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1、1作 业 1 一、思 考 题 1 . 什 么 是机械性能？ （ 材料在载荷作用下所表现出来的性能） 它包含哪些指标？（ 强度、塑性、硬度、韧性、疲劳强度） 2.名词解释：过 冷 度 （ 理论结晶温度与实际结晶温度之差），晶 格 （ 把每一个原子假想为一个几何原点，并用直线从其中心连接起来，使之构成空间格架）， 晶 胞 （ 在晶格中存在能代表晶格几何特征的最小几何单元），晶 粒 （ 多晶体由许多位向不同，外形不规则的小晶体构成的，这些小晶体称为晶粒），晶 界 （ 晶粒与晶粒之间不规则的界面），同素异晶转变固溶体（ 合金在固态下由组 元 间 相互溶解而形成的相），金属化 合 物 （ 若新相得晶体结
2、构不同于任一组元，则新相师相元间形成的化合物），机械混合物3.过冷度与冷却速度有什么关系? 对晶粒大小有什么影响？冷却速度越大过冷度越大，晶粒越细。 4 . 晶粒大小对金属机械性能有何影响? 常见的细化晶粒的方法有哪些？晶粒越细，金属的强度硬度越高，塑韧性越好。孕育处理、提高液体金属结晶时的冷却速度、压力加工、 热 处 理 等 5 . 含碳量对钢的机械性能有何影响？第 3 8 - 3 9页 6说明铁素体、奥氏体、渗碳体和珠光体的合金结构和机械性能。 二、填表 说明下列符号所代表的机械性能指标符 号 名 称 单 位 物 理 意 义 4 s屈服极限M p a b抗拉强度M p a E应 变 无 8
3、 延 伸 率 无 HB布氏硬度k g f 7 m m 2 H R C 洛氏 硬 度 无 a k冲击 韧 性 J /c m 2 4 1疲劳 强 度M p a以相和组织组成物填写简化的铁碳相图此题新增的此题重点 L L + A L + F e 3 C A A + F F A + F e 3 C F + F e3 c 2图1 1简化的铁碳合金状态图三、填 空1 .碳 溶解 在 体 心 立 方 的a - F e中 形 成 的 固 溶 体 称铁素体，其符号为F ,晶格类型是体心立方晶格，性能特 点 是 强 度 低 ， 塑 性 好 。2 .碳 溶 解 在 面 心 立 方的Y - F e中 形 成 的 固
4、溶 体 称 奥 氏 体 ， 其符号为A ,晶格类型是面心立方晶格，性 能 特 点 是 强 度 低 ，塑 性好 。3.渗 碳 体 是 铁 与 碳 的 金 属 化 合 物 ，含碳量为6 . 6 9 %， 性 能 特 点 是 硬 度 很 高 , 脆 性 很 差 。4 . E CF称共晶转变线，所发生的反应称共晶反应，其反应式是得到的组织为 L ( 4 . 3 % 1 1 4 8 ) = A ( 2 . 1 1 % ) + F e 3 C。5 . P SK称 共 析 转 变 线 ，所发生的反应称共析反应，其反应式是得到的组织为 A( 0 . 7 7 % 7 2 7 ) = F ( 0 . 0 2 1
5、8 % ) + F e 3 C。6 . E是 共 晶 点 ，P是共析点，A 1线 即P SK线，A 3即G S线，Acm即E S线。7 .4 5钢在退火状态下，其组织中珠光体的含碳量是0 .7 7 %。8 .钢和生铁在成分上的主要区别是钢的含碳量小于2 . 1 1 % ,生 铁2 . 1 1 - 6 . 6 9% ,在组织上的主要区别是生铁中有莱氏体，钢 中 没 有 ，在性能上的主要区别是钢的机械性能好，生铁硬而脆。1 0 a -Fe和Y F e的晶格类型分别属于体心立方晶格面心立方晶格1 1 A 1和Z n的晶格类型分别属于 面心立方晶格 密排六方晶 格 12 4 5 钢在平衡结晶过程中冷却
6、到共析温度时发生共析反应， A、 F、 Fe 3 c 的碳 含量分别为0. 77% 0. 0218% 6. 69%1 3 金属结晶过程是依靠两个密切联系的基本过程来实现的，这两个过程是形核和长大，自发生核的生核率与过冷度的关系是过冷度越大，自发形核的生核率就越高1 4 金属结晶时，依附于杂质而生成的晶核叫非自发形核或不均匀 形 核 1 5 晶粒的大小称晶粒度，工程上通常把晶粒分成1、2、67。6。7 8 等级别。8 级晶粒度的晶粒比1 级晶 粒 度 的 晶 粒 要 细 （ 1 -4 粗 晶 粒 5 - 8 细晶粒） 1 6 电阻温度系数的含义是电阻温度升高1 度时，电阻值相应的变化 量 1 7
