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机械工程材料及热加工工艺试题及答案(DOC)

机械工程材料及热加工工艺试题及答案(DOC)
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机械工程材料及热加工工艺试题及答案(DOC)

一、名词解释:

1、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,强度硬度提高的现象。

2、合金强化:在钢液中有选择地加入合金元素,提高材料强度和硬度

4、热处理:钢在固态下通过加热、保温、冷却改变钢的组织结构从而获得所需性能的一种工艺。5、细晶强化:晶粒尺寸通过细化处理,使得金属强度提高的方法。

二、选择适宜材料并说明常用的热处理方法

名称候选材料选用

材料

热处理

方法

最终组织

机床床身T10A, KTZ450-06, HT200 HT200 时效P+F+G片

汽车后桥齿轮40Cr, 20CrMnTi, 60Si2Mn 20CrMnTi 渗碳+淬火+低温

回火表面Cm+M+A’心部F+M

滚动轴承GCr15, Cr12, QT600-2 GCr15 球化退火+淬火+

低温回火

Cm+M+A’

锉刀9SiCr, T12, W18Cr4V T12 球化退火+淬火+

低温回火

Cm+M+A’汽车板簧45, 60Si2Mn, T10 60Si2Mn 淬火+中温回火T回

三、(20分)车床主轴要求轴颈部位硬度为HRC54

—58,其余地方为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、主轴应用的材料:45钢

2、正火的目的和大致热处理工艺 细化晶

粒,消除应力;加热到Ac 3+50℃保温一段时间空冷

钻头

W18Cr4V ,65Mn, 20 W18Cr4V 淬火+低温回火 Cm +M +A ’ 桥梁

1Cr13, 16Mn, Q195 16Mn, 不热处理 F +P 滑动轴承

H70, ZSnSb11Cu6, T8 ZSnSb11Cu6 不热处理 a+SnSb 耐酸容器 Q235,

1Cr18Ni9Ti, ZGMn13

1Cr18Ni9Ti

固溶处理 A 发动机曲轴 QT600-3, 45, ZL101 QT600-3 等温淬火+高温回

火 S 回+G 球

3、调质目的和大致热处理工艺强度硬度塑性韧性达到良好配合淬火+高温回火

4、表面淬火目的提高轴颈表面硬度

5.低温回火目的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、选择填空(20分)

1.合金元素对奥氏体晶粒长大的影响是(d)(a)均强烈阻止奥氏体晶粒长大(b)均强烈促进奥氏体晶粒长大

(c)无影响(d)上述说法都不全面

2.适合制造渗碳零件的钢有(c)。

(a)16Mn、15、20Cr、1Cr13、12Cr2Ni4A (b)45、40Cr、65Mn、T12

(c)15、20Cr、18Cr2Ni4WA、20CrMnTi 3.要制造直径16mm的螺栓,要求整个截面上

具有良好的综合机械性能,应选用(c )

(a)45钢经正火处理(b)60Si2Mn 经淬火和中温回火(c)40Cr钢经调质处理

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.高速钢的红硬性取决于(b )

(a)马氏体的多少(b)淬火加热时溶入奥氏体中的合金元素的量(c)钢中的碳含量6.汽车、拖拉机的齿轮要求表面高耐磨性,中心有良好的强韧性,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,其热处理特点是(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,进行固溶处理的目的是(b)

(a)获得单一的马氏体组织,提高硬度和耐磨性

(b)获得单一的奥氏体组织,提高抗腐蚀性,防止晶间腐蚀(c)降低硬度,便于切

削加工

10.推土机铲和坦克履带板受到严重的磨损及强烈冲击,应选择用(b )

(a)20Cr渗碳淬火后低温回火(b)ZGMn13—3经水韧处理(c)W18Cr4V淬火后低温回火

五、填空题(20分)

1、马氏体是碳在a-相中的过饱和固溶体,其形态主要有板条马氏体、片状马氏体。

其中,片状马氏体硬度高、塑性差

2、W18Cr4V钢的淬火加热温度为1270-1280℃,回火加热温度为560℃,回火次数3次。

3、材料选择的三原则一般原则,工艺性原则,经济性原则。

4、合金结构钢与碳素结构钢相比,其突出优点是强度高,淬透性好。

5. 共析钢过冷奥氏体等温转变曲线三个转变区的转变产物是P B M。

6. 共析钢淬火形成M+A'后,在低温、中温、高温回火后的产物分别为M回+A’

T回S回。

7. 45钢正火后渗碳体呈片状,调质处理后渗碳体呈球状。

第一章材料的性能

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的含义、单位及计算

方法。*

3、掌握HBS、HRC、HV、A k、a k、σ-1等符号的

含义。*

4、为什么相同材料进行拉伸试验时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、回复、再结晶*、加工硬化*。

2、常见的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、实际金属的晶体缺陷有哪些?它们对晶体的

性能有何影响?

5、什么叫过冷度*?影响过冷度大小的因素是什

么?*

6、晶粒大小对金属的性能有什么影响*?细化晶

粒的方法有哪两种?*

7、共晶转变与共析转变有何异同?它们的产物

是什么?

8、默写铁—渗碳体相图,说明A、C、D、E、G、

S、P、Q点和GS、SE、PQ、ECF、PSK线的意义。

9、默写出铁—渗碳体相图中各相区的相组成物

和组织组成物。*

10、掌握各种典型的铁碳合金(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)的结晶过程及其室温组织*。会用杠杆定律求各组织的相对量。*

11、课本P76~77,习题6*、7*、10、11、16。第三章钢的热处理

1、解释名词:热处理*、退火*、正火、淬火*、

回火*、过冷奥氏体*、残余奥氏体、马氏体*、淬透性*、淬硬性*、调质处理*。

2、马氏体转变有何特点?其组织形态有哪几种*?它们的特性如何*?

3、熟悉共析钢的奥氏体等温转变曲线(C曲线),以及等温转变的组织和性能,并能用该曲线说明奥氏体连续冷却转变产物和性能。*

4、钢的淬火目的是什么?淬火方法有哪几种*?淬火温度是如何选择的*?

5、有两个大小相同的T12钢件,分别加热至780°C和860°C保温后以大于临界冷却速度冷至室温,问:*

(1)淬火后哪个工件的马氏体晶粒较粗大?

哪个马氏体的今碳量较多?

(2)淬火后哪个工件的残余奥氏体较多?

(3)淬火后哪个工件的未溶碳化物较多?

(4)哪个温度淬火合适?为什么?

6、何谓表面淬火?有哪几种常用方法?

7、何谓渗碳、氮化*?它们的目的是什么*?

8、课本P103,习题7、8、12、14。

第四章合金钢

1、什么叫合金钢?常用的合金元素有哪些?有

哪几方面的基本作用?

2、掌握钢的几种分类方法,按碳含量、合金元

素含量、质量、用途是怎样分类的。*

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,哪些是结构钢(分出碳素

结构钢、低合金高强度结构钢、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)*?并指出各种钢的大致成分和常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、影响石墨化的因素是什么?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的?与灰铸铁相比,有

何优缺点?可锻铸铁是否可以锻造?

5、灰铸铁为什么一般不进行整体淬火和回火?

而球墨铸铁可以进行这类热处理?

6、指出下列铸铁牌号中的符号和数字的意义:*

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、铝合金热处理机理与钢有何不同?什么叫固

溶处理、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、铜合金是如何分类的?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、加聚反应、缩聚

反应。

2、什么是高分子合成材料?如何分类?*

3、请阐述聚合物的老化机理及防老化措施。

3、简述橡胶硫化的目的及原理。

4、课本P216,习题2、7、8。

**第十二章零件的选材及工艺路线

1、试述选择材料的一般原则与步骤。*

2、课本P292,习题1、5、6*。

第Ⅱ部分《材料成形部分》

第一章铸造

1. 何谓铸造*?铸造有哪些特点?试从铸造的特点分析说明铸造是生产毛坯的主要方法?

