机械工程材料一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1、长轴类零件在热处理后进行冷校直，可能会造成力学性能指标降低，主要是（ B ）。

A．b? B．1??C．? D．H B2、在零件图样上出现如下几种硬技术条件的标注，其中正确的是（ B ）。

A．HB159 B．180～210HB C．800HV D．10～17HRC3、间隙固溶体与间隙化合物的（ D ）。

A．结构相同，性能不同 B．结构不同，性能相同C．结构与性能都相同D．结构与性能都不同4、固溶体的性能特点是（ A ）。

A．塑性韧性高、强度硬度较低 B．塑性韧性低、强度硬度高C．综合力学性能高 D．综合力学性能低5、在发生)(????L的共晶反应时，三相的相对成分（ B ）。

A．相同B．确定 C．不定 D．发生变化6、马氏体的硬度取决于（ C ） A．奥氏体的冷却速度 B．奥氏体的转变温度 C．奥氏体的碳含量D．奥氏体的晶粒7、对形状复杂，截面变化大的钢件进行淬火时，应选用（ A ）A．高淬透性钢B中淬透性钢C．低淬透性钢 D.碳素钢8、对形状复杂，截面变化大的零件进行淬火时，应采用（ C ）。

A．水中淬火B．油中淬火C．盐浴中淬火D．空冷9、GCr15钢中Cr的平均含量为（ B ）。

A．15% B．% C．% D．没有表示出来10、高速钢二次硬化属于（ D ）。

A．固溶强化B．细晶强化C．位错强化D．第二相强化二、多项选择题（本大题共5小题，每小题4分，共20分）1、奥氏体是（ BD ）。

A．碳在F e??中的间隙固溶体B．碳在Fe??中的间隙固溶体C．碳在F e??中的有限固溶体D．碳在Fe??中的有限固溶体2、下列能进行锻造的铁碳合金是（ AB ）。

A．亚共析钢 B．共析钢 C．共晶白口铸铁 D．亚共晶白口铸铁3、影响碳钢淬火后残余奥氏体量的主要因素是（ BD ）。

A．钢材本身的碳含量B．钢中奥氏体的碳含量 C．钢中碳化物的含量D．钢的淬火加热温度4、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，应选用（ AC ）。

A．20号钢渗碳淬火后低温回火 B．40Cr淬火后高温回火C．20CrMnTi渗碳后淬火低温回火 D．ZGMn13水韧处理5、下列钢种中，以球化退火作为预备热处理的钢种是（ BD ）。

A．40Cr B．T12 C．16Mn D．GCr15三、填空题（本大题共15空，每空2分，共30分）1、合金的相结构有固溶体和金属化合物两大类，其中前者具有较好的塑性性能，适宜作基本相；后者具有较高的硬度，适宜作强化相。

2、用光学显微镜观察，上贝氏体的组织特征呈羽毛状，而下贝氏体则呈针状。

3、化学热处理的基本过程包括分解、吸附和扩散三个阶段。

4、促进石墨化的元素有碳、硅，阻碍石墨化的元素，硫、锰。

1、共晶转变和共析转变的产物都属于两 相混合物。

2、塑性变形后的金属经加热将发生回复、 再结晶 、晶粒长大的变化。

3、共析钢的含碳量为 ％。

4、Q235钢的含义是为 屈服点数值（屈服强度）为235MPa 的碳素结构钢。

5、单晶体塑性变形中滑移的实质是在切应力作用下，位错沿滑移面的运动。

6、体心立方晶格的致密度为 68％。

7、根据钢的成分、退火的工艺与目的不同，退火常分为完全退火、等温退火 、均匀化退火、球化退火 、 去应力退火 等几种。

8、钢在奥氏体化后，冷却的方式通常有 等温冷却和连续冷却两种。

9、在铁碳合金的室温平衡组织中，强度最高的合金含碳量约为 %。

10、工具钢按用途可分为刃具钢、模具钢、量具钢。

11、常用测定硬度的方法有 布氏硬度、洛氏硬度、和 维氏硬度测试四、问答题（本大题共3小题，每小题10分，共30分）1、试比较各类铸铁之间性能的优劣顺序，与钢相比较铸铁性能有什么优缺点？答： （1）常 用 的 铸 铁 主 要 有 灰 铸 铁、球 墨 铸 铁、可 锻 铸 铁 。

