工程材料试卷及答案

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须选择在 Fe-Fe C 相图的单 相奥氏体区域。 （ √ ) 20、碳素工具钢都是优质或 高级优质钢。 （ √ )
简答及应用题： 1、 生产中细化晶粒的常用方 法有哪几种？为什么要细化 晶粒 答：生产中常用的细化晶粒 方法有增加过冷度、变质处 理和振动处理三种，因为细 晶 粒的金属具有较高的强度和 韧性，所以要细化晶粒。 2、 什么是退火？退火的目的 有哪些？ 2、答：是将钢加热到适当温 度，保持一定时间，然后缓 慢冷却（一般随炉冷却)的热 处理工艺。退火的目的是： （ 1) 降低 钢 的硬度，提 高 塑 性，以利于切削加 工及冷变形加工。 （2)细化晶 粒，均匀钢的组织及成分。 改善钢的性能或为以后的热 处理作准备。 （3)消除钢中的 残余内应力，防止变形和开 裂。 3、试说明随着钢 中碳含量的增加，其室温平 衡组织的变化规律；其力学 性能变化的规律；即当碳含 量≤1％ 时，随碳含量的增加钢的强 度、硬度、塑性、韧性变化 的规律；当碳含量≥1％时， 随碳含 量的增加，钢的强度、硬度 变化的规律，其原因是什
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答：轴、齿轮、连杆、轴套 类等零件。 32 、 什 么 材 料 适 合 调 质 处 理？ 答：中碳、中碳合金钢。 33、在机械加工工艺过程， 调质处理一般安排在什么位 置？ 答：工件粗加工后，半精加 工前。 34、 什么零件需要进行淬火、 回火处理？ 答：要求高硬度与高耐磨的 零件。如刀具、量具、工具 等。 35、 、在机械加工工艺过程， 淬火、回火处理一般安排在 什么位置？ 答：工件半精加工后，精加 工前。 36 、 淬 火 处 理 的 目 的 是 什 么？ 答：强化金属，使零件获得 高硬度与高耐磨。 37、什么零件需要进行表面 热处理？ 答：要求其表面有高硬度与 高耐磨而心部有足够强度与 韧性 零件 。 （如 齿轮 的 齿 面 等) 38、轴类零件一般需要哪些 热处理？ 答：调质、表面淬火等热处 理工序。 39、齿轮类零件一般需要哪 些热处理？ 答：调质、表面淬火、渗碳 等热处理工序。 40、箱体类零件一般需要哪 些热处理？ 答：有自然时效或人工时效 等热处理，目的是消除铸造 或加工中产生的内应力。
1、 什么是金属材料的强度？ 答：指材料抵抗塑性变形或 断裂的能力。 2、什么是材料的塑性？ 答：指在断裂前材料产生永 久变形的能力。 3、 材料的强度常用什么指标 来衡量？ 答：用屈服点（σ s) 和抗拉 强度(σb) 4、 材料的塑性用什么指标来 衡量？ 答：用伸长率（δ)和断面收 缩率（ψ)。 5、 材料的强度与塑性如何测 定（检验)？ 答：用受测材料按标准制成 拉伸试样，然后将试样装在 拉伸试验机上进行拉伸试验 可测定。 6、什么是材料的硬度？， 答：材料抵抗局部变形特别 是塑性变形、压痕或划痕能 力 7、 什么是材料的冲击韧性？ 答：材料抵抗冲击载荷作用 而不破坏的能力。 8、 材料的强度如何影响零件 的结构尺寸？ 答：材料的强度（屈服点)越 高， 允许的工作应力也越高， 则零件的截面尺寸及自身质 量就可减少 9、 材料的强度、 硬度、 塑性、 韧性如何影响切削力？ 答：它们越高，则切削力越 大。 10、材料塑性、韧性如何影 响加工质量？ 答：它们越高，已加工表面 越粗糙。 11、 材料硬度与塑性怎样时， 好切削？
