机械重点工程材料及热加工基础工艺试题及答案

一、名词解释：固溶强化：固溶体溶入溶质后强度、硬度提高，塑性韧性下降现象。２、加工硬化：金属塑性变形后，强度硬度提高现象。合金强化：在钢液中有选取地加入合金元素，提高材料强度和硬度４、热解决：钢在固态下通过加热、保温、冷却变化钢组织构造从而获得所需性能一种工艺。５、细晶强化：晶粒尺寸通过细化解决，使得金属强度提高办法。二、选取适当材料并阐明惯用热解决办法名称候选材料选用材料热解决办法最后组织机床床身T10A，KTZ450-06，HT200HT200时效P＋F＋G片汽车后桥齿轮40Cr，20CrMnTi，60Si2Mn20CrMnTi渗碳＋淬火＋低温回火表面Cm＋M＋A’心部F＋M滚动轴承GCr15，Cr12，QT600-2GCr15球化退火＋淬火＋低温回火Cm＋M＋A’锉刀9SiCr，T12，W18Cr4VT12球化退火＋淬火＋低温回火Cm＋M＋A’汽车板簧45，60Si2Mn，T1060Si2Mn淬火＋中温回火T回钻头W18Cr4V，65Mn，20W18Cr4V淬火＋低温回火Cm＋M＋A’桥梁1Cr13，16Mn，Q19516Mn,不热解决F＋P滑动轴承H70，ZSnSb11Cu6，T8ZSnSb11Cu6不热解决a+SnSb耐酸容器Q235，1Cr18Ni9Ti，ZGMn131Cr18Ni9Ti固溶解决A发动机曲轴QT600-3，45，ZL101QT600-3等温淬火＋高温回火S回＋G球三、（20分）车床主轴规定轴颈部位硬度为HRC54—58，别的地方为HRC20—25，其加工路线为：下料锻造正火机加工调质机加工（精）轴颈表面淬火低温回火磨加工指出：1、主轴应用材料：45钢2、正火目和大体热解决工艺细化晶粒，消除应力；加热到Ac3＋50℃保温一段时间空冷3、调质目和大体热解决工艺强度硬度塑性韧性达到良好配合淬火＋高温回火4、表面淬火目提高轴颈表面硬度5．低温回火目和轴颈表面和心部组织。去除表面淬火热应力，表面M＋A’心部S回四、选取填空（20分）合金元素对奥氏体晶粒长大影响是（d）（a）均强烈制止奥氏体晶粒长大（b）均强烈增进奥氏体晶粒长大（c）无影响（d）上述说法都不全面适合制造渗碳零件钢有（c）。（a）16Mn、15、20Cr、1Cr13、12Cr2Ni4A（b）45、40Cr、65Mn、T12（c）15、20Cr、18Cr2Ni4WA、20CrMnTi要制造直径16mm螺栓，规定整个截面上具备良好综合机械性能，应选用（c）（a）45钢经正火解决（b）60Si2Mn经淬火和中温回火（c）40Cr钢经调质解决4．制造手用锯条应当选用（a）（a）T12钢经淬火和低温回火（b）Cr12Mo钢经淬火和低温回火（c）65钢淬火后中温回火5．高速钢红硬性取决于（b）（a）马氏体多少（b）淬火加热时溶入奥氏体中合金元素量（c）钢中碳含量6．汽车、拖拉机齿轮规定表面高耐磨性，中心有良好强韧性，应选用（c）（a）60钢渗碳淬火后低温回火（b）40Cr淬火后高温回火（c）20CrMnTi渗碳淬火后低温回火7．65、65Mn、50CrV等属于哪类钢，其热解决特点是（c）（a）工具钢，淬火+低温回火（b）轴承钢，渗碳+淬火+低温回火（c）弹簧钢，淬火+中温回火8.二次硬化属于（d）（a）固溶强化（b）细晶强化（c）位错强化（d）第二相强化9.1Cr18Ni9Ti奥氏体型不锈钢，进行固溶解决目是（b）获得单一马氏体组织，提高硬度和耐磨性获得单一奥氏体组织，提高抗腐蚀性，防止晶间腐蚀（c）减少硬度，便于切削加工１０.推土机铲和坦克履带板受到严重磨损及强烈冲击，应选取用（b）（a）20Cr渗碳淬火后低温回火（b）ZGMn13—3经水韧解决（c）W18Cr4V淬火后低温回火五、填空题(20分)1、马氏体是碳在a-相中过饱和固溶体，其形态重要有板条马氏体、片状马氏体。