福建农林大学考试试卷（A）卷2013 ——2014 学年第1 学期课程名称：机械工程材料考试时间：120分钟专业年级班学号姓名一、判断题（每小题1分，共10分）1、硬度愈高的材料其冲击韧性值也愈高。

（×）2、金属晶格中的空位和间隙原子会引起晶格畸变，从而导致金属塑性提高。

（×）3、在铁碳合金中，只有共析成分的合金冷却时，才能发生共析转变，形成共析组织。

(×)4、对过共析钢工件进行完全退火可消除渗碳体网。

（×）5、钢的淬透性愈好，则它的淬硬层硬度愈高。

（×）6、等温淬火的目的是为了获得下贝氏体组织。

（√）7、所有的合金元素都能使过冷奥氏体的稳定性增加，C曲线右移。

（×）8、表面淬火既不能改变工件的表面化学成分，也不能改善心部的组织和性能。

( × )9、金属中的固态相变过程，都是晶粒的重新形核和长大过程。

（√）10、热塑性塑料一般具有链状或支链状分子结构。

（√）二、单项选择题（每小题1分，共20分）请将答案填入表格1、鸟巢是世界上公认最难建造的建筑物，建造时最有可能使用的材料是（C ）。

A、Q235；B、KT300-06；C、Q460E；D、60Si2Mn2、当晶格常数相同时，面心立方晶格比体心立方晶格的：（C ）A、原子半径大，致密度小；B、原子半径大，致密度大；C、原子半径小，致密度大；D、原子半径小，致密度小。

3、铁碳合金中, （ C ）组织为共晶反应产物。

A、铁素体；B、珠光体；C、莱氏体；D、索氏体4、碳在γ-Fe 中的最大溶解度为(C )。

A、0.02%；B、0.77%；C、2.11%；D、4.3%5、金属结晶后晶粒大小取决于结晶时的形核率N 和核长大速度G, 要细化晶粒必须（ A ）。

A、增大N、降低G；B、增大N 和G；C、降低N、增大G;D、降低N和G6、固溶体合金中产生晶内偏析是因为(A )。

A、冷却较快, 原子扩散来不及充分进行；B、结晶温度区间过窄，冷却速度过慢C、结晶时无限缓慢冷却, 使高熔点组元过早结晶；D、结晶过程的温度变化范围太大7、与40 钢相比, 40Cr 钢的特点是（ C ）。

A、C 曲线左移, Ms 点上升；B、C 曲线左移, Ms 点下降；C、C 曲线右移, Ms 点下降；D、C 曲线右移, Ms 点上升8、合金元素溶入奥氏体后能使淬火钢在回火过程中马氏体分解速度减慢，从而（ B ）。

A、降低回火稳定性；B、提高回火稳定性；C、降低淬透性；C、增加淬透性9、过共析钢淬火时，合适的淬火温度为（ C ）A、Ac3+（30～50℃）；B、Ac1～Ac3；C、Ac1+（30～50℃）；D、Accm+（30～50℃）10、碳素工具钢和低合金刃具钢的预先热处理宜采用（ D ）。

A、完全退火；B、正火；C、调质；D、球化退火11、45 钢加热保温后以大于V K 的冷却速度水淬, 发现硬度偏低, 其原因是(C )。

A、冷却过程中析出了铁素体；B、残余奥氏体的量太多。

C、加热温度低于Ac3, 有未溶铁素体；D、冷却过程中析出了奥氏体；12、回火索氏体比索氏体具有较好的δ、ψ、a K , 是由于（ C ）所致。

A、F的过饱和程度不同；B、碳化物片层间距不同；C、碳化物形态不同；D、碳含量质量百分数不同13、下列钢经完全退火后，哪种钢可能会析出网状渗碳体（D ）A、Q235B、45C、60Si2MnD、T1214、钢获得下列哪种组织时有最佳的综合机械性能（ C ）。

A、M+K;B、P+F;C、B下;D、M+P15、感应加热表面淬火的硬化层深度主要取决于(D )。

A、钢的含碳量；B、钢的淬透性；C、淬火介质的冷却能力；D、感应电流的频率16、石墨在铸铁中具有良好的吸振作用和减摩作用, 尤其是（ A ）石墨更好。

A、片状；B、团絮状；C、球状；D、蠕虫状17、锉刀需要高硬度、高耐磨性，合适的材料及热处理是（ A ）。

A、T12钢淬火+低温回火；B、45钢表面淬火+低温回火；C、GCr15淬火+低温灰火；D、20Cr渗碳，淬火+低温回火18、下列合金中,铬元素含量最少的是（A ）A、GCr15；B、Cr12MoV；C、1Cr13；D、1Cr18Ni9Ti19、拖拉机和坦克的履带受到严重的磨损及强烈的冲击，应选择：(B )A、20CrMnTi，渗碳、淬火+低温回火；B、ZGMn13，水韧处理；C、38CrMoAl，调质+氮化；D、1Cr18Ni9Ti，固溶处理20、目前热塑性塑料中（ C ）具有突出的耐低温性能、化学稳定性好，王水对它也不起作用，故有塑料王之称。

A、ABS；B、PVC；C、F–4；D、PF三、多项选择题（每小题3分，共15分,少选给分，多、错选不给分）1、有关相图的陈述正确的有 A C E 。

A、相图是反映合金系中不同成分的合金在不同温度下的组织状态关系的图像；B、相图是一种特定合金成分的相图不是一个合金系的相图；C、相图上所标注的组织都是平衡组织，也就是退火态下的组织；D、两相区中相的体积百分数是通过杠杆定律进行计算；E、通过相图可初步判断材料的铸造、锻造成形工艺性能的好坏2、对形变金属进行再结晶退火的作用有ABC 。