（2）力 学 性 能 优 劣 顺 序 为：球 墨 铸 铁、可 锻 铸 铁、灰 铸 铁。

（3）工 艺 性 能 优 劣 顺 序 为 ：灰 铸 铁、球 墨 铸 铁、可 锻 铸 铁。

与钢相比较，铸铁的铸造成型性好，减振性好，切削性能好，缺口敏感性低，但通常钢的力学性能好于铸铁。

2、20号钢采用表面淬火是否合适？为什么？45号钢进行渗碳处理是否合适？为什么？答： （1）20号钢采用表面淬火不合适，因为表面淬火的目的是提高改善材料表面硬度的一种热处理工艺，20号钢的含碳量太低，所以采用表面淬火方法不合适；（2）对45号钢进行渗碳处理不合适，因为45号钢的含碳量为中碳，而渗碳处理适用于低碳钢，因此不合适。

3、常见的金属晶体结构有哪几种？它们的原子排列和晶格常数各有什么特点？F e ??、Fe ??、A l 、C u 、Ni 、P b 、Cr 、V 、Mg 、Z n 各属于何种晶体结构？答：常见的金属晶体结构有以下几种：（1）体 心 立 方：晶胞中（2）面 心 立 方：晶 胞 中 的 原 子 数 为 4，原 子 直 径（3）密排六方：晶胞中的原子数为6，原子直径 1、奥氏体形成的四个步骤是什么？答：（1）奥氏体晶核的形成；（2）奥氏体晶核的长大；（3）残余渗碳体的溶解； （4）奥氏体成分的均匀化。

2、按回火温度高低，回火可分为哪几类？主要的温度区间、回火后的得到的组织、性能和用途是什么？ 答：⑴、低温回火(150～250℃)回火后的组织为回火马氏体。

这种回火主要保持钢在淬后所得到的高强度、硬 度 和 耐 磨 性。

在 生 产 中 低 温 回 火 被 广 泛 应 用 于 工 具、量 具、滚 动 轴 承、渗碳 工 件 以 及 表 面 淬 火 工件等。

⑵、中温回火(350～500℃)回火后的组织为回火屈氏体。

经中温回火后，工件的内应力基本消除，其力学性能特点是具有极高的弹性极限和良好的韧性。

中温回火主要用于各种弹簧零件及热锻模具的处理。

⑶、高温回火(500～650℃)高温回火后的组织是回火索氏体。

钢的强度、塑性和韧性具有良好的配合，即具有较高的综合机械性能。

因而，调质处理被广泛应用于中碳结构钢和低合金经构钢制造的各种重要的结构零件，特别是在交变载荷下工作的连杆、螺栓以及轴类等。

3、高分子材料的主要性能特点是什么？答：高分子材料性能特点：具有高弹性和粘弹性；强度低，比强度高；耐磨、减磨性能好；绝缘、绝热、绝声；耐热性不高，耐蚀性能好；存在老化问题。

4、提高金属耐蚀性的途径是什么？不锈钢中最主要的合金元素是哪一个元素？答：（1）提高金属的电极电位；（2）使金属易于钝化，形成致密、完整、稳定的与钢基体结合牢固的钝化膜；（3）形成单相组织。

不锈钢中最主要的合金元素是C r5、说明下列符号各是什么指标？各代表什么意思？(1) E （2）σs（3）ψ（4）αk (5)HRC答：（1）E：弹性模量；刚度指标（2）σs：屈服点（强度）；强度指标（3）ψ：断面收缩率；塑性指标（4）αk ：冲击韧度；韧性指标（5）H R C：洛氏硬度；硬度指标五、选材题（本大题10分，每空1分）从下列钢号中选取合适的钢号填入表中，并说明其热处理工艺。