2. 铸件的凝固方式依照什么来划分?哪些合金倾向于逐层凝固?

3. 从Fe-Fe3C相图分析,什么样的合金成分具有较好的流动性*?为什么*?

4. 缩孔和缩松是怎样形成的?可采用什么措施防

止?

5. 什么是定向凝固原则?什么是同时凝固原则?各需采用什么措施来实现?各适用于哪种场合?

6. 铸造应力有哪几种?如何形成的?如何防止铸造应力、变形和裂纹?

7. 为什么要规定铸件的最小壁厚值*?如何确定最小壁厚*?

8. 何谓合金的铸造性能*?它可以用哪些性能指标来衡量*?铸造性能不好,会引起哪些缺陷?

9. 手工造型与机器造型各有何特点?应用范围如何?各有哪些常用造型方法?

10. 模样、铸件、零件三者之间在尺寸上有什么关系?

11. 为什么铸件的重要加工面和主要工作面在铸件中应朝下?*

12. 为什么尽量使铸件全部或大部位于同一砂箱内?*

13. 何谓铸造工艺图*?有何用途?

14. 试比较灰铸铁、碳钢和铝合金的铸造性能特点。

15. 金属型铸造、压力铸造、离心铸造、熔模铸造、

低压铸造与砂型铸造比较各有何主要特点*?它们各有何应用的局限性?

16. 下列铸件在大批量生产时,采用什么铸造方法为宜?

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

1.什么叫锻压加工?锻压加工的主要生产方式有哪些?为什么对某些重要的机械零件要进行锻压?

2. 何谓加工硬化*?在热加工过程中是否也有加工硬化现象产生?

3.何谓再结晶*?它对工件的性能有何影响*?

4. 区别冷变形和热变形的界限是什么*?钢在400℃温度下进行加工,是热变形还是冷变形?

5. 可锻性良好的金属应具有哪些力学性能和组织状态?哪些工艺条件影响金属的可锻性?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. 确定碳钢始锻温度和终锻温度的依据是什么?

8. 什么叫锻造比?锻粗与拔长时的锻造比如何计算?

9. 什么叫自由锻*?其基本工序有哪些*?

10. 常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点?

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*?焊接方法有哪些?各具有什么特点?

2.什么是焊接电弧?其形成特点如何?

3.焊条的作用是什么?焊条药皮有何功用?

4.下列焊条型号或牌号的含义是什么?E4303;J422;J507。

5. 什么是金属的焊接性*?钢材的焊接性主要决定于什么因素*?

6. 下列金属材料焊接时主要问题是什么?常用什么焊接方法和焊接材料?

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。

**第五章毛坯的选择

1. 什么是毛坯?合理选择毛坯有何重要性?毛坯选择包括什么内容?

2. 常用零件毛坯类型有哪几种*?其选择原则有哪些*?

3. 为什么轴杆类零件一般采用锻件,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.回复

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.石墨为片状的灰口铸铁称为铸铁,石墨为团絮状的灰口铸铁称为 __ 铸铁,石墨为球状的灰口铸铁称为铸铁。其中铸铁的韧性最高,因而可以锻造。

2. 陶瓷材料中的气相是指,在程中形成的,它了陶瓷的强度。

3.根据采用的渗碳剂的不同,将渗碳分为__________、__________和__________三种。

4.工程中常用的特殊性能钢有_________、_________、_________等。

5.金属的断裂形式有__________和__________两种。

6.金属元素在钢中形成的碳化物可分为_________、_________两类。

7.常见的金属晶体结构有____________、____________和____________三种。

三、选择题(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,最可能的原因是( )

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,淬透性最高的是( )

A.20钢;

B.40钢;

C.T8钢;

D.T12钢

3.Ni在1Cr18Ni9Ti钢中的主要作用是( )

A.提高淬透性;

B.固溶强化;

C.扩大Fe-Fe3C相图中的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的是( )

A.40钢;

B.T12钢;

C.HT300;

D.KTH300-06

6.下列材料中,最适合制造气轮机叶片的是

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的是( )

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的是( )

A.1Cr17;

B.1Cr18Ni9Ti;

C.聚四氟乙烯;

D.SiO2

9.下列材料中,最适合制造汽车板弹簧的是( )

A.60Si2Mn;

B.5CrNiMo;

C.Cr12MoV;

D.GCr15

10.下列材料中,最适合制造汽车火花塞绝缘体的是( )

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能使晶粒细化,而铁则不需冷加工,只

需加热到一定温度即使晶粒细化,其原因是( )

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.铁和铜的再结晶温度不同

12.常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.以下哪种铸铁的断口呈灰黑色?( )

A.马口铁;

B.白口铸铁;

C.麻口铸铁;

D.灰铸铁

14.用于制造渗碳零件的钢称为( )。

A.结构钢;

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.理论结晶温度总是大于实际结晶温度;

D.实际结晶温度和理论结晶温度没有关系

17.零件渗碳后,一般需经过( )才能达到表面硬度高而且耐磨的目的。

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钢常用来制造( )。

A.容器;

B.刀具;

C.轴承;

D.齿轮

20.钢经表面淬火后将获得( )。

A.一定深度的马氏体;

B.全部马氏体;

C.下贝氏体;

D.上贝氏体

21.GCrl5SiMn钢的含铬量是:( )

A.15%;

B.1.5%;

C.0. 15%;

D.0.015%

22.铅在常温下的变形属:( )

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()为主加元素的铜合金。

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、从金属学的观点来看,冷加工和热加工是以()温度为界限区分的。

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,因而其性能相同。( )

2.冷却速度越快,钢的淬透性越高。( )

3.钢的淬透性越高,产生焊接裂纹的倾向越大。( )

4.铝合金也可以象钢那样通过淬火明显提高其硬度。( )

5.所有强化金属的手段,都在提高强度的同时降低了韧性。( )

6.可锻铸铁中的团絮状石墨是浇注球墨铸铁时石墨球化不良的结果。( )

7.一定加热温度下,奥氏体晶粒长大倾向小的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,故铝制品的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的弹性模量。( )

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的影响。

2.简述回火的目的。

3.何谓碳钢中的铁素体、渗碳体、珠光体?他们的力学性能各有何特点?

参考答案

一、名词解释

1.奥氏体(A):C在γ-Fe中的间隙固溶体,常用A或γ表示,是一种硬度较低而塑性较高的固溶体。

3.固溶体:组成合金的组元,在固态时相互溶解,所形成的单一均匀的物质。4.自然时效:自然时效是指经过冷、热加工或热处理的金属材料,于室温下发生性能随时间而变化的现象。

5.加工硬化:金属材料随着冷塑变形程度的增大,强度和硬度逐渐升高,塑性和韧性逐渐

降低的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;降低。

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、选择题

1.D;

2.C;

3.C; ; 5.C; 6.A; 7.D; 8.C; 10.A; 11.C; 13.D; 1

4.C; 1

5.B; 17.A;

18.A; 19.B; 20.A; 21.B 23.D; 24.C

四、判断题

1.×;

2.×;

3.√;

4.×;

5.×;

6.×;

