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工程材料试卷及答案.pdf

工程材料试卷及答案

朱棣王
2011-12-24 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《工程材料试卷及答案pdf》,可适用于成人教育领域

、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。、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。、材料的强度常用什么指标来衡量?答:用屈服点(σs)和抗拉强度(σb)、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)。、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。、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、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。、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、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。、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。、材料硬度与塑性怎样时好切削?答:材料的硬度为~HB范围内且有足够的脆性时切削性好。、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。、淬火钢用什么方法测定硬度?答:用洛氏硬度(HRC)、锉刀、锯片硬度约为多少?答:~HRC。、钢调质或淬火的硬度一般为多少?答:调质时一般为HBS或HRC淬火时可达HRC。、材料牌号""的含义是什么?答:表示优质碳素结构钢其平均含碳量为。、材料牌号"Mn"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。、材料牌号"TA"的含义是什么?答:表示高级碳素工具钢其平均含碳量为、材料牌号"Cr"的含义是什么?答:表示合金结构钢其平均含碳量为主要合金元素铬的含量小于。、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、轴类零件常用什么材料?答:中碳钢(如)、中碳合金钢(如Cr等)。、箱体类零件常用什么材料?答:灰铸铁(如HT、HT等)。、齿轮类零件常用什么材料?答:中碳钢(如)、中碳合金钢(如Cr)低碳渗碳钢(如Cr等)、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。、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、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。、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、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。、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。、什么叫调质处理?答:淬火加高温回火复合的热处理工艺、什么零件一般要进行调质处理?PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建wwwfineprintcn答:轴、齿轮、连杆、轴套类等零件。、什么材料适合调质处理?答:中碳、中碳合金钢。、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。、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。、、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。、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。、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)、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。、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。、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。、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。、钢按含碳量来分可分哪三类?答:可分低碳、中碳、高碳钢。、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。、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、什么叫碳钢?答:是含碳量在~的铁碳合金。、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。、写出纯铁的同素异构转变式。