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2010学年上学期期末考试模拟题2
课程名称： _机械工程材料_ 考试形式：闭卷
学习中心：_________ 考试时间： 90分钟
姓名：_____________ 学号：
一、填充题（共30分，每空一分）
1.弹性模量E值表征材料＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

弹性模量的大小主要取决
于材料的＿＿＿＿＿＿。

它除随温度升高而逐渐降低外，其他强化材料的手段
如热处理、冷热加工、合金化等对弹性模量的影响＿＿＿＿＿。

2. 常将铸铁分为如下五大类：＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿，＿＿＿＿
＿，＿＿＿＿＿。

3.高聚物性能的一个主要缺点是＿＿＿＿＿。

4. 复合材料的增强体材料常用＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿以及它们的粒子和片状物；
而常用的基体材料有＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿等。

5. 材料的工艺性能是指材料加工成零件的＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

6. 从形态来看纳米材料可分为＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿三种。

7.珠光体是＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿组成的两相机械混合物，常用符号＿＿＿＿
表示。

8.常见的冷加工工艺有：＿＿＿＿、＿＿＿＿、＿＿＿＿、＿＿＿＿。

常见的热加工工艺有：＿＿＿＿、＿＿＿＿、＿＿＿＿、＿＿＿＿。

二、问答题（共70分）
1. （8分）简述枝晶偏析现象，如何消除枝晶偏析。

2. （5分）合金的相结构有哪几种？
3. （5分）冷塑性变形对金属性能的影响表现在哪些方面？
4. （5分）金属的冷热塑性加工的区别是什么？Fe 的冷热塑性加工的区别点是多
高？
5. （8分）说明钢热处理时影响奥氏体形成的因素有哪些?
6. （5分）退火的目的有哪些？
7. （8分）解释淬火并说明其目的。

8. （8分）解释冷处理并说明其目的。

9. （4分）根据钢与可控气氛间发生的化学反应情况可控气氛热处理的可控气氛有
哪几种？
10. （5分）钢的激光加热表面淬火的特点是什么？
11. （5分）将如下钢编号与所给类别对应起来。

12. （4分）简述铝及其铝合金性能特点。

模拟题2答案
一、填充题
1.弹性模量E值表征材料产生弹性变形的难易程度。

弹性模量的大小主要取决于
材料的本身，它除随温度升高而逐渐降低外，其他强化材料的手段如热处理、
冷热加工、合金化等对弹性模量的影响很小。

2. 常将铸铁分为如下五大类：灰铸铁，球墨铸铁，可锻铸铁，白口铸铁，合金铸
铁。

3. 高聚物性能的一个主要缺点是老化。

4.复合材料的增强体材料常用碳纤维、磞纤维以及其它粒子和片状物；而基体材
料常用金属、树脂、橡胶、陶瓷等。

5. 材料的工艺性能是指材料加工成零件的难易程度。

6.从形态来看纳米材料可分为纳米微粒纳米管纳米薄膜三种。

7.珠光体是铁素体和渗碳体组成的两相机械混合物，常用符号P表示。

8. 常见的冷加工工艺有：车、铣、刨、磨
常见的热加工工艺有：铸、锻、焊、热处理
二、问答题
1. （8分）简述枝晶偏析现象，如何消除枝晶偏析。

合金的结晶只有在缓慢冷却条件下才能得到成分均匀的固溶体。

但实际冷速较
快，结晶时固相中的原子来不及扩散，使先结晶出的枝晶轴含有较多的高熔点元
素（如Cu-Ni合金中的Ni）, 后结晶的枝晶间含有较多的低熔点元素(如Cu-Ni合
金中的Cu)。

这种在一个枝晶范围内或一个晶粒范围内成分不均匀的现象称作枝
晶偏析。

枝晶偏析不仅与冷却速度有关，而且与液固相线的间距有关。

冷却速度越大，液
固相线间距越大，枝晶偏析越严重。

枝晶偏析会影响合金的力学、耐蚀、加工等性能。

生产上常将铸件加热到固相线以下100-200℃长时间保温，以使原子充分扩散、
成分均匀，消除枝晶偏析，这种热处理工艺称作扩散退火。

2. （5分）合金的相结构有哪几种？
1. 固溶体⑴间隙固溶体⑵置换固溶体
2. 金属化合物⑴正常价化合物⑵电子化合物⑶间隙化合物
3. （5分）冷塑性变形对金属性能的影响表现在哪些方面？
1.加工硬化
2.物理、化学性能的变化
3.变形引起内应力
4. （5分）金属的冷热塑性加工的区别是什么？Fe 的冷热塑性加工的区别点是多
高？
冷热加工的界限是以再结晶温度来划分的。

低于再结晶温度的加工称为冷加工，
而高于再结晶温度的加工称为热加工。

Fe 的再结晶温度为450℃。

5. （8分）说明钢热处理时影响奥氏体形成的因素有哪些?
⑴加热温度随加热温度的提高, 奥氏体化速度加快。

⑵加热速度加热速度越快，发生转变的温度越高，转变所需的时间越短。

⑶钢中碳含量碳含量增加，铁素体和渗碳体的相界面增大，转变速度加快。

⑷合金元素钴、镍等加快奥氏体化过程；铬、钼、钒等减慢奥氏体化过程；
硅、铝、锰等不影响奥氏体化过程。

6. （5分）退火的目的有哪些？
退火的目的：调整硬度，便于切削加工；消除内应力，防止加工中工件变形；细化晶粒，为最终热处理作组织准备。

7. （8分）解释淬火并说明其目的。

淬火是将钢加热到临界点以上，保温后以大于Vk速度冷却到Ms点以下，使
奥氏体转变为马氏体的热处理工艺。

淬火的目的1.提高钢的硬度和耐磨性2.获得优异的综合力学性能3.为获得某些特殊的物理和化学性能
8.（8分）解释冷处理并说明其目的。

对于高碳钢和合金钢，Mf点可以降至零度以下。

把淬冷至室温的钢继续冷却到–70℃～– 80 ℃（或更低的温度），并保持一段时间，使残余奥氏体转变为马氏体。

这种处理可提高钢的硬度和耐磨性，并稳定工件的尺寸。

适用于量具、滚动轴承、滚珠丝杠等精密零件。

9. （4分）根据钢与可控气氛间发生的化学反应情况，可控气氛热处理的可控气氛
有哪几种？
具有氧化脱碳作用的气氛
具有还原作用的气氛
具有强烈渗氮作用的气氛
中性气氛
10. （5分）钢的激光加热表面淬火的特点是什么？
⑴加热时间短，相变温度高，形核率高，淬火得到隐晶马氏体，因而表面硬度
高，耐磨性好。

⑵加热速度快，表面氧化与脱碳极轻，同时靠自冷淬火，不用冷却介质，工件
表面清洁、无污染。

⑶工件变形小。

④工件表面氧化和脱碳少。

而且由于心部未被加热，淬火变形小。

⑤加热温度和淬硬层厚度（从表面到半马氏体区的距离）容易控制，便于实现
机械化和自动化。

11. （5分）将如下钢编号与所给类别对应起来。

铸钢、滚动轴承钢、碳素工具钢、优质碳素结构钢、普通碳素结构钢
ZG270—500 、G20CrNiMo 、T9、45、Q235AF
12. （4分）简述铝及其铝合金性能特点。

铝最大的特点是比重小、比强度和比刚度高、导热导电性好、耐腐蚀，纯铝，无同素异构转变，无磁性。

铝强度低，塑性好。