答 ： 材 料 的 硬 度 为 160~230HB 范围内且有足够 的脆性时切削性好。 12、常用的硬度试验法有哪 几种？ 答：三种，分别为布氏、洛 氏与维氏硬度。. 13、淬火钢用什么方法测定 硬度？ 答：用洛氏硬度（HRC) 14、锉刀、锯片硬度约为多 少？ 答： 60~64HRC。 15、45 钢调质或淬火的硬度 一般为多少？ 答 ： 调 质 时 一 般 为 200-350HBS 或 25-35HRC； 淬火时可达 40-45HRC。 16 、材料 牌号 "45" 的 含义 是 什么？ 答：表示优质碳素结构钢， 其平均含碳量为 0.45%。 17、材料牌号"65Mn"的含义 是什么？ 答：表示较高含锰优质碳素 结构钢，其平均含碳量为 0.65%。 18、材料牌号"T10A"的含义 是什么？ 答：表示高级碳素工具钢， 其平均含碳量为 1.0% 19 、材料 牌号 "40Cr" 的 含义 是什么？答：表示合金结构 钢，其平均含碳量为 0.40%， 主要合金元素铬的含量小于 1.5%。 20、45 钢按材料的质量、用 途或含碳量各属于什么钢？ 答：分别属于优质钢、结构 钢、中碳钢 21 、 轴 类 零 件 常 用 什 么 材 料？答：中碳钢（如 45)、中 碳合金钢（如 40Cr 等)。
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改用 Wc=0.15℅钢后，采用 何 种热处理工艺能达到所要求 的性能? 8、 答：(1) 调质：提高心部 综合力学性能；高 频淬火+低温回火：提高 HRC、耐磨性，降低脆性， 保 证 要 求 的硬度 值 。 (2) 不 能。因 为含碳量为 0.15℅淬不硬， 表面硬度不足， 耐磨性不够。 (3) 渗 碳 + 淬 火 + 低 温 回 火 上 篇:机械工程材料 1 下篇:世 界上唯独骗不了的 ， 是自 己的心。 一、填空题（共 30 分，每空 1 分）
么。 、 随着 钢中碳含 量的 增 加， 其室温平衡组织的变化规律 为 P+F → P → P+Fe3C Ⅱ , 其力学性能变化的规律为： 当碳含量 ≤1％时， 随碳含量的增加 ， 钢的强度、 硬度提高 ， 塑性、 韧性下降 ；当碳含量≥1％ 时， 随碳含量的增加 ， 钢的强度 降低、而硬度 提高，其原因 是 由 于钢中 的 网状 Fe3C Ⅱ 量增多 的缘故所致 4、 从仓库找出一根积压的钢 材，经金相分析后发现其组 织为珠光体加铁素 体，其中铁素体占 80℅，问 此钢材的含碳量大约是多 少? 4、 从仓库找出一根积压的钢 材，经金相分析后发现其组 织为珠光体加铁素体，其中 铁素体占 80℅，问此钢材的 含碳量大约是多少? 解 ： 因 为 80%(Wc-0)=20%(0.77-Wc) 所以 Wc= 答：该钢材的含碳量为 15% （为 15 钢 5、对某碳钢进行 金相分析，发现其组织为珠 光体+网状渗碳体， 其中珠光体占 93℅。问此钢 含碳大约是多少? 因为 93%(Wc-0.77)=7%(6.69-Wc) 93% 7% 0.77 6.69 所以 Wc=1.18%（为 T12 钢) 答：该钢材的含碳量为 1.18%（为 T12 钢) 6、 有一批 Wc=0.45℅的碳 钢齿轮，其制造工艺为：圆 钢下料→锻造→退火→车削
加工→淬 火→回火→铣齿→表面淬 火。说明各热处理工序的名 称和作用。 6、答：(1)退火：完 全退火；降低 HBS，提高切 削加工性能，细化晶粒，均 匀 组织 。 (2) 淬火 + 回 火 ： 调 质； 提高综合性能。 (3)齿面淬火： 表面淬火； 提高 HRC 和耐磨 性。 7、用 T12 钢制造锉刀， 工艺 路线如下：锻造--热处理--机 加工--热处理--精加工。试写 出各热处理工序的名称及其 作用。 7 、答： （ 1)在 锻 造后机加工 前进行球化退火；作用在于 降低硬度， 改善切削加工性， 并为以后淬火作好准备。 （2) 在机加工后精加工前进行淬 火、低温回火；目的是通过 淬火提高材料的硬度和耐磨 性，通过低温回火降低材料 中残余应力和脆性，保持钢 在淬火后所得到的高硬度和 耐磨性。 8、 某柴油机凸轮轴，要求 凸轮表 面 有高 的硬度 (HRC>50), 而 心 部 具 有 良 好 的 韧 性 (Ak>40J).原来用 Wc=0.45℅ 的碳钢调质，再 在凸轮表面进行高频淬火， 最后低温回火。Байду номын сангаас因库存钢 材用完，拟用 Wc=0.15℅的 碳钢代替。 试说明：(1)原 Wc=0.45℅钢 的各热处理工序的作用。(2) 改用 Wc=0.15℅钢后， 仍按原热处理工序进行，能 否满足性能要求?为什么?(3)