其中，片状马氏体硬度高、塑性差2、W18Cr4V钢淬火加热温度为1270－1280℃，回火加热温度为560℃，回火次数3次。3、材料选取三原则普通原则，工艺性原则，经济性原则。4、合金构造钢与碳素构造钢相比，其突出长处是强度高，淬透性好。5.共析钢过冷奥氏体等温转变曲线三个转变区转变产物是PBM。6.共析钢淬火形成M+A'后，在低温、中温、高温回火后产物分别为M回＋A’T回S回。7.45钢正火后渗碳体呈片状，调质解决后渗碳体呈球状。第一章材料性能1、解释名词：强度*、塑性*、硬度、冲击韧性*、疲劳极限。*2、掌握σs、σь、δ、ψ含义、单位及计算办法。*3、掌握HBS、HRC、HV、Ak、ak、σ­1等符号含义。*4、为什么相似材料进行拉伸实验时δ5>δ10？5、课本P35～36，习题1、3、4、6、13*。第二章碳钢1、解释名词：晶体与非晶体*、晶格与晶胞、晶粒、晶界、合金、相、组织、固溶体*、固溶强化、结晶、同素异构转变*、相图、杠杆定律、铁素体*、奥氏体*、渗碳体、珠光体*、莱氏体*、冷加工*、热加工、回答、再结晶*、加工硬化*。2、常用金属晶格类型有哪三种？*3、固溶体有哪几种*？它们有何特性？*4、实际金属晶体缺陷有哪些？它们对晶体性能有何影响？5、什么叫过冷度*？影响过冷度大小因素是什么？*6、晶粒大小对金属性能有什么影响*？细化晶粒办法有哪两种？*7、共晶转变与共析转变有何异同？它们产物是什么？8、默写铁—渗碳体相图，阐明A、C、D、E、G、S、P、Q点和GS、SE、PQ、ECF、PSK线意义。9、默写出铁—渗碳体相图中各相区相构成物和组织构成物。*10、掌握各种典型铁碳合金（工业纯铁、亚共析钢、共析钢、过共析钢、亚共晶白口铁、共晶白口铁、过共晶白口铁）结晶过程及其室温组织*。会用杠杆定律求各组织相对量。*11、课本P76～77，习题6*、7*、10、11、16。第三章钢热解决1、解释名词：热解决*、退火*、正火、淬火*、回火*、过冷奥氏体*、残存奥氏体、马氏体*、淬透性*、淬硬性*、调质解决*。2、马氏体转变有何特点？其组织形态有哪几种*？它们特性如何*？3、熟悉共析钢奥氏体等温转变曲线（C曲线），以及等温转变组织和性能，并能用该曲线阐明奥氏体持续冷却转变产物和性能。*4、钢淬火目是什么？淬火办法有哪几种*？淬火温度是如何选取*？5、有两个大小相似T12钢件，分别加热至780°C和860°C保温后以不不大于临界冷却速度冷至室温，问：*（1）淬火后哪个工件马氏体晶粒较粗大？哪个马氏体今碳量较多？（2）淬火后哪个工件残存奥氏体较多？（3）淬火后哪个工件未溶碳化物较多？（4）哪个温度淬火适当？为什么？6、何谓表面淬火？有哪几种惯用办法？7、何谓渗碳、氮化*？它们目是什么*？8、课本P103，习题7、8、12、14。第四章合金钢1、什么叫合金钢？惯用合金元素有哪些？有哪几方面基本作用？2、掌握钢几种分类办法，按碳含量、合金元素含量、质量、用途是如何分类。*3、解释名词：回火稳定性、回火脆性、二次硬化、红硬性*。4、指出下列牌号中，哪些是构造钢（分出碳素构造钢、低合金高强度构造钢、渗碳钢、调质钢、弹簧钢、滚珠轴承钢）*？哪些是工具钢（分出碳素工具钢、髙炭低合金工具钢、高速钢、冷模具钢、热模具钢）*？哪些是特殊性能钢（分出不锈钢、耐热钢、耐磨钢）*？并指出各种钢大体成分和惯用来做什么零件或构件*。Q235A*，Q390A*，20Cr，45*，40Cr*，60Si2Mn*，GCr15*，T8，9SiCr*，W18Cr4V*，9Mn2V，5CrNiMo，Cr12MoV，4Cr13，0Cr19Ni9*，4Cr9Si2，ZGMn13。5、课本P147，习题4、8。第五章铸铁1、何谓铸铁*？铸铁如何分类*？与钢相比在化学成分、组织和性能方面有何特点？2、影响石墨化因素是什么？作用如何？3、灰铸铁哪些性能优于钢？为什么？4、可锻铸铁是如何获得？