第五章其他金属材料
单选题（本大题共32小题）
1. 欲要提高18－8型铬镍不锈钢的强度，主要是通过（C）。
A.时效强化方法
B.固溶强化方法
C.冷加工硬化方法
D.马氏体强化方法
2. 淬火加时效处理是（A）合金强化的主要途经。 A.形变铝合金 B.铸造铝合金 C.黄铜 D.青铜
3. 以下黄铜又称商业黄铜的是（B） A.H90 B.H62 C.H68 D.H80
4. 常用的灰口铸铁的组织就是（C）分布在钢的基体上。
A.球状的石墨
B.团絮状的石墨
C.片状的石墨
D.蠕虫状石墨
5. 高速钢淬火后通常要在560℃的温度下回火三次，回火后的组织为（C）。
A.回火索氏体+少量残余奥氏体+碳化物；
B.回火屈氏体+少量残余奥氏体+碳化物；
C.回火马氏体+少量残余奥氏体+碳化物。
D.淬火马氏体+少量残余奥氏体+碳化物
6. Cr12MoV钢根据对红硬性要求的不同有两套淬火回火工艺方案，两套淬火回火的温度分别是（ A ）
A.960～1050℃淬火+250～270℃回火、1100～1150℃淬火+510～520℃回火
B.960～1050℃淬火+250～270℃回火、1100～1150℃淬火+250～270℃回火
C.960～1050℃淬火+510～520℃回火、1100～1150℃淬火+250～270℃回火
D.960～1050℃淬火+510～520℃回火、1100～1150℃淬火+510～520℃回火
7. 石墨呈团絮状分布在钢的基体上是（ B ）的组织特征 A.球墨铸铁 B.可锻铸铁 C.蠕墨铸铁 D.灰口铸铁
8. 下列材料中，红硬性最高的是（ A ） A.YG8 B.W18Cr4V C.T10 D.45
9. 1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13 是马氏体型不锈钢，其性能有（ C ）的变化规律。
A.硬度和耐蚀性依次增高
B.硬度依次降低，耐蚀性依次增高
C.硬度依次增高，耐蚀性依次降低
D.硬度和耐蚀性依次降低
10. 高速钢W18Cr4V制作刀具的最终热处理是（ C ）
A.1280±10℃淬火+180℃回火
B.Ac1以上30～50℃淬火+180℃回火
C.1280±10℃淬火+560℃回火
D.Ac1以上30～50℃淬火+560℃回火
11. ZL102是铸造铝合金，其铸造组织中有粗大针状的Si晶体，强度低，浇注前应向液态合金中加入（ B）
A.球化剂进行球化处理
B.复合钠盐进行变质处理
C.硅铁合金进行孕育处理
D.稀土镁进行调质处理
12. 以下黄铜又称弹壳黄铜的是（C ） A.H62 B.H80 C.H68 D.H90
13. 淬火后的铝合金其强度、硬度随时间延长而增加的现象叫（C ）
A.加工硬化
B.固溶强化
C.时效硬化
D.弥散强化
14. 常用的蠕墨铸铁的组织就是（ D）分布在钢的基体上
A.球状的石墨
B.团絮状的石墨
C.片状的石墨
D.蠕虫状的石墨
15. 常用的球墨铸铁的组织就是（A ）分布在钢的基体上
A.球状的石墨
B.团絮状的石墨
C.片状的石墨
D.蠕虫状的石墨
16. 可锻铸铁中石墨的形态为（ B） A.片状 B.团絮状 C.蠕虫状 D.球状
17. 石墨呈片状分布在钢的基体上是（A ）的组织特征。
A.灰口铸铁
B.蠕墨铸铁
C.可锻铸铁
D.球墨铸铁
18. 常用于制造热锻模的钢为（ A） A.5CrMnMo B.C12MoV C.9SiCr D.T12
19. 常用于制造冷作模具的钢为（B ） A.5CrMnMo B.C12MoV C.5CrNiMo D.YG8
20. T10 钢的碳的质量分数为（ B） A.0.1 % B.1.0 % C. 10 % D.0.01 %
21. 高速钢的红硬性取决于（B ）
A.马氏体的多少
B.淬火加热时溶于奥氏体中的合金元素的量
C.钢中的碳含量
D.钢中合金元素含量
22. 下列材料中，红硬性最高的是（ C） A.9SiCr B.W18Cr4V C.YG8 D.20CrMnTi
23. 下列材料中，红硬性最高的是（B ） A.T8 B.YG15 C.W18Cr4V D.20CrMnTi
24. 采用复合钠盐进行变质处理是（D ）合金强化的主要途经 A.形变铝合金 B.青铜 C.黄铜 D.铸造铝硅合金
25. 铝合金的时效强化效果与（ B）有关
A.时效温度
B.时效温度和时效时间
C. 时效时间
D.冷却方式
26. 0Cr18Ni9Ti钢中Ti元素的主要作用是（ C）
A.强化奥氏体
B.提高淬透性
C.防止晶间腐蚀
D.细化晶粒
27. 高锰耐磨钢适合制作（B ）的耐磨件
A.高温下使用
B.常温并有很大压力条件下使用
C.精度高需切削加工
D.高温并有很大压力条件下使用
28. （ C ），铸铁的石墨化倾向越大。
A. C、Si含量越低，冷速越慢
B.C、Si含量越低，冷速越快
C.C、Si含量越高，冷速越慢
D.C、Si含量越高，冷速越快
29. 粗加工前，为改善9SiCr钢切削加工性，应进行（ B ）
A.正火
B.球化退火
C..完全退火
D.扩散退火
30. 铝合金的固溶--时效强化的效果与（ B ）
A..时效温度无关
B.时效温度和时效时间都有关
C.只与时效温度有关
D. 时效时间无关
31. 球墨铸铁中石墨的形态为（），可制造（） ( D )
A.球状，曲轴、连杆
B.蠕虫状，热交换器
C.片状，床身、导轨
D.团絮状，管接头、阀门
32. 可锻铸铁中石墨的形态为（），可制造（）。 ( D )
A.球状，曲轴、连杆
B.蠕虫状，热交换器
C.片状，床身、导轨
D.团絮状，管接头、阀门
判断题（本大题共29小题）
1. W18Cr4V钢在560℃回火后获得的组织为回火索氏体错误
2. 在1100℃温度下，40钢和含碳量为4.0%的白口铸铁都能锻造错误
3. C、Si含量越高，冷速越慢，铸铁的石墨化倾向就越大正确
4. T10钢的碳的质量分数为1.0％。正确
5. 可以通过球化退火使普通灰口铸铁变成球墨铸铁。错误
6. 高锰钢加热到1000-1100℃,淬火后可获得单相马氏体组织。错误
7. 1Cr18Ni9钢是一种奥氏体不锈钢。正确
8. 5CrNiMo钢是合金结构钢。错误
9. T8钢的淬硬性和淬透性都比20MnVB钢低错误
10. 奥氏体型不锈钢可采用加工硬化提高强度正确
11. 高速钢既具有良好的淬透性，也具有良好的红硬性正确
12. 奥氏体型不锈钢的热处理是淬火后获得奥氏体，然后低温回火获得回火马氏体处理错误
13. 可锻铸铁在高温时可以进行锻造加工错误
14. 高速钢需反复锻造是因为硬度高不易成形错误
15. 18-4-1高速钢采用很高温度淬火，目的是使碳化物尽可能多地溶入A中，从而提高钢的红硬性正确
16. T12钢900℃淬火时比780℃淬火时残余奥氏体多正确
17. 灰口铸铁是不可以锻造的正确
18. 可锻铸铁是可以锻造的错误
19. 1Cr13、2Cr13、Cr12钢都是不锈钢错误
20. 0Cr18Ni9Ti的含碳量小于0.08% 正确
21. 高锰耐磨钢适合制作精度高且在高温下使用的耐磨件错误
22. 1Cr13钢是奥氏体不锈钢。错误
22. W18Cr4V钢是不锈钢。错误
24. 形变铝合金牌号中，字首用“LY”表示硬铝合金。正确
25. 铜合金牌号中，字首“H”表示青铜。错误
26. 形变铝合金牌号中，字首“LD”表示超硬铝合金。错误
27. 形变铝合金牌号中，字首“LD”表示锻铝合金。正确
28. 铜合金牌号中，字首“Q”表示青铜。正确
29. 普通黄铜是铜和锌组成的二元合金。正确
填空题（本大题共9小题）
1.高速工具钢经高温淬火加多次回火后，具有很高的（硬度和耐磨性）和较好的（红硬性）。
2.不锈钢按其金相显微组织不同，常用的有以下三类：（马氏体型不锈钢），（铁素体型不锈钢），奥氏体型不锈钢。
3.铸铁中常见的石墨形态有（片状）、（球状）、（蠕虫状）和团絮状。影响石墨化的主要因素有（化学成分）和（冷却速度）
4.高速钢W18Cr4V的含碳量为（0.7%-0.8% ），淬火加热温度一般取（1280±10℃），回火温度一般取（560℃），通常回火（三）次。
5.高锰钢的性能特点是：既具有高的（耐磨性），又具有高的（韧度）。
6.灰口铸铁根据石墨形态划分，有普通灰口铸铁，（球墨铸铁）、（可锻铸铁）和蠕墨铸铁四种；
其石墨形态分别为（片状）、（球状）、（团絮状）、（蠕虫状）。
7.常用的硬质合金刀片有（钨钴类）和钨钴钛类两种。
8.白口铁与常用的灰口铁区别在于组织中碳的存在形式不同，前者是以（石墨）形式存在，后者是以（渗碳体）的形式存在。
9.冲孔落料模用Cr12MoV制造，其中碳的含量是（＞1%），锻造之后切削加工之前进行的预先热处理是（球化退火），最终热处理是（淬火和低温回火）。
简答题（本大题共8小题）
1.试述下列零件进行时效处理的作用： a.形状复杂的大型铸件在500～600℃进行时效处理；
b.铝合金件淬火后于140℃进行时效处理；
c.GCr15钢制造的高精度丝杠于150℃进行时效处理。
【答案】：a：消除应力 b：时效硬化，提高强度 c:稳定化处理，提高尺寸的稳定性
2.简述固溶强化、弥散硬化、时效硬化产生的原因及它们之间的区别。
