工程材料與加工基礎試題

2022-09-10 06:21:04 字數 3563 閱讀 3326

一.填空題(共30分,每空1分)

1.液態金屬結晶的基本過程是

2.鐵素體(f)是碳溶於 α-fe 所形成的間隙固溶體,其晶格型別

是: 體心立方 。

3. 檢測淬火鋼件的硬度一般用洛氏(hrc) 硬度;而檢測退火和正火鋼件的硬度常用布氏(hrb) 硬度。

4.gcr15鋼是滾動軸承鋼 ,其cr的質量分數是 1.5% 。

5.16mn鋼是合金結構鋼 ,其碳的質量分數是 0.16% 。

6.qt600-03中的「03」的含義是: 最低伸長率為3% 。

7. 鋼與鑄鐵含碳量的分界點是: 2.11% 。

8.貝氏體的顯微組織形態主要有 b上和b下兩種,其中 b下的綜合性能好。

9.鋼的淬火加熱溫度越高,淬火後馬氏體中含碳量越高 ,馬氏體晶

粒越粗大 ,殘餘奧氏體的量越越多 。

10.鋼加熱時a的形成是由 a晶核的形成 、 a晶核向f和fe3c兩側長大 、

殘餘fe3c的溶解 、 a的均勻化等四個基本過程所組成的。

11.一般表面淬火應選中碳成分鋼,調質件應選用中碳成分鋼。

13.碳鋼常用的淬火介質是水 ,而合金鋼是油 。

14.t10鋼(ac1≈727℃,accm≈800℃)退火試樣經700 ℃、780 ℃、860 ℃加熱保溫,並在水中冷卻得到的組織分別是: p+fe3c , fe3c+m+ar , m+ar 。

15.滲碳鋼在滲碳後緩慢冷卻,由表面向心部的組織分布依次為:

p+fe3cⅱ (網狀) , p , p+f 。

二.判斷題(共10分,每小題1分) (正確 √ 錯誤 ×, 答案填入**)

1. 在其他條件相同時,砂型鑄造比金屬型鑄造的鑄件晶粒更細。

2. 固溶強化是指因形成固溶體而引起的合金強度、硬度公升高的現象。

3. 珠光體、索氏體、屈氏體都是鐵素體和滲碳體組成的機械混合物。

4. 碳的質量分數對碳鋼力學效能的影響是:隨著鋼中碳的質量分數的增加,

硬度、強度增加,塑性、韌性也隨著增加。

5.淬火臨界冷卻速度是鋼獲得馬氏體的最小冷卻速度。

6.淬透性好的鋼,其淬硬性也一定好。

7.大部分合金鋼的淬透性比碳鋼好。

8.正火的冷卻速度比退火快,故同一鋼種經正火處理後的組織較細,其強度、硬

度比退火高。

9.由於淬火鋼回火時的加熱溫度在a1以下,所以淬火鋼在回火時沒有組織變化。

10.可鍛鑄鐵具有一定的塑性,可以進行鍛造加工。

三.單項選擇題(共15分,每小題1分)(請將答案填入**)

1.表示金屬材料屈服點的符號是:

a. σe b. σs c. σb

2.引起鋼的冷脆性的有害雜質元素是:

a. 硫 b.磷 c. 硫和磷

3.固溶體的晶體結構特點是:

a. 與溶劑相同 b. 與溶質相同 c. 形成新的晶體型別

4.鋼在淬火後獲得m組織的粗細主要取決於:

a. a的本質晶粒度 b. a的實際晶粒度 c. a的起始晶粒度

5.高速鋼的紅硬性取決於:

a.馬氏體的多少 b. 淬火加熱時溶於奧氏體中的合金元素的量 c.鋼的含碳量

6.室溫下金屬的晶粒越細,則:

a. 強度越高,塑性越差 b. 強度越高,塑性越好 c. 強度越低,塑性越好

7.反覆彎折鐵絲,鐵絲會越來越硬,最後會斷裂,這是由於產生了:

a.加工硬化現象 b.再結晶現象 c.去應力退火

8.為了改善碳素工具鋼的切削加工性,常採用的熱處理是:

a. 完全退火 b. 球化退火 c.再結晶退火

9.形狀簡單的工件淬火應選用

a. 單液淬火 b. 雙液淬火 c. 分級淬火

10.回火索氏體與索氏體相比

a.塑性韌性好 b.強度硬度高 c.塑性韌性差

11.灰鑄鐵具有良好的抗壓、減震效能,常用於製造

a .曲軸 b.管接頭 c.工具機床身、底座、箱體

12.綁紮物件宜選用

a.低碳鋼 b.中碳鋼 c.高碳鋼

13.灰鑄鐵的石墨形態是

a. 片狀 b. 團絮狀 c. 球狀

14.鋼的淬硬性主要取決於:

a. 含碳量 b. 冷卻介質 c.合金元素

15.下列說法錯誤的是

a.金屬材料的強度、塑性等可通過拉伸試驗來測定

b.調質處理是淬火+低溫回火

c.布氏硬度實驗測定的資料準確、穩定、資料重複性好

四.綜合分析題(共25分)

1.(4分) 根據fe-fe3c相圖,分析下列現象:

(1) wc=1.2%的鋼比wc=0.8% 的鋼強度低;

(2)加熱到1100℃,wc=0.4%的鋼能進行鍛造,wc=4%的鑄鐵不能鍛造;

答:(1)wc=0.8% 的鋼的室溫平衡組織為100%p,而wc=1.2%的鋼的室溫平衡組織為p+fe3cⅱ,fe3cⅱ硬而脆、呈網狀使合金強度降低。

(2)1100℃時,wc=0.4%的鋼為單相a,塑性好,變形抗力低,能進行鍛造;wc=4%的鑄鐵為p+fe3cⅱ+l』d,脆性大,不能鍛造。

2.(5分)某鋼的過冷奧氏體等溫轉變曲線如圖所示,指出圖中各點處的組織。

3.(8分)試為下列零件選材,並選擇熱處理工藝。

(1)手工鋸條;(2)自行車座位彈簧;(3)連桿;(4)車刀。

備選材料:20、t8、t12、40cr、9sicr、 65mn、w18cr4v 、gcr15、cr12mov。

答:(1) 手用鋸條: t12, 球化退火 → 淬火 + 低溫回火

(2) 自行車座位彈簧:65mn, 淬火 + 中溫回火

(3) 連桿:40cr,淬火+高溫回火

(4) 車刀:w18cr4v,

退火(完全退火或等溫退火)→ 高溫淬火 + 560℃三次回火

4.(8分) 根據下列零件的效能要求及技術條件選擇熱處理工藝方法,畫出工藝曲線,並指出其在使用狀態下的顯微組織。。

(1)用45鋼製作的某工具機主軸,要求該軸有良好的綜合機械效能,其軸頸部分和軸承接觸要求耐磨(52~56hrc)

(2)用20crmnti製作的汽車傳動齒輪,要求表面高硬度、高耐磨性,(58~63hrc)

答:(1)

熱處理工藝方法和工藝曲線:

爐水 冷冷 空

冷 使用狀態下的顯微組織:表面m回心部s回

(2)熱處理工藝方法和工藝曲線:

空緩 冷冷水冷

使用狀態組織:表面——(高碳)回火m+k+ar

心部——(低碳)回火m 或回火m+f(淬不透時)

五.(20分)fe—fe3c亞穩平衡相圖如圖,要求:

1.(4分)填寫各相區組織

2.(6分)指出gs、es、ps**的代號,並說明其含義

3.(4分)說明s、c點的意義,並寫出共析、共晶反應式

4.(6分)分析t12鋼從液態緩冷至室溫的平衡結晶過程,繪出室溫平衡組織示意圖,並用槓桿定律計算其組織相對量。

答:1.

2.gs、es、ps**的代號分別是: a3 , acc m , a1 ;

a3 :a和f的兩相平衡線

ac m : c在a中的溶解度曲線

a1:共析線

3. s點:共析點,共析反應式為: 。

c點:共晶點,共晶反應式為: 。

4. 結晶過程: l →l+a→a→ a+ fe3cⅱ → p+ fe3cⅱ

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