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机械工程材料模拟练习题一、填空题（每空0.5分）1. 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法。2. 金属材料的力学性能主要包括强度、硬度、弹性、塑性等；强度的主要判据有屈服强度和抗拉强度，强度和塑性可以用拉伸试验来测定；压入法测量方法简便、不破坏试样，并且能综合反映其它性能，在生产中最常用。3. 铁碳合金在室温下平衡组织组成物的基本相是铁素体和渗碳体，随着碳的质量分数的增加，渗碳体相的相对量增多，铁素体相的相对量却减少。4. 珠光体是一种复相组织，它由铁素体和渗碳体按一定比例组成。珠光体用符号P表示。5. 铁碳合金中，共析钢的wc=0.77%,室温平衡组织为珠光体；亚共析钢的wc=0.0218%-0.77%，室温平衡组织为铁素体和珠光体；过共析钢的wc=0.77%-2.11%,室温平衡组织为珠光体和二次渗碳体。6. 铁碳合金结晶过程中，从液体中析出的渗碳体称为一次渗碳体；从奥氏体中析出的渗碳体称为二次渗碳体；从铁素体中析出的渗碳体称为三次渗碳体。7. 低碳钢的碳质量分数范围是：Wc0.25%、中碳钢：Wc=0.25%-0.6%、高碳钢：Wc0.6%。8. 金属的晶粒越细，强度、硬度越高，塑性、韧性越好。实际生产中可通过增加过冷度、变质处理和附加振动来细化晶粒。9. 常用金属中，-Fe、Al、Cu 等金属具有面心立方晶格，-Fe具有体心立方晶格。10. 金属的结晶是在过冷的情况下结晶的,冷却速度越快,过冷度越大，金属结晶后的晶粒越细小,力学性能越好。11. 钢的热处理工艺是由（加热）、（保温）和（冷却）三个步骤组成的；热处理基本不改变钢件的（形状和尺寸），只能改变钢件的（结构组织）和（力学性能）。12. 完全退火适用于（亚共析碳）钢，其加热温度为（Ac3以上30-50C），冷却速度（缓慢），得到（铁素体和珠光体）组织。13. 球化退火又称为（均匀化）退火，其加热温度在（Ac1）20-30，保温后（随炉缓慢）冷却，获得（球状珠光体）组织；这种退火常用于高碳工具钢等。14. 中碳钢淬火后，再经低温回火后的组织为（回火马氏体），经中温回火后的组织为（回火托氏体），经高温回火后的组织为（回火索氏体）；淬火高温回火后具有（综合力学）性能。15. 钢的高温回火的温度范围在（500-650C），回火后的组织为（回火索氏体）。这里开始！16. 按化学成份分类， 就含碳量而言， 渗碳钢属低碳钢, 调质钢属中碳钢, 滚动轴承钢属高碳钢。17. 高速钢W18Cr4V 中合金元素W 的作用是提高钢的红硬性和回火稳定性； Cr 的作用是提高钢的淬透性；V 的作用是与C形成稳定的VC，具有极高的硬度和耐磨性。 高速钢的锻造不仅是为了成型, 而且是为了使莱氏体中呈粗大鱼骨状的共晶合金碳化物均匀分布在基体上。 高速钢淬火后需经560三次回火， 回火后其组织由隐针马氏体、粒状碳化物及少量残余奥氏体构成， 其性能具有高硬度 、高强度、高耐磨性。18. 按用途分，合金钢可分为（合金结构）钢、（合金工具）钢、（特殊性能）钢。19. 40Cr钢中铬的平均含量约为（Wcr0.5%时为Mn+A过共析钢淬火温度为Ac1+3050C，温度高于Accm，则奥氏体晶粒粗大，含碳量高，淬火后马氏体晶体粗大，A%增大，硬度、耐磨性下降，脆性、变形裂开倾向增加。组织物为M+Fe3（颗粒+A，这种组织不仅具有高强度、高耐磨性3. 晶粒大小对金属的性能有什么影响？细化晶粒的方法有哪几种？常温下，晶粒越细，晶界面积越大，因而金属的强度、硬度越高，同时塑性、韧性也好高温下，晶界呈粘滞状态，在协助作用下易产生滑动，因而细晶粒无益，但晶粒太粗易产生应力集中，因而高温下晶粒过大过小都不好方法：1：增大过冷度 2：变质处理 3：附加振动4. 为什么一般情况下亚共析钢采用完全（奥氏体化）淬火，过共析钢采用不完全淬火？1：亚共析钢才用完全淬火是因为如果加热温度过低（T1320 ）。 A20T8T13 BT13T820 CT8T1320 DT820T13 12、共析钢的过冷奥氏体在A1550之间等温转变时所获得组织产物是（珠光体 ）。 A珠光体 B贝氏体 C马氏体 D回火马氏体 13、亚共析钢适宜的淬火加热温度一般为（ D ）。 AAccm+3050 BAc1+3050 CAc2+3050 DAc3+3050 14、对于平衡状态下的亚共析钢，随着含碳量的增加，其（硬度，强度均升高）。 A硬度，强度均升高 B硬度下降，塑性升高 C强度，韧性均下降 D强度，塑性均不变 15、铸铁和碳钢的主要区别在于组织中是否有（莱氏体） A渗碳体 B珠光体 C铁素体 D莱氏体 16、同一成分的铁碳合金组织中，硬度最高的是（马氏体）。 