7.√; 9.×; 10.×。

五、简答题

《机械工程材料与热加工》考试重点

《机械工程材料与热加工》考试重点 1.刚度是表征金属材料抵抗弹性变形的能力 2.强度是金属材料在外力作用下抵抗塑性变形和破坏的能力 3.断后伸长率:σ=(L 1 -L )/L *100% 4.断面收缩率:Ψ=(A 0-A 1 )/A *100% 5.疲劳强度是指金属材料经无穷多次应力循环而不发生疲劳破坏的最大应力值。它表征材料对疲劳破坏的抗力 6.硬度可分为:布氏硬度洛氏硬度维氏硬度 7.晶体可分为:单晶体多晶体 8.金属的结晶过程是由形核和长大两个基本过程组成的 9.变质处理:在浇注前向金属熔液中加入变质剂,促使晶粒细化,以达到提高力学性能的目的 10.同素异构转变:金属在固态下,随温度改变而发生晶体结构改变的现象 11.常见铁碳合金的基本组织:铁素体奥氏体渗碳体珠光体莱氏体 12.铁碳合金分类:<1>工业纯铁(W C <0.0218%) <2>碳钢(W C =0.0218%-2.11%)碳钢又分为 1)亚共析钢(W C <0.77%) 2)共析钢(W C =0.77%) 3)过共析钢(W C >0.77%) <3>白口铸铁(W C =2.11%-6.69%) 13.退火与正火的选用:从使用性来考虑:如果对钢件的性能要求不太高,可采 用正火作为最终热处理。但如果零件较大或者形状较复杂,正火有可能使零件产生较大的残余应力或变形开裂,这时候就选择退火。对力学性能要求较高,必须进行淬火+回火最终热处理零件,从减少变形和开裂倾向性来说,预备热处理应选用退火。 14.调质处理:钢件淬火及高温回火的复合热处理工艺,称为调质处理 15.淬透性:在规定条讲下,决定淬硬深度和硬度分布的特性,称为淬透性 16.钢的淬硬性:是指在理想条件下进行淬火硬化所能达到的最高硬度的能力。 17.渗碳钢制零件,一般采用渗碳淬火+低温回火 18.变形铝合金的分类:按性能特点和用途可分为防锈铝硬铝超硬铝锻铝 19.热脆现象:在热加工时,共晶体熔化而破坏了晶粒间的结合,造成脆性断裂 的现象,称为热脆现象 20.冷脆现象:能与铜形成脆性化合物,在冷变形加工时易产生破裂的现象。 21.合金的铸造性能是指合金在在铸造生产中所表现的工艺性能。合金的铸造性 能主要包括流动性和收缩等。 22.影响合金流动性的因素:(1)浇注温度 (2)化学成分 (3)铸型条件 23.产生热应力规律是,逐渐冷却较慢的后壁或心部存在拉伸应力,冷去较快的 薄壁或表层存在压缩应力。 24.预防热应力的基本途径是尽量减少铸件各部分的温度差,均匀地冷却 25.热裂:是在凝固后期,此时温度下的金属强度较低,如果金属较大的线收缩, 受到铸型或者型芯的阻碍,机械应力超过该温度下的金属强度,便产生热裂

机械工程材料与热处理

工程材料与热处理课程期末考查 授课学期2011 学年至2012 学年 第二学期 学院职业技术师范学院 专业机械设计制造及其自动化 学号201013201276 姓名屈定兵 任课教师李祖裕讲师 交稿日期2012年7月3日 成绩 阅读教师签名 日期

2011-2012学年第二学期工程材料与热处理 课程期末考查题目 课程代码:ZX323394 任课教师:李祖裕 一、基础知识(40分) 1. 机械工程材料的应用,主要根据材料的力学性能进行选材,以符合工程应用的条件。请叙述材料力学性能中: (1)强度指标:弹性极限、屈服强度、抗拉强度的定义和原理,并配必要的图表和计算公式进行说明; (2)塑性指标:延伸率和断面收缩率的定义,并配备必要的公式进行说明; (3)硬度指标:布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度的测试方法,以及三者之间的近似换算方法(公式),并简述各种硬度测试的应用范围。 2. 简述常见三种金属晶格的类型,并通过绘制晶胞简图,对比三种晶格类型的差异。 3. 完成下列合金材料的内容: (1)简述相,元,合金系,组织,固溶体,金属化合物的概念; (2)举例说明二元合金、三元合金的组成,简述固溶体和金属化合物的异同。 4. 下图为工业用Cu-Ni 合金相图。其中A 点为纯铜熔点,B 点为纯镍的熔点。请完成以下内容: (1)简述什么是均晶相图; (2)在两图中标示出液相区(L )、固相区(α)和固液两相区(L+α); (3)指出图(a )中的液相线和固相线。 Ni /%A 温度/℃(a) Cu-Ni合金相图(b) Cu-Ni合金冷却 时的结晶 5.绘制Pb-Sn 的合金相图,并简要介绍相图的含义。 6.描述纯铁在结晶后继续冷却至室温的过程中,所发生的晶格转变过程,简述纯铁同素异构转变现象的意义。 7.简述纯铁、钢和铸铁的区别。 8.针对铁碳二元合金,完成以下内容: (1)详细介绍铁碳合金中的相结构; (2)绘制铁碳二元合金相图(可绘制简化图);

机械工程材料及热加工工艺试题及答案

一、名词解释: 1、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,强度硬度提高的现象。 2、合金强化:在钢液中有选择地加入合金元素,提高材料强度和硬度 4、热处理:钢在固态下通过加热、保温、冷却改变钢的组织结构从而获得所需性能的一种工艺。5、细晶强化:晶粒尺寸通过细化处理,使得金属强度提高的方法。 二、选择适宜材料并说明常用的热处理方法 三、(20分)车床主轴要求轴颈部位硬度为HRC54—58,其余地方为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、主轴应用的材料:45钢 2、正火的目的和大致热处理工艺细化晶粒,消除应力;加热到Ac3+50℃保温一段时间空冷 3、调质目的和大致热处理工艺强度硬度塑性韧性达到良好配合淬火+高温回火 4、表面淬火目的提高轴颈表面硬度 5.低温回火目的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、选择填空(20分) 1.合金元素对奥氏体晶粒长大的影响是(d) (a)均强烈阻止奥氏体晶粒长大(b)均强烈促进奥氏体晶粒长大 (c)无影响(d)上述说法都不全面 2.适合制造渗碳零件的钢有(c)。 (a)16Mn、15、20Cr、1Cr13、12Cr2Ni4A (b)45、40Cr、65Mn、T12 (c)15、20Cr、18Cr2Ni4WA、20CrMnTi 3.要制造直径16mm的螺栓,要求整个截面上具有良好的综合机械性能,应选用(c )(a)45钢经正火处理(b)60Si2Mn经淬火和中温回火(c)40Cr钢经调质处理 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.高速钢的红硬性取决于(b ) (a)马氏体的多少(b)淬火加热时溶入奥氏体中的合金元素的量(c)钢中的碳含量6.汽车、拖拉机的齿轮要求表面高耐磨性,中心有良好的强韧性,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,其热处理特点是(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,进行固溶处理的目的是(b) (a)获得单一的马氏体组织,提高硬度和耐磨性

机械工程材料与热加工工艺-(1)

第一章 金属材料的力学性能 1. 什么是应力?什么是应变? 2. 缩颈现象在力—拉伸图上哪一点?如果没有出现缩颈现象,是否表示该试样没发生塑性变形? 3. 将钟表发条拉直是弹性变形还是塑性变形?怎样判断它的变形性质? 4. 布氏和洛氏硬度各有什么优缺点?下列情况采用哪种硬度法来检查其硬度: 库存钢材,硬质合金刀头,锻件,台虎钳钳口。 5. 下列符号所代表的力学性能指标的名称和含义是什么: 0.21,,,,,,,,,,,.s b k E HRC HBS HBW HV σσσσδψα- 洛氏硬度的测试规范 标尺 压头 总载荷/N 适用测试材料 有效值 HRA 1200金刚石圆锥体 600 硬质合金,表面 淬火钢 70-85 HRB 1.588mm φ淬火钢球 1000 退火钢,非铁合 金 25-100 HRC 1200金刚石圆锥体 1500 一般淬火钢件 20-67 第二章 金属及合金的结构与结晶 1. 名词解释:金属键,晶体,晶格,配位数,致密度,单晶体,多晶体,晶体缺陷,相,固溶体,金属化合物,相图。 2. 简述金属的结晶过程。 3. 金属的晶粒粗细对其力学性能有什么影响。 4. 典型金属铸锭组织有哪几部分组成?影响金属铸锭组织的因素有哪些? 第三章 铁碳合金相图 1. 什么是同素异构转变?室温和11000C 时纯铁晶格有什么不同? 和组织名称。 4. 分析在缓慢冷却条件下,45钢和T10钢的结晶过程和室温组织。 5. 含碳量对碳钢组织与性能有哪些影响?