与灰铸铁相比，有何优缺陷？可锻铸铁与否可以锻造？5、灰铸铁为什么普通不进行整体淬火和回火？而球墨铸铁可以进行此类热解决？6、指出下列铸铁牌号中符号和数字意义：*HT200，KTH350—04，QT400—15。7、课本P158~159，习题1、3、7。*第六章有色金属及其合金1、纯铝有何性能特点？*2、铝合金热解决机理与钢有何不同？什么叫固溶解决、自然时效、人工时效？3、形变铝合金按用途和性能不同可分为哪几种？*4、纯铜有何性能特点？*5、铜合金是如何分类？有哪几类？*6、课本P190，习题2、5、14、15、16。***第七章高分子材料1、解释名词：高聚物、单体、加聚反映、缩聚反映。2、什么是高分子合成材料？如何分类？*3、请阐述聚合物老化机理及防老化办法。3、简述橡胶硫化目及原理。4、课本P216，习题2、7、8。**第十二章零件选材及工艺路线1、试述选取材料普通原则与环节。*2、课本P292，习题1、5、6*。第Ⅱ某些《材料成形某些》第一章锻造1.何谓锻造*？锻造有哪些特点？试从锻造特点分析阐明锻造是生产毛坯重要办法？2.铸件凝固方式依照什么来划分？哪些合金倾向于逐级凝固？3.从Fe－Fe3C相图分析，什么样合金成分具备较好流动性*？为什么*？4.缩孔和缩松是如何形成？可采用什么办法防止？5.什么是定向凝固原则？什么是同步凝固原则？各需采用什么办法来实现？各合用于哪种场合？6.锻造应力有哪几种？如何形成？如何防止锻造应力、变形和裂纹？7.为什么要规定铸件最小壁厚值*？如何拟定最小壁厚*？8.何谓合金锻造性能*?它可以用哪些性能指标来衡量*？锻造性能不好，会引起哪些缺陷？9.手工造型与机器造型各有何特点？应用范畴如何？各有哪些惯用造型办法？10.模样、铸件、零件三者之间在尺寸上有什么关系？11.为什么铸件重要加工面和重要工作面在铸件中应朝下？*12.为什么尽量使铸件所有或大部位于同一砂箱内？*13.何谓锻造工艺图*？有何用途？14.试比较灰铸铁、碳钢和铝合金锻造性能特点。15.金属型锻造、压力锻造、离心锻造、熔模锻造、低压锻造与砂型锻造比较各有何重要特点*？它们各有何应用局限性？16.下列铸件在大批量生产时，采用什么锻造办法为宜？铝活塞；缝纫机头；汽轮机叶片；铸铁污水管；摩托车汽缸体；大模数齿轮滚刀；汽缸套；车床床身。17.课本P66~71，复习题9、15、24、30、31。第二章锻压什么叫锻压加工？锻压加工重要生产方式有哪些？为什么对某些重要机械零件要进行锻压？2.何谓加工硬化*？在热加工过程中与否也有加工硬化现象产生？何谓再结晶*？它对工件性能有何影响*？4.区别冷变形和热变形界限是什么*？钢在400℃温度下进行加工，是热变形还是冷变形？5.可锻性良好金属应具备哪些力学性能和组织状态？哪些工艺条件影响金属可锻性？如何影响？6.钢料加热温度不当时，易产生哪些缺陷？如何防止？7.拟定碳钢始锻温度和终锻温度根据是什么？8.什么叫锻造比？锻粗与拔长时锻造例如何计算？9.什么叫自由锻*？其基本工序有哪些*？10.惯用自由锻设备有哪几种？其工作原理与应用场合有何不同？11.什么叫模锻*？与自由锻相比有何优缺陷？12.板料冲压与锻造相比有何异同？13.板料冲压有哪些基本工序？7、课本P139~141，复习题8、15、19、20、25、29。第三章焊接1.什么是焊接*？焊接办法有哪些？各具备什么特点？什么是焊接电弧？其形成特点如何？焊条作用是什么？焊条药皮有何功用？下列焊条型号或牌号含义是什么？E4303；J422；J507。5.什么是金属焊接性*？钢材焊接性重要决定于什么因素*？6.下列金属材料焊接时重要问题是什么？惯用什么焊接办法和焊接材料？普通低合金钢；中碳钢；珠光体耐热钢；奥氏体不锈钢；铝及铝合金；铜及铜合金；钛及钛合金。7.课本P199~200，复习题5、9、14。**第五章毛坯选取1.什么是毛坯？