兰州理工大学2012春-工程材料试题A-答案

兰州理工大学2012 年 春 季学期 工程材料 试题 A 试题共4张第1 张

名姓 号学 级班业专 ）系（院

题号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总分 得分 得分 一名词解释（每小题2分，共20分）

珠光体：铁素体和渗碳体构成的机械混合物。

强度：材料在外力作用下抵抗永久变形和断裂的能力。

相：金属或合金中，成分相同，结构相同，并与其它部分有明显分界线的均匀部分。

固溶体：溶质原子溶入溶剂原子中形成的合金相，固溶体保持溶剂的晶体结构。

加工硬化：塑性变形过程中，随变形的增大，强度、硬度增大，塑性、韧性降低。

形核率：单位时间、单位体积的液相中形成的晶核数目。

淬透性：经奥氏体化的材料接收淬火时形成马氏体多少的能力。

合金：由两种或两种以上金属元素、或金属与非金属元素组合而成的具有金属特性的物质。

失效：指工程零构件乃至整部机器或设备丧失规定功能的现象。

正火：将钢加热至Ac3或Accm以上约30℃-50℃，保温一段时间后取出空冷

的热处理。

得分

二、填空题（每小空1分，共15分）

1、环境介质对零件的作用主要有 腐蚀 、 摩擦磨损 、 老化作用 。

2、根据石墨形态的差异，可将灰口铸铁分为灰铸铁、 球墨铸铁 、蠕墨铸铁 和 可锻铸铁 四种。

3、一般情况下，金属铸锭的宏观组织由三个晶区组成，由外至里分别是表面 细等轴晶区 、 柱状晶区 和 中心等轴晶区 。 4、共析碳钢中的平均含碳量约为 0.77% 。

5、共析碳钢的奥氏体形成由四个基本过程组成，它们是 奥氏体形核 ， 奥氏体长大 ， 残余奥氏体溶解 ， 奥氏体成分的均匀化 。 6、提高有色金属及合金强度的热处理方法主要是固溶时效处理 。

兰州理工大学2012 年 春 季学期 工程材料 试题 A 试题共4张第2 张

得分 三 单选题（共15分，每题1分） 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 题号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 答案

（ B ）1、在铁碳合金平衡组织中，硬度最高的是（ ）。

A、铁素体 B、渗碳体 C、奥氏体 D、珠光体

（ C ）2、低碳钢拉伸应力-应变曲线上对应的最大应力值称为：。

A. 弹性极限 B.屈服强度 C.抗拉强度 D.断裂韧度

（ B ）3、65、65Mn属于（ ）类钢，其热处理特点是（ ）。

A、工具钢，淬火+低温回火 B、弹簧钢，淬火+中温回火 C、调质钢，淬火+高温回火 D、渗碳钢，渗碳+淬火+低温回火

（ A ）4、不锈钢中必加的合金元素是（ ）。

A、Cr B、Cu C、Al D、Si

（ C ）5、晶体中的位错属于（ ）。

A、体缺陷 B、点缺陷 C、线缺陷 D、面缺陷

（ C ）6、下列哪种钢的淬透性最好（ ）。

A、20 B、20Cr C、20Cr2Ni4 D、20MnV

（ B ）7、T10钢的名义含碳量为（ ）。

A、0.10% B、1.0% C、10% D、0.01% （ B ）8、钢经过调质处理后获得的组织是（ ）。

A、回火马氏体 B、回火索氏体

C、回火屈氏体 D、马氏体

（ C ）9、钢的回火处理是在（ ）：

A、退火后进行 B、正火后进行

C、淬火后进行 D、渗氮后进行

（ A ）10、在铸造过程中，获得细晶组织不可采用的措施是（ ）：

A、提高浇铸温度 B、增加过冷度 C、进行变质处理 D、附加振动 （ B ）11、合金固溶强化的基本原因是（ ）：

A、晶粒变细 B、晶格发生畸变 C、晶格类型发生改变 D、原因不明

（ C ）12、共析钢过冷奥氏体，当其冷却速度超过临界冷却速度时，在Ms~Mf

的温度范围内发生转变，其转变产物为（ ）：

A、珠光体 B、贝氏体 C、马氏体 D、索氏体

（ C ）13、一般而言，对钢铁件淬火时，下面哪一项叙述不正确？

A、淬硬 B、淬透 C、冷却速度尽量快 D、冷却速度适当

（ B ）14、感应淬火仅对工件表层进行淬火，下列哪种钢适宜采用感应淬火

A、20 B、45 C、T12 D、GCr15

（ C ）15、刃具钢是制造各种切削工具的钢，主要用于制造车刀、铣刀、钻

头等金属切削工具，下列几项中哪项不属于刃具钢的基本性能。 A、高硬度 B、高耐磨性 C、高塑性 D、高热硬性

得分 四、判断题（正确的请打“√”，错误的请打“×”，每小题1分， 共15分）

兰州理工大学2012 年 春 季学期 工程材料 试题 A 试题共4张第3 张

题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 题号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 答案 （ × ）1、奥氏体与渗碳体均为面心立方晶格。