7、 .钢的渗碳是在低碳钢或低碳合金钢的表面层渗 入 碳 ，以提高钢的表面硬度及耐磨性的一种工艺方法。此题新增的四、判断题（ 正 确 的 打 错 误 的 打 X ） 1.布氏硬度计通常用于测定退火钢、正火钢的硬度，而洛氏硬度计用于测 定淬火钢的硬度。 如测试结果为217HBS、 18HRC。（ X ） 2.纯铁在降温过程中，912c发生同素异构转变，由面心立方晶格的Y F e 转变为体心立方晶格的。 a Fe。这种转变也是结晶过程，同样遵循晶核形成和晶核长大的结晶规律。（ J ） 3.钢和生铁都是铁碳合金。其中，碳的质量分数（ 又称含碳量） 小于0. 77% （ 0.8% ） 的叫钢， 碳的质量分
8、数大于2. 06% 11%） 的叫生铁。（ X ） 4.奥氏体是碳溶解 在 Y - F e 中所形成的固溶体，而铁素体和马氏体都是碳溶 解 在a -Fe中所形成的固溶体。（ J ） 5 .珠光体是铁素体和渗碳体的机械混合物，珠光体的机械性能介于铁素体和 渗碳体之间。（ J ） 6当碳的质量分数为0 .7 7 %（ 0 .8 % ） ,由高温冷却到7 2 7 c时 - ，铁碳合金中的 奥氏体发生共晶转变，形成珠光体。（ X ） 7.冲击韧性不能直接用于设计计算。（ J ） 8.硬度与强度有一定关系，材料硬度越高,强度也越高。（ X ） 9晶体中的位错是一种线缺陷（ J ） 1 0在共晶相图中，从
9、L中结晶出来的B晶粒与从a中析出的B H晶粒有相同的晶体结构。（ J ） 1 1凡是由液体凝固成固体的过程都是结晶过程。（ X ）五、选 择 题1. 低碳钢所受到的拉应力（C ） 时，开始出现明显的塑性变形；所受到的 拉 应 力（ F）时，将发生断裂。A . 。b B . 。s D . 6 0 4 5 2 0 C rM nTi B 2 0 C rM nTi 4 5 6 0 T8 C2 0 C rM nTi T8 6 0 4 5 D T8 2 0 C rM nTi 4 5 6 0 1 4 . 下列钢淬硬性高低排列正确的是( D ) o A 4 0 C r 6 0 T8 T1 2 B4 0 C r
10、 T1 2 T8 6 0 C T1 2 T8 4 0 C r 6 0 D T1 2 T8 6 0 4 0 C r 1 5 .T 1 0 钢球化退火的目的是(C ) o 6 A提高强度、 硬 度 B提高塑性、 韧 性 C提高切削加工性能D提高强度、 韧 性 1 6 .T 1 2 钢正常淬火温度是( C ) o A 6 0 0 - 6 2 0 B 7 2 0 c 7 4 0 C 7 6 0 - 7 8 0 D 8 4 0 - 8 6 0 1 7 . 4 5 钢正常淬火温度是(D ) o A 6 0 0 C 6 2 0 c B 7 2 0 7 4 0 C C 7 6 0 c 7 8 0 D 8 4
11、0 - 8 6 0 1 8 . 45钢为得到回火索氏体，应进行 ( C )。 A淬火+低温回火B淬火+中温回火C淬火+高温回火D正 火1 9 . 2 0钢的渗碳温度为（C ）。A6 0 0 - 6 5 0 B 8 0 0 - 8 5 0 C 9 0 0 - 9 5 0 D 1 0 0 0 C 1 0 5 0 2 0 .经冷轧后的1 5钢钢板，要求降低硬度、可采用（ C ） o A扩散退火B去应力退火C再结晶退火D球化退 火2 1 .改善T 8钢的切削加工性能，可 采 用（ D ）。A扩散 退 火B去应力退火C再结晶退火D球化退火2 2 .若合金元素能使C曲线左移， 钢的淬透性将（ C ）。A提