【答案】：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。
弥散强化：合金中以固溶体为主再有适量的金属间化合物弥散分布，会提高合金的强度、硬度及耐磨性，这种强化方式为弥散强化。
时效硬化：固溶处理后的金属强度和硬度随时效时间延长而显著升高的现象。
区别：尽管三者都是利用合金的组成相来强化合金，但固溶强化是通过产生晶格畸变，使位错运动阻力增大来强化合金；弥散强化是利用金属化合物本身的高强度和硬度来强化合金；时效硬化是通过时效过程中产生很多细小的过渡相，在这些过渡相周围产生很大的应力场，使合金中位错运动阻力增大来强化合金；三者相比，通过固溶强化得到的强度、硬度最低，但塑性、韧性最好，弥散强化得到的强度、硬度最高，但塑韧性最差，时效硬化介于两者之间。
3.1、W18Cr4V的Ac1约为820℃，若以一般工具钢Ac1+（30—50）℃的常规方法来确定其淬火加热温度，最终热处理后能否达到高速切削刀具所要求的性能？为什么？其实际淬火温度是多少？
【答案】：若以一般工具钢Ac1+30-50℃常规方法来确定W18Cr4V钢淬火加热温度，在最终热处理后不能达到高速切削刃具所要求的性能。因为若按常规方法来确定淬火加热温度，则合金碳化物不易溶解，不能满足在高速切削时刀具应保持红硬性、高耐磨性的要求。为使奥氏体得到足够的合金化，必须加热到远远大于Ac1的温度，既1280℃左右。18Cr4V钢刀具在正常淬火后都要进行560℃三次回火，这是为消除残余奥氏体。
4.生产球墨铸铁时加入球化剂和孕育剂的目的分别是什么？
【答案】：加入球化剂目的：使石墨呈球状析出。
加入孕育剂目的：为了避免白口，防止稀土镁球化剂的反石墨化影响，并使石墨球更加细小、更加圆整。
5.高速钢在空冷即可变硬，为什么还要进行淬火和三次高温回火？
【答案】：尽管高速钢中含有大量的合金元素，过冷奥氏体非常稳定，因而钢的淬透性很高，经空冷可获得马氏体组织。但高速钢的优越性只有在正确的淬火和回火后才能发挥出来。
淬火原因：高速钢中含有大量W、Mo、Cr、V的难溶碳化物，它们只有在1000℃以上才能分解并使合金元素充分溶于奥氏体中，以保证淬火、回火后获得高的热硬性，因此，高速钢的淬火加热温度非常高，一般为1280±10℃。高速钢淬火后的组织为淬火马氏体、合金碳化物和大量残余奥氏体。
回火目的：高速钢淬火后的回火是为了消除淬火应力，稳定组织，减少残余奥氏体的数量，达到所需要的性能。
高温回火原因：高速钢在500～600 ℃的温度内回火时，硬度上升并达到最高，这是因为从淬火马氏体中析出了一系列弥散分布的合金碳化物，使钢产生二次硬化现象的缘故。同时，在500～600 ℃之间，残余奥氏体压应力松弛，且析出了部分碳化物，使残余奥氏体中的合金元素含量减少，奥氏体稳定性降低，Ms点升高，致使这种合金贫化的残余奥氏体在回火后的冷却过程中转变成马氏体，使钢的硬度提高。
三次回火原因：虽然在回火过程中残余奥氏体可转变成马氏体，但高速钢淬火后残余奥氏体的数量很多，其质量分数为30%左右，经过一次回火难以将其完全转变为马氏体，而必须在560℃下经三次回火才能使之绝大部分转变为马氏体。实验表明，每次回火后残余奥氏体剩余的质量分数依次为15%～18%、3%～5%、1%～2%。
6.T9和9SiCr钢都属于工具钢，含碳量基本相同，它们在使用上有什么不同？下列工具应分别选用它们中的哪一种？机用丝锥，木工刨刀，钳工锯条，铰刀，钳工量具。
答：T9和9SiCr钢都属于工具钢，含碳量基本相同，但9SiCr因含有合金元素Si和Cr，提高了该钢的淬透性和回火稳定性，红硬性比T9钢高。因此在使用上，T9钢主要用于制造刃部受热不高的手用工具或低速、小走刀量的机用工具。9SiCr 钢则主要用于制造刃部受热稍高的机用工具和各种薄刃刀具。
机用丝锥: 9SiCr 木工刨刀：T9 钳工锯条：T9 铰刀： 9SiCr 钳工量具：T9
7.在不锈钢中加入Cr有什么作用？其含量有何要求？Cr的质量分数为12%的Cr12MoV钢是否属于不锈钢？为什么？
【答案】：
在不锈钢中加入Cr的作用：（1）提高基体电极电位，使原电池电位差减小；（2）缩小A区，以形成单相F；（3）在钢的表面形成钝化膜
其含量的要求：wCr＞11.7%可使基体电极电位由-0.56V跃升到+0.2V；wCr＞12.7%才能形成单相F
Cr的质量分数为12%的Cr12MoV钢不是不锈钢。因为该钢的wC＞1%，与Cr形成碳化物，大大降低了Cr的含量。
8.高锰钢为什么既耐磨又有很好的韧度？高锰钢在什么使用条件下才能够耐磨？
【答案】：
因为高锰钢经水韧处理后可获得均匀的过饱和单相A，其强度、硬度不高，而塑性、韧度却很好，但是当它受到剧烈冲击或较大压力作用时，表面层将迅速产生加工硬化，A将受形变诱发转变为M，同时还有ε碳化物析出，表面硬度可达52-56HRC，耐磨性显著提高，而心部仍然是A，具有很好的韧度。
高锰钢的使用条件：高锰钢只有在强烈冲击和磨损条件下工作，才能显示出高的耐磨性。
分析题（本大题共6小题）
1.拟用T10A钢制造铣刀,其工艺过程如下：下料→锻造→热处理1→机加工→热处理2→精加工。
请写出各热处理工序的名称和作用
【答案】：热处理1：球化退火。目的是降低硬度，以利切削加工，改善组织为淬火做组织准备。
热处理2：淬火+低温回火。目的是获得高碳回火马氏体+细粒状碳化物的组织，提高硬度（＞60HRC）和耐磨性。
2.盘形齿轮铣刀通常用W18Cr4V钢制造，试问：（1）W18Cr4V含碳量为多少？合金元素的平均含量及其作用是什么？（2）试制定其正确的热处理工艺（画出热处理工艺曲线），并加以分析。
【答案】：（1）含碳量：0.7%～0.8%
各合金元素的含量及作用：
W：18%，提高红硬性 Cr：4%，提高淬透性 V：1%，细化晶粒，提高强韧性
（2）预先热处理工艺曲线如下：
最终热处理工艺曲线如下：
分析：
高速钢锻造后的预先热处理一般也是采用等温退火工艺，其目的不仅是降低硬度，消除应力，以改善切削加工性能，而且也为以后淬火作组织上的准备。退火后的组织为索氏体和均匀细小的粒状碳化物，其硬度为207～255HBS。
高速钢中含有大量W、Mo、Cr、V的难溶碳化物，它们只有在1000℃以上才能分解并使合金元素充分溶于奥氏体中，以保证淬火、回火后获得高的热硬性，因此，高速钢的淬火加热温度非常高，一般为1280±10℃。高速钢淬火后的组织为淬火马氏体、合金碳化物和大量残余奥氏体。高速钢淬火后还必须进行回火以消除淬火应力，稳定组织，减少残余奥氏体的数量，达到所需要的性能。高速钢在500～600 ℃的温度内回火时，硬度上升并达到最高，这是因为从淬火马氏体中析出了一系列弥散分布的合金碳化物，使钢产生二次硬化现象的缘故。同时，在500～600 ℃之间，残余奥氏体压应力松弛，且析出了部分碳化物，使残余奥氏体中的合金元素含量减少，奥氏体稳定性降低，Ms点升高，致使这种合金贫化的残余奥氏体在回火后的冷却过程中转变成马氏体，使钢的硬度提高。由于高速钢淬火后残余奥氏体的数量很多，其质量分数为30%左右，经过一次回火难以将其完全转变为马氏体，而必须在560℃下经三次回火才能使之绝大部分转变为马氏体。实验表明，每次回火后残余奥氏体剩余的质量分数依次为15%～18%、3%～5%、1%～2%。
3.选用 W18Cr4V钢制造盘形齿轮铣刀，试分析：（1）钢中碳和合金元素的含量；（2）画出最终热处理（淬火回火）的工艺曲线，进行淬火回火工艺分析，指出所获得的组织；（3）根据工序正确安排生产过程的工艺路线。
机加工下料锻造磨削退火淬火多次回火喷丸
【答案】：（1）钢中碳和合金元素的含量：C：0.7%～0.8% ；W：18% ；Cr：4%；V：1%
（2）最终热处理（淬火回火）的工艺曲线如下：
淬火回火工艺分析及所获得的组织：
高速钢的淬火加热温度非常高，一般为1280±10℃。原因：高速钢中含有大量W、Mo、Cr、V的难溶碳化物，它们只有在1000℃以上才能分解并使合金元素充分溶于奥氏体中，以保证淬火、回火后获得高的热硬性。高速钢淬火后的组织为淬火马氏体、合金碳化物和大量残余奥氏体560℃三次回火。回火目的：高速钢淬火后的回火是为了消除淬火应力，稳定组织，减少残余奥氏体的数量，达到所需要的性能。高温回火原因：高速钢在500～600 ℃的温度内回火时，硬度上升并达到最高，这是因为从淬火马氏体中析出了一系列弥散分布的合金碳化物，使钢产生二次硬化现象的缘故。同时，在500～600 ℃之间，残余奥氏体压应力松弛，且析出了部分碳化物，使残余奥氏体中的合金元素含量减少，奥氏体稳定性降低，Ms点升高，致使这种合金贫化的残余奥氏体在回火后的冷却过程中转变成马氏体，使钢的硬度提高。三次回火原因：虽然在回火过程中残余奥氏体可转变成马氏体，但高速钢淬火后残余奥氏体的数量很多，其质量分数为30%左右，经过一次回火难以将其完全转变为马氏体，而必须在560℃下经三次回火才能使之绝大部分转变为马氏体。实验表明，每次回火后残余奥氏体剩余的质量分数依次为15%～18%、3%～5%、1%～2%。
（3）根据工序正确安排生产过程的工艺路线。
下料——锻造——退火——机加工——淬火多次回火——喷丸——磨削
4. 盘形铣刀通常用W18Cr4V钢制造，试问：
1）W18Cr4V含碳量为多少？ 2）各合金元素的作用是什么?
