机械工程材料试卷复习题

机械工程材料试卷复习题

The final revision was on November 23, 2020

机械工程材料

1．室温下，金属晶粒越细，则强度越高、塑性越高。( )

2．因为体心立方晶格与面心立方晶格具有相同数量的滑移系，所以两种晶体的塑性变形能力完全相同。( ) 3．间隙固溶体一定是无限固溶体。( ) 4．铁素体的本质是碳在a-Fe中的间隙相。( )

5．在铁碳合金平衡结晶过程中，只有碳质量分数为4．3％的铁碳合金才能发生共晶反应。( ) 6．高合金钢既具有良好的淬透性，也具有良好的淬硬性。( ) 7．钢的淬透性高，则其淬透层的深度也越大。( ) 8．T8钢比T12和40钢有更好的淬透性。( )

9．灰铸铁可以经过热处理改变基体组织和石墨形态。( ) 10．齿轮渗碳用钢常采用低碳钢。( ) 是非题

1．(√) 2． (×) 3．(×) 4．(√) 5．(×) 6．(×) 7．(√) 8．(√) 9． (×) 10．(√)

1.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 2．α－Fe是实际原子数为 。

a．2； b．4； c．6 3．固溶体的晶体结构 。

a．与溶剂相同； b．与溶质相同； c．为其他晶型 4．间隙相的性能特点是 。

a．熔点高、硬度低； b．硬度高、熔点低；c．硬度高、熔点高 5. 金属的加工硬化现象将导致 。

a. 强度降低,塑性提高； b. 强度提高,塑性降低； c．强度降低,塑性降低 6．用下述三种方法制成齿轮， 种方法较为理想。

a. 用厚钢板切出圆饼，再加工成齿轮； b. 由粗钢棒切下圆饼，再加工成齿轮； c. 由圆棒锻成圆饼，再加工成齿轮

7. 钢中含硫量过高的最大危害是造成 。

a. 热脆； b. 冷脆； c. 氢脆 8．奥氏体是 。

a．碳在γ-Fe中的间隙固溶体 b．碳在α-Fe中的间隙固溶体；

c. 碳在α-Fe中的无限固溶体 9．珠光体是一种 。

a．单相固溶体； b．两相混和物； c．Fe与C的化合物 10．铁素体的机械性能特点是 。

a．强度高、塑性好、硬度低； b．强度低、塑性差、硬度低； c. 强度低、塑性好、硬度低 11. 奥氏体向珠光体的转变是 。

a.扩散型转变； b．非扩散型转变； c.半扩散型转变 12. 钢经调质处理后获得的组织是 。

a，回火马氏体； b．回火屈氏体； c.回火索氏体

13. 共析钢的过冷奥氏体在550℃～350℃的温度区间等温转变时，所形成的组织是 。

a．索氏体 b．下贝氏体； c．上贝氏体 14. 若合金元素能使C曲线右移，钢的淬透性将 。 a．降低； b．提高； c．不改变 15. 淬硬性好的钢 。

a.具有高的合金元素含量； b．具有高的碳含量； c.具有低的碳含量

16. 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 17．渗碳钢 后性能最好。

a. 直接淬火； b. 一次淬火； c. 二次淬火

18. 量具钢加工工艺中，在切削加工之后淬火处理之前可能的热处理工序为

。

a. 退火； b. 调质； c. 回火

19. 灰口铸铁铸件薄壁处出现白口组织，造成切削加工困难采取的热处理措施为 。

a. 高温退火； b. 调质； c. 回火 20．在下列牌号中属于球墨铸铁的是 。

a. HT100； b. KT30-6； c. QT40-7 选择

2．a 3．a 4．c

1． 晶粒大小对金属性能有何影响如何细化晶粒 2． 什么是热处理常见的热处理方法有几种其目的是什么 5已知某轴的材料为45钢，其生产工艺路线为：

下料 →锻造 →预备热处理→ 切削加工→最终热处理→精加工→装配 请说明各道热处理工序的名称及作用。

7. 为什么一般机器的支架、机床的床身常用灰口铸铁制造 一：名词解释

1． 过冷度：理想结晶温度与实际结晶温度的差值。

2． 变质处理：向液体中加入固态元素或化合物作为非均质形核的核心，从而提高了形核率，细化了晶粒。 3． 再结晶：当变形金属加热到某一温度，破碎拉长的晶粒长大为等轴晶粒。 4．马氏体：C在α－Fe中形成的过饱和间隙固溶体。

