏的能力叫（A） A.强度 B.韧性 C.塑性 D.弹性 4. 晶体中的位错属于（ C ） A.体缺陷 B.面缺陷 C.线缺陷 D.点缺陷 5. 在晶体缺陷中，属于线缺陷的有（ B ） A.间隙原子 B.位错 C.晶界 D.缩孔 6. 变形金属再结晶后，（ D ） 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，强度增大 D.形成等轴晶，塑性升高 7.表示晶体中原子排列形式的空间格子叫做（ B ） 晶向D. 晶粒C. 晶格B.晶胞A. 8. 晶格中的最小单元叫做（ A ） A.晶胞 B.晶体 C.晶粒 D.晶向
机械工程材料习题答案 第二章作业 2－1常见的金属晶体结构有哪几种？它们的原子排列和晶格常数有什么特点？－Fe、－Fe、Al、Cu、Ni、Cr、V、Mg、Zn各属何种结构？ 答：常见晶体结构有3种： ⑴体心立方：－Fe、Cr、V ⑵面心立方：－Fe、Al、Cu、Ni ⑶密排六方：Mg、Zn 2---7为何单晶体具有各向异性，而多晶体在一般情况下不显示出各向异性？ 答：因为单晶体内各个方向上原子排列密度不同，造成原子间结合力不同，因而表现出各向异性；而多晶体是由很多个单晶体所组成，它在各个方向上的力相互抵消平衡，因而表现各向同性。 第三章作业 3－2 如果其它条件相同，试比较在下列铸造条件下，所得铸件晶粒的大小；⑴金属模浇注与砂模浇注；⑵高温浇注与低温浇注；⑶铸成薄壁件与铸成厚壁件；⑷浇注时采用振动与不采用振动；⑸厚大铸件的表面部分与中心部分。 答：晶粒大小：⑴金属模浇注的晶粒小⑵低温浇注的晶粒小⑶铸成薄壁件的晶粒小⑷采用振动的晶粒小⑸厚大铸件表面部分的晶粒
小 第四章作业 4－4 在常温下为什么细晶粒金属强度高，且塑性、韧性也好？试用多晶体塑性变形的特点予以解释。 答：晶粒细小而均匀，不仅常温下强度较高，而且塑性和韧性也较好，即强韧性好。原因是： （1）强度高：Hall-Petch公式。晶界越多，越难滑移。 （2）塑性好：晶粒越多，变形均匀而分散，减少应力集中。 （3）韧性好：晶粒越细，晶界越曲折，裂纹越不易传播。 4－6 生产中加工长的精密细杠（或轴）时，常在半精加工后，将将丝杠吊挂起来并用木锤沿全长轻击几遍在吊挂7~15天，然后 再精加工。试解释这样做的目的及其原因？ 答：这叫时效处理一般是在工件热处理之后进行原因用木锤轻击是为了尽快消除工件内部应力减少成品形变应力吊起来，是细长工件的一种存放形式吊个7天，让工件释放应力的时间，轴越粗放的时间越长。 4－8 钨在1000℃变形加工，锡在室温下变形加工，请说明它们是热加工还是冷加工（钨熔点是3410℃，锡熔点是232℃）？ 答：W、Sn的最低再结晶温度分别为: TR(W) =（0.4～0.5)×(3410+273)－273 =（1200～1568）(℃)＞1000℃TR(Sn) =（0.4～0.5)×(232+273)－273 =（-71～-20）(℃) ＜25℃ 所以W在1000℃时为冷加工，Sn在室温下为热加工
机械工程材料期末复习题 一、填空 1.纯金属常见的晶体结构有面心结构，体心结构和密排_____ 结构。金属中常见的点缺陷为，线缺陷为，面缺陷为；工程实践中，通常采 用晶体缺陷数量的方法强化金属 2.铁素体的强度高于纯铁，是由于发生了强化；孕育铸铁的强度高于普通灰口铸铁，是由于发生了强化；冷变形钢丝的强度高于退火态钢丝，是由于发生了强化；珠光体的强度高于铁素体，是由于发生了强化。 3.石墨为片状的灰口铸铁称为铸铁，石墨为团絮状的灰口铸铁称为 __ 铸铁，石墨为球状的灰口铸铁称为铸铁。其中，铸铁的韧性最，因而可以锻造。 4. 高分子材料中分子链的形状有三种，其中的型具有热固性，而具有热性。按照物理状态，室温下处于态的高分子材料称为塑料，处于__ 态的称为橡胶。高分子材料的加工成型是在其态下进行的。 5.滑动轴承材料的显微组织特征是：粒子分布在软中，或粒子分布在硬中，前者的承载能力于后者。 6.陶瓷材料中的气相是指，它是在过程中形成的，它了陶瓷的强度。 7．根据采用的渗碳剂的不同，将渗碳分为__________、__________和__________三种。 