（ × ）2、单晶体具有各向同性，多晶体具有各向异性。

（ √ ）3、珠光体、索氏体和屈氏体三种组织仅是铁素体和渗碳体的片层间距

不同，没有本质差异。

（ √ ）4、溶入奥氏体中的合金元素对C曲线的影响主要表现在两个方面，一

是改变位置，二是改变形状。

（ × ）5、完全退火不仅使用于亚共析成分的各种碳钢和合金钢，也适用于过

共析钢。

（ √ ）6、扩散退火的目的就是减少金属铸锭，铸件或锻坯的成分和组织的不

均匀性。

（ √ ）7、亚共析钢淬火一般是完全淬火，过共析钢则采用不完全淬火。

（ √ ）8、用锻造法加工曲轴时，应使流线（纤维组织）与工件工作时所受到

的最大拉应力方向一致，与冲击方向垂直。

（ × ）9、不论含碳量高低，马氏体的硬度都很高，脆性都很大。 （ √ ）10、含碳量为4.3%的铁碳合金，其室温平衡组织为低温莱氏体。 （ × ）11、退火状态的45、T8、T12A钢的机械性能相比较，45钢的塑性最好，

T12A钢的强度最高，T8钢的硬度最高。

（ × ）12、过冷度与冷却速度有关，冷却速度越大，则过冷度越小。 （ × ）13、奥氏体是碳在α-Fe中的间隙固溶体 （ × ）14、铸铁中的可锻铸铁是可以在高温下进行锻造的。 （ √ ）15、在碳素结构钢中，调质钢一般为中碳钢。 得分 五、简答题（共17分）

1、常用机械工程材料按化学组成分为几个大类？各自的主要特征是什

么？（6 分）

答：常用机械工程材料按化学组成分为金属材料、高分子材料、陶瓷材料和复合材料。

金属材料：有优良的力学性能、理化性能和工艺性能。 高分子材料：高弹性，绝缘性好、耐腐蚀； 陶瓷材料：熔点高、硬度高、耐磨损、耐腐蚀。

复合材料：具有单一材料所不具备的优异性能，如高的比强度、比刚

度等。

2、晶粒大小对常温下金属的力学性能有什么影响？并简要分析原因。（5分） 答：1、晶粒越细，强度硬度越高。因为晶粒越细，单位面积上晶粒的数目越多，晶界的总面积越大，晶界变形的抗力增大。

2、晶粒越细，塑性韧性越好。因为晶粒数目增多，总变形量可分布在更多的晶粒内，晶粒间的变形不均匀性较小，断裂时需要消耗较大的功，因此塑性韧

兰州理工大学2012 年 春 季学期 工程材料 试题 A 试题共4张第4 张

性较好。

3、常用的硬度试验有哪几种？如何选用？（6分）

答：布氏硬度: 主要用于硬度较低的工件。如退火、正火工件，有色合金等。

洛氏硬度：主要用于硬度较高的工件。如淬火态的工件。

维氏硬度：所加负荷小，主要用于薄件或表面硬化层薄的工件。如渗氮件。 评分标准：

凡列出三种硬度实验得3分，答出原因的3分，共6分。

得分 六、综合题（共18分）

1、说明45钢（退火态）试样（?10mm）经700℃、840℃、1100℃温度加热、保温并在水中冷却得到的室温组织，并简要说明原因。（9分） 温度 室温组织 原因 700℃ F+P 因为该温度下加热，没有达到相变温度，因此没有相变发生，仍然保持原组织。 840℃ M+A/ 加热时全部转变为奥氏体，淬火产物为马氏体+少量残余奥氏体。 1100℃ M+A/ 加热温度过高，奥氏体晶粒粗大，淬火产物为粗大的马氏体+少量残余奥氏体。

评分标准：

（组织各一分、原因各2分）

2、从下列钢号中选取合适的钢号填入表中，并说明其热处理工艺（9分） 65Mn、T12、40Cr、20CrMnTi 零件名称 钢号 热处理 锉刀 T12 淬火+低温回火 弹簧 65Mn 淬火+中温回火 机床主轴 40Cr 淬火+高温回火 变速箱齿轮 20CrMnTi 渗碳+淬火+低温回火

评分标准：

变速箱齿轮的热处理一栏答出渗碳得1分、答出淬火+低温回火得1分，共2分，其它各栏各1分。