第四章 钢的热处理 1. 什么叫热处理?常用热处理的方法大致分为哪几类? 2. 简述钢在加热时奥氏体的形成过程,影响奥氏体晶粒长大的因素有哪些? 3. 简述过冷奥氏体等温转变产物的组织和性能?影响过冷奥氏体转变的因素有哪些? 4. 在连续冷却转变中如何应用过冷奥氏体等温转变? 5. 什么叫退火?什么叫正火?两者的特点和用途有什么不同? 6. 亚共析钢的淬火为何是3(3050)c A C +-??过高或过低有什么弊端? 7. 什么叫钢的淬透性和淬硬性?影响钢的淬透性的因素有哪些? 8. 碳钢在油中淬火的后果如何?为什么合金钢可以在油中淬火? 9. 钢在淬火后为什么要回火?三种类型回火的用途有什么不同?汽车发动机缸盖螺钉应采用哪种回火?为什么? 10. 锯条,大弹簧,车床主轴,汽车变速器齿轮的最终热处理有何不同? 11. 用T12钢制造钢件,请填写工艺结构方框图中的处理工序名称: 12. 在普通热处理中,加热后进行保温的作用是什么?感应加热表面淬火是否需要保温,化学热处理的保温有何特点?为什么? 第五章 工业用钢 1. 填表 钢号 所属类别 大致含碳量(%) 性能特征 用途举例 Q235-A-F 45 T10A 16Mn 20CrMnTi 9CrSi 2. 仓库中储存了相同规格的20钢,45钢和T10圆钢,请找出一种较为简便的区分方法。、 3. 现拟制造如下产品,请选用适用的钢号: 六角螺钉,车床主轴,钳工錾子,液化石油气罐,活扳手,脸盆,自行车弹簧,钢锉,铣刀,门窗合页。

材料热加工工艺模拟现状及趋势

材料热加工工艺模拟现状及趋势 作者:房贵如 当前,金属材料仍是应用范围最为广泛的机械工程材料,材料热加工(包括铸造、锻压、焊接、热处理等)是机械制造业重要的加工工序,也是材料与制造两大行业的交叉和接口技术。材料经热加工才能成为零件或毛坯,它不仅使材料获得一定的形状、尺寸,更重要的是赋予材料最终的成份、组织与性能。由于热加工兼有成形和改性两个功能,因而与冷加工及系统的材料制备相比,其过程质量控制具有更大的难度。因此,对材料热加工过程进行工艺模拟进而优化工艺设计,具有更为迫切的需求。近二十多年来,材料热加工工艺模拟技术得到迅猛发展,成为该领域最为活跃的研究热点及技术前沿。 引言 1 使金属材料热加工由“技艺”走向“科学”,彻底改变热加工的落后面貌 金属材料热加工过程是极其复杂的高温、动态、瞬时过程,难以直接观察。在这个过程中,材料经液态流动充型、凝固结晶、固态流动变形、相变、再结晶和重结晶等多种微观组织变化及缺陷的产生与消失等一系列复杂的物理、化学、冶金变化而最后成为毛坯或构件。我们必须控制这个过程使材料的成分、组织、性能最后处于最佳状态,必须使缺陷减到最小或将它驱赶到危害最小的地方去。但这一切都不能直接观察到,间接测试也十分困难。 长期以来,基础学科的理论知识难以定量指导材料加工过程,材料热加工工艺设计只能建立在“经验”基础上。近年来,随着试验技术及计算机技术的发展和材料成形理论的深化,材料成形过程工艺设计方法正在发生着质的改变。材料热加工工艺模拟技术就是在材料热加工理论指导下,通过数值模拟和物理模拟,在试验室动态仿真材料的热加工过程,预测实际工艺条件下材料的最后组织、性能和质量,进而实现热加工工艺的优化设计。它将使材料热加工沿此方向由“技艺”走向“科学”,并为实现虚拟制造迈出第一步,使机械制造业的技术水平产生质的飞跃。 2 是预测并保证材料热加工过程质量的先进手段,特别对确保关键大件一次制造成功,具有重大的应用背景和效益 我国重大机电设备研制、生产的一个难点是大件制造;大件制造的关键又是热加工。我国在

机械工程材料试题及答案二

机械工程材料试卷二一、名词解释:(10分) 1、固溶强化; 2、加工硬化; 2、合金强化; 4、热处理; 5、细晶强化; 二、选择适宜材料并说明常用的热处理方法(30分)

三、分析(20分) 车床主轴要求轴颈部位硬度为HRC54—58,其余地方为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、主轴应用的材料 2、正火的目的和大致热处理工艺 3、调质目的和大致热处理工艺 4、表面淬火目的 5.低温回火目的和轴颈表面和心部组织。 四、选择(20分) 1.合金元素对奥氏体晶粒长大的影响是(d) (a)均强烈阻止奥氏体晶粒长大(b)均强烈促进奥氏体晶粒长大 (c)无影响(d)上述说法都不全面 2.适合制造渗碳零件的钢有(c)。 (a)16Mn、15、20Cr、1Cr13、12Cr2Ni4A (b)45、40Cr、65Mn、T12 (c)15、20Cr、18Cr2Ni4WA、20CrMnTi 3.要制造直径16mm的螺栓,要求整个截面上具有良好的综合机械性能,应选用(c )(a)45钢经正火处理(b)60Si2Mn经淬火和中温回火(c)40Cr钢经调质处理 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.高速钢的红硬性取决于(b ) (a)马氏体的多少(b)淬火加热时溶入奥氏体中的合金元素的量(c)钢中的碳含量6.汽车、拖拉机的齿轮要求表面高耐磨性,中心有良好的强韧性,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,其热处理特点是(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,进行固溶处理的目的是(b) (a)获得单一的马氏体组织,提高硬度和耐磨性 (b)获得单一的奥氏体组织,提高抗腐蚀性,防止晶间腐蚀(c)降低硬度,便于切削加工 10.推土机铲和坦克履带板受到严重的磨损及强烈冲击,应选择用(b ) (a)20Cr渗碳淬火后低温回火(b)ZGMn13—3经水韧处理(c)W18Cr4V淬火后低温回火