判断题、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(√)、低合金钢是指含碳量低于的合金钢。(×)、CrWV钢的平均含碳量为所以它是合金结构钢。(×)、合金钢只有经过热处理才能显著提高其力学性能。(√)、GCr钢是滚动轴承钢但又可制造量具、刀具和冷冲模具等。(√)、不锈钢中含碳量越高其耐腐蚀性越好。(×)、滚动轴承钢是高碳钢。(√)、合金渗碳钢都是低碳钢。(√)、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。(√)、钢中合金元素含量越多,则淬火后钢的硬度越高。(×)、材料的屈服点越低则允许的工作应力越高。(×)、一般说来晶粒越粗大金属的力学性能就越差。(√)、碳在γFe中的溶解度比在αFe中的溶解度大。(√)、奥氏体向铁素体的转变是铁发生同素异构转变的结果。(√)、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。(√)、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。(√)、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。(×)、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。(×)、钢材锻造的温度范围必PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建wwwfineprintcn须选择在FeFeC相图的单相奥氏体区域。(√)、碳素工具钢都是优质或高级优质钢。(√)简答及应用题:、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。、什么是退火?退火的目的有哪些?、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:()降低钢的硬度提高塑性以利于切削加工及冷变形加工。()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。()消除钢中的残余内应力防止变形和开裂。、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≤%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≥%时随碳含量的增加钢的强度、硬度变化的规律其原因是什么。、随着钢中碳含量的增加其室温平衡组织的变化规律为PF→P→PFeCⅡ,其力学性能变化的规律为:当碳含量≤%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≥%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FeCⅡ量增多的缘故所致、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℅问此钢材的含碳量大约是多少、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℅问此钢材的含碳量大约是多少解:因为(Wc)=(Wc)所以Wc=答:该钢材的含碳量为(为钢、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℅。问此钢含碳大约是多少因为(Wc)=(Wc)所以Wc=(为T钢)答:该钢材的含碳量为(为T钢)、有一批Wc=℅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。、答:()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。()淬火回火:调质提高综合性能。()齿面淬火:表面淬火提高HRC和耐磨性。、用T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。、答:()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。()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。、某柴油机凸轮轴要求凸轮表面有高的硬度(HRC>),而心部具有良好的韧性(Ak>J)原来用Wc=℅的碳钢调质再在凸轮表面进行高频淬火最后低温回火。现因库存钢材用完拟用Wc=℅的碳钢代替。试说明:()原Wc=℅钢的各热处理工序的作用。()改用Wc=℅钢后仍按原热处理工序进行能否满足性能要求为什么()PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建wwwfineprintcn改用Wc=℅钢后采用何种热处理工艺能达到所要求的性能、答:()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。()不能。因为含碳量为℅淬不硬表面硬度不足耐磨性不够。()渗碳淬火低温回火上篇:机械工程材料下篇:世界上唯独骗不了的是自己的心。一、填空题(共分每空分).F和A分别是碳在αFe、γFe中所形成的间隙固溶体。.液态金属结晶时常用的细化晶粒的方法有增加过冷度、加变质剂、增加液体的流动。加热是钢进行热处理的第一步其目的是使钢获得奥氏体组织。.在FeFeC相图中钢与铸铁分界点的含碳量为。.完全退火主要用于亚共析钢其加热温度为:Ac(~)℃。.CrNiTi是不锈钢其碳的质量分数是。