A珠光体 B索氏体 C贝氏体 D马氏体 17、含碳量为1的碳钢平衡结晶到室温，则在室温下该合金中（珠光体含量为4 ）。 A相组成物为铁素体和珠光体 B组织组成物是铁素体和二次渗碳体 C珠光体含量为4 D铁素体总含量为85% 18、合金结构钢40Cr可用作车床主轴材料，其整体最终热处理工艺应该是（调质处理）。 A淬火+低温回火 B淬火+中温回火 C调质处理 D渗碳后淬火+低温回火 填空题： 1、在铁碳合金的平衡相图中，共晶点C以及共析点S的所对应的含碳量分别为 4.3% 、 0.77% 。 2、合金材料的相结构可以根据其化学成分以及晶体结构特点分为两大类，分别是 固溶体 、 金属化合物 。 3、绝大多数金属元素的晶体结构比较简单，其中最典型、最常见的三种晶体结构类型为 体心立方晶格 、 面心立方晶格 和 密排六方晶格 ，相对应的代表金属元素分别有 -Fe、W、V、Cr 、 -Fe、Al、Ni、Cu 和 Mg、Zn 。 4、常用测定硬度的方法有 布氏硬度测试法 、 洛氏硬度测试法 和维氏硬度测试法等。 5、根据共析钢的C曲线，过冷奥氏体在A1线以下发生组织转变，其转变产物分别为 珠光体 、 贝氏体 和 马氏体 组织。 6、共析钢中奥氏体的形成过程包括 奥氏体晶核的形成 、 奥氏体的长大 、残余Fe3C溶解及奥氏体均匀化。 7、材料力学性能指标中，HR表示 硬度 指标，d表示 塑性 指标。 8、钢淬火+低温回火后的组织是 回火马氏体 。 9、理论结晶温度与实际结晶温度之差，称为 过冷度 。 10、纯铁在912以下时晶体结构为 体心立方晶格 ，在9121394时晶体结构为 面心立方晶格 。 11、铁碳合金室温平衡组织中，Fe3CII的最大含量为 2.11% 。 12、球化退火是指将钢中的 渗碳体 球状化的工艺，它主要适用于 过共析 钢。 判断题： 再结晶过程中金属的晶格类型发生了改变。 （ ） 金属材料的弹性模量E越大，则其塑性越差。 （ ） 形成二元匀晶相图的两金属组元的晶格类型可以不同，但其原子半径大小一定要相等。 （ ） 钢能进行热处理改性工艺的主要原因是钢具有固态相变的特性。 （ ） 工业应用的铁碳合金无论成分如何，在平衡条件下冷却到室温时，其相组成都是铁素体和渗碳体。 （ ） 钢加热到800时，其组织将转变为奥氏体。 （ ） 金属铸件可以通过再结晶退火来达到细化晶粒的目的。 （ ） 临界冷却速度Vk的大小可以表征钢材淬火工艺性能的好坏。 （ ） 铁碳合金平衡结晶过程中，只有碳质量分数为0.77%的铁碳合金才能发生共析反应。 （ ） 一次渗碳体、二次渗碳体、三次渗碳体的形态及晶格结构类型均不相同。 （ ） 本质细晶粒钢加热后的实际晶粒一定比本质粗晶粒钢的细。 （ ） 在铁碳合金平衡相图中，奥氏体在1148时，溶碳能力可达4.3%。 （ ） 同一钢材在相同的加热条件下，总是水冷比油冷的淬透性好。 （ ） 问答题： 1、设计好刚度的零件，应根据何种指标选择材料？材料的弹性模量E越大，则材料的塑性越差。这种说法是否正确？为什么？ 答：弹性模量E。这种说法不正确，因为弹性模量E是衡量刚度的指标，E越大，材料的刚度就越大，抵抗变形的能力就越强，而塑性是指材料产生永久变形而不破坏的能力，这两者之间并没有直接的联系。 2、在铸造生产中，采取哪种措施控制晶粒大小？如果其它条件相同，试比较在下列铸造条件下，铸件晶粒的大小。（1）金属模浇注和砂模浇注（2）高温浇注与低温浇注（3）浇注时采用振动与不采用振动 答：控制晶粒大小的措施：增大过冷度；进行变质处理；附加振动 1.金属模浇注的晶粒小于砂模浇注的晶粒；2.高温浇注的晶粒大于低温浇注的晶粒；3.采用振动的晶粒小于不采用振动的晶粒。 3、为什么铸造合金常选用接近共晶成分的合金？为什么要进行压力加工的合金常选用单相固溶体成分的合金？ 答：接近共晶成分的合金是在较低且恒定的温度下进行结晶的，同时熔点又最低，故金属液的流动性好，在结晶时易形成集中缩孔，偏析较小，铸件的致密性好，铸造性能好；通过选择适当的组成元素和适量的组成关系，可以使合金获得较纯金属高得多的强度和硬度，并保持了较高的塑性和韧性，总的来说，就是形成单相固溶体的合金具有较好的综合机械性能。 4、为什么细晶粒钢强度高，塑性、韧性也好？ 答：晶界是一种面缺陷，能够有效地阻碍位错运动，使金属强化，晶粒越细，晶界越多也越曲折，强化作用越显著；晶粒越细，金属单位体积中的晶粒数越多，变形可以分散在更多的晶粒内进行，各晶粒滑移量的总和增大，故塑性好；同时，由于变形分散在更多的晶粒内进行，引起裂纹过早产生和发展的应力集中得到缓和，从而具有较高的抗冲击载荷能力，故韧性好。 5、热加工对
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