机械工程材料学试题
一、填空题
1．绝大多数金属的晶体结构都属于（体心立方）、（面心立方）和（密排六方）三种典型的紧密结构。

2．液态金属结晶时，过冷度的大小与其冷却速度有关，冷却速度越大，金属的实际结晶温度越（低），此时，过冷度越（大）。

3．（滑移）和（孪生）是金属塑性变形的两种基本方式。

4．形变强化是一种非常重要的强化手段，特别是对那些不能用（热处理）方法来进行强化的材料。

通过金属的（塑性变形）可使其（张度）、（硬度）显著提高。

5．球化退火是使钢中（渗碳体）球状化的退火工艺，主要用于（共析）和（过共析）钢，其目的在于（降低硬度），改善（切削加工）性能，并可为后面的（淬火）工序作准备。

C溶6．共析碳钢奥氏体化过程包括（奥氏体核）、（奥氏体长大）、（残余Fe
3
解）和（奥氏体成分均匀化）。

7．高速钢需要反复进行锻造的目的是（打碎莱氏体中的粗大碳化物）。

二、是非题（请在正确的题后标出“√”，在错误的题后标出“×”）
1．金属晶体各向异性的产生，与不同晶面和晶向上原子排列的方式和密度不同，致使
原子的结合力大小等因素密切相关。

（√）
2．合金的基本相包括固溶体、金属化合物和这两者的机械混合物三大类。

（×）3．在铸造生产中，为使铸件的晶粒细化，我们可通过降低金属型的预热温度，提高金
属的浇注温度等措施来实现。

（√）
4．淬火加热高温回火处理称为调质处理。

处理后获得回火索氏体组织，具有综合机械性能好的特点。

（√）
5．固溶时效处理是铝合金的主要强化手段之一。

（√）
6．65Mn是低合金结构钢。

（×）
7．马氏体是碳在α-Fe中的过饱和固溶体，由奥氏体直接转变而来，因此，马氏体与
转变前的奥氏体的含碳量相同。

（√）
8.钢中合金元素含量越多，则淬火后钢的硬度越高。

（×）
9.某钢材加热条件相同时，小件比大件的淬透性好。

（×）
10.铸铁中的可锻铸铁是可以进行锻造的。

（×）
三、画图和计算题
1．在图1.1中分别画出纯铁（0 1 1）、（
1）晶面及[1 1]、[0 1 1]晶向。

并指出当纯铁在室温下进行拉申加工时应该沿着上述两个晶面、晶向生产变形（即滑移）？
图1.1
因为纯铁在室温下为体心立方晶体结构，滑移系为{1 1 0}×<1 1 1>，所以应该沿上述的
（0 1 1）晶面的[1 1 1]晶向产生变形。

图1.2
2.按照下面给出的条件，示意画出二元合金的相图，并填出各区域的相组分或者组织组分（只填一种即可）。

根据相图画出合金的硬度与成分的关系曲线。

已知A、B组元在液态时无限溶解，在固态时能形成共晶，共晶成分为含B量35%；A组元在B组元中有限固溶，溶解度在共晶温度时为15%，在室温时为10%；B
组元在A组元中不能溶解。

组B元比A组元的硬度高。

解答:正确相图与成分标注如图1.3(a)所示。

（1）相组分见(a)图（2）组织组分见(b)图（3）硬度与成分关系见(c)图
图1.3
3．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%，二次渗碳体的量占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）这两种钢铁合金的含碳量各为多少？
（3）画出这两种材料在室温下平衡状态时的显微组织示意图，并标出各组织组成物
的名称。

解(1)A:亚共析钢; B:过共析钢。

（2）①设A钢的含碳量为X1
或
②设B钢的含碳量为X2
或
答：B钢的含碳量为1.24%
4．在拉拔铜材的过程中，需要进行中间退火时，其退火温度约为多少（即确定其再结
晶退火的温度，铜的熔点为1083℃）？
解:再结晶温度
铜的再结晶退火温度
四、问答题
1．某汽车齿轮选用20CrMnTi材料制作，其工艺路线如下：
下料→锻造→正火①→切削加工→渗碳②、淬火③、低温回火④→喷丸→磨削加工。

请分别说明上述①、②、③和④四项热处理工艺的目的及工艺。

答:①正火目的：使组织均匀化、细化、改善加工性能。

正火工艺：加热至 Ac3+(30~50)℃，空气中冷却。

②渗碳目的：提高齿轮表面的含碳量，为淬火作准备。

渗碳工艺：在900～℃进行。

③淬火目的：使渗碳层获得最好的性能，即获得高的齿面硬度，耐磨性及疲劳强度，并保持心部的强度及韧性。

淬火工艺：渗碳后，油冷。

④低温回火目的：减少或消除淬火后应力，并提高韧性。

低温回火工艺：加热至（150～200）℃进行。

2．简答零件选材的原则。

答：机器零件选材的三个原则是：使用性能原则，工艺性能原则及经济性原则。

3．已知下列四种钢的成分，请按序号填出表格。