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1、贵州大学 2006-2007 学年第二学期考试试卷 D 卷机械工程材料及成形技术基础班级: 学号: 姓名: ,注意事项：1. 请考生按要求在试卷装订线内填写姓名、学号和年级专业。2. 请仔细阅读各种题目的回答要求，在规定的位置填写答案。3. 不要在试卷上乱写乱画，不要在装订线内填写无关的内容。4. 满分 100 分，考试时间为 120 分钟。题 号 一 二 三 四 五 六 总 分 统分人得 分一、填空题（共 40 分,每空 1 分）1、间隙原子为( )缺陷，目前生产中一般采用( )位错密度的方法来提高强度。晶粒越细，晶界面积越( )，强度越( )。2、只有( )应力才能使晶体发生滑移变形，滑移
2、系数目越多，金属的塑性越( )。三种常见金属晶体结构的塑性由好到差为( )( )( )。Ai 的塑性比Fe 的塑性( )。3、金属结晶必须( )，冷却速度越快，则 T( )。F( )，结晶的晶粒越( )。4、生产中细化晶粒的方法有( )，( )，( )。5、铸造工艺参数主要有( )、( )、拔模斜度、最小铸出孔和槽。6、金属的铸造性能（可锻性）常用金属的（ ）和（ ）来综合衡量。7、线型无定型高聚物在三种力学状态为（ ）态、 （ ）态、 （ ）态，塑料的使用状态为（ ）态，加工成形的工艺状态为（ ） 。8、马氏体的显微组织形态主要有（ ） 、 （ ） ，其中（ ）的韧性较好，马氏体转变为（ ）
3、扩散型转变。淬火方法有（ ）淬火， （ ）淬火，双介质淬火、分级淬火等。9、机械零件选材的三项基本原则是（ ） 、 （ ） 、 （ ） 。10、钢按用途分为（ ）钢、 （ ）钢、 （ ）钢三类。钢按含碳量分（）钢、 （ ）钢和中碳钢。得 分评分人二、单项选择题（共 20 分，每小题 2 分）1、40 钢的正火加热温度为A C1+3050 A C3+3050 A CCM+3050 A 3+30502、铁碳合金在发生 AF+Fe3C 共析转变时，其相组成是液相 单一固相 两相共存 三相共存3、制造高速切削刀具的钢常选用T12A 9SiCr W18Cr4V CrWMn4、两组元组成固溶体，则固溶体的
4、结构与溶剂相同 与溶质相同 与两组元都不相同 与两组元都相同5、钢的回火处理是在退火后进行 正火后进行 淬火后进行 淬火前进行6、钢调质处理是在回火马氏体 回火屈氏体 回火索氏体 贝氏体7、QT6003 中的石墨形态为球状 片状 团絮状 蠕虫状8、常用于制造内燃机活塞的铝硅合金是ZL102 ZL201 ZL301 ZL4019、滑动轴承合金应选用HP b59-1 QAl9-4 ZChSnSb11-6 H8010、判定下列哪种说法不正确：陶瓷材料的抗拉强度较低，而抗压强度较高；陶瓷材料可以制作刃具材料，也可以制作保温材料；陶瓷材料可以制作高温材料，也可以制作耐磨材料；陶瓷材料可以制作绝缘材料，但
5、不能制作半导体材料；三、判断题（共 10 分，每小题 1 分）1、一块纯铁在 912发生 转变时，体积将膨胀。 （ ）2、凡是由液体凝固成固体的过程都是结晶过程。 （ ）3、间隙固溶体不能形成无限固溶体。 （ ）4、二元合金中，铸造性能最好的合金是共晶合金。 （ ）5、钢的表面淬火可使表面的化学成分和组织发生变化。 （ ）6、碳钢中常存杂质元素锰、硅、硫、磷都是有益元素。 （ ）7、碳钢随含碳量的增加，铸造性能和焊接性能愈好。 （ ）得 分评分人得 分评分人8、为改善金属的可锻性，对金属加热的温度越高越好。 （ ）9、陶瓷材料的抗拉强度和抗压强度都较低。 （ ）10、碳钢随含碳量增加而渗碳体量
