《機械工程材料》試題
一、名詞解釋： 3×5＝１５分
⒈調質 : 對鋼材作淬火+高溫回火處理，稱為調質處理。
⒉碳素鋼:含碳量≤2.11%的鐵碳合金。
⒊spcd: 表示沖壓用冷軋碳素鋼薄板及鋼帶，相當於中國08al（13237）優質碳素結構鋼。
二、填空題： 1０×2＝２0分
⒈按腐蝕過程特點，金屬腐蝕可分為化學腐蝕 _和電化學腐蝕___。
2．常用力學效能判據有_強度____、__韌性_、_延展性_和_彈性模量_。
3.鋼中的＿硫＿＿元素引起熱脆，＿磷＿＿元素引起冷脆，＿氫＿＿元素引起白點，＿氮＿＿元素引起蘭脆。
4.鋁合金的強化除了熱處理強化外，還可以進行＿固溶時效＿強化。
5.鋼在加熱過程中產生的過熱缺陷可以通過＿＿＿回火＿＿＿熱處理來消除。
6．常用的高分子材料有_塑料_、_橡膠__和_合成纖維__。
7．鑄造鋁合金分為_鋁銅合金_、_鋁鎂合金_、_鋁矽合金_和_鋁鋅合金。
8．合金工具鋼是指用於製造各種__刃具___、__模具__和__量具_用鋼的總合。
9．材料滲碳的目的是為了得到__較高的零件表層硬度與耐磨性_。
10．45鋼按用途分類屬於___碳素結構鋼_______。
三、判斷題： 1０×2＝２0分
1.( × )鋼的淬透性主要取決於冷卻速度。
2. ( √ )實際的金屬晶體都呈各向異性。
3. ( × )加工硬化、固溶強化均使材料強度、硬度顯著提高，塑性、韌性明顯降低，故可認為它們有相同的強化機理。
4. ( √ )金屬材料、陶瓷材料和高分子材料的本質區別在於它們的化學鍵不同。
5. ( √ )材料的強度、硬度越高，其塑性、韌性越差。
6. ( √ )調質和正火兩種熱處理工藝所獲得的組織分別為回火索氏體和索氏體，它們的區別在於碳化物的形態差異。
7. (×)鋁合金人工時效比自然時效所獲得的硬度高，且效率也高，因此多數情況下採用人工時效。
8．( × )硬質合金可用做刀具材料，模具材料和量具材料。
9．( × )在熱處理中變形和開裂都是不可避免的。
10．( √ )球墨鑄鐵是鑄鐵中力學效能最好的。
四、問答題 5×9＝45分
1、什麼是金屬的力學效能？金屬的力學效能主要包括哪些方面？
材料在一定溫度條件和外力作用下，抵抗變形和斷裂的能力稱為材料的力學效能。材料的常規力學效能指標主要包括強度、硬度、塑性和韌性等。
2、什麼是鋼的熱處理？常用熱處理方法有哪幾種？
通過對鋼件作一定條件的加熱、保溫和冷卻，從而改變整體或表層的組織，獲得所需的效能。常用熱處理方法有：退火、正火、淬火和回火。
3、鋼按化學成分可分為哪幾類？
鋼按化學成分可分為碳素鋼和合金鋼兩大類。其中，碳素鋼按含碳量的多少分低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼；合金鋼按合金元素種類分錳鋼、鉻鋼、硼鋼、鉻鎳鋼、矽錳鋼，按合金元素含量的多少分低合金鋼、中合金鋼、高合金鋼。
4、灰鑄鐵、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵、蠕墨鑄鐵在組織上的根本區別是什麼？
四種材料的在組織上的根本區別是鑄鐵中的石墨的形態不同（形狀、大小、數量、分布等），灰鑄鐵的石墨是片狀，球墨鑄鐵的石墨是球狀，可鍛鑄鐵的石墨是團狀，蠕墨鑄鐵的石墨是蟲狀。