3）其生产工艺路线为下料—锻造—粗加工—预先热处理—半精加工—最终热处理—精加工，写出各热处理的工艺名称
4）说明最终热处理所得组织及性能特点。
【答案】：1）W18Cr4V含碳量：0.7%～0.8%
2）各合金元素的作用：
W：提高红硬性 Cr：提高淬透性 V：细化晶粒，提高强韧性
3）预先热处理：等温球化退火最终热处理：淬火+三次高温回火
4）最终热处理的所得组织：回火马氏体、合金碳化物和残余奥氏体
性能特点：提高钢的硬度、耐磨性和红硬性
5.用W18Cr4V钢制造盘形铣刀，试分析其碳及各合金元素的含量、在钢中的作用（10分），画出最终热处理（淬火回火）的工艺曲线（5分）
【答案】：1）W18Cr4V含碳量：0.7%～0.8%
2）各合金元素的含量及作用：
W：18%，提高红硬性 Cr：4%，提高淬透性 V：1%，细化晶粒，提高强韧性
3）最终热处理工艺曲线如下：
6.指出高速钢W18Cr4V中碳及各合金元素的含量（5分），画出最终热处理（淬火回火）的工艺曲线（5分），说明为什么要进行560℃的三次回火（5分）。
【答案】：1）W18Cr4V碳及各合金元素的含量：
C：0.7%～0.8% ；W：18% ；Cr：4%；V：1%
2）最终热处理工艺曲线如下：
3）进行560℃的三次回火原因：
560℃回火原因：高速钢在500～600 ℃的温度内回火时，硬度上升并达到最高，这是因为从淬火马氏体中析出了一系列弥散分布的合金碳化物，使钢产生二次硬化现象的缘故。同时，在500～600 ℃之间，残余奥氏体压应力松弛，且析出了部分碳化物，使残余奥氏体中的合金元素含量减少，奥氏体稳定性降低，Ms点升高，致使这种合金贫化的残余奥氏体在回火后的冷却过程中转变成马氏体，使钢的硬度提高。
三次回火原因：虽然在回火过程中残余奥氏体可转变成马氏体，但高速钢淬火后残余奥氏体的数量很多，其质量分数为30%左右，经过一次回火难以将其完全转变为马氏体，而必须在560℃下经三次回火才能使之绝大部分转变为马氏体。实验表明，每次回火后残余奥氏体剩余的质量分数依次为15%～18%、3%～5%、1%～2%。
材料分类（本大题共16小题）
1.试说明下列牌号的名称。
1Cr18Ni9、2Cr13、ZGMn13-1、4Cr9si12、H59、ZQSn10、QBe2、ZChSnSb11-6、LF21、LC6、ZL102、5CrMnMo 、9siCr
【答案】：
1Cr18Ni9：奥氏体不锈钢 2Cr13：马氏体不锈钢 ZGMn13-1：耐磨钢
4Cr9si2：耐热钢 H 59：黄铜 ZQSn10：铸造锡青铜 QBe2：铍青铜
ZChSnSb11-6：滑动轴承合金 LF21：防锈铝 LC6：超硬铝 ZL102：铸铝
5CrMnMo：热作模具钢 9siCr：低合金刃具钢
2.合金分类
Cr12Mo、1Cr18NiTi、HT200、YT15、Q235、LF5、T8、20CrMnTi、38CrMoAl、W18Cr4V、GCr15、LD5、Y20、ZG200-400、ZL101、65Mn、45、ZChSnSb11-6、40Cr、5CrMnMo、LY12、KTZ550-4、H68、QSn4-3、TA3、ZGMn13、QT600-2、ZChPbSb16-16-2、RuT420、LC4、YG6、TC3、T1
【答】（1）普通碳素结构钢：Q235 （2）优质碳素结构钢：45
（3）碳素工具钢：T8 （4）碳素铸钢：ZG200-400
（5）易切削钢：Y20 （6）合金渗碳钢：20CrMnTi
（7）合金调质钢：38CrMoAl 40Cr （8）弹簧钢：65Mn
（9）滚动轴承钢：GCr15 （10）滑动轴承钢：ZChSnSb11-6 ZChPbSb16-16-2
（11）高速钢：W18Cr4V （12）冷作模具钢：Cr12Mo
（13）热作模具钢：5CrMnMo （14）属于不锈钢的有：1Cr18NiTi
（15）属于耐磨钢的有：ZGMn13 （16）属于铸铁的有：HT200 KTZ550-4 QT600-2 RuT420
（17）属于铜合金的有：H68 QSn4-3 T1 （18）属于铝合金的有：LF5 LD5 ZL101 LY12 LC4
（19）属于钛合金的有：TA3 TC3 （20）属于硬质合金的有：YT15 YG6
3.合金分类：
4Cr5MoSiV、LF5、KTH300-6、2Cr13、HT250、Q255、QSn4-3、W6Mo5Cr4V2、ZG270-500、60Si2Mn、45、40Cr 、YT15、ZGMn13 【答】碳素结构钢: Q275 优质碳素结构钢: 45 耐磨钢: ZGMn13
碳素铸钢: ZG270-500 高速钢: W6Mo5Cr4V2 硬质合金: YT15
合金调质钢: 40Cr 合金弹簧钢: 60Si2Mn 铸铁: KTH300-6 HT250
铜合金: QSn4-3 铝合金: LF5 热作模具钢: 4Cr5MoSiV
不锈钢: 2Cr13
4.合金分类：
40MnB、ZL201、1Cr18Ni9、HT300、Q275、T10、20Cr、ZChPbSb16-16-2、QT600-2、ZGMn13、60Mn、LC4、GCr15SiMn、Y12Pb、ZG200-400、40、3Cr2W8V、HSn62-1
【答案】
碳素结构钢: Q275 优质碳素结构钢: 40 碳素工具钢: T10 碳素铸钢: ZG200-400 易切削钢: Y12Pb 合金渗碳钢: 20Cr
合金调质钢: 40MnB 合金弹簧钢: 60Mn 滚动轴承钢: GCr15SiMn
耐磨钢: ZGMn13 滑动轴承合金: ZChPbSb16-16-2 热作模具钢: 3Cr2W8V
不锈钢: 1Cr18Ni9 铸铁: HT300 QT600-2 铝合金: ZL201 LC4 铜合金: HSn62-1
5.指出下列材料的种类、钢的含碳量及主要元素的含量（2分×10＝20分）
Cr12MoV、40Cr、9SiCr、65Mn、20CrMnTi、T8、5CrMnMo、W18Cr4V、1Cr18NiTi、ZGMn13
【答案】
Cr12MoV：冷作模具钢，ωc＞1%，ωCr=12%，ωMo＜1.5%，ωV＜1.5%
40Cr：合金调质钢，ωc=0.4%，ωCr＜1.5%
9SiCr：低合金刃具钢，ωc=0.9%，ωSi＜1.5%，ωCr＜1.5%
65Mn：合金弹簧钢，ωc=0.65%，ωMn＜1.5%
20CrMnTi：合金渗碳钢，ωc=0.2%，ωCr＜1.5%，ωMn＜1.5%，ωTi＜1.5%
T8：碳素工具钢，ωc=0.8%
5CrMnMo：热作模具钢，ωc=0.5%，ωCr＜1.5%，ωMn＜1.5%，ωMo＜1.5%
W18Cr4V：高速钢，ωc=0.7-0.8%，ωW=18%，ωCr=4%，ωV＜1.5%
1Cr18Ni9Ti：奥氏体不锈钢，ωc=0.1%，ωCr=18%，ωNi=9%，ωTi＜1.5%
ZGMn13：耐磨钢，ωc＞1%，ωMn=13%
6.指出下列材料牌号的含义（2分×10＝20分）
CrWMn、GCr15、40Cr、HT200、38CrMoAl、45、Q335、Y20、ZGMn13、16Mn
【答案】
CrWMn：低合金刃具钢，ωc＞1%，ωCr＜1.5%，ωW＜1.5% ，ωMn＜1.5%
GCr15：滚动轴承钢，ωc=0.9-1.05%，ωCr=1.5%
40Cr：合金调质钢，ωc=0.4%，ωCr＜1.5%
HT200：灰口铸铁，最低抗拉强度为200MPa
38CrMoAl：氮化钢，ωc=0.38%，ωCr＜1.5% ，ωMo＜1.5% ，ωAl＜1.5%
45：优质碳素结构钢，ωc=0.45%
Q335：普通碳素结构钢，屈服强度为235MPa
Y20、易切削钢，ωc=0.2%
ZGMn13：耐磨钢，ωc＞1%，ωMn=13%
16Mn：低合金结构钢，ωc=0.16%，ωMn＜1.5%
7.下面给出了一些材料的牌号和用途，试进行正确选择（11分）
T12、 Q235、60Si2Mn、20CrMnTi、Cr12、W18Cr4V、1Cr18NiTi、HT200、5CrMnMo、LD5、H68
【答案】
可作螺栓、螺母的材料有：Q235 可作锉刀、丝锥的材料有：T12
可作冷作模具的材料有：Cr12 可作热作模具的材料有：5CrMnMo
可作机床床身的材料有：HT200 可作高速刀具的材料有：W18Cr4V
可作机车板簧的材料有：60Si2Mn 可作不锈耐酸钢的材料有： 1Cr18NiTi
常用作汽车齿轮的材料有：20CrMnTi 属于铝合金的有： LD5
属于铜合金的有： H68
8.材料分类（16分）
Cr12MoV、HT150、Q215、T12、20CrMnTi、W18Cr4V、GCr15、ZG270-500、H68、60Si2Mn、40、40Cr、5CrMnMo、LF21、QBe2、QT600-2
【答案】
普通碳素结构钢：Q215 优质碳素结构钢： 40 碳素工具钢：T12
碳素铸钢：ZG270-500 合金渗碳钢：20CrMnTi 合金调质钢：40Cr
弹簧钢：60Si2Mn 滚动轴承钢：GCr15 高速钢：W18Cr4V
冷作模具钢：Cr12MoV 热作模具钢：5CrMnMo 铸铁：HT150 QT60
铝合金：LF21 铜合金：H68 QBe2