8、普通灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁及蠕墨铸铁中石墨的形态分别为__________、 __________、__________和__________。 9、陶瓷材料中的气相是指__ ，它是在________过程中形成的， 它了陶瓷的强度。 10、工程中常用的特殊性能钢有_________、_________、_________等。 11、金属的断裂形式有__________和__________两种。 12、按冶炼浇注时脱氧剂与脱氧程度分，碳钢分为_________、_________、_________和 _________。 13、金属元素在钢中形成的碳化物可分为_________、_________两类。 14、常见的金属晶体结构有____________、____________和____________三种。 15、合金常见的相图有__________、__________、__________和具有稳定化合物的二元相图。
名词解释： 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。 奥氏体：C在γ－Fe中的间隙固溶体，常用A或γ表示，是一种硬度较低而塑性较高的固溶体。 固溶体：组成合金的组元，在固态时相互溶解，所形成的单一均匀的物质。 自然时效：自然时效是指经过冷、热加工或热处理的金属材料，于室温下发生性能随时间而变化的现象。 加工硬化：金属材料随着冷塑变形程度的增大，强度和硬度逐渐升高，塑性和韧性逐渐降低的现象称为加工硬化或冷作硬化。 调质:对钢材作淬火+高温回火处理，称为调质处理。 碳素钢:含碳量≤2.11%的铁碳合金。 SPCD: 表示冲压用冷轧碳素钢薄板及钢带，相当于中国08A（13237）优质碳素结构钢。 填空题： 1.石墨为片状的灰口铸铁称为铸铁，石墨为团絮状的灰口铸铁称为__ 铸铁，石墨为球状的灰口铸铁称为铸铁。其中铸铁的韧性最高，因而可以锻造。 2. 陶瓷材料中的气相是指，在程中形成的，它了陶瓷的强度。 3.根据采用的渗碳剂的不同，将渗碳分为__________、__________和__________三种。 4.工程中常用的特殊性能钢有_________、_________、_________等。 5.金属的断裂形式有__________和__________两种。 6.金属元素在钢中形成的碳化物可分为_________、_________两类。 7.常见的金属晶体结构有____________、____________和____________三种。 1、普通灰口；可锻；球墨； 2、气孔；烧结；降低。 3、固体渗碳气体渗碳 4、不锈钢耐热钢耐磨刚 5、延性断裂 6、合金渗碳体特殊碳化物 7、体心立方晶格密排六方晶格
机械工程材料模拟练习题 一、填空题（每空0.5分） 1.常用测定硬度的方法有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度测试法。 2. 金属材料的力学性能主要包括强度、硬度、弹性、塑性等；强度的主要判据有屈服强度和抗拉强度，强度和塑性可以用拉伸实验来测定；压入法测量方法简便、不破坏试样，并且 能综合反映其它性能，在生产中最常用。 3. 铁碳合金在室温下平衡组织组成物的基本相是铁素体和渗碳体，随着碳的质量分数的增加，渗碳体相的相对量增多，铁素体相的相对量 却减少。 4. 珠光体是一种复相组织，它由铁素体和渗碳体按一定比例组成。珠光体用符号P表示。 5. 铁碳合金中，共析钢的w=0.77%,室温平衡组织为珠光体；亚共析钢的 w=0.0218%-cc0.77%，室温平衡组织为铁素体和珠光体；过共析钢的w=0.77%-2.11%,室温平衡组织为珠光c 体和二次渗碳体。 6. 铁碳合金结晶过程中，从液体中析出的渗碳体称为一次渗碳体；从奥氏体中析出的渗碳体称为二次渗碳体；从铁素体中析出的渗碳体称为三次渗碳体。 7. 