5、硬質合金的主要組成是什麼？常用硬質合金分哪幾類？各有何主要應用？
硬質合金的主要組成是難熔金屬碳化物和粘結金屬。常用硬質合金分為鎢鈷類硬質合金(代號yg)和鎢鈷鈦類硬質合金(代號yt) 兩種。yg合金多用於加工產生斷續切屑的的脆性材料(如鑄鐵)，yt合金多用於加工產生連續切屑的韌性材料，特別是高速切削鋼件。
齒輪：20crmnti滲碳鋼；c%=0.2%,cr,mn,ti<1.5%；滲碳＋淬火＋低溫回火；組織為回火馬氏體。（3分）
連桿：40cr調質鋼；c%=0.4%,cr<1.5%；調質處理（淬火＋高溫回火）；組織為回火索氏體。（2分）
彈簧：65mn彈簧鋼；c%=0.65%,mn<1.5%；淬火＋中溫回火；組織為回火託氏體。（2分）
冷衝壓模具：cr12mov冷變形模具鋼；c%>1%,cr=12%,mo,v<1.5%；淬火＋低溫回火；組織為回火馬氏體。（2分）
滾動軸承：gcr15mo軸承鋼；c%＝1%,cr=1.5%,mo<1.5%；球化退火＋淬火＋低溫回火；組織為回火馬氏體。（2分）
車刀：w6mo5cr4v2高速鋼；w%=6%,mo%=5%,cr%=4%,v%=2%；淬火＋560℃三次回火；組織為回火馬氏體＋碳化物。（3分）
銼刀：t10碳素工具鋼；c%＝1%；淬火＋低溫回火；組織為回火馬氏體＋碳化物。（2分）
熱鍛模具：5crmnmo熱變形模具鋼；c%=0.5%,cr,mn,mo<1.5%；淬火＋高溫回火；組織為回火索氏體。（2分）
工具機床身：ht300灰口鐵；無需熱處理。（2分）
2023年本科工程材料試題標準答案
一、分析題 （分析下列材料強化方法的主要機理）（25分）
1、細晶強化： 金屬組織中晶界大量增加
2、瀰散強化： 金屬組織中第二相細小均勻分布
3、固溶強化：固溶體的晶格畸變
4、二次硬化：包括二次淬火（過冷奧氏體轉變成馬氏體）和二次相析出（過冷奧氏體和馬氏體中析出瀰散碳化物）使得材料回火後硬度提高
5、加工硬化：位錯數量急劇增加使得材料強度硬度提高
二、填空題(25分)
1、 馬氏體是碳在α-fe過飽和固溶體，其形態主要有板條狀、針片狀 。
其中， 針片狀馬氏體硬度高、塑性差。
2、w18cr4v鋼的淬火加熱溫度為1270－1280℃ ，回火加熱溫度為560℃ ，回火次數3 ，
w的主要作用提高紅硬性 ，cr的主要作用提高淬透性 ，v的主要作用提高硬度和韌性。
3、材料選擇的三個主要原則使用性原則， 工藝性原則，經濟性原則。
4、合金結構鋼與碳素結構鋼相比，其突出優點是淬透性好，強度高
5. 在工程圖學中,零件的力學效能通常用硬度表示。hbs測量範圍是≤450hbs ，hbw測量範圍是≤650hbw ，hrc測量範圍是 20－67hrc
6. 共析鋼淬火形成m+a'後，在低溫、中溫、高溫回火後的產物分別為回火馬氏體 ，
回火託氏體 ，回火索氏體 。
7. 鋼在淬火時，鋼的淬硬性取決於碳的質量分數 ，轉鋼的淬透性取決於合金元素的含量 。
8. 45鋼正火後滲碳體呈片狀，調質處理後滲碳體呈粒狀。
三、簡答題（10分）
由t12材料製成的絲錐，硬度要求為hrc60～64。生產中混入了q235鋼料，如果按t12鋼進行淬火＋低溫回火處理，問其中q235鋼製成的絲錐的效能能否達到要求？為什麼？