9.合金分类（20个×0.5分=10分）
5CrNiMo、LC4、Cr12MoV、1Cr13、HT250、20CrMnTi、W6Mo5Cr4V2、GCr9、H62、65Mn、45、40Cr、15、ZL102、 W18Cr4V、QT450-10、38CrMoAl、60Si2Mn、GCr15、QSn10-2、
【答案】
（1）不锈钢: 1Cr13 （6）渗碳钢: 20CrMnTi
（2）调质钢: 45 40Cr 15 （7）热作模具钢: 5CrNiMo
（3）冷作模具钢: Cr12MoV （8）弹簧钢: 65Mn 60Si2Mn
（4）铸铁: HT250 QT450-10 （9）滚动轴承钢: GCr9 GCr15
（5）铝合金: LC4 ZL102 （10）高速钢: W6Mo5Cr4V2 W18Cr4V
（11）渗氮钢：38CrMoAl （12）铜合金: H62 QSn10-2
10.指出下列钢种的类别，并说明钢种的含碳量、合金元素含量及作用。（16分）
(1)T12A（2分）；(2)40MnB（4分）；(3)20（2分）；(4) W18Cr4V（8分）
【答案】
(1)T12A：碳素工具钢，ωc=1.2%
(2)40MnB：合金调质钢，ωc=0.4%，ωMn<1.5% ，ωB<1.5%
(3)20：优质碳素结构钢，ωc=0.2%
(4) W18Cr4V：高速钢，ωc=0.7～0.8%，ωW=18%，提高钢的红硬性；ωCr=4%，提高钢的淬透性；ωV<1.5%，细化晶粒，提高钢的强韧性
11.下面给出了一些材料的牌号，试根据要求分类：（20分）
45、65Mn、T10、20CrMnTi、40Cr、Cr12Mo、W18Cr4V、5CrMnMo、 GCr15 60Si2Mn
【答案】
可作汽车齿轮的材料有：20CrMnTi 可作高速刀具的材料有：W18Cr4V
可作汽车弹簧的材料有：65Mn 60Si2Mn 常用作轴类零件的材料有：45 40Cr
可作木工锯条的材料有：T10 可作冷作模具的材料有：Cr12Mo
可作热作模具的材料有：5CrMnMo 可作滚动轴承的材料有：GCr15
12.识别下列各钢的种类,并说明牌号含义：（16分）
①Q235；②3Cr13；③GCr15；④T12；⑤60Si2Mn；⑥9SiCr；⑦H68；⑧Y20
【答案】
①Q235：屈服强度为235MPa的普通碳素结构钢
②3Cr13：平均含碳量为0.3%的马氏体不锈钢
③GCr15：含Cr量为1.5%的滚动轴承钢
④T12：平均含碳量为1.2%的碳素工具钢
⑤60Si2Mn：平均含碳量为0.6%的合金弹簧钢
⑥9SiCr：平均含碳量为0.9%的低合金刃具钢
⑦H68：铜的质量分数为68%的普通黄铜
⑧Y20：平均含碳量为0.2%的易切削钢
13.合金分类
5CrMnMo、ZL102、Cr12、1Cr17、HT200、Q215、T12、20CrMnTi、ZChSnSb11-6、QT700-2、38CrMoAl、60Si2Mn、W18Cr4V、LD5、GCr15、Y20、ZG270-500、H62、45、40Cr
【答案】
碳素结构钢: Q215 优质碳素结构钢: 45 碳素工具钢: T12
碳素铸钢: ZG270-500 易切削钢: Y20 合金渗碳钢: 20CrMnTi
合金调质钢: 40Cr 合金弹簧钢: 60Si2Mn 滚动轴承钢: GCr15
高速钢: W18Cr4V 冷作模具钢: Cr12 热作模具钢: 5CrMnMo
不锈钢: 1Cr17 铸铁: HT200 QT700-2 铝合金: ZL102 LD5
铜合金: H62 滑动轴承钢： ZChSnSb11-6 渗氮钢：38CrMoAl
14.合金分类
5CrNiMo、H68、LC4、Cr12MoV、KTZ450-06、1Cr13、HT250、ZGMn13、Q195、T8、20Cr、ZChPbSb16-16-2、W6Mo5Cr4V2、GCr15、Y12、ZG270-500、HSn62-1、65Mn、45、40Cr
【答案】
碳素结构钢: Q195 优质碳素结构钢: 45 碳素工具钢: T8
碳素铸钢: ZG270-500 易切削钢: Y12 合金渗碳钢: 20Cr
合金调质钢: 40Cr 合金弹簧钢: 65Mn 滚动轴承钢: GCr15
高速钢: W6Mo5Cr4V2 冷作模具钢: Cr12MoV 热作模具钢: 5CrNiMo
不锈钢: 1Cr13 铸铁: KTZ450-06 HT250 铝合金: LC4
铜合金: H68 HSn62-1 滑动轴承合金：ZChPbSb16-16-2 耐磨钢：ZGMn13
15.下面给出了一些材料的牌号，试根据要求分类：（20分）
Q195、45、65Mn、T12、20CrMnTi、40Cr、Cr12MoV、W18Cr4V、ZCHSnSb11-6、0Cr18Ni9、HT200、ZGMn13、5CrNiMo、QT700-2、LF11、LD5、H68、QSn4-3、3Cr13、KTZ450-5
【答案】
碳素结构钢：Q195 渗碳钢：20CrMnTi 高速钢：W18Cr4V
弹簧钢：65Mn 奥氏体型不锈钢：0Cr18Ni9 合金调质钢：40Cr
碳素工具钢：T12 合金冷作模具钢：Cr12MoV 热作模具钢：5CrNiMo 灰铸铁：HT200 铝合金：LF11 LD5 铜合金：H68 QSn4-3
优质碳素结构钢：Q195 球墨铸铁：QT700-2 轴承合金：ZCHSnSb11-6 高锰钢：ZGMn13 马氏体型不锈钢：3Cr13 可锻铸铁：KTZ450-5
16.指出下列牌号的材料类型，并指出钢的大致含碳量（18分）
QSn4-3、LC4、T8、20CrMnTi、38CrMoAl、W6Mo5Cr4V2、GCr15、Y20、HT250、H68、ZChSnSb11-6、QT700-2
【答案】
QSn4-3：青铜 LC4：超硬铝 T8：碳素工具钢，ωc=0.8% 20CrMnTi：合金渗碳钢，ωc=0.2%
38CrMoAl：氮化钢，ωc=0.38% W6Mo5Cr4V2：高速钢，ωc=0.8%～0.9%
GCr15：滚动轴承钢，ωc=0.9%～1.05% Y20：易切削钢，ωc=0.2%
HT250：灰铁 H68：黄铜 ZChSnSb11-6：滑动轴承合金 QT700-2：球铁
第五章钢的热处理 一、名词解释 奥氏体化、本质晶粒度、马氏体、珠光体、贝氏体、退火、球化退火、正火、淬火、等温淬火、淬透性、淬硬性、回火、回火脆性、调质处理、表面淬火、化学热处理 二、填空题 1.共析钢加热时，其奥氏体化过程由________ 、________ 、________、________ 等4个步骤组成。 3.钢的淬透性越高，则其C曲线的位置越________，临界冷却速度越________。 4.钢的热处理工艺是由________、________、________ 3个阶段组成。热处理的特点是只改变工件的________，而不改变其________。 5.当钢完全奥氏体化后冷却转变为马氏体时，奥氏体中的含碳量越高，则Ms点越________ ，转变后的残余奥氏体量越________。 6.在过冷奥氏体等温转变产物中，珠光体与屈氏体的主要相同点是________，不同点是________。 7.在碳钢中，共析钢的临界冷却速度比亚共析钢和过共析钢的临界冷却速度都________。 8.淬火钢进行回火的目的是________，回火温度越高，钢的强度与硬度越________。 9.球化退火的主要目的是________、________，它主要适用于________ 钢。 10.亚共析钢的淬火温度为________，过共析钢的淬火温度为________。 11.索氏体和回火索氏体在形态上的区别为：________________；在性能上的区别为：________________。 12.马氏体和回火马氏体在性能上的区别为：________________。 13.马氏体的硬度取决于_______ 。 14.用T10钢制造车刀，其工艺路线为：下料→锻造→预备热处理（________ + ________）→机加工→最终热处理（________ + ________）→磨加工。（请在横线上填入相应热处理工艺的名称） 15.在三束表面改性技术中，三束是指________束、________束和________束。 三、选择题
第1章机械工程材料基本知识 1.1 金属材料的力学性能 任何机械零件或工具，在使用过程中，往往要受到各种形式外力的作用。如起重机上的钢索，受到悬吊物拉力的作用；柴油机上的连杆，在传递动力时，不仅受到拉力的作用，而且还受到冲击力的作用；轴类零件要受到弯矩、扭力的作用等等。这就要求金属材料必须具有一种承受机械荷而不超过许可变形或不破坏的能力。这种能力就是材料的力学性能。金属表现来的诸如弹性、强度、硬度、塑性和韧性等特征就是用来衡量金属材料材料在外力作用下表现出力学性能的指标。 1.1.1 强度 强度是指金属材料在静载荷作用下抵抗变形和断裂的能力。强度指标一般用单位面积所承受的载荷即力表示，符号为σ，单位为MPa。 工程中常用的强度指标有屈服强度和抗拉强度。屈服强度是指金属材料在外力作用下，产生屈服现象时的应力，或开始出现塑性变形时的最低应力值，用σs 表示。抗拉强度是指金属材料在拉力的作用下，被拉断前所能承受的最大应力值，用σb表示。 对于大多数机械零件，工作时不允许产生塑性变形，所以屈服强度是零件强度设计的依据；对于因断裂而失效的零件，而用抗拉强度作为其强度设计的依据。 1.1.2 塑性 塑性是指金属材料在外力作用下产生塑性变形而不断裂的能力。 工程中常用的塑性指标有伸长率和断面收缩率。伸长率指试样拉断后的伸长量与原来长度之比的百分率，用符号δ表示。断面收缩率指试样拉断后，断面缩小的面积与原来截面积之比，用 表示。 伸长率和断面收缩率越大，其塑性越好；反之，塑性越差。良好的塑性是金属材料进行压力加工的必要条件，也是保证机械零件工作安全，不发生突然脆断的必要条件。 1.1.3 硬度