低碳钢的碳质量分数范围是：Wc≤0.25%、中碳钢：Wc=0.25%-0.6%、高碳钢：Wc>0.6%。 8. 金属的晶粒越细，强度、硬度越高，塑性、韧性越好。实际生产中可通过增加过冷度、变质处理和附加振动来细化晶粒。 9. 常用金属中，γ-Fe、Al、Cu 等金属具有面心立方晶格，α-Fe具有体心立 方晶格。 10. 金属的结晶是在过冷的情况下结晶的,冷却速度越快,过冷度越大，金属结晶后的晶粒越细小,力学性能越好。 11. 钢的热处理工艺是由（加热）、（保温）和（冷却）三个步骤组成的；热处理基本不改变钢件的（形状和尺寸），只能改变钢件的（结构组织）和（力学性能）。 12. 完全退火适用于（亚共析碳）钢，其加热温度为（Ac3以上30-50°C），冷却速度（缓慢），得到（铁素体和珠光体）组织。 13. 球化退火又称为（均匀化）退火，其加热温度在（Ac1）＋20-30℃，保温后（随炉缓慢）冷却，获得（球状珠光体）组织；这种退火常用于高碳工具钢等。 14. 中碳钢淬火后，再经低温回火后的组织为（回火马氏体），经中温回火后的组织为（回火托氏体），经高温回火后的组织为（回火索氏体）；淬火高温回火后具有（综合力学）性能。 15. 钢的高温回火的温度范围在（500-650°C），回火后的组织为（回火索氏体）。这里开始！！！16. 按化学成份分类，就含碳量而言，渗碳钢属低碳钢, 调质钢属中碳钢, 滚动轴承钢属高碳钢。 17. 高速钢W18Cr4V 中合金元素W 的作用是提高钢的红硬性和回火稳定性； Cr
工程材料 试题及答案 一、判断题 1、合金渗碳钢经最终热处理后的组织全部是回火马氏体。 （×） 2、热加工与冷加工的主要区别在于是否有加工强化现象产生。（×） 3、铸铁是含碳量小于2.11%的铁碳合金。（×） 4、二元共晶相图是指合金两组元在液态和固态均能无限互溶所构成的相图。（×） 5、感应加热表面淬火一般只改变钢件表面层的组织，而不改变心部组织。（√） 6、一个合金的室温组织为α+β11 +（α+β），则它由三相组成。 （×） 7、将金属加热到再结晶温度以上时，金属将发生回复、再结晶及晶粒长大等变 化。（√） 8、金属在塑性变形后产生的纤维组织能使金属具有各向异性。（√） 9、碳钢的塑性和强度都随着含碳量的增加而降低。 （×） 10、金属的再结晶转变，也要经历形核与晶核长大的过程。 （√） 二、选择适宜材料并说明常用的热处理方法（30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） 名称 候选材料 选用材料 热处理方法 最终组织 机床床身 T10A, KTZ450-06, HT200 HT200 时效 P ＋F ＋G 片 汽车后桥齿轮 40Cr, 20CrMnTi, 60Si2Mn 20CrMnTi 渗碳＋淬火＋低温回火 表面Cm ＋M ＋A ’ 心部 F ＋M 滚动轴承 GCr15, Cr12, QT600-2 GCr15 球化退火＋淬火＋低温回火 Cm ＋M ＋A ’ 锉刀 9SiCr, T12, W18Cr4V T12 球化退火＋淬火＋低温回火 Cm ＋M ＋A ’ 汽车板簧 45, 60Si2Mn, T10 60Si2Mn 淬火＋中温回火 T 回 钻头 W18Cr4V ，65Mn, 20 W18Cr4V 淬火＋低温回火 Cm ＋M ＋A ’ 桥梁 1Cr13, 16Mn, Q195 16Mn, 不热处理 F ＋P 滑动轴承 H70, ZSnSb11Cu6, T8 ZSnSb11C u6 不热处理 a+SnSb 耐酸容器 Q235, 1Cr18Ni9Ti, ZGMn13 1Cr18Ni9T i 固溶处理 A 发动机曲轴 QT600-3, 45, ZL101 QT600-3 等温淬火＋高温回火 S 回＋G 球