不能達到要求。
q235屬於普通碳素結構鋼，碳的質量分數很低，一般在0、1－0、17％c，按照t12淬火溫度淬火（760－780℃），鋼中只有少量珠光體轉變成馬氏體，大量鐵素體未發生轉變。因此淬火後的硬度很低，不能使用。
四、下面材料所屬類別，常用熱處理工藝和應用例項(15分)
材料排號類別典型熱處理工藝應用舉例
qt600球墨鑄鐵等溫淬火 ＋高溫回火曲軸 ，齒輪箱
1cr18ni9ti 不鏽鋼固溶處理耐蝕罐體，爐條
5crmnmo 熱作模具鋼淬火＋中溫回火熱鍛模熱擠壓模
65mn碳素鋼淬火＋中溫回火彈簧發條
gcr15滾動軸承鋼淬火＋低溫回火滾珠套圈
五、分析題（25分）
車床主軸要求軸頸部位硬度為54—58hrc，其餘地方為20—25hrc，其加工路線為：
下料鍛造正火機加工調質機加工（精）
軸頸表面淬火低溫回火磨加工
指出：1、主軸應用的材料：45鋼
2、正火的目的，去除應力，細化晶粒
3、調質目的和大致熱處理工藝
獲得回火索氏體，實現強度、硬度、塑性、韌性良好配合。
加熱 820－840℃，保溫一段時間，淬入鹽水中，隨後加熱到600℃回火1－1、5小時出爐空冷。
4、表面淬火目的
提高軸頸表面硬度，提高耐磨性。
5、低溫回火目的及工藝
消除主軸高頻淬火應力和脆性。
一般再回火爐中加熱到150－180℃，保溫1－2小時出爐空冷。
工程材料試題答案
一、 （15分）名詞解釋（每小題3分）
1. 過冷度 2.正火 3.奧氏體 4.熱加工 5.調質處理
答案：1.過冷度 —理論結晶溫度與實際結晶溫度之差
2. 正火 — 將鋼件加熱到ac3或accm以上30-50℃，保溫適當時間後在靜止的空氣中冷卻的熱處理工藝，稱為正火。
3. 奧氏體 — 碳固溶於γ-fe中形成的間隙固溶體稱為奧氏體，用γ或a表示。
4. 熱加工 — 高於再結晶溫度的塑性變形。
5. 調質處理 — 將淬火加高溫回火相結合的熱處理稱為調質處理。
對於上述名詞解釋,如學生用自己的語言回答,考慮其對概念或名詞含義理解程度酌情給分。
機械工程材料考試真題複習題和答案
按腐蝕過程特點，金屬腐蝕可分為化學腐蝕 和電化學腐蝕 2 常用力學效能判據有 強度 韌性 延展性 和 彈性模量 3.鋼中的 硫 元素引起熱脆，磷 元素引起冷脆，氫 元素引起白點，氮 元素引起蘭脆。4.鋁合金的強化除了熱處理強化外，還可以進行 固溶時效 強化。5.鋼在加熱過程中產生的過熱缺陷可以通過 ...
《機械工程材料》考試試題
工程材料 1 填空題 實際金屬中最常見的點缺陷是 空位和間隙 和 置換原子 線缺陷是 刃型位錯，螺型位錯 面缺陷是 晶界 亞晶界 相界 加工硬化現象可通過 加熱 加以消除。過冷奧氏體轉變成馬氏體,僅僅是 晶格 的改變,而 成分 沒有改變,所以馬氏體是碳在 fe 中的 過飽合固熔體 淬火鋼在15025...
機械工程材料考試複習題
2007年本科工程材料試題標準答案 一 分析題 分析下列材料強化方法的主要機理 25分 1 細晶強化 金屬組織中晶界大量增加 2 瀰散強化 金屬組織中第二相細小均勻分布 3 固溶強化 固溶體的晶格畸變 4 二次硬化 包括二次淬火 過冷奧氏體轉變成馬氏體 和二次相析出 過冷奧氏體和馬氏體中析出瀰散碳化...