5．球化退火：过共析钢加热到不完全奥氏体化退火，使渗碳体由片状转为球状，提高了塑性和切削加工能力。 三： 四：简答

1．解：晶粒越细，强度、硬度、塑性和韧性越大。细化晶粒采取提高过冷度、变质处理、振动处理。

2．解：把固态金属材料通过一定的加热，保温和冷却以获得所需组织、结构和性能的工艺称热处理。常见的热处理方法有退火、正火、淬火和回火。

退火的目的：降低钢的硬度，提高塑性；细化晶粒，消除因铸、锻、焊引起的组织缺陷，均匀钢的组织和成分；消除钢中的内应力，以防止变形和开裂。

正火的目的：细化晶粒，获得比较均匀的组织和性能；对低碳钢可提高硬度，改善切削加工性；对过共析钢可抑制网状渗碳体析出为球化退火作准备。淬火的目的：使钢件获得所需的马氏体组织，提高工件的硬度，强度和耐磨性。回火的目的：主要是消除钢件在淬火时所产生的应力；稳定组织，使工件尺寸和性能稳定；提高钢的塑韧性。 4．解：马氏体分解；残余奥氏体转变；碳化物转变；碳化物聚集长大及α回复与再结晶。 5． 解：预备热处理：完全退火，作用是细化晶粒，消除内应力，降低硬度， 提高塑性。最终热处理：淬火＋高温回火，作用是获得良好的综合机械性能。

7.解：铸铁的铸造性能良好。铸铁具有良好的切削加工性能。铸铁具有优良的减磨性。铸铁具有优良的消震性。铸铁具有低的缺口敏感性。所以一般机器的支架、机床的床身常用灰口铸铁制造。 一、填空题

1、金属中常见的三种晶体结构分别是体心立方、 、 ，室温下铁（α-Fe）的晶体结构属于 。

2、根据使用性能确定淬火后零件的回火温度，T12锉刀采用 温回火，60钢弹簧采用 温回火，45钢车床主轴采用

温回火。

3、冷变形后的金属在加热的过程中，随着温度的升高和加热时间的延长，其组织和性能一般要经历三个阶段的变

化，它们依次是 、、 。

4、所有的固态物质就其原子（或分子）排列的规则性来分类，可分为两大类，其中把内部原子（或分子）呈周期性

规则排列的物质称为 ，否则称为 。 5、按钢中含碳量高低，可将其分为、、和 。

6、某些原子半径很小的非金属元素溶入固态溶剂金属内，便形成_ __固溶体；溶质原子置换了溶剂晶格中的部分溶

剂原子便形成_________固溶体。

7、通常高碳钢奥氏体化后经快速冷却（淬火）所得到的组织为____ ____和少量的残余奥氏体。

8、所有的固态物质就其原子（或分子）排列的规则性来分类，可分为两大类，其中把内部原子（或分子）呈周期性规则排列的物质称为 ，否则称为 。

9、钢材加热时奥氏体的形成包括四个过程，依次为、残余Fe3C的溶解及奥氏体的均匀化。 10、按钢中合金元素含量高低，可将合金钢分为 、 、 。 11．晶体缺陷有 、 、和 。

12．固溶体按溶质原子在晶格位置分为 、 。 13．铸造时常选用 （接近共晶成分、单相固溶体）的合金。 14．疲劳断裂的特点有 、 、 。 15．正火和退火的主要区别是 。 16. 淬火发生变形和开裂的原因是 。 17．40Cr，GCr15，20CrMo，60Si2Mn中适合制造轴类零件的钢为 。

18．用T12钢制造车刀，在切削加工前进行的预备热处理为 、 。 19．灰口铸铁铸件薄壁处出现白口组织，造成切削加工困难采取的热处理措施为 。 20．在牌号HT100、KT30-6、QT40-7中属于球墨铸铁的是 。 二、选择题

