工程材料试题
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工程材料试题
Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】
西 南 交 通 大 学
2003级本科生考试试卷
课程名称 工 程 材 料
2004 ——2005学年第 1 学期
学 号 开 课 系 材料学院
姓 名 任课老师 评分
说明：(1)所有试题请做到答题纸上，否则不计分。
(2)本试题题量为120分，其中20分为考察题。试题满分为100分，及格线为60分。
(3)请在答题纸、试卷上写上名字。
一、 名词解释(5个′2分)
1. 加工硬化 2.枝晶偏析 3.固溶强化 4.渗碳 5.淬透性
二、单项选择题(25个′1分)
1. 金属材料在载荷作用下抵抗变形和破坏的能力叫( )。
A.强度 B.硬度 C.塑性 D.弹性
2. 每个体心立方晶胞中包含有( )个原子。
3.
4. 在晶体缺陷中，属于点缺陷的有( )。
A.间隙原子 B.位错 C.晶界 D.缩孔
5. 铁素体是碳溶解在( )中所形成的间隙固溶体。
A.α-Fe B.γ-Fe C.δ-Fe D.β-Fe
6. 通常铸锭可由三个不同外形的晶粒区所组成，其晶粒区从表面到中心的排列顺序为( )。
A.细晶粒区-柱状晶粒区-等轴晶粒区
B.细晶粒区-等轴晶粒区-柱状晶粒区
C.等轴晶粒区-细晶粒区-柱状晶粒区
D.等轴晶粒区-柱状晶粒区-细晶粒区
7. 加热是钢进行热处理的第一步，其目的是使钢获得( )。
A.基体组织 B. A体组织 C. P体组织 D. M体组织
8. 碳钢的淬火工艺是将其工件加热到一定温度，保温一段时间，然后采用的冷却方式是( )。
A.随炉冷却 B.在风中冷却 C.在空气中冷却 D.在水中冷却
9. 完全退火主要用于( )。
A.亚共析钢 B.共析钢 C.过共析钢 D.所有钢种
10. 除( )元素外，其它合金元素溶于奥氏体后，均能增加过冷奥氏体的稳定性。
11. 在Fe-Fe3C相图中，钢与铁的分界点的含碳量为( )。
12. 珠光体是一种( )。
A.固溶体 B.金属化合物 C.机械混合物 D.单相组织金属
13. 具有共晶反应的二元合金，其中共晶成分的合金具有( )。
A. 铸造性能好B.锻造性能好焊接性能好D.热处理性能好
13.共晶成分的铁碳合金发生共晶反应时，其反应式为( )：
A：L+FTA B：ATF+Fe3C C：LTA+Fe3C D：ATP
14.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D：不变
15.在金属结晶时，向液体金属中加入某种难熔杂质来有效细化金属的晶粒，以达到改善其机械性能的目的，这种细化晶粒的方法叫做( )：
A：时效处理 B：变质处理 C：加工硬化 D：调质
16：金属铸造时，为细化晶粒，可采用( )：
A：快速浇注 B：时效处理 C：以砂型代替金属型 D：以金属型代替砂型
17.钢在淬火后获得的马氏体组织的粗细主要取决于( )：
a. 奥氏体的本质晶粒度;b. 奥氏体的实际晶粒度;c. 奥氏体的起始晶粒度。
18.过共析钢的正常淬火加热温度是( )：
a. Ac1+30°-50℃;b. Accm+30°-50℃;c. Ac3+30°-50℃。
19.马氏体的硬度取决于：
a. 冷却速度;b. 转变温度;c. 碳含量。
20. 对形状复杂，截面变化大的零件进行淬火时，应选用：
a. 高淬透性钢;b. 中淬透性钢;c. 低淬透性钢。
21.扩散退火的目的是：
a. 消除和改善晶内偏析;b. 消除冷塑性变形后产生的加工硬化;c. 降低硬度以便于加工。
22.主要用于各种弹簧淬火后的处理。
A： 低温回火 B： 中温回火 C： 高温回火 D： 调质
23.制造手用锯条应当选用( )：
钢经淬火和低温回火;钢经淬火低温回火;钢淬火后中温回火。
24.高速钢的红硬性取决于( )：
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。
25..二次硬化属于( )：
a.固溶强化;b.细晶强化;c.位错强化;d.第二相强化。
三、判断对错题15个′2分(错误的填“F”(1分)，并说明理由(1分)，总计每题2分。正确的填“T”(2分)，可不说明理由。)
1. 凡是由液体凝固成固体的过程都是结晶过程。
2. 在实际金属的结晶过程中，自发形核比非自发形核更重要，往往起优先的主导的作用。
3. 一般情况下，晶粒愈大，金属的强度、塑性愈好。
4. 碳钢在室温下的相组成物是铁素体和渗碳体。
5. 在平衡结晶条件下，含10%Ni的Cu-Ni合金，比含40%Ni的Cu-Ni合金的硬度和强度要高。
6. 在平衡结晶条件下，由于匀晶转变在整个结晶过程中，固相的成分沿着固相线变化，因此，结晶完成后，得到固体的成分是不均匀的。
7. 表面淬火既能改变钢的表面化学成分，也能改善心部的组织和性能。
8. 衡量材料的塑性的指标主要有伸长率和冲击韧性。
9. 碳素工具钢的牌号，如T8，T12，该数字表示钢的最低冲击韧性值。
10.