QT中的“”的含义是:σb≥MPa。.TMnA是碳素工具钢其中“A”的含义是高级优质。.Cr是合金结构钢其Cr的主要作用是提高淬透性、强化铁素体。.调质件应选中碳成分的钢渗碳件应选低碳成分的钢。.化学热处理的基本过程包括:化学介质分解出渗入元素的活性原子活性原子被工件表面吸附原子由表层向内扩散形成渗层。.按冷却方式的不同淬火可分为单介质淬火、双介质淬火、等温淬火、分级淬火等。.钢(Ac≈℃Ac≈℃)退火小试样经℃、℃、℃加热保温并在水中冷却得到的组织分别是:PFFMArMAr。.金属的冷加工与热加工是按再结晶温度来划分的。.制造形状简单、小型、耐磨性要求较高的热固性塑料模具应选用T钢而制造形状复杂的大、中型精密塑料模具应选用CrMo钢。(请从、T、CrMo、QA中选择)二.判断题(共分Y、碳钢在室温下的相组成物是铁素体和渗碳体。.N、铁碳合金平衡结晶时只有成分为的共析钢才能发生共析反应。.N、在℃含碳的钢不能进行锻造含碳的铸铁能进行锻造。.Y细晶强化能同时提高钢的强度和韧性。.N碳的质量分数对碳钢力学性能的影响是:随着钢中碳的质量分数的增加硬度、强度增加塑性、韧性也随着增加。.Y、固溶强化是指因形成固溶PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建wwwfineprintcn体而引起的合金强度、硬度升高的现象。.Y、淬火临界冷却速度是钢抑制非马氏体转变的最小冷却速度。.N、可锻铸铁具有一定的塑性可以进行锻造加工。.N、高速钢铸造后需要反复锻造是因为硬度高不易成形。.Y、同一钢种在相同的加热条件下水冷比油冷的淬透性好小件比大件的淬透性好。A.金属材料在外力作用下抵抗变形和断裂的能力叫:a强度b硬度c塑性B.晶体中的位错是一种:a点缺陷b线缺陷c面缺陷B.实际金属结晶时形核和晶体长大的方式主要是:a平面长大b树枝状长大c两者都不对A.在铁碳合金平衡组织中塑性最好的是:aFbAcPC.加工硬化使金属:a强度降低、塑性升高b强度增大、塑性升高c强度增大、塑性降低C.下列钢淬透性高低排列顺序正确的是:aT>>CrMnTi>bCrMnTi>>>TcCrMnTi>T>>B.钢在淬火后获得M组织的粗细主要取决于:aA的本质晶粒度bA的实际晶粒度cA的起始晶粒度B.珠光体是一种:a单相固溶体b两相混合物cFe与C的混合物C.高速钢的红硬性取决于:a钢的碳含量b马氏体的多少c淬火加热时溶于奥氏体中的合金元素的量A.绑扎物件宜选用a低碳钢b中碳钢c高碳钢A.灰铸铁的石墨形态是a片状b团絮状c球状C.下列零件与构件中选材不正确的是:a机床床身用HTb桥梁用Mnc热作模具用CrMoVA.不同成分的钢应采用不同的热处理工艺调整其硬度以便于切削加工性能。一般低碳钢宜采用:a正火b完全退火c球化退火B.制造汽车板簧应采用:aT淬火低温回火bMn淬火中温回火c钢淬火高温回火A.下列说法错误的是:a调质处理是淬火中温回火。bCr钢一种常用的合金结构钢具有良好的综合力学性能好。c灰口铸铁可通过表面淬火提高其表面的硬度和耐磨性。四.综合分析题(共分).(分)某钢的连续冷却转变曲线如图所示指出该钢按图中(a)、(b)、(c)、(d)速度冷却后得到的室温组织。PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建wwwfineprintcn.(分)淬火钢为什么要进行回火处理?答:淬火钢的组织是:MAr属亚稳组织硬度高脆性大同时淬火钢具有较大的内应力直接使用易造成工件的变形或开裂。回火的目的:。减少或消除内应力降低钢的脆性。使MAr分解稳定组织。获得所需力学性能。.(分)试为下列工具选材并确定热处理方式。()手用锯条()板牙()高速车刀。备选材料:T、Cr、SiCr、Mn、WCrV、GCr、CrMoV。答:()手用锯条:T球化退火→淬火低温回火()板牙:SiCr球化退火→淬火低温回火()高速车刀:WCrV退火(完全退火或等温退火)→高温淬火℃三次回火.(分)选材设计一个车床主轴。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轴颈部要求耐磨。请选材并设计热处理工序。需说明各热处理工序的作用画出工艺曲线并指出热处理后的组织。(备选材料、T、CrMnTi)答:材料选择:热处理工艺曲线:热处理工序的作用、热处理后的组织:)正火(或完全退火):消除锻造应力、调整硬度、细化晶粒组织:SF)调质(淬火高温回火):使钢获得综合性能好组织:S回)表面淬火低温回火:提高表面硬度和耐磨性组织:表面M回心部S回答:(a):MAr(b):BMAr(c):FBMAr(d):FPPDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建wwwfineprintcn五.(共分)根据FeFeC亚稳平衡相图回答问题:.填写各相区组织(分))填空钢在平衡结晶过程中冷却到共析温度时发生共析反应A、F、FeC的碳含量分别为:。)(每空分)GS、ES、PSK线的代号分别是:AAccmA。)(每空分)铁碳合金的共析反应式为:。铁碳合金的共晶反应式为:(分)分析钢从液态缓冷至室温的平衡结晶过程绘出室温平衡组织示意图(标明组织组分)并用杠杆定律计算其室温平衡组织组织相对量。答:结晶过程:L→δL→LA→A→AF→PF室温平衡组织示意图:室温平衡组织组织相对量:CFeALE℃C¾¾®¬CFeFAP℃S¾¾®¬PPDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建wwwfineprintcn一、填空题(共分每空分).Mn是低合金结构钢其碳的质量分数是。.QA是碳素结构钢其中“A”的含义是质量等级为A。.HT中的“”的含义是:σb≥MPa。.GCr是滚动轴承钢其Cr的质量分数是。.