1、固溶体的性能特点是 。

A、韧性高、硬度低 B、硬度高、韧性低 C、硬度高、韧性高 2、为细化晶粒，可采用 。

A、快速浇注 B、加变质剂 C、以砂型代金属型 3、钢中含磷量过高的最大危害是造成 。

A、热脆 B、冷脆 C、氢脆

4、铁碳合金的基本组织中,强度最大的是 。 A、莱氏体 B、铁素体 C、珠光体 5、金属的加工硬化现象将导致： 。

A、强度降低,塑性提高 B、强度提高,塑性降低 C、强度降低,塑性降低 6、20钢的室温组织是： 。

A、铁素体 B、珠光体 C、铁素体＋珠光体

7、 共析钢的过冷奥氏体在350℃～230℃的温度区间等温转变时，所形成的组织是 。

A、索氏体 B、下贝氏体 C、上贝氏体 8、45钢淬火后测量硬度宜采用的硬度计是 。

A、HRA B、HRB C、HRC

9、 不完全退火主要适用于 。

A、亚共析钢 B、共析钢 C、过共析钢 10、工业上所用的铸铁绝大部分是属于: 。

A、白口铸铁 B、麻口铸铁 C、灰口铸铁 11、碳在γ-Fe中形成的间隙固溶体，叫做 。

A、铁素体 B、奥氏体 C、马氏体 D、贝氏体

12、含碳%的Fe-C合金，从奥氏体相区冷却到727℃时，生成珠光体的过程叫做 。

A、共析转变 B、奥氏体转变 C、共晶转变 D、马氏体转变 13、合金元素含量低于5%的合金钢，叫做 。

A、低合金钢 B、低碳钢 C、高合金钢 D、中合金钢 14、晶界、亚晶界是实际晶体材料的晶体缺陷中的 。

A、点缺陷 B、线缺陷 C、面缺陷 D、体缺陷 15、9SiCr中碳的质量分数（含碳量）约为 。

A、% B、% C、9% D、%

16、从铁碳合金相图中可知，亚共析钢所得到的室温平衡组织为 。

A、珠光体 B、铁素体+珠光体 C、低温莱氏体 D、铁素体 17、金属结晶时，冷却速度越快，其过冷度将 。

A、越大 B、越小 C、等于零 D、变化不确定 18、GCr15钢中的Cr的平君含量为 。

A、15% B、% C、%

19、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，常常选用渗碳钢，下列可以作为生产该类零件的材料是 。

A、20CrMnMo B、65Mn C、Cr12MoV D、T8

20、为了减少金属铸锭、铸件或锻坯的化学成分和组织的不均匀性，一般所采用的退火工艺是 。 A、再结晶退火 B、去应力退火 C、扩散退火 D、球化退火 三、判断题

（ ）1、同种钢材在相同的加热条件下加热后保温、淬火，其中水淬比油淬的淬透性好，小件比大件的淬透性好。 （ ）2、65Mn是合金调质结构钢。

（ ）3、从C曲线中分析可知，共析钢的过冷奥氏体在A1~550℃的范围内发生珠光体类型的组织转变。

（ ）4、共晶反应就是在某一恒定温度时，从一定浓度（成分）的液相中同时结晶析出两种不同浓度（成分）的固相。

（ ）5、T12钢与45钢均属于中碳钢。

（ ）6、过共析钢中，网状渗碳体的存在使钢的强度和塑性均上升。 （ ）7、正火是将钢件加热至完全奥氏体化后空冷的热处理工艺。 （ ）8、铁碳相图中塑性最好的区域是莱氏体区。 （ ）9、间隙固溶体一定是无限固溶体。

（ ）10、回火索氏体的综合力学性能明显优于奥氏体等温冷却直接所得到的片层状索氏体的综合力学性能。 （ ）11、晶粒度级数数值越大，晶粒越细。 （ ）12、金属铸件可以通过再结晶退火来细化晶粒。

（ ）13、当原始组织为片状珠光体的钢加热奥氏体化时，细片状珠光体的奥氏体化速度要比粗片状珠光体的奥氏体化速度快。

（ ）14、在退火状态(接衡组织)45钢比20钢的塑性和强度都高。

（ ）15、马氏体是碳在的a-Fe中的过饱和固溶体。当奥氏体向马氏体转变时，体积要收缩。 （ ）16、当共析成分的奥氏体在冷却发生珠光体转变时，温度越低，其转变产物组织越粗。 （ ）17、经退火后再高温回火的钢，能得到回火索氏体组织，具有良好的综合机械性能。

（ ）18、表面淬火既能改变钢的表面组织，也能改善心部的组织和性能。 （ ）19、合金元素Mn、Ni可以扩大奥氏体区。 （ ）20、高速钢需要反复锻造是因为硬度高不易成形。 四、简答题

1、淬火后为什么一定要进行回火才可使用按回火温度的高低可将回火分为哪三类各自的所对应的回火组织是什么 2、影响金属结晶过程的主要因素是什么 3、金属的塑性变形对金属的组织与性能有何影响 4、正火和退火的主要区别是什么 5、分析高速钢中合金元素的作用。

6、现要求用20钢采取渗碳方法制造齿轮，其加工路线为：锻造→预备热处理→切削加工→最终热处理→喷丸→精磨。试写出各热处理工艺名称，并解释其目的和所获得的细微组织。 一、填空题（每空1分，共20分）