机械工程课后答案 第一章 1、什么是黑色金属什么是有色金属 答：铁及铁合金称为黑色金属，即钢铁材料；黑色金属以外的所有金属及其合金称为有的金属。 2、碳钢，合金钢是怎样分类的 答：按化学成分分类；碳钢是指含碳量在%——%之间，并含有少量的硅、锰、硫、磷等杂质的铁碳合金。 3、铸铁材料是怎样分类的应用是怎样选择 答：铸铁根据石墨的形态进行分类，铸铁中石墨的形态有片状、团絮状、球状、蠕虫状四种，对应为灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁和蠕墨铸铁。 4、陶瓷材料是怎样分类的 答：陶瓷材料分为传统陶瓷、特种陶瓷和金属陶瓷三种。 5、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各有什么特点α -Fe，γ-Fe，Al，Cu，Ni，Pb，Cr，V，Mg，Zn各属何种金属结构 答：体心晶格立方，晶格常数a=b=c，α-Fe，Cr，V。面心晶格立方，晶格常数a=b=c，γ-Fe，Ni，Al，Cu，Pb。密排六方晶格，Mg，Zn。 6、实际金属晶体中存在哪些缺陷它们对性能有什么影响 答：点缺陷、破坏了原子的平衡状态，使晶格发生扭曲，从而引起性能变化，是金属的电阻率增加，强度、硬度升高，塑性、韧性下降。 线缺陷（位错）、少量位错时，金属的屈服强度很高，当含有一定量位错时，强度降低。当进行形变加工时，位错密度增加，屈服强度增高。 面缺陷（晶界、亚晶界）、晶界越多，晶粒越细，金属的塑性变形能力越大，塑性越好。 7、固溶体有哪些类型什么是固溶强化 答：间隙固溶体、置换固溶体。由于溶质元素原子的溶入，使晶格发生畸变，使之塑性变形抗力增大，因而较纯金属具有更高的强度、硬度，即固溶强化作用。 第二章
1、在什么条件下，布氏硬度实验比洛氏硬度实验好 答：布氏硬度实验主要用于硬度较低的退火钢、正火钢、调试刚、铸铁、有色金属及轴承合金等的原料和半成品的测量，不适合测定薄件以及成品。洛氏硬度实验可用于成品及薄件的实验。 2、σ的意义是什么能在拉伸图上画出来吗 答：表示对于没有明显屈服极限的塑性材料，可以将产生%塑性应变时的应变作为屈服指标，即为条件屈服极限。 3、什么是金属的疲劳金属疲劳断裂是怎样产生的疲劳破坏有哪些特点如何提高零件的疲劳强度 答：金属在反复交变的外力作用下强度要比在不变的外力作用下小得多，即金属疲劳； 疲劳断裂是指在交变载荷作用下，零件经过较长时间工作或多次应力循环后所发生的断裂现象； 疲劳断裂的特点：引起疲劳断裂的应力很低，常常低于静载下的屈服强度； 断裂时无明显的宏观塑性变形，无预兆而是突然的发生；疲劳断口能清楚的显示出裂纹的形成、扩展和最后断裂三个阶段； 提高疲劳强度：改善零件的结构形状，避免应力集中，降低零件表面粗糙度值以及采取各种表面强化处理如喷丸处理，表面淬火及化学热处理等。 4、韧性的含义是什么αk有何实际意义 答：材料在塑性变形和断裂的全过程中吸收能量的能力，称为材料的韧性；冲击韧度αk表示材料在冲击载荷作用下抵抗变形和断裂的能力，αk值的大小表示材料的韧性好坏。一般把αk值低的材料称为脆性材料，αk值高的材料称为韧性材料。 5、何谓低应力脆断金属为什么会发生低应力脆断低应力脆断的抗力指标是什么答：低应力脆断是在应力作用下，裂纹发生的扩展，当裂纹扩展到一定临界尺寸时，裂纹发生失稳扩展（即自动迅速扩展），造成构件的突然断裂；抗力指标为断裂韧性（P43） 6、一紧固螺栓使用后有塑性变形,试分析材料的那些性能指标没有达到要求 答：钢材的屈服强度未达到要求。 第三章 1、分析纯金属的冷却曲线中出现“平台”的原因 答：液态金属开始结晶时，由于结晶潜热的放出，补偿了冷却时散失的热量，
第一章机械工程材料（金属材料） 一、简答 1.说明金属材料强度、硬度、塑性、韧性的含义，并区分下列性能指标的符号：σS、σb、HB、HRC、δ、Ψ、ak。 答：HB：_；ak：_；δ：_；σs：_；σb：_；Ψ：_；HRC：_ 2.什么是碳素钢？什么是铸铁？铸铁中根据石墨形态不同又可分为哪几种？ 答：碳素钢：。 铸铁：。 3.根据碳含量的不同，碳素钢可分成哪几种，各自的用途如何？ 答：低碳钢：中碳钢：。高碳钢：。 二、填空 1.指出下列材料牌号的意义 材料牌号牌号的意义 Q235—A?F： 1Cr13： T10A： 45 ： HT150 ： KT300—06 ： QT600—02 ： 55Si2Mn ： W18Cr4V ： CrWMn ： GCr15 ： 2.根据使用性能，工艺性能和经济性，从上表材料中选取制造下列的材料:车床光杠——，手工锯条——，铣床床身——，切削车刀——。 3.何谓热处理？何谓调质处理？ 热处理：——。 调质处理：——。 4.用工艺曲线表示淬火、正火、退火、回火。 5.金属材料的力学性能是指金属材料在外力作用下所表现的机械能力，他包括——，——，——，——等几个方面。 第二章铸造 一、填空 1.型砂、芯砂的主要性能有：——，——，——，——。 2.在制作模型和型盒时应考虑：——，——，——，——，——，——。 3.型芯头是：——。 4.常用的手工造型方法有：——，——，——，——，——。常用的特种铸造方法有：——，
——，——，——，——，——，——。 5.填写下表铸造生产的工艺过程。 二、简答 1.什么是铸造，生产特点及应用? 答：——。 生产特点：——。 应用：——。 2.常见的铸件缺陷（列举至少8种）。 答：——。 3.指出下列铸造件的结构工艺设计不合理之处，画出修改图,并说明理由？ 4.写出右图所示套筒铸件的分模造型工艺过程和所使用的工具？ 答：——。 第三章锻造 锻造 一、填空 1.压力加工的主要变形方式有——，——，——，——，——。 2.自由锻基本工序有——，——，——，——，——，——，——。 3.镦粗时——和——之比为锻造比。 二、简答 1.锻造前为什么要对坯料进行加热，同时产生哪些缺陷？ 答：—— 2.什么是延伸，冲孔，它们各适合锻造哪类零件？ 答：—— 3.什么是始锻温度和终锻温度?低碳钢、中碳钢的始锻、终锻温度各是多少？答：—— 4.指出下列锻造件的结构工艺设计不合理之处，画出修改图,并说明理由？ 冲压 一、填空 1.冲压基本工序分两大部分：分离工序，如——，——；变形工序，如——，——。 2.冲模的结构，它可分为——和——。 3.压力可分为——，——，——。 4.冲压具有——，——，——，——及——的特点。 5.冲压易于——和——。
第五章其他金属材料 单选题（本大题共32小题） 1. 欲要提高18－8型铬镍不锈钢的强度，主要是通过（C）。 A.时效强化方法 B.固溶强化方法 C.冷加工硬化方法 D.马氏体强化方法 2. 淬火加时效处理是（A）合金强化的主要途经。 A.形变铝合金 B.铸造铝合金 C.黄铜 D.青铜 3. 以下黄铜又称商业黄铜的是（B） A.H90 B.H62 C.H68 D.H80 4. 常用的灰口铸铁的组织就是（C）分布在钢的基体上。 A.球状的石墨 B.团絮状的石墨 C.片状的石墨 D.蠕虫状石墨 5. 高速钢淬火后通常要在560℃的温度下回火三次，回火后的组织为（C）。 A.回火索氏体+少量残余奥氏体+碳化物； B.回火屈氏体+少量残余奥氏体+碳化物； C.回火马氏体+少量残余奥氏体+碳化物。 D.淬火马氏体+少量残余奥氏体+碳化物 6. Cr12MoV钢根据对红硬性要求的不同有两套淬火回火工艺方案，两套淬火回火的温度分别是（ A ） A.960～1050℃淬火+250～270℃回火、1100～1150℃淬火+510～520℃回火 B.960～1050℃淬火+250～270℃回火、1100～1150℃淬火+250～270℃回火 C.960～1050℃淬火+510～520℃回火、1100～1150℃淬火+250～270℃回火 D.960～1050℃淬火+510～520℃回火、1100～1150℃淬火+510～520℃回火 7. 石墨呈团絮状分布在钢的基体上是（ B ）的组织特征 A.球墨铸铁 B.可锻铸铁 C.蠕墨铸铁 D.灰口铸铁 8. 下列材料中，红硬性最高的是（ A ） A.YG8 B.W18Cr4V C.T10 D.45 9. 1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13 是马氏体型不锈钢，其性能有（ C ）的变化规律。 A.硬度和耐蚀性依次增高 B.硬度依次降低，耐蚀性依次增高 C.硬度依次增高，耐蚀性依次降低 D.硬度和耐蚀性依次降低 10. 