《工程材料和热加工工艺基础》基础题

一章、力学性能 一、填空: 1.材料的硬度分为布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度,其符号分别是HBW 、HR和 HV。 2.金属抗拉强度的符号是Rm ,塑性的指标主要有断后伸长率和断面收缩率。 3.大小、方向或大小和方向都随时发生周期性变化的载荷称为交变载荷。(考证真题) 二、选择: 1.500HBW5/750表示直径为 5 mm的硬质合金压头、在750 Kgf 载荷作用下、保持1~15 S测的硬度值为 500。(考证真题) 2.拉伸试验可测定材料的AC。 A.强度 B.硬度 C.塑性 D.韧性 3.下列力学性能中,C适于成品零件的检验,可不破坏试样。 A. b σ B.A k C.HRC 4.疲劳实验时,试样承受的载荷为 B 。(考证真题) A.静载荷 B.交变载荷 C.冲击载荷 D.动载荷 5.常用塑性的判断依据是 A 。(考证真题) A.断后伸长率和断面收缩率 B.塑性和韧性 C.断面收缩率和塑性 D.断后伸长率和塑性 6.适于测试硬质合金、表面淬火钢及薄片金属硬度的方法是C。(考证真题) A.布氏硬度 B.洛氏硬度 C.维氏硬度 D.以上都可以 7.不适于成品与表面薄片层硬度测量的方法是A。(考证真题) A.布氏硬度 B.洛氏硬度 C.维氏硬度 D.以上都不宜 8.用金刚石圆锥体作为压头可以用来测试B。(考证真题) A.布氏硬度 B.洛氏硬度 C.维氏硬度 D.以上都可以 9.表示金属抗拉强度的符号是C。 A.R eL B.R s C.R m D. 1- σ

10.金属在静载荷作用下,抵抗变形和破坏的能力称为C。 A.塑性 B.硬度 C.强度 D.弹性 三、判断 1.塑性变形能随载荷的去除而消失。(错) 2.所有金属在拉伸实验时都会出现屈服现象。(错) 3.一般情况下,硬度高的材料耐磨性好。(对) 4.硬度测试时,压痕越大(深),材料硬度越高。(错) 5.材料在受力时,抵抗弹性变形的能力成为刚度。(对) 四、计算 某厂购入一批40钢,按标准规定其力学性能指标为:R eL ≥340MPa,Rm≥540MPa,A ≥19%,Z≥45%。验收时取样制成d 0=10mm L =100mm的短试样进行拉伸试验,测得 F eL =31.4KN,Fm=41.7KN,L 1 =62mm,d 1 =7.3mm。请判断这批钢材是否合格。 屈服强度R eL =4F eL /πd 2 抗拉强度Rm=4Fm/πd 2 断后伸长率A=(L ―L 1 )/L 断面收缩率Z=(S ―S 1 )/S =(d 2-d 1 2)/d 2 二章、金属的晶体结构与结晶 一、解释 晶体:晶格:晶胞: 二、填空、选择、 1.金属常见的晶格有体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格三种类型。 2.晶体的内部晶格位相完全一致的晶体称为单晶体。外形成多面体的小晶体称为 晶粒;晶粒与晶粒间的界面称为晶界;由许多晶粒组成的晶体称为多晶体。 3.实际属的金晶体缺陷有点缺陷、线缺陷与面缺陷三类。(考证真题) 4.单位体积中包含位错线的总长度称为位错密度。(考证真题) 5.金属结晶过程是一个晶核形成和长大的过程。 6.金属晶粒越细,其力学性能越好。 7.常温下晶粒尺寸越大,金属的变形抗力越差。(考证真题) 8.细化晶粒的办法有提高过冷度、调质处理、附加振动三种。

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工程材料及热处理 一、名词解释(20分)8个名词解释 1.过冷度:金属实际结晶温度T和理论结晶温度、Tm之差称为过冷度△T,△T=Tm-T。 2.固溶体:溶质原子溶入金属溶剂中形成的合金相称为固溶体。 3.固溶强化:固溶体的强度、硬度随溶质原子浓度升高而明显增加,而塑、韧性稍有下降,这种现象称为固溶强化。 4.匀晶转变:从液相中结晶出单相的固溶体的结晶过程称匀晶转变。 5.共晶转变:从一个液相中同时结晶出两种不同的固相 6.包晶转变:由一种液相和固相相互作用生成另一种固相的转变过程,称为包晶转变。 7.高温铁素体:碳溶于δ-Fe的间隙固溶体,体心立方晶格,用符号δ表示。 铁素体:碳溶于α-Fe的间隙固溶体,体心立方晶格,用符号α或F表示。 奥氏体:碳溶于γ-Fe的间隙固溶体,面心立方晶格,用符号γ或 F表示。 8.热脆(红脆):含有硫化物共晶的钢材进行热压力加工,分布在晶界处的共晶体处于熔融状态,一经轧制或锻打,钢材就会沿晶界开裂。这种现象称为钢的热脆。 冷脆:较高的含磷量,使钢显著提高强度、硬度的同时,剧烈地降低钢的塑、韧性并且还提高了钢的脆性转化温度,使得低温工作的零

件冲击韧性很低,脆性很大,这种现象称为冷脆。 氢脆:氢在钢中含量尽管很少,但溶解于固态钢中时,剧烈地降低钢的塑韧性增大钢的脆性,这种现象称为氢脆。 9.再结晶:将变形金属继续加热到足够高的温度,就会在金属中发生新晶粒的形核和长大,最终无应变的新等轴晶粒全部取代了旧的变形晶粒,这个过程就称为再结晶。 10.马氏体:马氏体转变是指钢从奥氏体状态快速冷却,来不及发生扩散分解而产生的无扩散型的相变,转变产物称为马氏体。 含碳量低于0.2%,板条状马氏体;含碳量高于1.0%,针片状马氏体;含碳量介于0.2%-1.0%之间,马氏体为板条状和针片状的混合组织。 11.退火:钢加热到适当的温度,经过一定时间保温后缓慢冷却,以达到改善组织提高加工性能的一种热处理工艺。 12.正火:将钢加热到3c A或ccm A以上30-50℃,保温一定时间,然后在空气中冷却以获得珠光体类组织的一种热处理工艺。 13.淬火:将钢加热到3c A或1c A以上的一定温度,保温后快速冷却,以获得马氏体组织的一种热处理工艺。 14.回火:将淬火钢加热到临界点1c A以下的某一温度,保温后以适当方式冷却到室温的一种热处理工艺。(低温回火-回火马氏体;中温回火-回火托氏体;高温回火-回火索氏体) 15.回火脆性:淬火钢回火时,其冲击韧性并非随着回火温度的升高而单调地提高,在250-400℃和450-650℃两个温度区间内出现明显下降,这种脆化现象称为钢的回火脆性。

机械工程材料与热处理A试卷

成都工业学院 2013-2014学年第一学期考试试卷 1、满分100分。要求卷面整洁、字迹工整、无错别字。 2、考试必须将姓名、班级、学号完整、准确、清楚地填写在试卷规定地方,否则视为废卷。 3、考试必须在签到单上签到,若出现遗漏,后果自负。 4、答案请全部填写在试卷上,否则不给分。 试题 一、填空题 (每空0.5分,共35分) 1. 在静载荷作用下,金属抵抗塑性变形或断裂的能力称为(强度);其常用指标的名称及符号分别是(弹性极限)符号()、(屈服强度)符号()、(抗拉强度)符号()。 2. 金属常见的晶体结构有(体心立方)、(面心立方)和(密排六方)等三种;其中,(面心立方)结构的金属塑性最好,(体心立方)结构的金属塑性次之,(密排六方)结构的金属塑性最差。合金的基本相结构分别是(固溶体)和(金属化合物);工程用合金主要是以(固溶体)为基体,在基体中分布有(金属化合物)。 3. 金属结晶的过程是(形核)和(长大)的过程。金属结晶后的晶粒愈细小,其(硬度)愈高,且(塑性)和(韧性)也愈好。 4. 钢的热处理是指将钢在固态下经过(加热)、(保温)和(冷却),以获得所需(组织)和(性能)的工艺方法。通过适当的热处理,能显著提高钢的(力学性能),以满足零件的使用要求;能改善钢的(加工工艺),以提高生产率和加工质量;能消除钢在加工过程中产生的(内应力),以稳定零件的形状和尺寸。按其原理不同分为(一般)热处理、(表面)处理和(其他)处理等三大类。 5. 淬火是指将钢加热至(奥氏体)状态,然后以大于(临界冷却速度)的冷却速度快冷至室温以获得高硬度(马氏体)组织的热处理工艺。回火是指将淬火钢在(A1)温度以下重新加热、保温和冷却的热处理工艺。根据回火温度范围不同,回火分为(低温)回火、(中温)回火和(高温)回火等三种;其中,淬火和(高温)回火的复合热处理称为调质。 6. 根据形态不同,马氏体分为(板条状)和(针状)两种;其中,(针状)硬度高而塑性差。