1.机械设计时常用 和 两种强度指标。

2.若退火亚共析钢试样中先共析铁素体占％，珠光体％，则此钢的含碳量为 。 3.屈强比是 与 之比。

4.一般工程结构用金属是 晶体，在各个方向上的性能 ，这就是实际金属的 现象。 5.实际金属存在 、 和 三种缺陷。实际晶体的强度比理想晶体的强度 （高，低）得多。

6.根据组成合金的各组元之间的相互作用不同，合金的结构可分为两大类：

和 。固溶体的晶格结构同 ，其强度硬度比纯金属的 。

7.共析钢加热至Ac1时将发生 向 的转变，其形成过程包括四个阶段。

8.把两个45钢的退火态小试样分别加热到Ac1～Ac3之间和Ac3以上温度水冷淬火，所得到的组织前者为 ，后者为 。

二、判断改错题（对打√，错打“×”并改错，每小题1分，共10分）

（ ）1.随奥氏体中碳含量的增高，马氏体转变后，其中片状马氏体减少，板条状马氏体增多。

（ ）2.回火屈氏体、回火索氏体和过冷奥氏体分解时形成的屈氏体、索氏体，只是形成过程不同，但组织形态和性能则是相同的。

（ ）3.退火工件常用HRC标出其硬度，淬火工件常用HBS标出其硬度。

（ ）4.马氏体是碳在α－Fe中所形成的过饱和固溶体；当发生奥氏体向马氏体的转变时，体积发生膨胀。 （ ）5.表面淬火既能改变工件表面的化学成分，也能改善其心部组织与性能。 （ ）6.化学热处理既能改变工件表面的化学成分，也能改善其心部组织与性能。

（ ）7.高碳钢淬火时，将获得高硬度的马氏体，但由于奥氏体向马氏体转变的终止温度在0℃以下，故钢淬火后的组织中保留有少量的残余奥氏体。

（ ）8.为了消除加工硬化便于进一步加工，常对冷加工后的金属进行完全退火。 （ ）9.片状珠光体的机械性能主要决定于珠光体的含碳量。

（ ）10.由于钢回火的加热温度在A1以下，所以淬火钢在回火时没有组织变化。 三、选择题（每小题1分，共10分）

1.钢在淬火后所得的组织是（ ） A.淬火马氏体 B.回火索氏体 C.回火屈氏体 D.索氏体

2.在淬火钢中，当含碳量增加到％以后，随含碳量的增加，硬度增加缓慢，这是因为（ ） A. 随含碳量的增加，残余奥氏体的量增多 B. 随含碳量的增加，片状马氏体的量增多

C. 随含碳量的增加，淬火内应力增大 D. 随含碳量的增加，非马氏体的量减少

3.若钢中加入的合金元素能使C曲线左移，则将使钢的淬透性（ ） A.提高 B.降低 C.不改变 D.对小试样堤高，对大试样则降低 4.下列钢铁材料中切削性能较好的是（ ） A.工业纯铁 钢 C.白口铸铁 钢

5.钢锭中的疏松可以能过下面哪种方法改善（ ）

A.完全退火 B.足够变形量的锻轧 C.扩散退火 D.正火 6.正火T8钢与完全退火T8钢相比（ ） A.前者珠光体更细密，故强度要低些 B. 前者珠光体更细密，故强度要高些 C.前者珠光体更粗大，故强度要低些 D. 前者珠光体更粗大，故强度要高些 7.退火亚共析钢，随含碳量的增加（ ）

、σb值减小，δ、aK值增加 B. HBS、σb值增加，δ、aK值减小 C. HBS、σb值增加，δ、aK值增加 D. HBS、σb值减小，δ、aK值减小 8.碳含量为Wc＝％的铁碳合金具有良好的（ ） A. 可锻性 B. 切削加工性能 C. 可焊性 D. 铸造性能 9.建筑用钢筋宜选用（ ）

A. 高碳钢 B.中碳钢 C. 低碳钢 D.工具钢 10.下述退火态钢中强度最高的是（ ） 钢 钢 钢 钢 四、简答题（30分）

1. 某厂仓库有20钢、45钢、T12钢和白口铸铁，大小和形状都一样，根据所学知识，可用哪些简单方法把它们迅速区分开请说明理由。（5分）

2． 60钢经正常淬火后得到什么组织经退火后得到什么组织60钢淬火后分别在200℃、400℃、600℃回火又得到什么组织（5分） 五、综合分析题（10分）

用一根冷拉钢丝绳吊装一大型工件进入热处理炉，并随工件一起加热到1000℃保温，当出炉后再次吊装工件时，钢丝绳发生断裂，试分析其原因。 一、填空题（每空1分，共20分）