福建农林大学考试试卷（A）卷 2013 ——2014 学年第1 学期 课程名称：机械工程材料考试时间：120分钟 专业年级班学号姓名 一、判断题（每小题1分，共10分） 1、硬度愈高的材料其冲击韧性值也愈高。（×） 2、金属晶格中的空位和间隙原子会引起晶格畸变，从而导致金属塑性提高。（×） 3、在铁碳合金中，只有共析成分的合金冷却时，才能发生共析转变，形成共析组织。(×) 4、对过共析钢工件进行完全退火可消除渗碳体网。（×） 5、钢的淬透性愈好，则它的淬硬层硬度愈高。（×） 6、等温淬火的目的是为了获得下贝氏体组织。（√） 7、所有的合金元素都能使过冷奥氏体的稳定性增加，C曲线右移。（×） 8、表面淬火既不能改变工件的表面化学成分，也不能改善心部的组织和性能。( × ) 9、金属中的固态相变过程，都是晶粒的重新形核和长大过程。（√） 10、热塑性塑料一般具有链状或支链状分子结构。（√） 二、单项选择题（每小题1分，共20分）请将答案填入表格 1、鸟巢是世界上公认最难建造的建筑物，建造时最有可能使用的材料是（C ）。 A、Q235； B、KT300-06； C、Q460E； D、60Si2Mn 2、当晶格常数相同时，面心立方晶格比体心立方晶格的：（C ） A、原子半径大，致密度小； B、原子半径大，致密度大； C、原子半径小，致密度大； D、原子半径小，致密度小。 3、铁碳合金中, （ C ）组织为共晶反应产物。 A、铁素体； B、珠光体； C、莱氏体； D、索氏体
4、碳在γ-Fe 中的最大溶解度为(C )。 A、0.02%； B、0.77%； C、2.11%； D、4.3% 5、金属结晶后晶粒大小取决于结晶时的形核率N 和核长大速度G, 要细化晶粒必须（ A ）。 A、增大N、降低G； B、增大N 和G； C、降低N、增大G; D、降低N和G 6、固溶体合金中产生晶内偏析是因为(A )。 A、冷却较快, 原子扩散来不及充分进行； B、结晶温度区间过窄，冷却速度过慢 C、结晶时无限缓慢冷却, 使高熔点组元过早结晶； D、结晶过程的温度变化范围太大 7、与40 钢相比, 40Cr 钢的特点是（ C ）。 A、C 曲线左移, Ms 点上升； B、C 曲线左移, Ms 点下降； C、C 曲线右移, Ms 点下降； D、C 曲线右移, Ms 点上升 8、合金元素溶入奥氏体后能使淬火钢在回火过程中马氏体分解速度减慢，从而（ B ）。 A、降低回火稳定性； B、提高回火稳定性； C、降低淬透性；C、增加淬透性 9、过共析钢淬火时，合适的淬火温度为（ C ） A、Ac3+（30～50℃）； B、Ac1～Ac3； C、Ac1+（30～50℃）； D、Accm+（30～50℃） 10、碳素工具钢和低合金刃具钢的预先热处理宜采用（ D ）。 A、完全退火； B、正火； C、调质； D、球化退火 11、45 钢加热保温后以大于V K 的冷却速度水淬, 发现硬度偏低, 其原因是(C )。 A、冷却过程中析出了铁素体； B、残余奥氏体的量太多。 C、加热温度低于Ac3, 有未溶铁素体； D、冷却过程中析出了奥氏体； 12、回火索氏体比索氏体具有较好的δ、ψ、a K , 是由于（ C ）所致。 A、F的过饱和程度不同； B、碳化物片层间距不同； C、碳化物形态不同； D、碳含量质量百分数不同 13、下列钢经完全退火后，哪种钢可能会析出网状渗碳体（D ） A、Q235 B、45 C、60Si2Mn D、T12 14、钢获得下列哪种组织时有最佳的综合机械性能（ C ）。 A、M+K; B、P+F; C、B下; D、M+P 15、感应加热表面淬火的硬化层深度主要取决于(D )。 A、钢的含碳量； B、钢的淬透性； C、淬火介质的冷却能力； D、感应电流的频率 16、石墨在铸铁中具有良好的吸振作用和减摩作用, 尤其是（ A ）石墨更好。 A、片状； B、团絮状； C、球状； D、蠕虫状