A、消除应力;B、消除加工硬化；C、提高强韧性;D、改善切削性能;E、细化晶粒3、有关W18Cr4V钢陈述错误的有 A C D E 。

A、合金结构钢；B、高速钢；C、含碳量>1%；D、最终热处理采用在560℃进行高温回火；E、正火态是奥氏体组织4、有关马氏体的描述正确的有 B E 。

A、马氏体是C在γ-Fe过饱和固溶体，因此晶格存在很大的畸变；B、马氏体转变必须以大于V k的冷却速度冷却才能得到，因此有较大的淬火应力；C、马氏体形状主要有板条状和针状，决定马氏体的形状主要取决于冷却速度；D、马氏体具有较高的硬度，马氏体转变不完全，存在残余奥氏体使得马氏体硬度更高；E、马氏体转变速度极快，且需要不断降温才能形成马氏体。

5、在下列零件中，需要进行淬火+低温回火的有 B C 。

A、气门弹簧B、滚动轴承C、冷作模具D、热作模具E、推土机铲刀四、填空题（每空0.5分，共15分）1、材料的塑性加工时，应主要考虑的力学性能指标是______________、金属材料拉断前所承受最大载荷时的应力称为。

2、金属材料一般为＿＿＿＿＿材料，其原子排列是规则周期性排列，但是总是存在晶体缺陷，常见的晶体缺陷有点缺陷如＿＿＿＿＿，线缺陷如＿＿＿＿＿，面缺陷如＿＿＿＿＿3、金属结晶时的冷却速度越快, 则过冷度越＿＿＿＿＿, 结晶后的粒径越＿＿＿＿,其强度越＿＿＿＿＿＿, 塑性和韧性＿＿＿＿＿＿＿。

4、在室温下45钢的相组成是＿＿＿＿＿＿,该组织组成物珠光体的含量＿＿＿。

4、下列各材料的退火组织构成为:过共析钢＿＿＿＿，亚共晶白口铸铁＿＿＿＿＿＿＿，过共晶白口铸造铁为＿＿＿＿＿＿＿。

5、合金钢中常用的渗碳钢为＿＿＿＿＿＿＿(牌号)，常用的弹簧钢为＿＿＿＿＿＿＿，常用的低合金刃具钢为＿＿＿＿＿＿＿，常用的滚动轴承钢为＿＿＿＿＿＿＿。

6、亚共晶成分的铸铁，随着C+Si含量增加，其流动性_________；石墨化程度_________。

HT150 (3.6%C，2.1%Si) 的流动性比HT300 (2.9%C，1.5%Si) 的流动性_________。

7、钢的表面热处理有加热，＿＿＿＿＿＿＿和扩散三个过程，通过改变表层的组织或成分，从而改善材料的表面性能。

8、通过本学期机械工程材料的学习，你学会了几种强化金属材料的原理知识，请例举，，＿＿＿＿＿＿＿，等。

9、玻璃钢是常用的复合材料，其基体材料是＿＿＿＿＿＿，增强体材料是＿＿＿＿＿＿＿。

1、根据Fe-Fe3C 相图, 说明产生下列现象的原因：1）在1100℃, 含碳0.4% 的钢能进行锻造, 含碳4.0% 的生铁不能锻造。

2）钳工锯T8、T10、T12 等钢料时比锯10、20 钢费力, 锯条容易磨钝。

2、下图为某亚共析钢CCT 曲线, 请说出CCT 曲线所表示是＿＿＿＿＿＿＿＿曲线；若按a、b、c、d 速度冷却获得的组织依次为＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿。

3、φ10mm 的45 钢试样经700℃、760℃、840℃、950℃加热保温并水冷所获得的室温组织是什么? 你认为哪个温度是合适的淬火温度? 为什么? (45 钢Ac1 =730℃, Ac3 =780℃)。

4、请解析灰铸铁为什么具有较好的耐磨性能，消振性能、铸造性能和切削性能，但总体力学性能比钢差？1、Pb—Sn合金相图如下，问1）该相图为何种基本相图？（2分）；2）含30%Sn的Pb—Sn 合金在183℃刚结束共晶转变和20℃时各具有何种组织？（4分）；3）计算出183℃刚结束时各组成物的质量百分率。

（4分）183℃刚结束共晶转变时的组织为：α+（α+β），Qα=74.4%，Q(α+β)=25.6%，20℃时的组织为：α+β11 +（α+β）。

2．下图为一汽车变速箱传动齿轮，要求齿面硬度为HRC58~60，心部有较好的强韧性。

问1）在45、Q345、20CrMnTi、60Si2Mn钢中选择制造上述齿轮的合适材料；；（2分）2）给出该齿轮制造加工工艺路线；（2分）3）工艺路线中各热处理工艺的目的是什么？（4分）4）该齿轮在使用状态下，其表层和心部的组织及性能任何。

（2分）1）选用20CrMnTi。

（2分）2）加工工艺路线：下料→锻造（→正火）→粗加工、半精加工→渗碳、淬火+低温回火→喷丸→磨削。

（2分）3）机加工前的正火处理对锻造齿轮毛坯是必须的热处理工序，可以使同批坯料具有相同硬度，便于切削加工，使组织均匀，消除锻造应力。

正火处理是后续处理的预先热处理。

（2分）机加工后的渗碳、淬火+低温回火：渗碳的目的是使钢件表层达到含碳量要求，为淬火做成分准备；淬火是为了得到马氏体，使工件表层达到硬度要求；为了消除淬火应力和工件脆性，淬火后应进行低温回火。

（2分）4）表层为高碳回火马氏体+碳化物+少量的残余奥氏体；硬度为58~62HRC，耐磨性好，较高的疲劳强度。

（1分）心部为索氏体+铁素体；有较高的强度和足够的韧性。

（1分）。