1. 抗拉强度（σb）,屈服强度（σs或σ）2. 约％3. 屈服强度，抗拉强度4. 多，相同，各向同性5．点缺陷，线缺陷，面缺陷，低6. 固溶体，金属化合物，溶剂，高7. 珠光体，奥氏体8. 马氏体+铁素体+残余奥氏体，马氏体＋残余奥氏体

二、判断改错题（对打√，错打“×”并改错，每小题1分，共10分）

1. ×，片状马氏体增多，板条马氏体减少；2. ×，组织形态和性能也不同；3. ×，退火工件硬度用HBS标出，淬火工件硬度用HRC标出；4.√；5.×，表面淬火只能改变工件表面的组织与性能。；6.√；7.√；8. ×，进行再结晶退火；

9×，取决于珠光体的片间距；10. ×，尽管钢回火的加热温度在A1以下，但是淬火钢在回火时仍有组织变化。 三、选择题（每小题1分，共10分）

1. A 四、简答题（30分） 1.（5分）

答：方法一：硬度测试。硬度值大小顺序是：白口铸铁>T12钢>45钢>20钢。 因为铁碳合金的硬度随含碳量的增加而升高；四种铁碳合金的含碳量是：白口铸铁（大于%C） > T12钢（%C）>45钢（%）>20钢（%C）。

方法二：分别制备四种材料的金相试样，在金相显微镜上进行显微组织观察。

亚共析钢组织为（F＋P），且亚共析钢中随含碳量增加铁素体减少，珠光体增多；过共析钢组织为（P＋Fe3C

Ⅱ

），且当Wc>％时，Fe3CⅡ沿晶界呈网状分布；白口铸铁的组织中有莱氏体。所以，组织为（F＋P）而铁素体少的

为20钢、珠光体多的为45钢；组织中有Fe3CⅡ沿晶界呈网状分布的T12钢，有莱氏体组织存在的是白口铸铁。 2.（5分）

答：60钢淬火后组织为马氏体；（1分） 退火组织为珠光体＋铁素体；（1分）200℃回火后组织为回火马氏体；（1分400℃回火后为回火屈氏体；（1分）600℃回火后为回火索氏体。（1分） 五、（10分）

答：冷拉钢丝绳是利用加工硬化效应提高其强度的，在这种状态下的钢丝中晶体缺陷密度增大，强度增加，处于加工硬化状态。在1000℃时保温，钢丝将发生回复、再结晶和晶粒长大过程，组织和结构恢复到软化状态。在这一系列变化中，冷拉钢丝的加工硬化效果将消失，强度下降，在再次起吊时，钢丝将被拉长，发生塑性变形，横截面积减小，强度将比保温前低，所以发生断裂。 一、名词解释（共15分，每小题 3分）

二、1. 奥氏体（A） 2.回复 3.固溶体4.自然时效5.加工硬化 三、

四、二、填空题（共20分，每空1 分）

五、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。

六、2. 陶瓷材料中的气相是指 ，在 程中形成的，它 了陶瓷的强度。

七、3.根据采用的渗碳剂的不同，将渗碳分为__________、__________和__________三种。 八、4.工程中常用的特殊性能钢有_________、_________、_________等。 九、5.金属的断裂形式有__________和__________两种。

十、6.金属元素在钢中形成的碳化物可分为_________、_________两类。

十一、7.常见的金属晶体结构有____________、____________和____________三种。二、填空题 十二、1、普通灰口；可锻；球墨； 十三、2、气孔；烧结；降低。 十四、3、固体渗碳气体渗碳 十五、4、不锈钢耐热钢耐磨刚 十六、5、延性断裂

十七、6、合金渗碳体特殊碳化物 十八、7、体心立方晶格密排六方晶格 十九、 二十、

二十一、三、选择题（共 25分，每小题1分）

二十二、钢钢锭在1000℃左右轧制，有时会发生开裂，最可能的原因是( ) 二十三、 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 二十四、2.下列碳钢中，淬透性最高的是( ) 二十五、钢； 钢； 钢；钢

二十六、在1Cr18Ni9Ti钢中的主要作用是( )

二十七、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； 二十八、钢锻造后，在机械加工之前应进行( )

二十九、A.完全退火；B.球化退火；C.去应力退火；D.再结晶退火 三十、5.下列材料中，最适合制造机床床身的是( )

三十一、钢； 钢；；

三十二、6.下列材料中，最适合制造气轮机叶片的是 三十三、钢； 钢； 钢；钢

三十四、7.下列材料中，最适合制造飞机蒙皮的是( ) 三十五、； (旧牌号LD5)； ； (旧牌号LY12)