工程材料及热处理期末A

班级(学生填写) : 姓名: 学号: 命题: 审题: 审批: ----------------------------------------------- 密 ---------------------------- 封 --------------------------- 线 ------------------------------------------------------- (答题不能超出密封线)

班级(学生填写): 姓名: 学号: ------------------------------------------------ 密 ---------------------------- 封 --------------------------- 线 ------------------------------------------------ (答题不能超出密封线) 9. 碳钢的塑性和强度都随着含碳量的增加而降低。 ( ) 10. 感应加热表面淬火一般只改变钢件表面层的组织,而不改变心部组织。( ) 三、选择题:(每题1分,共10分) 1. 钢中加入除Co 之外的其它合金元素一般均能使其C 曲线右移,从而( ) A 、增大VK B 、增加淬透性 C 、减小其淬透性 D 、增大其淬硬性 2. 高碳钢淬火后回火时,随回火温度升高其( ) A 、强度硬度下降,塑性韧性提高 B 、强度硬度提高,塑性韧性下降 C 、强度韧性提高,塑性韧性下降 D 、强度韧性下降,塑性硬度提高 3. 常见的齿轮材料20CrMnTi 的最终热处理工艺应该是( ) A 、调质 B 、淬火+低温回火 C 、渗碳 D 、渗碳后淬火+低温回火 4. 某工件采用单相黄铜制造,其强化工艺应该是( ) A 、时效强化 B 、固溶强化 C 、形变强化 D 、热处理强化 5. 下列钢经完全退火后,哪种钢可能会析出网状渗碳体( ) A 、Q235 B 、45 C 、60Si2Mn D 、T12 6. 下列合金中,哪种合金被称为巴氏合金( ) A 、铝基轴承合金 B 、铅基轴承合金 C 、铜基轴承合金 D 、锌基轴承合金 7. 下列钢经淬火后硬度最低的是( ) A 、Q235 B 、40Cr C 、GCr15 D 、45钢 8. 高速钢淬火后进行多次回火的主要目的是( ) A 、消除残余奥氏体,使碳化物入基体 B 、消除残余奥氏体,使碳化物先分析出 C 、使马氏体分解,提高其韧性 D 、消除应力,减少工件变形 9. 过共析钢因过热而析出网状渗碳体组织时,可用下列哪种工艺消除( ) A 、完全退火 B 、等温退火 C 、球化退火 D 、正火 10. 钢的淬透性主要决定于其( )

机械制造基础工程材料及热加工工艺基础绝密

绝对最全!!!!!!! 工程材料与热加工 拒绝盗版! 第1章材料的力学性能 一、选择题 1.金属材料在静载荷作用下,抵抗变形和破坏的能力称为__C____。 A. 塑性 B. 硬度 C. 强度 D. 弹性 2.在测量薄片工件的硬度时,常用的硬度测试方法的表示符号是___C___。 A. HBS B. HRC C. HV D. HBW 3.做疲劳试验时,试样承受的载荷为__B_____。 A. 静载荷 B. 交变载荷 C. 冲击载荷 D. 动载荷 二、填空题 1.金属塑性的指标主要有断后伸长率和断面收缩率两种。 2.金属的性能包括物理性能、化学性能、工艺性能和力学性能。 3.常用测定硬度的方法有压入法、刻划法和回跳法测试法。 4.材料的工艺性能包括铸造性能、锻造性能、焊接性能、切削加工性、热处理性等。 5.零件的疲劳失效过程可分为疲劳裂纹产生、疲劳裂纹扩展、瞬时断裂三个阶段。 三、判断题 1.用布氏硬度测试法测量硬度时,压头为钢球,用符号HBS表示。 ( √) 2.材料的断裂韧度大于材料的应力场强度因子的,材料的宏观裂纹就会扩展而导致材料的断裂。 ( ×) 四、概念及思考题 1.硬度,硬度的表示方法。 答:(1)硬度:材料在表面局部体积内抵抗变形(特别是塑性变形)、压痕或刻痕的能力;(2)硬度的表示方法:①布氏硬度:HBS(钢头:淬火钢球)或HBW (钢头:硬质合金球)②洛氏硬度:HR ③维氏硬度:HV 2.韧性,冲击韧性。3.疲劳断裂4.提高疲劳强度的途径。 第2章金属的晶体结构与结晶 一、名词解释 晶体:是指原子(离子、分子)在三维空间有规则地周期性重复排列的物体; 晶格:是指原子(离子、分子)在空间无规则排列的物体; 晶胞:通常只从晶格中选取一个能完全反应晶格特征的、最小的几何单元来分析晶体中原子的排列规律,这个最小的几何单元成为晶胞; 晶粒:多晶体中每个外形不规则的小晶体; 晶界:晶粒与晶粒间的界面;

机械工程材料与热加工工艺-(1)

机械工程材料与热加工工艺 -⑴ 第一章金属材料的力学性能 1.什么是应力?什么是应变? 2.缩颈现象在力一拉伸图上哪一点?如果没有出现缩颈现象,是否表示该试样 没发生塑性变形? 3.将钟表发条拉直是弹性变形还是塑性变形?怎样判断它的变形性质? 4.布氏和洛氏硬度各有什么优缺点?下列情况采用哪种硬度法来检查其硬度: 库存钢材,硬质合金刀头,锻件,台虎钳钳口。 5.下列符号所代表的力学性能指标的名称和含义是什么: E, 6,6,6.2,二」,、,'一,:k,HRC, HBS,HBW ,HV . 洛氏硬度的测试规范 标尺压头 总载荷 / N 适用测 试材料 有效值 HRA 1200金刚石 圆锥体 600 硬质合 金,表面 淬火钢 70-85

HRB?1.588mm 淬火 钢球1000 退火钢, 非铁合金25-100 HRC 120°金刚石 圆锥体 1500 般淬 火钢件 20-67第二章金属及合金的结构与结晶 1.名词解释:金属键,晶体,晶格,配位数,致密度,单晶体,多晶体,晶体 缺陷,相,固溶体,金属化合物,相图。 2.简述金属的结晶过程。 3.金属的晶粒粗细对其力学性能有什么影响。 4.典型金属铸锭组织有哪几部分组成?影响金属铸锭组织的因素有哪些?