12、 高B不 变C降 低D可能提高，也可能降低2 3 .对 于4 5钢，当要求具有较高的综合机械性能时， 应进行（ D ） ；当同时要求较高的综合机械性能及较高的表面硬度、耐磨性时应进行（ B D ）OA.正 火B .表面淬火C .淬 火D .调质处理作业3 （ 金属材料） 七、将下表中所列的钢归类，并举例写出其用途。 钢 号 类 别 适 用 质 量 含 碳 量 成 分 用 途零 件 举 例 普 通 优 质 高 级 优 质 低 碳 中 碳 高 碳 碳 素 钢合 金 钢 结 构 钢 工 具 钢Q 1 9 5 V V V V 4 5 V V VV 6 0 S i 2 M n VVVVT8VVVV T
13、1 3 A V V V VW 1 8 C r 4 V J J J J二、判 断 题1 .灰口铸铁可通过热处理改变石墨的形态。（ X）2 .可锻铸铁加热到高温可进行锻造加工。（ X ） 3 .球墨铸铁中的球状石墨是通过球化退火得到的。（ X ） 4 .灰口铸铁可通过表面淬火，提高其表面的硬度和耐磨性。（ J ） 5 .磷 （ 硫）会引起钢材的热脆性。（ X ） 6 .典型铸锭结构的三个晶区由铸锭表面至心部分别为：细等轴晶区、柱状晶区、 粗等轴晶区. （J ）三、选择 题1 .判断钢材质量的依据是（D E ） A .含 碳 量B .合金元素含量C .强 度D .含 磷 量E ,含 硫 量2 .钢
14、中 加 入（ B ）元素，有利于得到本质细晶粒钢。A T i、V、N b、Z r M n BT i、V、N b、Z r、A l C T i、V、N b、Z r、P D T i、V、N b、A l、P 3 . 4 5钢可用来制造（ C ） o A轴、齿轮、 热锻 模 具B轴、齿轮、锯 条C轴、齿轮、套 筒D轴、齿轮、车 刀4 . T 1 0钢可用来制造（ C ） o A齿 轮B铳 刀C手用锯条D机床床身5 .铿刀可用（D ） 钢制作。A 4 5 B 6 0 C T 8 D T 1 2 7 6 .制作车床齿轮可用（ A ） 钢。A 4 5 B 6 0 C T 8 D T 1 2 7 .Q 3 4
15、5 （ 1 6 M n ） 种 （C ）。A调质钢， 可制造车床齿轮B渗碳钢， 可制造主轴C低合金结构钢， 可制造 桥 梁D弹簧钢,可制造弹簧8 . 4 0 C r是 一 种 （A ）。A调质钢，可制造车床齿轮B渗碳钢，可制造主轴C低合金结构钢，可制造桥 梁D弹簧钢， 可制造弹簧9 .制造连杆， 通常采用（ C ）0A Q 4 2 0 （ 1 5 M n V N ） B 2 0 C r C 4 0 C r D 6 5 M n 1 0 . 4 0 C r 中 C r 的主要作用是（ D ） o A提高耐蚀性B提高回火稳定性及固溶强化F C提高切削性D提高淬透性及固溶强化F 1 1 .2 0 C
16、r M n T i中T i的作用是（ B ）。A提高抗晶界腐蚀的能力B防止渗碳时奥氏体晶粒长大C提高淬透性D固溶强化 铁 素 体1 2 . 2 0 C r M n T i是 一 种 （B ）。A低合金结构钢，可制造桥梁B渗碳钢，可制造齿轮C不锈钢，可制造耐酸容 器D调质钢，可制造齿轮1 3 .制造汽车板簧采用( A ) oA 6 5 M n ,经淬火+中温回火处理B 6 5 M n ,经淬火+低温回火处 理C 2 0 M n 2 ,经淬火+中温回火处理D 2 0 M n 2 ,经淬火+低温回火处理1 4 . G C r l 5是一种滚动轴承钢， 其 (C )。A碳含量为1 % ,铭含量为1 5
17、 % B碳含量为0 . 1 % ,铭含量为1 5 %C碳含量为1%,铭含量为1 . 5 % D碳含量为0 . 1 %,铭含量为1 . 5 % 1 5 . G C r l 5制造的滚珠，最终热处理工艺为( C )。A淬火+低温回火，组织为：M +碳化物+残余A B淬火+高温回火，组织为：回火S +碳化物+残余A C淬火+低温回火，组织为：回火M +碳化物+残余AD淬火+高温回火,组织为：回火M +碳化物+残余A 1 6 . 9 S i C r可 制 造( C )。A板牙、丝锥、热 锻 模B绞刀、丝锥、热 锻 模C板牙、丝锥、 冷 冲 模D板牙、 热锻模、 冷 锻 模1 7 . C r W M n