65M n、20CrMnTi、GCr9、45、Q345零件名称钢号热处理汽车变速齿轮20CrMnTi 渗碳+淬火+低温回火弹簧65Mn 淬火+中温回火滚动轴承GCr9 球化退火+淬火+低温回火压力容器Q345 热轧状态或正火状态机床主轴45 淬火+高温回火一、单项选择题：1、关于材料的弹性模量，叙述错误的是（ D ）A、它是材料的稳定性质B、大小取决于材料的本性C、它是刚度的衡量标准D、物理意义是单位应力所产生的变形2、在材料的维氏硬度试验中，选用的压头是（ C ）A硬质合金球 B、金刚石圆锥 C、正四棱锥体金刚石 D、以上选项均可3、密排六方晶格的晶胞原子数是（ C ）A、2 B、4 C、6 D、84、纯铁存在（ C ）种同素异构体。

A、1 B、2 C、3 D、45、恒温下由液相包围着一个固相生成另一个新固相的反应是（ C ）A共晶反应 B、结晶过程C、包晶反应 D、共析反应6、在下列各项中，渗碳能力最弱的铁碳固溶体是（ D ） A、渗碳体 B、δ铁素体 C、奥氏体D、铁素体7、下列过冷奥氏体的转变属于扩散型转变的是（ C ）A上贝氏体转变 B、马氏体转变C、珠光体转变 D、下贝氏体转变8、提高灰口铸铁的耐磨性应采用（ C ）A、整体淬火 B、渗碳处理 C、表面淬火 D、调质处理9、GCr15钢中Cr的平均含量是（ C ）A、％ B、％C、％ D、没有表达出来10、为使高碳钢便于机体加工，可预先进行（ C ）A、淬火 B、正火C、球化退火 D、回火二、填空题：1、在金属学中，通常把金属从液态凝固为固体晶态的转变称为结晶，而把金属从一种固体晶态转变为另一种固体晶态的称为同素异构转变或相变。

2、淬火钢进行回火的目的是获得所要求的力学性能、消除内应力、稳定组织和尺寸，回火温度越高，钢的硬度越低。

3、共析成分的铁碳合金室温平衡组织是P，其组成相为Fe3C+F 。

4、含碳量大于％的铁碳合金从1148℃冷降至727℃，将从奥氏体中析出二次渗碳体，其分布特征主要为呈网状分布。

5、机械材料选材的三大基准原则使用性能原则、工艺性能原则、经济性原则。

6、木工刀具应选碳素工具钢材料，进行淬火+低温回火热处理。

三、问答题。

1、试比较共析钢过冷奥氏体等温转变曲线和连续转变曲线的异同点。

答：与等温转变曲线相比：（1）连续冷却转变曲线向右下方向移动，说明转变开始和转变终了温度低一些，时间更长一些。

（2）连续冷却获得的珠光体组织是在一个温度范围内形成，所以粗细不均，较高温度下形成的粗些。

（3）连续冷却没有贝氏体转变。

四、计算题。

1、在常温下，已知铁的原子直径d=,铜的原子直径d=,分别求铁、铜的晶格常数。

解：已知在常温下，铁为体心立方晶格的α-Fe,原子直径d=2、现有A、B两种铁碳合金，A的显微组织为珠光体的量占75％，铁素体的量占25％，B的显微组织为珠光体的量占92％，二次渗碳的量占8％，请计算并回答：（1）这两种铁碳合金按显微组织的不同分属于哪一类钢？（2）这两种铁碳合金的含碳量各为多少？一、判断题（共10 道试题，共40 分。

）1. 材料的含碳量越低，则可焊性越好。

（ B ）A 错误B正确2. 通过加热、保温、冷却等手段，通常在不改变外形的条件下，改变其内部组织，以获得所需性能的工艺方法称为热处理。

B 正确3. 材料硬度值在100-150HBS范围内，切削加工性最好。

（ A ）A错误B正确4. 材料在外力作用下抵抗变形和破坏的能力称为刚度。

（A ）A错误B正确5. 外力去除后能够恢复的变形称为弹性变形。

（ B ）A 错误B正确6. 冲击韧性是指材料抵抗冲击载荷作用而不被破坏的能力。