6、增加，硬度增加。 （ ）四、填表分析钢号的意义（共 10 分，每空 0.5 分）钢号 平均含碳量(%) 平均合金元素含量(%) 按含碳量分类 按用途分类40CrNi(钢) 0.40 2 中碳钢 结构钢30CrMnSiT109SiCr5CrNiMo1Cr17五、简答题 (共 10 分，每题 5 分)1、何谓钢的热处理？常用的热处理工艺有哪些？2、手工电弧焊电焊条的组成和作用。六、分析计算题(本题共 10 分 )1、在显微镜中观察到某碳钢平衡组织为 60%的珠光体，40% 的铁素体，试问该钢的含碳量为多少？(3 分)2、试计算 45 钢的强度和硬度。(已知铁素体 b=200MPa，HB=100，珠
7、光体 b=800MPa， HB=180)(7 分)得 分评分人得 分评分人 工程材料试题一、名词解释题（每题3分，共30分）1、金属化合物；与组成元素晶体结构均不相同的固相2、固溶强化；随溶质含量增加，固溶体的强度、硬度提高，塑性、韧性下降的现象。3、 铁素体；碳在 a-Fe 中的固溶体4、加工硬化；随冷塑性变形量增加，金属的强度、硬度提高，塑性、韧性下降的现象。5、球化退火；将工件加热到 Ac1以上3050摄氏度保温一定时间后随炉缓慢冷却至600摄氏度后出炉空冷。6、金属键；金属离子与自由电子之间的较强作用就叫做金属键。7、再结晶；冷变形组织在加热时重新彻底改组的过程.8、枝晶偏析；在一个枝
8、晶范围内或一个晶粒范围内成分不均匀的现象。 9、正火；是将工件加热至 Ac3或 Accm 以上3050,保温一段时间后,从炉中取出在空气中冷却的金属热处理工艺。 10、固溶体。合金在固态时组元间会相互溶解，形成一种在某一组元晶格中包含有其他组元的新相，这种新相称为固溶体二、简答题（每题8分，共48分）1、金属结晶的基本规律是什么？晶核的形成率和成长率受到哪些因素的影响？P16l 结晶的基本过程晶核形成与晶核长大结晶时的冷却速度（即过冷度）随着过冷度的增大，晶核的形成率和成长率都增大，但形成率的增长比成长率的增长快，同时液体金属中难熔杂质以及振动和搅拌的方法也会增大形核率2、手锯锯条、普通螺钉、
9、车床主轴分别用何种碳钢制造？手锯锯条：它要求有较高的硬度和耐磨性，因此用碳素工具钢制造。如 T9,T9A,T10,T10A,T11,T11A普通螺钉：它要保证有一定的机械性能，用普通碳素结构钢制造，如 Q195,Q215,Q235车床主轴：它要求有较高的综合机械性能，用优质碳素结构钢，如30，35，40，45，503、金属经冷塑性变形后，组织和性能发生什么变化？1晶粒沿变形方向拉长，性能趋于各向异性，如纵向的强度和塑性远大于横向等。 2晶粒破碎，位错密度增加，产生加工硬化，即随着变形量的增加，强度和硬度显著提高，而塑性和韧性下降， 3织构现象的产生，即随着变形的发生不仅金属中晶粒会被破碎拉长，