18、之 种 (D )。A铁素体不锈钢B马氏体不 锈 钢C耐 热 钢D冷作模具钢1 8 . W 1 8 C r 4 V 中 C、W、C r、V 的含量大约为(D )。A 0 . 1 % ,1 8 % W , 4 % C r , 1 % V B 1 % , 1 % W , 1 8 % C r , 4 % V C 1 % , 1 8 % W , 4 % C r ,1 % V D 0 . 7 5 % , 1 8 % W , 4 % C r , 1 % V 1 9 . W 1 8 C r 4 V 钢的淬火温度和回火温度分别是(A)。A 1 2 6 0 1 2 8 0 C , 5 6 0 c三次B 8 4 0
19、 8 6 0 , 5 6 0 三次 C 1 2 6 0 1 2 8 0 C , 2 0 0 c三次 D8 4 0 8 6 0 , 2 0 0 c三 次2 0 . W 1 8 C r 4 V是一种高速钢，它可( C ) o A被车刀高速切削B制造高速运转的主轴C制造中速切削用刀具D制造高速运转的轴承2 1 . ( C )都是不锈钢。 A l C r l 3 , l C r l 7 , G C r l 5 B 2 C r l 3 , 2 0 C r , G C r l 5 Cl C r l 3 , l C r l 7 , 1 C r l 8 N i 9 D l C r l 3 , l C r l
20、7 , C r l 2 2 2 .0 C r l 8 N i l 9 钢固溶处理的目的是（D ）。 A增加塑性B提高 强 度 C提高韧性D提高耐 蚀 性 2 3 . 提 高 l C r l 7 钢强度的方法是（ A ） o A形变强化B 固溶 强 化 C第二相 强 化 D马氏体相变 强 化 2 4 . 制造耐酸容器，选用的材料和相应的热处理工艺是（C ） o A l C r l 7 , 淬火+高温回火B C r W M n ,固溶处理C l C r l 8 N i 9 , 固溶处理D 3 C r l 3 , 固溶处理2 5 .热锻模应选用（A ）。 A 5 C r N i M o , 调质处理
21、B 4 0 C r N i M o ,调质处理C 5 C r N i M o , 淬火+低 温 回 火D 4 0 C r N i M o , 淬火+低 温 回 火 2 6 . 4 C r 9 S i 2 是 一 种 （ D ）。 A低合金刃具钢，可制造板牙B 马氏体不锈钢，可制造汽轮机叶片8 C 热作模具钢，可制造热锻模D耐热钢，可制造汽车发动机排气阀 27 . （ C ）强烈促进石墨化。 A C, S i , S B C , S C C,S i D S , S i 28 . H T 200中石墨的形态为（A）。 A 片 状 B球 状 C 团 絮 状 D蠕 虫 状 29 . Q T 8 00-
22、 2廊 ！J 造 （ D ） 。A 机床 床 身 B 炉 底 板 C 轴 承 座 D 曲 轴 . 30. H T 200可制造（ A ） o A 汽缸、轴 承 座 B 连杆、机床 床 身 C 曲轴、螺钉 D连杆、曲 轴 3 1 . 含 4 0 %C u的 Al C u合金，经固溶处理后在室温放置，强度和硬度会明显升高。这种现象称为 （D ）。 A 自然硬化B 人工时效C 自然强化D 自然时效 3 2 . 铝合金进行时效时，时效温度越高， 则 （ B ） o A 时效速度越快，强度峰值 越 高 B 时效速度越快，强度峰值越低 C 强度峰值出现时间越长，强度峰值越高强度D峰值出现时间越长， 强度峰
23、值越低3 3 . 时效后的铝合金， 在 2302 5 0 摄氏度短时间加热后，快速水冷至室温时，可 以重新变软。如再在室温放置， 又能发生正常的自然时效。这种现象称为( C ) o A 回 复 B 恢 复 C 回 归 D回 升 34. L F11是 一 种 ( A ) o A 防锈铝合金，不可热处理强化B 防锈铝合金，可热处理强化C 硬铝合金，不可热处理强化D硬铝合金，可热处理 强 化 35. L F11 ( D ),可制造油箱、油管、钾钉。防锈铝合金A 抗蚀性高，塑性差，密度比纯铝低，强度比纯铝高B 抗蚀性差，塑性好，密度比纯铝低，强度比纯铝低C 抗蚀性差，塑性好，密度比纯铝低，强度比纯铝