三十六、8.下列材料中，最适合制造盛放氢氟酸容器的是( ) 三十七、；； C.聚四氟乙烯；

三十八、9.下列材料中，最适合制造汽车板弹簧的是( ) 三十九、； ； ；

四十、10.下列材料中，最适合制造汽车火花塞绝缘体的是( ) 四十一、； B.聚苯乙烯；C.聚丙烯；D.饱和聚酯

四十二、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 四十三、需加热到一定温度即使晶粒细化，其原因是( )

四十四、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； 四十五、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 四十六、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( )

四十七、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 四十八、13.以下哪种铸铁的断口呈灰黑色( )

四十九、A.马口铁；B.白口铸铁；C.麻口铸铁；D.灰铸铁 五十、14.用于制造渗碳零件的钢称为( )。

五十一、 A.结构钢；B.合金钢； C.渗碳钢；D.工具钢 五十二、15.马氏体组织有两种形态( )。

五十三、 A.板条、树状；B.板条、针状；C.树状、针状； D.索状、树状 五十四、16.实际生产中，金属冷却时( )。

五十五、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； 五十六、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 五十七、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。 五十八、A.淬火+低温回火； B.正火； C.调质； D.淬火+高温回火 五十九、曲线右移使淬火临界冷却速度( )，淬透性( )。

六十、 A.减小、增大； B.减小、减小； C.增大、减小；D.增大、增大 六十一、19.机械制造中，T10钢常用来制造( )。 六十二、 A.容器； B.刀具；C.轴承；D.齿轮 六十三、20.钢经表面淬火后将获得( )。

六十四、 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 六十五、钢的含铬量是：( ) 六十六、

六十七、22.铅在常温下的变形属：( )

六十八、A.冷变形； B.弹性变形；C.热变形； D.既有冷变形也有热变形 六十九、23、黄铜是以（ ）为主加元素的铜合金。 七十、A.铅 B.铁C.锡D.锌

七十一、24、在Fe-Fe3C和图中，奥氏体冷却到ES线时开始析出（）。 七十二、A.铁素体 B.珠光体C.二次渗碳体D.莱氏体

七十三、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。 七十四、A.结晶B.再结晶C.相变℃三、选择题 七十五、; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ;; ; ; ; ; ; ;

七十六、 七十七、

七十八、四、判断题（共10 分，每小题 1 分）

七十九、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。( ) 八十、2.冷却速度越快，钢的淬透性越高。( )

八十一、3.钢的淬透性越高，产生焊接裂纹的倾向越大。( ) 八十二、4.铝合金也可以象钢那样通过淬火明显提高其硬度。( ) 八十三、5.所有强化金属的手段，都在提高强度的同时降低了韧性。( ) 八十四、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。( ) 八十五、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。( ) 八十六、8.所谓过量弹性变形，是指零件发生了塑性变形。( ) 八十七、9.铝极易氧化，故铝制品的抗氧化失效能力极差。( ) 八十八、10.弹簧钢淬火后采用中温回火是想提高钢的弹性模量。( ) 四、判断题

1.×； 2.×； 3.√； 4.×； 5.×；6.×； 7.√； 9.×； 10.×。 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五、简答题

1、答：奥氏体晶粒细小时，冷却后转变产物的组织也细小，其强度与塑性韧性都较高，冷脆转变温度也较低；反之，粗大的奥氏体晶粒，冷却转变后仍获得粗晶粒组织，使钢的力学性能（特别是冲击韧性）降低，甚至在淬火时发生变形、开裂。 2、答：回火的目的是：

（1）降低零件脆性，消除或降低内应力； （2）获得所要求的力学性能； （3）稳定尺寸； （4）改善加工性。 3、答：

铁素体——碳在α-Fe中的间隙固溶体，软而韧。 渗碳体——碳与铁形成的间隙化合物，硬而脆。

珠光体——铁素体与渗碳体形成的层片状交替排列的机械混合物，良好的综合力学性能。

参 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。 一、名词解释：

⒈调质 : 对钢材作淬火+高温回火处理，称为调质处理。 ⒉碳素钢:含碳量≤%的铁碳合金。

⒊SPCD: 表示冲压用冷轧碳素钢薄板及钢带，相当于中国08Al（13237）优质碳素结构钢。

二、填空题： 1０×2＝２0分

⒈按腐蚀过程特点，金属腐蚀可分为 化学腐蚀 _和电化学腐蚀___。 2．常用力学性能判据有_强度____、__韧性_、_延展性_和_弹性模量_。

3.钢中的＿硫＿＿元素引起热脆，＿磷＿＿元素引起冷脆，＿氢＿＿元素引起白点，＿氮＿＿元素引起兰脆。 4.铝合金的强化除了热处理强化外，还可以进行＿固溶时效＿强化。