高速钢W18Cr4V制作刀具的最终热处理是（ C ） A.1280±10℃淬火+180℃回火 B.Ac1以上30～50℃淬火+180℃回火 C.1280±10℃淬火+560℃回火 D.Ac1以上30～50℃淬火+560℃回火 11. ZL102是铸造铝合金，其铸造组织中有粗大针状的Si晶体，强度低，浇注前应向液态合金中加入（ B） A.球化剂进行球化处理 B.复合钠盐进行变质处理 C.硅铁合金进行孕育处理 D.稀土镁进行调质处理 12. 以下黄铜又称弹壳黄铜的是（C ） A.H62 B.H80 C.H68 D.H90 13. 淬火后的铝合金其强度、硬度随时间延长而增加的现象叫（C ） A.加工硬化 B.固溶强化 C.时效硬化 D.弥散强化 14. 常用的蠕墨铸铁的组织就是（ D）分布在钢的基体上 A.球状的石墨 B.团絮状的石墨 C.片状的石墨 D.蠕虫状的石墨 15. 常用的球墨铸铁的组织就是（A ）分布在钢的基体上 A.球状的石墨 B.团絮状的石墨 C.片状的石墨 D.蠕虫状的石墨 16. 可锻铸铁中石墨的形态为（ B） A.片状 B.团絮状 C.蠕虫状 D.球状 17. 石墨呈片状分布在钢的基体上是（A ）的组织特征。 A.灰口铸铁 B.蠕墨铸铁 C.可锻铸铁 D.球墨铸铁 18. 常用于制造热锻模的钢为（ A） A.5CrMnMo B.C12MoV C.9SiCr D.T12 19. 常用于制造冷作模具的钢为（B ） A.5CrMnMo B.C12MoV C.5CrNiMo D.YG8 20. T10 钢的碳的质量分数为（ B） A.0.1 % B.1.0 % C. 10 % D.0.01 %
工程材料基础 绪论 1.材料与社会进步 材料是人类生活的物质基础，人类社会的进步与材料的发展密切相关。由于材料对人类社会的发展和进步，一直都在起着巨大的推动作用。所以,人们便把历史的发展阶段按照人类使用材料的特点来划分，例如，远古时代，由于人类只能使用天然的石头作为工具，所以，远古时代就被称为石器时代。而火的发现和使用，由于使人类能够制造人造材料，所以伴随着各种材料制备技术的出现，人类历史又依次进入到陶器时代、铜器时代、铁器时代、钢铁时代和新材料时代(信息时代)。可见，在人类社会发展的过程中，材料是推动社会进步的重要因素，没有新材料的出现，人类社会就不会进步。 2.材料与技术进步 能源、信息和材料是现代技术的三大支柱，而能源、信息产业的发展，同样离不开材料的进步，如果材料的制备水平和应用水平跟不上，就会制约着能源、信息产业的发展。实际上，不仅能源、信息产业的发展离不开材料的进步，对许多领域而言，技术的进步都是与老材料的改进和新材料的开发有关（说明在坦克和炮弹的技术进步中，炮弹攻击力的增强和坦克防弹能力的提高，与老材料的改进和新材料的开发有关）。 材料推动技术进步和社会发展的实例很多，如： ① 1911年德国开发出了强度与软钢相近的硬铝合金之后，人类才开始进行真正的航空工业； ②镍基高温合金的开发成功，由于能大大提高发动机的燃烧室温度，能显著提高发动机的功率，使飞机制造业从此迈进了能够制造特大型飞机的时代； ③单晶硅的出现，导致大规模集成电路的问世，使计算机等产品陆续走进了我们的生活，使社会步入到了信息时代； ④远程通信技术的发展与光导纤维的问世密切相关，由于光导纤维的出现使信息的传输方式发生了巨大的变化，所以光导纤维的问世被誉为是百年不遇的重大发明； ⑤ 20世纪最后一次技术革命，导致了超导技术的出现，对社会的发展也起到了巨大的推动作用。例如，利用安装在列车中的超导磁体与地面线圈之间的电磁排斥力，而能将列车悬浮起来的现象，就能制造出时速可达300Km的磁悬浮列车。 从以上实例可见，材料是推动技术进步和社会发展的重要因素。 3.工程材料及分类 所谓材料，是可用来制造有用物品的物质。能用于工程目的的材料就是工程材料。按照材料的性能特点和用途的不同，工程材料可分为结构材料和功能材料两大类。其中
绪论单元测试 1 【多选题】(10分) 对于铜器件制备过程而言，它的前世是（）。 A. 熔炼工艺 B. 铜合金材料 C. 铜矿石 D. 铜器 2 【判断题】(10分) 不同成分的合金晶体结构一定不同。 A. 错 B. 对 3 【判断题】(10分) 合金成分相同，晶体结构一定相同。 A.
错 B. 对 4 【多选题】(10分) 纯铁的多晶型性表示纯铁可能在（）和（）晶体结构之间变化。 A. 面心立方γ-Fe B. 液态 C. 体心立方α-Fe D. 气态 5 【判断题】(10分) 纯铁温度从高到低，由液态依次析出δ-Fe、γ-Fe和α-Fe这一过程称为多晶型性转变。 A. 错 B. 对
6 【单选题】(10分) 铜的晶体结构是（）。 A. 密排六方 B. 体心立方 C. 面心立方 D. 复杂立方 7 【多选题】(10分) 材料的微观结构有（）等多种形式。 A. 原子键合 B. 原子排列 C. 原子结构 D. 显微组织
8 【单选题】(10分) 下列属于青铜的合金代号是（）。 A. Cu-Ni B. Cu-Zn C. Cu D. Cu-Al 9 【判断题】(10分) 《考工记》中“金有六齐”主要说明六种用途不同的铜器的成分是不同的。 A. 对 B. 错 10 【多选题】(10分) 材料发展的几个阶段分别是（）。
A. 传统材料 B. 合成材料 C. 设计型材料 D. 智能型材料 第一章测试 1 【多选题】(10分) 常见的工程材料的力学性能有（） A. 冲击试验 B. 疲劳试验 C. 硬度试验 D. 拉伸试验 2 【多选题】(10分)
第一章材料的结构与金属的结晶 1．解释下列名词： 变质处理P28；细晶强化P14；固溶强化P17。 5．为什么单晶体具有各向异性P12，而多晶体在一般情况下不显示各向异性P13？ 答：因为单晶体内部的原子都按同一规律同一位向排列，即晶格位向完全一致。 而在多晶体的金属中，每个晶粒相当于一个单晶体，具有各项异性，但各个晶粒在整块金属中的空间位向是任意的，整个晶体各个方向上的性能则是大量位向各不相同的晶粒性能的均值。 6．在实际金属中存在哪几种晶体缺陷P13？它们对力学性能有何影响P14？ 答：点缺陷、线缺陷、面缺陷。 缺陷的存在对金属的力学性能、物理性能和化学性能以及塑性变形、扩散、相变等许多过程都有重要影响。 7．金属结晶的基本规律是什么P25？铸造(或工业)生产中采用哪些措施细化晶粒？举例说明。P27~P28 答：金属结晶过程是个形核、长大的过程。 （1）增大过冷度。降低金属液的浇筑温度、采用金属模、水冷模、连续浇筑等。 （2）变质处理。向铝合金中加入钛、锆、硼；在铸铁液中加入硅钙合金等。 （3）振动和搅拌。如机械振动、超声波振动、电磁搅拌等。 第二章金属的塑性变形与再结晶 1．解释下列名词： 加工硬化P40；再结晶P43；纤维组织P38。 2．指出下列名词的主要区别：重结晶、再结晶P43 答：再结晶转变前后的晶格类型没有发生变化，故称为再结晶； 而重结晶时晶格类型发生了变化。 另外，再结晶是对冷塑性变形的金属而言，只有经过冷塑性变形的金属才会发生再结晶，没有经过冷塑性变形的金属不存在再结晶的问题。 5．为什么常温下晶粒越细小，不仅强度、硬度越高，而且塑性、韧性也越好？P38 答：晶粒愈细，单位体积内晶粒数就愈多，变形是同样的变形量可分散到更多的晶粒中发生，以产生比较均匀的变形，这样因局部应力集中而引起材料开裂的几率较小，使材料在断裂前就有可能承受较大的塑性变形，得到较大的伸长率和具有较高的冲击载荷抗力。 6．用冷拔铜丝制作导线，冷拔后应如何处理？为什么？P42 答：应该利用回复过程对冷拔铜丝进行低温退火。 因为在回复阶段，变形金属的显微组织没有明显变化，纤维状外形的晶粒仍存在，故金属的强度、硬度和塑性韧性等
第三章 金属的塑性变形与再结晶 三、填空题 1、 滑移、孪生；滑移 2、 原子密度最大 3、 {110}、6、<111>、2、12； {111}、4、<110>、3、12；面心立方、滑移方向对塑性变形 的作用比滑移面更大些 4、 λφστcos cos s k =、小、软 5、 晶界、相邻晶粒、高 6、 增大、增加、下降、中间退火 7、 变形织构 8、 回复、再结晶、晶粒长大 9、 回复、250～300 10、去应力退火 11、中间、消除加工硬化 12、再结晶温度、在再结晶温度以下、在再结晶温度以上 13、偏析、杂质、夹杂物、热加工纤维组织（流线） 14、大 四、选择题 1、C 2、B 3、A 4、B 5、B 6、C 7、B 8、C 9、B 10、A 11、C 12、A 13、B 14、A C 五、判断题 1、√ 2、× 3、× 4、× 5、√ 6、× 7、× 8、× 9、× 10、√ 11、√ 12、× 13、× 14、√ 15、√ 16、× 第四章 合金的相结构与二元合金相图 三、填空题 1、 固溶体、金属化合物 2、 溶剂、溶质、溶剂 3、 溶质、溶剂、间隙固溶体、置换固溶体 4、 提高、增强、降低 5、 正常价化合物、电子化合物、间隙化合物 6、 平衡、状态、平衡 7、 合金、相界(液相和固相) 8、 差、树枝、差、多、少 9、 晶体结构