24、高 D抗蚀性高， 塑性好， 密度比纯铝低， 强度比纯铝高36 .L Y11是一种( C ) 。硬铝合金A 防锈铝合金，可通过时效提高强度和硬度B 防锈铝合金，不可通过时效提高强度和硬度 C 硬铝合金，可通过时效提高强度和 硬 度 D硬铝合金，不可通过时效提高强度和硬度37 . L Y11可制造( B) 。 A 曲轴、凸 轮 轴 B 螺旋桨叶片、钏 钉 C 油泵壳体D高强螺栓38 . ZL 105可制造( D ) 。 A 钾 钉 B 螺旋桨 叶 片 C 曲轴油D泵 壳 体 39 . ( C )是一种单相黄铜，可制作散热器，导电零件。 A H 6 2 B H Cu 6 2 C H 8 0 D H
25、Cu 8 0 40. Q S n 6 . 5- 0. 1 是一种( B) 。 A 铝 青 铜 B 锡 青 铜 C 锡基轴承合金D铜锡轴承 合 金41.镀青铜QBe2（ B ） ,可制造重要弹性元件、耐磨元件。A弹性极限高、 疲劳极限高、 抗蚀性差、 耐磨性好B弹性极限高、疲劳极限高、抗蚀性好、耐磨性好C弹性极限高、疲劳极限低、抗蚀性差、耐磨性好D弹性极限高、疲劳极限低、抗蚀性好、耐磨性好42.滑动轴承可用（ C ） 制造。A GCrl5 B ZL102 C ZChSnSbll-6 D 45 钢 43.合金钢中可形成碳化物的合金元素有（B）。ATi, Zr, Nb, V, Mo, Ni, Co,
26、 Mn B Ti, Zr, Nb, V, W, Mo, Cr, Mn CTi, Zr, Cu, V, W, Mo, Cr, Mn D Ti, Zr, Nb, V, W, Mo, Co, Mn 44.扩大奥氏体区的主要合金元素有（ C ） o A Cr, Mo, W B Cr, Mo,Mn C Mn, Ni, Co D Mn, Ni, Mo 45.扩大铁素体区的主要元 素 有（ A ）。A Cr, Mo, W B Cr, Mo, Mn C Mn, Ni, Co DMn, Ni, Mo 46.利用气态化合物（ 或化合物的混合物） 在基体受热表面发生化学反应，并在该基体表面生成固态沉积物的技术称（
27、D）。A物理气相沉积（ PVD） B物理气相沉积（ CVD） C化学气相沉积（ VCD） D化学气相沉积（ CVD）4 7某金属液分别按图1 2 （ T T T图） 所示的四种冷却曲线冷却，其中：沿（4 ） 9冷却，冷却速度最慢；沿（1 ）冷却， 过冷度最大； 沿（ 1）冷却，晶粒最细小。 此题新增的铸造 一、思 考 题1. 什么叫铸造? 为什么铸造在机械生产中得到广泛应用？（ 1）可生产形状复杂的零件2）适应性好3）成本低4）节省金属及切削加工工作量第137页2 .铸件机械性能为何较锻件低？组织粗大，内部常存在缩孔、缩松、气孔、偏析等缺陷3 . 铸造工艺图包括哪些内容？浇注位置、分型面、加工
28、余量、拔模斜度、不铸的孔、 槽、型芯的结构个数、芯头结构、尺寸、浇冒口等4.典型的浇注系统由哪几 部分组成？ （ 6 。1 外浇口、直浇口、横浇口、内浇口、出气孔） 冒口的作用是什么？ （ 补缩）5 . 何谓合金的流动性， （ 熔融金属本身的流动能力。）影响的因素有哪些？（ .合金的种类、合金的成分、杂质和含气量）合金流动性不足时，铸件容易产生哪些缺陷？ （ 冷隔、浇不足） 6 . 何谓合金的收缩？（ 熔融金属在铸型中凝固和冷却过程中，其体积和尺寸减少的现象）影响收缩的因素有哪些？（ 1 ）化学成分2 ）浇注温度3 ）铸件结构4 ） 铸 型 条 件 7 . 何谓铸造内应力，其分布规律如何？（ 厚臂处承受拉应力，薄臂处承受压应力）第 1 4 3 页 8.根据组织特征划分，常用的铸铁有几种？（ 白口铁，灰铁，球铁，可铁）各自性能特点如何？第 1 4 6 页 9.为什么说铸铁是脆性材料？（ 延伸率