判断题 1、在相同的回火温度下，合 金钢比同样含碳量的碳素钢 具有更高的硬度（ √) 2、 低合金钢是指含碳量低于 0.25%的合金钢。 （ × ) 3、3Cr2W8V 钢的平均含碳 量为 0.3%，所以它是合金结 构钢。 （× )
4、合金钢只有经过热处理， 才能显著提高其力学性能。 （√ ) 5、GCr15 钢是滚动轴承钢， 但又可制造量具、刀具和冷 冲模具等。 （√ ) 6、不锈钢中含碳量越高，其 耐腐蚀性越好。 （ × ) 7 、 滚 动 轴 承 钢 是 高 碳钢 。 （√ ) 8、合金渗碳钢都是低碳钢。 （√ ) 9、 淬火加热高温回火处理称 为调质 处理 . 处理 后 具有 综 合机械性能好的特点。 （√ ) 10、钢中合金元素含量越多, 则淬火后钢的硬度越高。 （ × ) 11、材料的屈服点越低，则 允许的工作应力越高。 （× ) 12、一般说来，晶粒越粗大， 金属的力学性能就越差。 （√ ) 13、 碳在γ-Fe 中的溶解度比 在 α -Fe 中 的 溶 解 度 大 。 （ √ ) 14、奥氏体向铁素体的转变 是铁发生同素异构转变的结 果。 （ √) 15、锰、硅在碳钢中都是有 益元素， 适当地增加其含量， 能提高钢的强度。(√ ) 16、在相同的回火温度下， 合金钢比同样含碳量的碳素 钢具有更高的硬度。(√ ) 17、硬质合金中，碳化物含 量越高，钴含量越低，则其 强度及韧性越高。(× ) 18、渗碳后，由于工件表面 含碳量提高，所以不需要淬 火即可获得高硬度和高耐磨 性。 （× ) 19、钢材锻造的温度范围必
41、含碳量对钢的性能有什 么影响？ 答：随着含碳量的增加，钢 的强度、硬度提高，而塑性、 韧性下降。 42、钢按含碳量来分，可分 哪三类？ 答：可分低碳、中碳、高碳 钢 。 43、低碳钢主要性能与用途 是什么？ 答：它塑性好，但强度低， 主要用来作冷冲压件、焊接 件等要求塑性好而强度不高 零件。 44、中碳钢的主要性能与用 途是什么？ 答：经调质后具较高强度， 又具较好的塑性和韧性。主 要用来制造齿轮、轴类、连 杆、套筒等零件 45、什么叫碳钢？ 答 ： 是 含 碳 量 在 0.0218%~2.11%的铁碳合金。 46、什么叫合金钢？ 答：在碳钢的基础，为改善 其性能，在冶炼时有目的地 加入一种或数种的合金元素 的钢。 47、写出纯铁的同素异构转 变式。
1．F 和 A 分 别 是 碳 在 、 γ-Fe 中所形 α-Fe 成的间隙固溶体。 2．液 态 金属 结晶 时常用的 细化 晶粒 的 方法有 过冷度 、 加变质剂 增加液体的流动 。 、 增加
22、箱体类零件常用什么材 料？答：灰铸铁（如 HT200、 HT250 等)。 23、齿轮类零件常用什么材 料？ 答：中碳钢（ 如 45 )、中碳 合金钢（如 40Cr )；低碳渗 碳钢（如 20 Cr 等) 24、什么叫钢的热处理？ 答： 通过钢在固态下的加热、 保温和冷却，使其获得所需 的组织与性能的一种工艺方 法。 25、钢热处理的目的什么？ 答：改善材料的加工工艺性 能；充分发挥钢材的潜力， 提高其使用性能， 节约成本， 延长工件的使用寿命 26、钢热处理有主要哪些方 法？ 答：正火、退火、淬火、回 火和表面热处理等。 27、钢材料切削时易粘刀、 工件已加工表面粗糙，这材 料可能存在什么的问题？可 采用什么热处理方法解决？ 答：有可能是材料的硬度太 低而塑性大。用正火热处理 28、切削时刀具磨损快甚至 易断刀，这材料可能存在什 么的问题？可采用什么热处 理方法解决？ 答：有可能是材料的硬度太 高。用退火热处理。 29、零件安排调质处理目的 什么？答：使其获得强度、 硬度、塑性和韧性都较好的 综合力学性能。 30、什么叫调质处理？ 答：淬火加高温回火复合的 热处理工艺 31、什么零件一般要进行调 质处理？