5.钢在加热过程中产生的过热缺陷可以通过＿＿＿回火＿＿＿热处理来消除。 6．常用的高分子材料有_塑料_、_橡胶__和_合成纤维__。

7．铸造铝合金分为_铝铜合金_、_铝镁合金_、_铝硅合金_和_铝锌合金。 8．合金工具钢是指用于制造各种__刃具___、__模具__和__量具_用钢的总合。 9．材料渗碳的目的是为了得到__较高的零件表层硬度与耐磨性_。 10．45钢按用途分类属于___碳素结构钢_______。 三、判断题： 1０×2＝２0分

1.( × )钢的淬透性主要取决于冷却速度。 2. ( √ )实际的金属晶体都呈各向异性。

3. ( × )加工硬化、固溶强化均使材料强度、硬度显着提高，塑性、韧性明显降低，故可认为它们有相同的强化机理。

4. ( √ )金属材料、陶瓷材料和高分子材料的本质区别在于它们的化学键不同。 5. ( √ )材料的强度、硬度越高，其塑性、韧性越差。

6. ( √ )调质和正火两种热处理工艺所获得的组织分别为回火索氏体和索氏体，它们的区别在于碳化物的形态差异。 7. (×)铝合金人工时效比自然时效所获得的硬度高，且效率也高，因此多数情况下采用人工时效。 8．( × )硬质合金可用做刀具材料，模具材料和量具材料。 9．( × )在热处理中变形和开裂都是不可避免的。 10．( √ )球墨铸铁是铸铁中力学性能最好的。 四、问答题 5×9＝45分

1、什么是金属的力学性能金属的力学性能主要包括哪些方面

材料在一定温度条件和外力作用下，抵抗变形和断裂的能力称为材料的力学性能。材料的常规力学性能指标主要包括强度、硬度、塑性和韧性等。

2、什么是钢的热处理常用热处理方法有哪几种

通过对钢件作一定条件的加热、保温和冷却，从而改变整体或表层的组织，获得所需的性能。常用热处理方法有：退火、正火、淬火和回火。

3、钢按化学成分可分为哪几类

钢按化学成分可分为碳素钢和合金钢两大类。其中，碳素钢按含碳量的多少分低碳钢、中碳钢、高碳钢；合金钢按合金元素种类分锰钢、铬钢、硼钢、铬镍钢、硅锰钢，按合金元素含量的多少分低合金钢、中合金钢、高合金钢。

4、灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、蠕墨铸铁在组织上的根本区别是什么

四种材料的在组织上的根本区别是铸铁中的石墨的形态不同（形状、大小、数量、分布等），灰铸铁的石墨是片状，球墨铸铁的石墨是球状，可锻铸铁的石墨是团状，蠕墨铸铁的石墨是虫状。 5、硬质合金的主要组成是什么常用硬质合金分哪几类各有何主要应用

硬质合金的主要组成是难熔金属碳化物和粘结金属。常用硬质合金分为钨钴类硬质合金(代号YG)和钨钴钛类硬质合金(代号YT) 两种。YG合金多用于加工产生断续切屑的的脆性材料(如铸铁)，YT合金多用于加工产生连续切屑的韧性材料，特别是高速切削钢件。

二：填空（共17小题，每空1分，共35分）

1．纯铁的多晶型转变是 。 2．面心立方晶胞中实际原子数为 。

3．在立方晶格中，如果晶面指数和晶向指数的数值相同时，那么该晶面与晶向间存在着 关系。

4．过冷度与冷却度的关系为 。 5．固溶体按溶质原子在晶格中位置可分为 、 。 6．金属单晶体滑移的特点是 、 、 。

7．热加工对金属组织和性能的影响有 、 。

8．金属磨损的方式有 、 、 。 9．常见的普通热处理有 、 、 、 。 10．贝氏体类型的组织有 、 。

11．钢获得马氏体的条件是 、 。 12．钢经调质处理后获得的组织是 。

13．金元素Cr、Mo、V对C曲线的影响 。 14．40Cr，GCr15，20CrMo，60Si2Mn中适合制造弹簧零件的钢为 。 15．渗碳钢 （直接淬火，一次淬火，二次淬火）后性能最好。 16．金属腐蚀失效形式有 、 。

17．W18Cr4V中W的主要作用是 ，Cr的主要作用是 ，V的主要作用是 。 四：简答（共8小题，每题5分，共40分） 1．为什么细晶粒钢强度高，塑性、韧性也好