αFe和γFe的晶格结构分别是:体心立方、面心立方。.按几何形式实际金属中的晶体缺陷分为:点缺陷线缺陷面缺陷。马氏体(M)是碳溶于αFe所形成的过饱和间隙固溶体。.球化退火主要用于过共析钢其加热温度为:Ac~℃。.T钢(Ac≈℃Accm≈℃)退火小试样经℃、℃、℃加热保温并在水中冷却得到的组织分别是:PFFeCMArMAr。.为强化表面渗碳件应选低碳钢表面淬火应选中碳钢。.渗碳钢在渗碳后缓慢冷却由表面向心部的组织分布依次为:P网状FeCⅡPPF。.冷变形后的金属进行加热时将发生回复和再结晶。.过共析钢淬火加热温度越高淬火后马氏体中含碳量越高残余奥氏体的量越多。.M的显微组织形态有板条状和片状两种其中板条状的韧性较好。.为了改善碳素工具钢的切削加工性常采用的热处理是:球化退火。二.判断题(共分每小题分).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。N.室温时晶粒度级别越高则金属的强度、塑性愈好。Y.锻轧时应将钢加热到单相的奥氏体区进行。Y.调质处理是淬火中温回火。N.固溶体的强度比溶剂的强度低。N.珠光体、索氏体、屈氏体都是铁素体和渗碳体组成的机械混合物。Y.淬火临界冷却速度是钢获得马氏体的最小冷却速度。N.灰口铸铁可通过表面淬火提高其表面的硬度和耐磨性。Y.高速钢淬火加热温度高是为了使合金元素充分溶解到奥氏体中。Y.Cr、Cr、Cr都是不锈钢。Y三.单项选择题(分每小题分)PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建wwwfineprintcn.材料在外力作用下产生永久塑性变形而不断裂的能力叫:Ca强度b硬度c塑性.加热是钢进行热处理的第一步其目的是使钢获得:AaAbMcP.金属铸造时为细化晶粒可采用:Ca快速浇注b以砂型代替金属型c采取机械振动.下列组织中强度最好的是:CaFbAcP.消除加工硬化常用的热处理工艺是:Ba调质b再结晶退火c扩散退火.下列钢淬硬性高低排列正确的是:AaT>T>>CrbCr>T>T>cCr>>T>T.钢在淬火后获得M组织的粗细主要取决于:BaA的本质晶粒度bA的实际晶粒度cA的起始晶粒度.碳钢的淬火工艺是将其加热奥氏体化然后采用的冷却方式是:Ca随炉冷却b在空气中冷却c在水中冷却.Cr中Cr主要作用是:Ba增加硬度和耐磨性b提高钢的淬透性和基体强度c提高钢的红硬性.金属化合物的性能特点是:Aa熔点高、硬度高b熔点高、硬度低c熔点低、硬度低.可锻铸铁的石墨形态是Ba片状b团絮状c球状.下列零件与构件中选材不正确的是:Ca建筑钢筋用QAb汽车板簧用Mnc热作模具用WCrV.制造机床床身应采用:AaHTbCrMoVcQC.制造形状简单、小型、耐磨性要求较高的热固性塑料模具应选用:BabTcCrMo.二次硬化属于:Ca固溶强化b细晶强化c第二相强化四.综合分析题(分).(分)将Φmm的T钢加热至℃并保温后经不同冷却方式得到:P、S、B下、T+M+Ar、M+Ar请在C曲线上绘出工艺曲线示意图。答案:①P②S③B下④T+M+Ar⑤M+ArPDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建wwwfineprintcn.(分)为什么亚共析碳钢的正常淬火加热温度为Ac(~)℃而共析和过共析碳钢的正常淬火加热温度为Ac(~)℃?答:亚共析碳钢在Ac(~)℃加热可以获得均匀细小的A晶粒淬火后可以得到性能良好的隐晶M。过共析碳钢在Ac(~)℃加热得到的是A和粒状FeC淬火后为晶粒细小的M粒状FeC可保证钢具有较高的硬度和耐磨性、降低钢的过热敏感性防止工件变形开裂。.(分)试为下列零件选材并确定热处理方式。()锉刀()自行车座簧()连杆。备选材料:T、Cr、SiCr、Mn、WCrV、GCr、CrMoV。答:锉刀:T球化退火→淬火低温回火自行车座簧:Mn淬火中温回火连杆:Cr淬火高温回火.(分)有QAF、、CrMnTi、SiMn、T等钢材请选择一种钢材制作汽车变速箱齿轮(高速重载受冲击)并设计热处理工序说明各热处理工序的作用并画出工艺曲线指出使用状态组织。答:材料选择:CrMnTi热处理工序:正火→(机加工)→渗碳→淬火低温回火热处理工序的作用:)正火:消除锻造应力、调整硬度便于加工)渗碳:提高表面含碳量以便强化表面)淬火低温回火:提高表面硬度和耐磨性并使心部具有较好的韧性。使用状态组织:表面(高碳)回火MKAr心部(低碳)回火M或回火MF(淬不透时)PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建wwwfineprintcn五.根据FeFeC亚稳平衡相图回答问题:填写各相区组织(分).填空:(分))T钢在平衡结晶过程中冷却到共析温度发生共析反应时A、F、FeC的碳含量分别为:。)A、A和Acm线的位置分别是:PSK线GS线ES线。)S为共析点其反应式为:。C为共晶点其反应式为:。.(分)分析T钢从液态缓冷至室温的平衡结晶过程绘出室温平衡组织示意图(标明组织组分)并用杠杆定律计算其室温平衡组织组织相对量。答:结晶过程:L→LA→A→AFeCⅡ→PFeCⅡ室温平衡组织示意图:室温平衡组织组织相对量:CFeALE℃C¾¾®¬CFeFAP℃S¾¾®¬PPDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建wwwfineprintcn

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