第三章铁碳合金相图 1.什么是同素异构转变?室温和110C°C时纯铁晶格有什么不同? 填表: 3■试绘简化的铁碳合金状态图中钢的部分,标出各特性点的符号,填写各区相和组织名称。 4.分析在缓慢冷却条件下,45钢和T10钢的结晶过程和室温组织。 5.含碳量对碳钢组织与性能有哪些影响? 第四章钢的热处理 1.什么叫热处理?常用热处理的方法大致分为哪几类? 2.简述钢在加热时奥氏体的形成过程,影响奥氏体晶粒长大的因素有哪些? 3.简述过冷奥氏体等温转变产物的组织和性能?影响过冷奥氏体转变的因素 有哪些? 4.在连续冷却转变中如何应用过冷奥氏体等温转变? 5.什么叫退火?什么叫正火?两者的特点和用途有什么不同? 6.亚共析钢的淬火为何是A c「(30 -50 C) ?过高或过低有什么弊端? 7.什么叫钢的淬透性和淬硬性?影响钢的淬透性的因素有哪些? &碳钢在油中淬火的后果如何?为什么合金钢可以在油中淬火? 9.钢在淬火后为什么要回火?三种类型回火的用途有什么不同?汽车发动机

工程材料及机械制造基础复习(热加工工艺基础) (1)

工程材料及机械制造基础复习(Ⅱ) ——热加工工艺基础 铸造 1.1 铸造工艺基础 (1)液态金属的充型能力 液态金属充满铸型型腔,获得形状完整、轮廓清晰的铸件的能力,称为液态金属充填铸型的能力。 充型能力好,易获得形状完整、尺寸准确、轮廓清晰的铸件,有利于排气和排渣,有利于补缩。 充型能力不好,铸件易产生浇不足、冷隔、气孔、渣孔等缺陷。 影响液态金属充型能力的因素是: 1)合金的流动性 液态金属的充型能力主要取决于合金的流动性,即合金本身的流动能力。流动性的好坏用螺旋线长度来表示。螺旋线长度越长,流动性越好;反之,则流动性越差。 共晶成分的合金流动性最好,离共晶成分越远,流动性越差。 2)浇注条件 ①浇注温度:浇注温度越高,则充型能力越好。因为浇注温度高,金属液的黏度低,同时,因金属液含热量多,能保持液态的时间长,由于过热的金属液传给铸型的热量多,在结晶温度区间的降温速度缓慢。但在实际生产中,常用“高温出炉,低温浇注”的原则,因为浇注温度越高,金属收缩量增加,吸气增多,氧化也严重,铸件容易产生缩孔、缩松、粘砂、气孔等缺陷。 ②充型压头。 ③浇注系统的结构。 3)铸型填充条件:包括铸型材料、铸型温度和铸型中的气体等。 (2)合金的收缩 1)基本概念 铸件在冷却、凝固过程中,其体积和尺寸减少的现象叫做收缩。铸造合金从浇注温度冷到室温的收缩过程包括液态收缩、凝固收缩和固态收缩三个互相联系的阶段。 总收缩;液态收缩+凝固收缩+固态收缩 ∨↓ 体积变化尺寸变化 ↓↓ 产生缩孔、缩松的基本原因产生应力、变形、裂纹的基本原因 影响收缩的因素是: ①化学成分:凡是促进石墨化的元素增加,收缩减少,否则收缩率增大。 ②浇注温度:T浇↑→过热度↑→液态收缩↑→总收缩↑。

机械工程材料课后习题参考答案

机械工程材料 思考题参考答案 第一章金属的晶体结构与结晶 1.解释下列名词 点缺陷,线缺陷,面缺陷,亚晶粒,亚晶界,刃型位错,单晶体,多晶体, 过冷度,自发形核,非自发形核,变质处理,变质剂。 答:点缺陷:原子排列不规则的区域在空间三个方向尺寸都很小,主要指空位间隙原子、置换原子等。 线缺陷:原子排列的不规则区域在空间一个方向上的尺寸很大,而在其余两个方向上的尺寸很小。如位错。 面缺陷:原子排列不规则的区域在空间两个方向上的尺寸很大,而另一方向上的尺寸很小。如晶界和亚晶界。 亚晶粒:在多晶体的每一个晶粒内,晶格位向也并非完全一致,而是存在着许多尺寸很小、位向差很小的小晶块,它们相互镶嵌而成晶粒,称亚晶粒。 亚晶界:两相邻亚晶粒间的边界称为亚晶界。 刃型位错:位错可认为是晶格中一部分晶体相对于另一部分晶体的局部滑移而造成。 滑移部分与未滑移部分的交界线即为位错线。如果相对滑移的结果上半部 分多出一半原子面,多余半原子面的边缘好像插入晶体中的一把刀的刃 口,故称“刃型位错”。 单晶体:如果一块晶体,其内部的晶格位向完全一致,则称这块晶体为单晶体。 多晶体:由多种晶粒组成的晶体结构称为“多晶体”。

过冷度:实际结晶温度与理论结晶温度之差称为过冷度。 自发形核:在一定条件下,从液态金属中直接产生,原子呈规则排列的结晶核心。 非自发形核:是液态金属依附在一些未溶颗粒表面所形成的晶核。 变质处理:在液态金属结晶前,特意加入某些难熔固态颗粒,造成大量可以成为非自发晶核的固态质点,使结晶时的晶核数目大大增加,从而提高了形核率, 细化晶粒,这种处理方法即为变质处理。 变质剂:在浇注前所加入的难熔杂质称为变质剂。 2.常见的金属晶体结构有哪几种?α-Fe 、γ- Fe 、Al 、Cu 、Ni 、Pb 、Cr 、V 、Mg、Zn 各属何种晶体结构? 答:常见金属晶体结构:体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格; α-Fe、Cr、V属于体心立方晶格; γ-Fe 、Al、Cu、Ni、Pb属于面心立方晶格; Mg、Zn属于密排六方晶格; 3.配位数和致密度可以用来说明哪些问题? 答:用来说明晶体中原子排列的紧密程度。晶体中配位数和致密度越大,则晶体中原子排列越紧密。 4.晶面指数和晶向指数有什么不同? 答:晶向是指晶格中各种原子列的位向,用晶向指数来表示,形式为[] uvw;晶面是指晶格中不同方位上的原子面,用晶面指数来表示,形式为() hkl。 5.实际晶体中的点缺陷,线缺陷和面缺陷对金属性能有何影响? 答:如果金属中无晶体缺陷时,通过理论计算具有极高的强度,随着晶体中缺陷的增加,金属的强度迅速下降,当缺陷增加到一定值后,金属的强度又随晶体缺陷的增加而增加。因此,无论点缺陷,线缺陷和面缺陷都会造成晶格崎变,从而使晶体强度增

机械工程材料及热加工工艺试题及答案(DOC)

固溶体溶入溶质后强度、硬度提高,塑性韧性下降现象。 4、热处理:钢在固态下通过加热、保温、冷却改变钢的组织结构从而获得所需性能的一种工艺。 5、细晶强化:晶粒尺寸通过细化处理,使得金属强度提高的方法。 三、(20分)车床主轴要求轴颈部位硬度为 HRC54 — 58 ,其余地方为HRC20 — 25,其加工路线为: 、名词解释: 2、加工硬化: 金属塑性变形后,强度硬度提高的现 象。 2、合金强化: 在钢液中有选择地加入合金元素,提高材料强度和硬度 1、固溶强化:

下 ------- 锻造_?正火—— 加工, ----- ? 轴颈表面淬火 ------- ? 低温回火 ?调质 ---------- 机加工 ——磨加工 (精) 指出:1、主轴应用的材料:45钢 2、正火的目的和大致热处理工艺 空冷 细化晶粒,消除应力;加热到 A C 3 + 50 C 保温一段时间 3、调质目的和大致热处理工艺 强度硬度塑性韧性达到良好配合 淬火+高温回火 4、表面淬火目的 提高轴颈表面硬度 5.低温回火目的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、选择填空(20分) 1 .合金元素对奥氏体晶粒长大的影响是( (a )均强烈阻止奥氏体晶粒长大 (C )无影响 2 .适合制造渗碳零件的钢有( d ) (b )均强烈促进奥氏体晶粒长大 (d )上述说法都不全面 c )。 (a ) 16Mn 、15、20Cr 、1Cr13、12Cr2Ni4A (c ) 15、20Cr 、18Cr2Ni4WA 、20CrMnTi (b ) 45、40Cr 、65Mn 、T12 3 .要制造直径16mm 的螺栓,要求整个截面上具有良好的综合机械性能,应选用( (a ) 45钢经正火处理 处理 4. 制造手用锯条应当选用(a ) (a ) T12钢经淬火和低温回火 温回火 5. 高速钢的红硬性取决于(b ) (a )马氏体的多少 (b )淬火加热时溶入奥氏体中的合金元素的量 6. 汽车、拖拉机的齿轮要求表面高耐磨性,中心有良好的强韧性,应选用( (a ) 60钢渗碳淬火后低温回火 低温回火 7. 65、65Mn 、50CrV 等属于哪类钢, (a ) 工具钢,淬火+低温回火 火+中温回火 8. 二次硬化属于(d ) (a )固溶强化 (b )细晶强化 (b ) 60Si2Mn 经淬火和中温回火 (b ) Cr12Mo 钢经淬火和低温回火 (b ) 40Cr 淬火后高温回火 (C) C ) 40Cr 钢经调质 65钢淬火后中 (C ) C ) 20CrMnTi 渗碳淬火后 钢中的碳含量 其热处理特点是(C ) (b )轴承钢,渗碳+淬火+低温回火 (C )弹簧钢,淬 (C)位错强化 9. 1Cr18Ni9Ti 奥氏体型不锈钢,进行固溶处理的目的是( (a ) 获得单一的马氏体组织,提高硬度和耐磨性 (d )第二相强化 b )

机械工程材料试题及答案

一、名词解释:(10分) 1、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分) 2、加工硬化:金属塑性变形后,强度硬度提高的现象。(2分) 2、合金强化:在钢液中有选择地加入合金元素,提高材料强度和硬度(2分) 4、热处理:钢在固态下通过加热、保温、冷却改变钢的组织结构从而获得所需性能的一种工艺。5、细晶强化:通过细化晶粒处理,使得金属强度提高的方法。(2分) 二、选择适宜材料并说明常用的热处理方法(30分)(每空1分)

三、(20分)车床主轴要求轴颈部位硬度为HRC54—58,其余地方为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、主轴应用的材料:45钢(4分) 2、正火的目的和大致热处理工艺细化晶粒,消除应力;加热到Ac3+50℃保温一段时间空冷(4分) 3、调质目的和大致热处理工艺强度硬度塑性韧性达到良好配合淬火+高温回火(4分 4、表面淬火目的提高轴颈表面硬度(4分) 1.低温回火目的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。 (4分) 四、选择填空(20分)(每空2分) 1.合金元素对奥氏体晶粒长大的影响是(d ) (a)均强烈阻止奥氏体晶粒长大(b)均强烈促进奥氏体晶粒长大 (c)无影响(d)上述说法都不全面 2.适合制造渗碳零件的钢有(c)。 (a)16Mn、15、20Cr、1Cr13、12Cr2Ni4A (b)45、40Cr、65Mn、T12 (c)15、20Cr、18Cr2Ni4WA、20CrMnTi 3.要制造直径16mm的螺栓,要求整个截面上具有良好的综合机械性能,应选用(c )(a)45钢经正火处理(b)60Si2Mn经淬火和中温回火(c)40Cr钢经调质处理 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.高速钢的红硬性取决于(b ) (a)马氏体的多少(b)淬火加热时溶入奥氏体中的合金元素的量(c)钢中的碳含量6.汽车、拖拉机的齿轮要求表面高耐磨性,中心有良好的强韧性,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,其热处理特点是(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,进行固溶处理的目的是(b) (a)获得单一的马氏体组织,提高硬度和耐磨性 (b)获得单一的奥氏体组织,提高抗腐蚀性,防止晶间腐蚀(c)降低硬度,便于切削加工

机械工程材料试题及答案内蒙古科技大学

机械工程材料 (10分)一、名词解释:固溶体溶入溶质后强度、硬度提高,塑性韧性下降现象。1、固溶强化: 金属塑性变形后,强度硬度提高的现象。2、加工硬化: 在钢液中有选择地加入合金元素,提高材料强度和硬度2、合金强化: 4、热处理:钢在固态下通过加热、保温、冷却改变钢的组织结构从而获得所需性能的一种工艺。 5、细晶强化:晶粒尺寸通过细化处理,使得金属强度提高的方法。 二、选择适宜材料并说明常用的热处理方法(30分) 名称候选材料选用材料热处理方法最终组织 —25,其加工路线:58三、(20分)车床主轴要求轴颈部位硬度为HRC54—,其余地方为HRC20 锻造正火机加工调质下料机加工(精)轴颈表面淬火低温回火磨加工 指出:1、主轴应用的材料:45钢 2、正火的目的和大致热处理工艺细化晶粒,消除应力;加热到Ac+50℃保温一段时间空冷3 3、调质目的和大致热处理工艺强度硬度塑性韧性达到良好配合淬火+高温回火 4、表面淬火目的提高轴颈表面硬度

5.低温回火目的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 分)20四、选择填空(. 1.合金元素对奥氏体晶粒长大的影响是(d) (a)均强烈阻止奥氏体晶粒长大(b)均强烈促进奥氏体晶粒长大 (c)无影响(d)上述说法都不全面 2.适合制造渗碳零件的钢有(c)。 (a)16Mn、15、20Cr、1Cr13、12Cr2Ni4A (b)45、40Cr、65Mn、T12 (c)15、20Cr、18Cr2Ni4WA、20CrMnTi 3.要制造直径16mm的螺栓,要求整个截面上具有良好的综合机械性能,应选用(c )(a)45钢经正火处理(b)60Si2Mn经淬火和中温回火(c)40Cr钢经调处理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.高速钢的红硬性取决于(b ) (a)马氏体的多少(b)淬火加热时溶入奥氏体中的合金元素的量(c)钢中的碳含量6.汽车、拖拉机的齿轮要求表面高耐磨性,中心有良好的强韧性,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,其热处理特点是(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,进行固溶处理的目的是(b) (a)获得单一的马氏体组织,提高硬度和耐磨性 (b)获得单一的奥氏体组织提高抗腐蚀性,防止晶间腐蚀(c)降低硬度,便于切削加工 10.推土机铲和坦克履带板受到严重的磨损及强烈冲击,应选择用(b ) (a)20Cr渗碳淬火后低温回火(b)ZGMn13—3经水韧处理(c)W18Cr4V淬火后低温回火 五、填空题(20分) 1、马氏体是碳在a-相中的过饱和固溶体,其形态主要有板条马氏体、片状马氏体。 其中,片状马氏体硬度高、塑性差 2、W18Cr4V钢的淬火加热温度为1270-1280℃,回火加热温度为560℃,回火次数3次。 3、材料选择的三原则一般原则,工艺性原则,经济性原则。 4、合金结构钢与碳素结构钢相比,其突出优点是强度高,淬透性好。 5. 共析钢过冷奥氏体等温转变曲线三个转变区的转变产物是P B M。 6. 共析钢淬火形成M+A'后,在低温、中温、高温回火后的产物分别为M回+A' T回S回。 7. 45钢正火后渗碳体呈片状,调质处理后渗碳体呈球状。 一、名词解释(共15分,每小题3分) 1. 奥氏体(A) 2.回复 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)

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