10、而且各晶粒的晶格位向也会沿着变形的方向同时发生转动，转动结果金属中每个晶粒的晶格位向趋于大体一致，产生织构现象， 4冷压力加工过程中由于材料各部分的变形不均匀或晶粒内各部分和各晶粒间的变形不均匀，金属内部会形成残余的内应力，这在一般情况下都是不利的，会引起零件尺寸不稳定。4、固溶体和金属间化合物在结构和性能上有什么主要差别？在结构上：固溶体的晶体结构与溶剂的结构相同，而金属间化合物的晶体结构不同于组成它的任一组元，它是以分子式来表示其组成。在性能上：形成固溶体和金属件化合物都能强化合金，但固溶体的强度，硬度比金属间化合物低，塑性，韧性比金属间化合物好，也就是固溶体有更好的综合机械性能。5、实际
11、晶体中的点缺陷，线缺陷和面缺陷对金属性能有何影响？如果金属中无晶体缺陷时，通过理论计算具有极高的强度，随着晶体中缺陷的增加，金属的强度迅速下降，当缺陷增加到一定值后，金属的强度又随晶体缺陷的增加而增加。因此，无论点缺陷，线缺陷和面缺陷都会造成晶格畸变，从而使晶体强度增加。同时晶体缺陷的存在还会增加金属的电阻，降低金属的抗腐蚀性能。6、比较退火的状态下的45钢、T8钢、T12钢的硬度、强度和塑性的高低，简述原因。三、综合分析题（共22分）1、 （12分）有两个含碳量为1.2%的碳钢薄试样，分别加热到780和860并保温相同时间，使之达到平衡状态，然后以大于 VK 的冷却速度至室温。试问：（1）哪
12、个温度加热淬火后马氏体晶粒较粗大？因为860摄氏度加热温度高，加热时形成的奥氏体晶粒粗大，冷却后得到的马氏体晶粒叫粗大（2）哪个温度加热淬火后马氏体含碳量较多？因为加热温度860已经超过了 Accm，此时碳化物全部溶于奥氏体中，奥氏体中含碳量增加，而奥氏体向马氏体转变是非扩散型转变，所以冷却后马氏体含碳量较多。（3）哪个温度加热淬火后残余奥氏体较多？因为加热温度860已经超过了 Accm，此时碳化物全部溶于奥氏体中，使奥氏体中含碳量增加，降低钢的 Ms和 Mf 点，卒火后残余奥氏体增多。（4）哪个温度加热淬火后未溶碳化物较少？因为加热温度860已经超过了 Accm，此时碳化物全部溶于奥氏体中，
13、因为加热卒火后未溶碳化物较少（5）你认为哪个温度加热淬火后合适？为什么？780加热卒火后合适。因为含碳量为1.2%的碳钢属于过共析钢，过共析碳钢卒火加热温度 Ac1+(30_50摄氏度)，而780在这个温度范围内，这时卒火后的组织为均匀而细小的马氏体和颗粒状渗碳体及残余奥氏体的混合组织，使钢具有高的强度，硬度和耐磨性，而且也具有较高的韧性。2、 （10分）说明45钢试样（10mm）经下列温度加热、保温并在水中冷却得到的室温组织：700，760，840，1100。700：因为它没有达到相变温度，因此没有发生相变，组织为铁素体和珠光体。760：它的加热温度在 Ac1_Ac3之间，因此组织为铁素体，马氏体和少量残余奥氏体。840：它的加热温度在 Ac3以上，加热时全部转变为奥氏体，冷却后的组织为马氏体和少量残余奥氏体。1100：因为它的加热温度过高，加热时奥氏体晶粒粗化，卒火后得到粗片状马氏体和少量残余奥氏体齿轮：20CrMnTi 渗碳钢；C%=0.2%,Cr,Mn,Ti1%,Cr=12%,Mo,V1.5% ；淬火低温回火；组织为回火马氏体。（2 分）滚动轴承：GCr15Mo 轴承钢； C%1%,Cr=1.5%,Mo1.5% ；球化退火淬火低温回火；组织为回火马氏体。（2 分）车刀：W6Mo5Cr4V2 高速钢；W%=6%,Mo%=5%,Cr%=4%,V%=2%