判断题（在括号内打“√”或“×”，每小题1分，共17分） 1.测试淬火件的硬度经常使用布氏硬度。……………………洛氏………（F） 2.细晶粒金属不仅强度、硬度高，而且塑性、韧性也好。………………………（T） 3.由于存在温度不同，过冷奥氏体与奥氏体具有不同的组织结构。…………（T） 4.渗碳体是钢中的一种基本相。………………………………………………（） 5.高温回火脆性可通过快冷消除。……………………………………………（T ） 6.钢号GCr15种，15表示Cr含量是15%。……………………………………（F ） 7.灰铸铁中的白口组织可通过正火消除。……………退火………………（F ） 8.铸铁中顺序凝固法用来防止产生铸造应力。………………………………（） 9.冲压件强度高是因为材料产生了加工硬化。………………………………（） 10. 金属热加工就是把金属加热后进行加工。………………………………（F） 11.可锻铸铁适合锻造加工。……………………………………………………（F） 12.酸性焊条是指焊条药皮中含有酸性氧化物。………………………………（） 13.低碳钢焊接接头中以正火区性能最好。……………………………………（） 14.钎焊时焊件也发生融化。……………………………………………………（） 15.自由锻可生产大型零件。……………………………………………………（F） 16.弯曲成形件模具角度只要与工件角度吻合即可得到合格工件。…………（F ） 17.轴承套圈开裂后焊补不能继续使用。………………………………………（T） 二、填空题（每空1分，共30分） 1.常用的金属材料强度指标有抗拉强度和屈服强度两种。 2.钢中常存的元素中，有害元素有P 和S 两种 3.碳在γ-Fe的间隙固溶体称为，它具有晶体结构，在1148℃时 碳具有最大溶解度为 2.11 %。 4.齿轮经过渗碳淬火处理后，既改变了齿轮表面的，又改变 了。 5.钢铁牌号QT500-7中，QT表示，500表示，单位 是，7表示。 6.拔长时的锻造比表达式为； 镦粗时的锻造比表达式为。 7.焊接变形形式有、、、、。 8.设计机械零件时遵循的选材原则是、、。 9.白口铸铁中碳主要以形式存在，而在灰口铸铁中碳主要以 形式存在。 10.热处理工艺过程包括、、三个阶段。 11.ZL201是合金，H68是合金。 三、选择题（每空1分，共17分） 1.在二元合金中，最适宜用于铸造生产的合金是（）。 A、共析成分合金； B、固溶成分合金； C、共晶成分合金。 2.等温淬火所得组织中适用于生产的组织是（）。 A、上贝氏体； B、下贝氏体； C、贝氏体 3.对低碳结构钢，为提高其切削加工性能、细化晶粒，选用（）。 A、退火； B、正火； C、淬火 4.金属牌号T8表示( )。 A、特殊钢； B、碳素结构钢； C、碳素工具钢； D、铜合金
一、名词解释 1、固溶体:溶质原子溶入溶剂中形成均匀单一的结晶相 2、退火把钢加热到ＡＣ１以上或以下的温度保温一段时间，随炉缓慢冷却的热处理加工工艺 3、焊接性: 金属材料在一定的焊接工艺条件下获得优质焊接接头的难易程度 4.可锻性(金属塑形变形能力);金属材料经过塑形加工时,其成形难易程度的工艺指标(随着含碳量增加，可锻性下降。因为含碳量越高强度硬度越高，塑性韧性越差。) 5.冲压成形技术:利用冲模使得板料产生分离或者变形以获得零件加工的方法 冲压成形基本工序:分离工序(落料,冲孔,切断,修整)和变形工序(弯曲拉深翻边) 6.焊接接头组成:焊缝区熔合区焊接热影响区(过热区(热影响区性能最差) 正火区(热影响区综合性能最好的) 部分相变区) 7. 焊接应力产生原因: 焊接过程中受到不均匀的加热和冷却 减小焊接应力和变形:反变形法刚性固定法合理的焊接顺序 8.相:成份,结构,性能相同并与其他部分有界面分开的均匀组成部分 9.药皮>产生熔渣气体保护熔池金属不被氧化,机械保护作用稳定电弧 焊条焊芯,>>填充金属用作电弧电极 二、填空题 1、钢的高温回火温度范围在____５００－６５０℃ _____________，回火后的组织为______回火索氏体S回________(低 温回火(150-250℃)…回火马氏体,中温回火350-500回火托氏体)。 2、填出下列力学性能指标的符号：屈服强度_σs ，洛氏硬度Ｃ 标尺_HRC ______，冲击韧性_____Ak___。 3、常见金属的晶格类型有____体心立方___________ 、 ___________面心立方晶格____、__密排六方__________等。α-Fe属 于_____体心立方_____晶格，γ-Fe属于___面心立方_______晶格。 4、钢的热处理是通过钢在固态下的___加热____、____保温___