10、三、水平 11、复相组织、数量、形态、大小 12、共晶、包晶、共析 13、固溶强化、晶界强化、形变强化 14、Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ、Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ 四、选择题 1、B 2、C 3、A 4、A B 5、A 6、C 7、A 8、B 9、A 五、判断题 1、× 2、√ 3、× 4、√ 5、× 6、√ 7、× 8、× 9、√10、×11、×12、×13、× 第五章铁碳合金 三、填空题 1、δ-Fe、γ-Fe、α-Fe、体心立方、面心立方、体心立方 2、F、Fe3C、2 3、五、L、δ、A、F、Fe3C 4、三，HJB、ECF、PSK、包晶转变、共晶转变、共析转变 5、<0.0218%、F+ Fe3CⅢ 6、4.3%、40.4％、47.8％、11.8％ 7、0.471％ 8、A、热塑、塑性 9、共晶、莱氏体、铸造 10、88.78％、11.22％ 11、1.3％ 12、PSK、GS、ES 13、碳、α-Fe、体心 14、Fe3CⅡ、珠光体（P） 15、铁素体、珠光体 16、Mn、Si、S、P、O、H、N；P，S；P，S 17、杂质P、S含量 18、<0.25%、0.25～0.6％、>0.6% 四、选择题 1、A 2、C 3、B 4、C 5、A 6、C 7、C 8、B 9、B 10、B 11、A 12、C 13、C 14、C 五、判断题 1、√ 2、√ 3、√ 4、× 5、× 6、√ 7、√ 8、× 9、×10、×
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？ 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[] uvw；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() hkl。 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
第一章材料的种类与性能 1.学习本课程的主要目的是什么？为什么工程材料的知识对于机械制造工作者来说是必须具备的？ 2.本课程主要包括那几方面内容，其基本要求是什么？ 3.比较强度极限s b，屈服极限s s与s0.2的异同，强度与刚度有何不同？ 4.解释下列常用机械性能指标：d，y，a k和A k，HB，HRC，HRA，HRB，HV 5.硬度有何实用意义？为什么在生产图纸的技术要求中常用硬度来表示对零件的性能要求？HB与HRC 分别使用哪些范围？ 6.为什么要研究材料的工艺性能？ 7.在有关工件的图纸上，出现了以下几种硬度技术条件的标注方法，这种标注是否正确？（1）600~6 50 HB （2）HB=200~250 kgf/mm2（3）5~10 HRC （4）70~75 HRC 1.拉力试验、疲劳试验、冲击试验在试样承受的应力类型、测定的性能指标，试验的适合场合等方面区 别何在？ 2.材料的性能包括那几方面？材料的性能与其成分、组织和加工工艺之间有什么关系？ 3.拉力试样的原标距长度为50mm，直径为10mm，经拉力试验后，将已断裂的试样对接起来测量， 若最后的标距长度为79mm，颈缩区的最小直径为4.9mm，试求该材料的延伸率和断面收缩率的 值？ 4.下列各工件应该采用何种硬度试验方法测定其硬度？ 5.（1）锉刀（2）黄铜轴套（3）供应状态的各种碳钢钢材（4）硬质合金的刀片 第二章金属的结构与结晶 一、名词解释 晶体、非晶体；晶格、晶胞、晶格常数、致密度、配位数；晶面、晶向、晶面指数、晶向指数；单晶体的各向异性、各向同性；点缺陷、线缺陷、面缺陷、亚晶粒、亚晶界、位错；单晶体、多晶体；过冷度；变质处理、变质剂 二、判断是非
机械工程材料试题 第一章 一、填空题： 1．常用力学性能判据有________、________、________、和疲劳强度。 2．常用的硬度试验方法有________、________、________。 3．金属材料的硬度随材料的不同而采用不同测试方法，一般铝合金采用________法，硬质合金刀片采用________法。 二、判断： 1．国标以Ak作为韧性判据。( ) 2．材料的强度、硬度越高，其塑性、韧性越差。( ) 三、选择题： 1．在拉伸试验中，试样拉断前能承受的最大应力称为材料的( ) A．屈服极限B 抗拉强度C 弹性极限 第二章 一、填空题： 1．常见的晶格类型有________、________、________。 2．根据溶质原子在溶剂晶格中所占的位置不同，固溶体可分为________和________。3．根据晶体缺陷几何形态特点，可将其分为________、________、________三类。 4．α-Fe是________晶体结构，其晶胞原子数为________。 二、判断： 1．非晶体具有各向异性，而晶体具有各向同性。( ) 2．多晶体材料中相邻晶粒的晶面称为“晶界”。( ) 三、名词解释： 1、合金 2．相 第三章 一、填空题： 1．抑制晶粒长大的方法有________、________、________。 2．晶粒的大小主要取决于_______和________。 二、判断： 1．凡是由液体凝固成固体的过程就称为结晶。( ) 2．金属结晶时的冷却速度越快，晶粒越细校( ) 三、简答： 1．什么是过冷现象和过冷度？过冷度对晶粒大小有何影响？ 2．铸锭组织有哪些？如何抑制柱状晶的长大？ 第四章 一、填空题： 1．单晶体塑性变形的基本方式是_______和________。 2．冷变形强化使金属的强度和硬度________、塑性和韧性________。 3．再结晶退火后的晶粒大小主要与________、________、和退火前的变形度有关。
《工程材料基础》课后测试试卷 《工程材料基础》课后测试试卷第一章 一、名词解释 1、弹性：________________________________________________________________________。答案：弹性是指材料弹性变形的大小。通常用弹性变形时吸收的弹性能（又称弹性比功）来表示 2、塑性：________________________________________________________________________。答案：塑性是指材料断裂前发生塑性变形的能力。 3、韧性断裂：____________________________________________________________________。答案：韧性断裂是断裂前发生明显宏观塑性变形。 4、冲击韧度：___________________________________________________________________。答案：冲击韧性是指材料在冲击荷载作用下吸收塑性变形功和断裂功的能力，常用标准试样的冲击功A K表示，若将A K除以试样断口处截面积F K即得材料的冲击韧度a K。 5、蠕变：________________________________________________________________________。答案：材料在长时间恒应力作用下缓慢产生塑性变形的现象。 6、疲劳极限：____________________________________________________________________。答案：表示材料经受无限多次应力循环而不断裂的最大应力。 7、磨损：____________________________________________________________________。答案：在摩擦过程中零件表面发生的尺寸变化和物质耗损现象称为磨损。 8、断裂韧度K IC：_________________________________________________________________。答案：是评定材料抵抗脆性断裂的力学性能指标，是材料抵抗裂纹失稳扩展的能力。
机械制造工艺学习题解答第五章：机械加工表面质量及其控制（第3版P267） 5-1机械加工表面质量包括哪些具体内容？ 答：（P229）机械加工表面质量，其含义包括两个方面的内容： A．加工表面层的几何形貌，主要由以下几部分组成：⑴表面粗糙度；⑵波纹度；⑶纹理方向；⑷表面缺陷。 B．表面层材料的力学物理性能和化学性能，主要反映在以下三个方面：⑴表面层金属冷作硬化；⑵表面层金属的金相组织变化；⑶表面层金属的残余应力。 5-2为什么机器零件一般总是从表面层开始破坏的？加工表面质量对机器使用性能有哪些影响？ 答：（P231）(1)由于表面是零件材料的边界，常常承受工作负荷所引起的最大应力和外界介质的侵蚀，表面上有着引起应力集中而导致破坏的微小缺陷，所以这些表面直接与机器零件的使用性能有关。 (2)加工表面质量对机器的耐磨性、耐疲劳性、耐蚀性、零件配合质量都有影响。 5-3车削一铸铁零件的外圆表面，若进给量f=r，车刀刀尖圆弧半径 re=3mm，试估算车削后的表面粗糙度。 5-6为什么提高砂轮速度能减小磨削表面的粗糙度数值，而提高工件速度却得到相反的结果？