合理选取毛坯有何重要性？毛坯选取涉及什么内容？2.惯用零件毛坯类型有哪几种*？其选取原则有哪些*？3.为什么轴杆类零件普通采用锻件，而机架类零件多采用铸件？*4.为什么齿轮多用锻件？而带轮、飞轮多用铸件？*5.课本P241，复习题1、2。一、名词解释（共15分，每小题3分）1.奥氏体（A）  2.回答  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.石墨为片状灰口铸铁称为　  　铸铁，石墨为团絮状灰口铸铁称为　__　铸铁，石墨为球状灰口铸铁称为　  　铸铁。其中　　　铸铁韧性最高，因而可以锻造。2.陶瓷材料中气相是指　　    ，在　      程中形成，它      了陶瓷强度。3.依照采用渗碳剂不同，将渗碳分为__________、__________和__________三种。4.工程中惯用特殊性能钢有_________、_________、_________等。5.金属断裂形式有__________和__________两种。6.金属元素在钢中形成碳化物可分为_________、_________两类。7.常用金属晶体构造有____________、____________和____________三种。三、选取题（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，最也许因素是(  )  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，淬透性最高是(  )A.20钢；  B.40钢；  C.T8钢；    D.T12钢3.Ni在1Cr18Ni9Ti钢中重要作用是(  )A.提高淬透性；  B.固溶强化；  C.扩大Fe-Fe3C相图中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是(  )A.40钢；    B.T12钢；    C.HT300；      D.KTH300-066.下列材料中，最适合制造气轮机叶片是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是(  )A.1Cr17；    B.1Cr18Ni9Ti；C.聚四氟乙烯；  D.SiO29.下列材料中，最适合制造汽车板弹簧是(  )A.60Si2Mn；  B.5CrNiMo；    C.Cr12MoV；    D.GCr1510.下列材料中，最适合制造汽车火花塞绝缘体是(  )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干使晶粒细化，而铁则不需冷加工，只需加热到一定温度虽然晶粒细化，其因素是(  )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.铁和铜再结晶温度不同12.惯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.如下哪种铸铁断口呈灰黑色？(  )A.马口铁；      B.白口铸铁；      C.麻口铸铁；      D.灰铸铁14.用于制造渗碳零件钢称为(  )。  A.构造钢；      B.合金钢；    C.渗碳钢；        D.工具钢15.马氏体组织有两种形态(  )。  A.板条、树状；  B.板条、针状；  C.树状、针状；  D.索状、树状16.实际生产中，金属冷却时(  )。A.理论结晶温度总是低于实际结晶温度；    B.理论结晶温度总是等于实际结晶温度；  C.理论结晶温度总是不不大于实际结晶温度；  D.实际结晶温度和理论结晶温度没关于系17.零件渗碳后，普通需通过(  )才干达到表面硬度高并且耐磨目。A.淬火+低温回火；    B.