2. 金相观察测得，某种碳钢在室温组织中珠光体占70%，试问这种钢的含碳量是多少 3． 试述固溶强化、加工硬化和弥散强化的强化原理。

4.用T10钢制造形状简单的车刀，其加工路线为：锻造→预备热处理→切削加工→最终热处理→磨加工。试写出各热处理工艺名称及作用。

5．指出下列工件回火后获得的组织。 （1）45钢小轴（要求综合机械性能好）；

（2）60钢弹簧； （3）T12钢锉刀。

1．解：晶粒越细晶界面积越大，每个晶粒周围具有不同位向的晶粒越多，因而对位错移动的阻力也越大，晶粒强度越高。同时晶粒越细，变形分散程度越高，局部应力集中现象减少，塑韧性越好。

3．解：固溶强化：溶质溶入溶剂晶格使溶剂晶格畸变，位错移动受阻从而强化了材料。加工硬化：金属经过塑性变形，使位错密度上升，位错与位错相遇造成位错割阶和位错缠绕，阻碍了位错的运动，使金属强硬度上升。弥散强化：金属间化合物颗粒弥散分布在固溶体基体上，对位错运动起阻碍和钉扎的作用，使其硬度、强度上升，耐磨性提高。

4.解：预备热处理：正火＋球化退火。正火抑制网状渗碳体析出为球化退火做准备。球化退火使碳化物由片状转变为球状，改善切削加工性能。

最终热处理：不完全淬火＋低温回火。获得细小的回火马氏体和粒状碳化物具有很高的硬度和耐磨性。

5．解：回火后获得的组织：45钢小轴为回火索氏体，60钢弹簧为回火屈氏体，T12钢锉刀为回火马氏体和粒状碳化物。

1． 金属间化合物：组元相互作用形成的具有金属特性的化合物。 2． 加工硬化：金属经过塑性变形后塑韧性下降，强硬度上升的现象。

3． 相：合金中具有同一聚集状态、同一结构、同一性能，并与其它部分有界面相隔的均匀组成部分。 4． 淬透性：在规定的条件下，获得淬硬层深度大小的能力。 5． 石墨化：铸铁中石墨的形成过程。 二：填空

1．纯铁的多晶型转变是α-Fe→γ-Fe→δ-Fe 。 2．面心立方晶胞中实际原子数为 4 。

3．在立方晶格中，如果晶面指数和晶向指数的数值相同时，那么该晶面与晶向间存在着 晶面与晶向相互垂直 关系。

4．过冷度与冷却速度的关系为 冷却速度越大过冷度越大 。

5．固溶体按溶质原子在晶格中位置可分为 间隙固溶体 、 置换固溶体 。

6．金属单晶体滑移的特点是 滑移只能在切应力下发生 、 滑移总是沿原子密度最大的晶面和晶向进行、 滑移时必伴随着晶体向外力方向转动 。

7．热加工对金属组织和性能的影响有 消除金属铸态组织的缺陷 、 改变内部夹杂物的形态与分布。 8．金属磨损的方式有 粘着磨损 、 磨粒磨损 、 腐蚀磨损 。 9．常见的普通热处理有 退火 、 正火 、 淬火 、 回火 。 10．贝氏体类型的组织有 上贝氏体 、 下贝氏体 。

11．钢获得马氏体的条件是 奥氏体化 、 冷却速度大于临界冷却速度 。 12．钢经调质处理后获得的组织是 回火索氏体 。

13．合金元素Cr、Mo、V对C曲线的影响 C曲线右移并变为双C形 。 14．40Cr，GCr15，20CrMo，60Si2Mn中适合制造弹簧零件的钢为 60Si2Mn 。 15．渗碳钢 二次淬火 （直接淬火，一次淬火，二次淬火）后性能最好。 16．金属腐蚀失效形式有 化学腐蚀 、 电化学腐蚀 。

17．W18Cr4V中W的主要作用是 细化晶粒、阻碍马氏体分解、二次硬化 ，Cr的主要作用是 提高淬透性 ，V的主要作用是 提高耐磨性、细化晶粒、二次硬化 。

18．为了消除奥氏体不锈钢的晶间腐蚀采取的措施有 固溶处理 、 稳定化处理 。 19．影响铸铁石墨化的因素是 化学成分 和 冷却速度 。

7．解：a. 防止措施: 灰铸铁磨床床身铸造以后，应先进行去应力退火（500～600℃，4～8h，缓冷)，然后再切削加工。

b. 改善措施: 将出现白口组织的灰铸铁，进行去白口退火（850～900℃，2～5h，缓冷)。

8．解：球墨铸铁的基体组织为铁素体采用高温退火，在720℃～680℃保温2～8小时。基体组织为珠光体采用加热到完全奥氏体化下的正火。基体组织为下贝氏体采用等温淬火。