答：（P224）砂轮速度越高，单位时间内通过被磨表面的磨粒数就越多，工件材料来不及变形，因而工件表面粗糙度值越小。而工件速度增大，单位时间内通过被磨表面的磨粒数减少，塑性变形增加，表面粗糙度值将增大。 5-7为什么在切削加工中一般都会产生冷作硬化现象？ 答：（P240）机械加工过程中产生的塑性变形，使晶格扭曲、畸变，晶粒间产生滑移，晶粒被拉长，进一步变形受到阻碍，这些都会使表面层金属的硬度增加，统称为冷作硬化（或称为强化）。 5-8为什么切削速度越大，硬化现象越小？而进给量增大，硬化现象增大？ 答：（P240-241）增大切削速度，(1)刀具与工件的作用时间减少，使塑性变形的扩展深度减小，因而冷硬层深度减小；(2)温度增高，弱化倾向增大，冷硬程度降低。而进给量增大时，硬化现象增大的原因是随着进给量的增大，切削力也增大，表层金属的塑性变形加剧，冷硬程度增大。但是，这种情况只是在进给量比较大时才是正确的。 5-11什么是回火烧伤、淬火烧伤和退火烧伤？ 答：（P243）磨削淬火钢时，在工件表面形成的瞬时高温将使表层金属产生以下三种金相组织变化：1)如果磨削区的温度未超过淬火钢的相变温度(碳钢的相变温度为720℃，但已超过马氏体的转变温度(中碳钢为300℃，工件表面金属的马氏体将转化为硬度较低的回火组织(索氏体或托氏体)，这称为回火烧伤。2)如果磨削区温度超过了相变温度，再加上冷却液的急冷作用，表层金属会出现二次淬火马氏体织织，硬度比原来的回火马氏
1.合金钢与碳钢相比具有哪些特点? 解:合金钢是为了改善和提高钢的性能或使之获得某些特殊性能,在碳钢的 基础上特意加入某些合金元素而得到的钢种 根据合金元素种类不同有不同的特点提高淬适性,强化基体,提高耐磨性,耐火回火性屈强以防止第二类回火脆性等特点 2.拖拉机的变速齿轮,材料为20CrMnTi,要求齿面硬度58~64HRe,分别说明采 用什么热处理工艺达到这一要求? 解:渗碳后的热处理 零件渗碳后淬火加低温回火的热处理工艺 直接淬火,零件渗碳后从渗碳温度将至820℃~850℃直接淬火 3.指出下列材料牌号的含义: 解:Q235A:屈服点为235MPa,质量为A级的钢 60Si2Mn:平均含碳量为0.6％,平均含硅量为2％,平均含锰量不大于1.5％的合金结构钢. 9SiCr:平均含碳量为0.9％,平均含铬量不大于1.5％的工具钢. GCr15:平均含铬量为1.5％滚边轴承钢. 3Cr2W8V:平均含碳量为0.3％.平均含铬量为2％,平均含钨量为8％,含V量不大于1.5％的工具钢. W18Cr4V:平均含钨量为18％,含铬量为4％,含V量不大于1.5％的工具刚. 1Cr18Ni9:平均含碳量为0.1％,含铬量为18％,含镍量为9％. HT200:用淬火钢球作为压头测出的硬度值为200MPa的灰铸铁. QT600-3:抗拉强度为600MPa,材料伸长率为0.3％的球型铸铁. KTH300-06:抗拉强度为300MPa,材料伸长率为8％的可锻铸铁. 4.不同铝合金可通过哪些途径达到强化的目的?
解: ①形变铝合金. 防铬铝合金采用冷变形方法提高其强度.二.硬铝合金采用采用包 铅的方法抗蚀性.三.超硬铅可提高时效温度或包铅的方法提高抗 蚀性.四.锻造铝合金常采用固溶处理和人工时效工艺强化. ②铸造铝合金常采用变质处理和固溶热处理来提高其综合力学性能.
机械设计简答题 第一章绪论 1.问：机器的基本组成要素是什么？ 答：机械零件 2.问：什么是零件？ 答：零件是组成机器的不可拆的基本单元，即制造的基本单元。 3.问：什么是通用零件？ 答：在各种机器中经常都能用到的零件，如：齿轮、螺钉等。 4.问：什么是专用零件？ 答：在特定类型的机器中才能用到的零件，如：涡轮机的叶片、内燃机曲轴等。 5.问：什么是部件？ 答：由一组协同工作的零件所组成的独立制造或独立装配的组合体叫做部件，如减速器、离合器等。 6.问：什么是标准件？ 答：经过优选、简化、统一，并给以标准代号的零件和部件称为标准件。 7.问：什么是机械系统？ 答：由许多机器、装置、监控仪器等组成的大型工程系统，或由零件、部件等组成的机器（甚至机器中的局部）都可以看成是一个机械系统。 8.问：机械设计课程的主要研究对象是什么？ 答：本课程只研究在普通工作条件下一般参数的通用零件和部件。 第二章机械设计总论 1.问：一台完整的机器通常由哪些基本部分组成？ 答：原动机部分、执行部分和传动部分。 2.问：一般机器的设计程序通常由哪几个基本阶段构成？ 答：一部机器的设计程序基本上由计划阶段、方案设计阶段、技术设计阶段、技术文件编制阶段构成。 3.问：设计机器时应满足哪些基本要求？ 答：一般来说，需满足使用功能要求、经济性要求、劳动保护和环境保护要求、可靠性要求和其它专用要求。 4.问：机械零件主要有哪些失效形式？ 答：机械零件的主要失效形式有：整体折断、过大的残余变形、零件的表面破坏、破坏正常工作条件引起的失效等。 5.问：设计机械零件时应满足哪些基本要求？ 答：一般说来，大致有以下基本要求：避免在预定寿命期内失效的要求、结构工艺性要求、经济性要求、质量小的要求和可靠性要求等。
机械工程材料练习题参考答案 第一章工程材料的力学性能 2.有一钢试样，其直径为10mm，标距长度为50mm，当拉伸力达到18840N时试样产生屈服现象；拉伸力加至36110N时，试样产生颈缩现象，然后被拉断；拉断后标距长度为73mm，断裂处直径为6.7mm，求试样的屈服强度、抗拉强度、伸长率和断面收缩率。 解:由题中条件及计算公式得 σs =Fs/So=18840/（3.14*102/4）=240(N/mm2) σb=Fb/So=36110/（3.14*102/4）=460(N/mm2) δ=(L1-L0)/L0×100%=(73-50)/50=46% ψ=(S0-S1)/S0×100%={(3.14*102/4)- (3.14*6.72/4)}/（3.14*102/4）=(100-44.89)/100=55.11%答:试样的Re=240(N/mm2)、Rm=460(N/mm2)、δ=46%、ψ=55.11%。 4．有一碳钢制支架刚性不足，有人要用热处理强化方法；有人要另选合金钢；有人要改变零件的截面形状来解决。哪种方法合理？为什么？（参见教材第6页） 第二章工程材料的基本知识 第一部分金属的晶体结构与纯金属的结晶 1.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，分别指出其配位数、致密度、晶胞原子数、晶胞原子半径。 （参见第二章第一节） 2.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。 3.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[] uvw；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() hkl。 4.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。 5.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，则过冷度也越大。②随着冷却速度的增大，则晶体内形核率和长大速度都加快，加速结晶过程的进行，但当冷速达到一定值以后则结晶过程将减慢，因为这时原子的扩散能力减弱。③过冷度增大，ΔF大，结晶驱动力大，形核率和长大速度都大，且N的增加比G增加得快，提高了N与G的比值，晶粒变细，但过冷度过大，对晶粒细化不利，结晶发生困难。 6.金属结晶的基本规律是什么？晶核的形成率和成长率受到哪些因素的影响？ 答：①金属结晶的基本规律是形核和核长大。②受到过冷度的影响，随着过冷度的增大，晶核的
1.画出Fe-Fe3C相图，指出图中S、E、GS、SE、PQ、PSK和ECF 各点线的含义，并标注各区域的相组成物或组织组成物。 略 2.何谓铁素体（F）、奥氏体（A）、渗碳体（Fe3C）、珠光体（P）？ 铁素体（F）：C在α-Fe中的间隙固溶体，具有体心立方晶格。 奥氏体（A）：C在γ-Fe中的间隙固溶体，具有面心立方晶格。 渗碳体（Fe3C）：C与Fe的化合物。 珠光体（P）：铁素体与渗碳体的机械混合物。 3.在Fe-Fe3C相图上，指出碳在α-Fe和γ-Fe中的溶解度曲线，并指出它们的溶碳范围。 α-Fe：0～0.0218% γ-Fe：0～2.11% 4.分别画出含碳为0.45%、0.77%、和1.0%的铁碳合金的结晶过程和室温组织。 w C=0.45%，亚共析钢
w C=0.77%，共析钢： w C=1.0%，过共析钢：
5.计算下列问题 （1）0.6%C钢中的珠光体和铁素体各占多少？ （2）1.2%C钢中的珠光体和渗碳体（二次）各占多少？ 6.某钢试样在显微镜下观察，发现珠光体占40%，铁素体占60%，试问这是什么成分的钢？ 首先由题设可知，该钢为亚共析钢。 设碳含量为x： 求出x=0.32，即该钢为0.32%C的亚共析钢。 7.写出下列牌号钢材所属种类，含碳量和主要用途：45、50、T8、T12A。 45：平均碳含量为0.45%的优质碳素结构钢。 50：平均碳含量为0.50%的优质碳素结构钢。 优质碳素结构钢中有害杂质及非金属夹杂物含量较少，化学成分控制比较严格，塑韧性较好，多用于制造较重要零件。 T8：平均碳含量为0.8%的碳素工具钢。 T12A：平均碳含量为1.2%的高级碳素工具钢。 碳素工具钢含碳量较高，适用于制作工具。