正火；    C.调质；    D.淬火+高温回火18.C曲线右移使淬火临界冷却速度(  )，淬透性(  )。  A.减小、增大；  B.减小、减小；  C.增大、减小；  D.增大、增大19.机械制造中，T10钢惯用来制造(  )。  A.容器；    B.刀具；      C.轴承；      D.齿轮20.钢经表面淬火后将获得(  )。  A.一定深度马氏体；  B.所有马氏体；  C.下贝氏体；  D.上贝氏体21.GCrl5SiMn钢含铬量是：(  )A.15％；    B.1．5％；    C.0.15％；    D.0.015％22.铅在常温下变形属：(  )    A.冷变形；  B.弹性变形；    C.热变形；    D.既有冷变形也有热变形23、黄铜是以（  ）为主加元素铜合金。    A.铅      B.铁          C.锡          D.锌24、在Fe-Fe3C和图中，奥氏体冷却到ES线时开始析出（    ）。    A.铁素体  B.珠光体      C.二次渗碳体  D.莱氏体25、从金属学观点来看，冷加工和热加工是以（    ）温度为界限区别。A.结晶    B.再结晶      C.相变        D.25℃四、判断题（共10分，每小题1分）1.回火托氏体和托氏体皆由铁素体和渗碳体两个相构成，因而其性能相似。(  )2.冷却速度越快，钢淬透性越高。(  )3.钢淬透性越高，产生焊接裂纹倾向越大。(  )4.铝合金也可以象钢那样通过淬火明显提高其硬度。(  )5.所有强化金属手段，都在提高强度同步减少了韧性。(  )6.可锻铸铁中团絮状石墨是浇注球墨铸铁时石墨球化不良成果。(  )7.一定加热温度下，奥氏体晶粒长大倾向小钢称为本质细晶粒钢。(  )8.所谓过量弹性变形，是指零件发生了塑性变形。(  )9.铝极易氧化，故铝制品抗氧化失效能力极差。(  )10.弹簧钢淬火后采用中温回火是想提高钢弹性模量。(  )五、简答题（共30分，每题10分）1.简述奥氏体晶粒对钢在室温下组织和性能影响。2.简述回火目。3.何谓碳钢中铁素体、渗碳体、珠光体？她们力学性能各有何特点？参照答案一、名词解释1．奥氏体（A）：C在γ－Fe中间隙固溶体，惯用A或γ表达，是一种硬度较低而塑性较高固溶体。3．固溶体：构成合金组元，在固态时互相溶解，所形成单一均匀物质。4．自然时效：自然时效是指通过冷、热加工或热解决金属材料，于室温下发生性能随时间而变化现象。5．加工硬化：金属材料随着冷塑变形限度增大，强度和硬度逐渐升高，塑性和韧性逐渐减少现象称为加工硬化或冷作硬化。二、填空题1、普通灰口；可锻；球墨；2、气孔；烧结；减少。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  密排六方晶格三、选取题1.D；2.C；3.C；；5.C；6.A；7.D；8.C；10.A；11.C；13.D;  14.C；15.B；17.A；18.A；19.B；20.A；21.B23.D；24.C四、判断题1.×；2.×；3.√；4.×；5.×；6.×；7.√；9.×；10.×。五、简答题1、答：奥氏体晶粒细小时，冷却后转变产物组织也细小，其强度与塑性韧性都较高，冷脆转变温度也较低；反之，粗大奥氏体晶粒，冷却转变后仍获得粗晶粒组织，使钢力学性能（特别是冲击韧性）减少，甚至在淬火时发生变形、开裂。2、答：回火目是：（1）减少零件脆性，消除或减少内应力；（2）获得所规定力学性能；（3）稳定尺寸；（4）改进加工性。3、答：铁素体——碳在α-Fe中间隙固溶体，软而韧。                      渗碳体——碳与铁形成间隙化合物，硬而脆。                        珠光体——铁素体与渗碳体形成层片状交替排列机械混合物，良好综合力学性能。