钢的热处理是通过加热，保温和冷却，以改变钢的形状，尺寸，从而改善钢的性能的一种工艺方法。
11. 在过共析钢中含碳量越多，则其组织中的珠光体量减少，而铁素体量在增多。
12. 亚共析钢缓冷到室温时，其平衡组织由铁素体和二次渗碳体组成。
13. 灰口铸铁一般不可以锻造。
14. 铁素体是碳溶解在α-Fe中所形成的置换固溶体。
15. 调质钢经淬火和高温回火后的组织是回火马氏体。
四、综合题
1. 二块钢样，退火后经显微组织分析，其组织组成物的相对含量如下：
第一块：珠光体占40%，铁素体60%。
第二块：珠光体占95%，二次渗碳体占5%。
试问它们的含碳量约为多少并且分别画出其显微组织图。(铁素体中含碳量可忽略不计)(10分)
2. 淬火钢为什么要进行回火处理(5分)
3. 选材设计一个车床主轴。要求：该主轴受交变弯曲和扭转的复合应力，载荷和转速均不高，冲击载荷也不大，请选材(45钢、T8、20CrMnTi)并设计热处理工序。(10分)
4. 识别下列各钢的种类,并指明有下划线的数字和符号的含义：①65Mn ②1Cr18Ni9Ti ③GCr15
④T10 ⑤20CrMnTi⑥9SiCr ⑦W18Cr4V ⑧ZG15 (8分)
5. 二元合金相图如图示，计算成分为10%的合金在室温时先共晶α相及(α+β)共晶体的相对重量。(5分)
2003级本科生考试答案
课程名称 工 程 材 料
2004 ——2005学年第 1 学期
学 号 开 课 系 材料学院
姓 名 任课老师 评分
说明：(1)所有试题请做到答题纸上，否则不计分。
(2)本试题题量为120分，其中20分为考察题。试题满分为100分，及格线为60分。
一、名词解释(5个′2分)
1. 加工硬化
金属发生塑性变形，随着变形度的增大，金属的强度和硬度显着提高，塑性和韧性明显下降，这种现象叫加工硬化。
2. 枝晶偏析
晶粒内部出现的成份不均匀现象，可通过扩散退火或均匀化退火,使异类原子互相充分扩散均匀,可消除晶内偏析。
3. 固溶强化
由于溶质原子进入溶剂晶格的间隙或结点,使晶格发生畸变,使固溶体硬度和强度升高,这种现象叫固溶强化现象。
4.渗碳
在增碳的活性气氛中，将低碳钢或低碳合金钢加热到高温(一般为900～950℃)，使活性碳原子进入钢的表面，以获得高碳渗层的工艺方法称为气体渗碳。
5. 淬透性
所谓钢的淬透性就是指钢在淬火时能够获得马氏体的能力,可用淬透层深度来衡量。
三、判断对错题15个′2分(错误的填“F”(1分)，并说明理由(1分)，总计每题2分。正确的填“T”(2分)，可不说明理由。)
由液体凝固成固体的过程不一定是结晶过程。
非自发形核比自发形核更重要
一般情况下，晶粒愈小，金属的强度、塑性愈好。
在平衡结晶条件下，含10%Ni的Cu-Ni合金，比含40%Ni的Cu-Ni合金的硬度和强度要低。
得到固体的成分是均匀的。
不能改善心部的组织和性能
衡量材料的塑性的指标主要有伸长率和延伸率
碳素工具钢的牌号，如T8，T12，该数字表示钢的含碳值
钢的热处理是通过加热，保温和冷却，以改变钢的组织，从而改善钢的性能的一种工艺方法。
在过共析钢中含碳量越多，则其组织中的珠光体量减少，而渗碳体量在增多。
亚共析钢缓冷到室温时，其平衡组织由铁素体和珠光体组成。
铁素体是碳溶解在α-Fe中所形成的间隙固溶体。
调质钢经淬火和高温回火后的组织是回火索氏体
四、综合题(总计55分)
1. 二块钢样，退火后经显微组织分析，其组织组成物的相对含量如下：
第一块：珠光体占40%，铁素体60%。
第二块：珠光体占95%，二次渗碳体占5%。
试问它们的含碳量约为多少并且分别画出其显微组织图。(铁素体中含碳量可忽略不计)(10分)
答： 在忽略三次渗碳体的情况下，珠光体的碳含量为%,铁素体为%,渗碳体为%
第一块为： C%=(40%×+60%×%
第二块为： C%=(95%×+5%×%
显微组织(略)
2. 淬火钢为什么要进行回火处理(5分)
答： 淬火钢不经回火一般不能直接使用。回火是为了降低脆性，减少或消除内应力，防止工件变形和开裂;获得工艺所要求的力学性能;稳定工件尺寸;对某些高淬透性的合金钢，高温回火可降低硬度，以利切削加工。
3. 选材设计一个车床主轴。要求：该主轴受交变弯曲和扭转的复合应力，载荷和转速均不高，冲击载荷也不大，请选材(45钢、T8、20CrMnTi)并设计热处理工序。(10分)
答： 选择45号钢，调质处理。
加工路线为： 正火——调质——
高频淬火
及低温回火
4. 识别下列各钢的种类,并
指明有下划线的数字和符号的含义：①65Mn ②1Cr18Ni9Ti ③GCr15 ④T10 ⑤20CrMnTi⑥9SiCr
⑦W18Cr4V ⑧ZG15
a) 弹簧钢，
b) 1Cr18Ni9Ti 奥氏体不锈钢 碳含量<%，～9%的镍，
c) GCr15 滚动轴承钢 ～%铬
d) T10 碳素工具钢 ，T——工具(英文)
e) 20CrMnTi 合金渗碳钢 ～%的碳,
f) 9SiCr 低合金刃具钢 的碳，