一、是非题 1. 一般说来，金属中的固溶体塑性比较好，金属间化合物的硬度比较高。( ) 2. 不论含碳量的高低，马氏体的硬度都很高、脆性都很大。( ) 3. 金属多晶体是由许多结晶方向相同的单晶体组成的。( ) 4. 凡是由液体凝固为固体的过程都是结晶过程。( ) 5. γ→α+β共析转变时温度不变，且三相的成分也是确定的。( ) 6. 1Crl8Ni9Ti钢可通过冷变形强化和固溶处理来提高强度。( ) 7. 用Q345钢制造的自行车车架，比用Q235 A钢制造的轻。( ) 8. 合金元素在钢中以固溶体、碳化物、金属间化合物、杂质等多种方式存在。( ) 9. 铸铁不能进行热处理。( ) 10.复合材料具有比其他材料高得多的比强度和比模量。( ) 二、选择题 1. 固溶体的晶格与( )相同。 A. 溶液； B. 溶剂； C. 溶质； D. 溶质或溶剂。 2. 钢经调质处理后的室温组织是( )。 A. 回火马氏体； B. 回火贝氏体； C. 回火托氏体； D. 回火索氏体。 3. 钢合适的渗碳温度是( )℃． A . 650 ； B. 800 ； C. 930 ； D. 1100 。 4. 高速钢的热（红）硬性取决于( )。 A. 马氏体的多少； B. 残余奥氏体的量； C. 钢的含碳量; D. 淬火加热时溶入奥氏体中的合金元素的量。 5. 能减小淬火变形开裂的措施是( )。 A.加大淬火冷却速度；B．选择合适的材料；C.升高加热温度；D.增加工件的复杂程度。 6. 承受交变应力的零件选材应以材料的_________为依据。 A. R eL（σs）； B. R m（σb）； C. HRA ； D. R-1（σ－1）。 7. 铜管拉伸后为避免开裂，在冷弯前应进行( )。 A. 正火； B. 球化退火； C. 去应力退火； D. 再结晶退火。 8. 测定铸铁的硬度，应采用( )。 A. HBW ； B. HRC ； C. HRA ； D. HV 。 9. 汽车板簧应选用( )材料。 A. 45钢； B. 60Si2Mn ； C. 2Crl3 ； D. Q345 。 1 0．金属材料、陶瓷材料和高分子材料的本质区别在于它们的( )不同。 A. 性能； B. 结构； C. 结合键； D. 熔点。 三、填空题 l. 金属结晶是依靠__________和___________这两个紧密联系的过程实现的。 2. 45钢，用作性能要求不高的零件时，可在______________状态或正火状态下使用； 用作要求良好综合性能的零件时，可进行_______________热处理。 3. 合金的相结构分为______________和___________两大类。 4．对冷塑性变形后的金属加热时，其组织和性能的变化过程大致可分为_________ __________________________________等阶段。 5. 钢中__________元素引起热脆，____________元索引起冷脆。 6．珠光体是由____________和________________构成的机械混合物。 7. 冷处理的目的是_________________________________________ ，此时发生的残余奥氏体的转变产物为_________________________ 。 8. 白口铸铁中碳全部以_________形式存在，灰口铸铁中碳主要以_______形式存在。 9．共晶反应的特征是_________________，其反应式为_______________________。 10. 对某亚共析钢进行显微组织观察时，若估计其中铁素体含量约占10％，其碳含量约为________，该钢属于________碳钢。 四、简答题 1. 在铁碳相图中存在着三种重要的固相，请说明它们的本质和晶体结构(如δ相是碳在δ－Fe中的固溶体，具有体心立方结构)。 α相是_____________________________________________________； γ相是_____________________________________________________;