机械工程材料试卷及答案.doc

学院： 专业班级： 姓名： 学号： 装 订 线 安徽农业大学 机械工程材料 试卷 考试形式: 闭卷笔试，2小时适用专业：机制、农机题 号一二三四总 分得 分得分评阅人一：名词解释（共5小题，每小题3分，共15分）1 晶胞2 固溶体3 回复4 奥氏体的本质晶粒度5 淬火临界冷却速度得分评阅人二：填空（共20小题，每空1分，共35分）1. 绝大多数金属具有 、 、和 三种类型，Fe是 类型，其实际原子数为 。2晶体缺陷有 、 、和 。3固溶体按溶质原子在晶格位置分为 、 。4铸造时常选用 （接近共晶成分、单相固溶体）的合金。5金属的塑性变形对金属的组织与性能的影响 、 、 。6用下述三种方法制成齿轮， 种方法较为理想。（A）用厚钢板切出圆饼，再加工成齿轮；（B）由粗钢棒切下圆饼，再加工成齿轮；（C）由圆棒锻成圆饼，再加工成齿轮。7.金属铸件 （能、否）通过再结晶退火来细化晶粒。8疲劳断裂的特点有 、 、 。9钢中含硫量过高的最大危害是造成 。10珠光体类型的组织有 、 、 。11正火和退火的主要区别是 。12. 淬火发生变形和开裂的原因是 。13. 甲、乙两厂生产同一批零件，材料均选用45钢，甲厂采用正火，乙厂采用调质，都达到硬度要求。甲、乙两厂产品的组织各是 、 。1440Cr，GCr15，20CrMo，60Si2Mn中适合制造轴类零件的钢为 。15齿轮氮化后 （能、否）进行切削加工。16用T12钢制造车刀，在切削加工前进行的预备热处理为 、 。17量具钢加工工艺中，在切削加工之后淬火处理之前可能的热处理工序为 （退火、调质、回火）。18耐磨钢的耐磨原理是 。19灰口铸铁铸件薄壁处出现白口组织，造成切削加工困难采取的热处理措施为 。20在牌号HT100、KT30-6、QT40-7中属于球墨铸铁的是 。得分评阅人三：填图（共2小题，第一题10分，第二题5分）1 在FeFeC相图中指出A、B、C、D各是什么相区？写出共析反应式并指出45、T8、T12钢的室温组织。2 T12钢加热到Ac1以上，用下图的各种方法冷却，分析其所得到的组织。得分评阅人四：简答（共7小题，每题5分，共35分）1. 如果其他条件相同，试比较在下列铸造条件下铸件晶粒的大小：（1） 金属模浇注与砂模浇注；（2） 变质处理与不变质处理；（3） 铸成薄件与铸成厚件；（4） 浇注时采用震动与不采用震动。2计算含碳量为 0.4 % 的亚共折钢在室温下组织组成物的相对重量。3现要求用20钢采取渗碳方法制造齿轮，其加工路线为：锻造预备热处理切削加工最终热处理喷丸精磨。试写出各热处理工艺名称，并解释其目的和所获得的显微组织。4W18Cr4V钢的Ac1约为820，若以一般工具钢 Ac1+ 3050 的常规方法来确定其淬火加热温度，最终热处理后能否达到高速切削工具所要求的性能？为什么？其实际淬火温度是多少？ W18Cr4V钢刀具在正常淬火后为什么要进行560三次回火？5试分析合金元素Cr在40 Cr、1Cr13和1Cr18Ni9Ti中的作用。6试就下列四个钢号： 20CrMnTi，65，T8，40Cr 在加热温度相同的情况下，比较其淬透性和淬硬性，并说明理由。7试述石墨形态对铸铁性能的影响。 机械工程材料 试卷（一）答案 一：名词解释1 晶胞：完全反应晶格几何特征的最小单元。2 固溶体：组元通过溶解形成一种成分和性能均匀的，且结构与组元之一（溶剂）相同的固相。3 回复：变形后的金属在较低温度进行加热，会发生回复过程。由于加热温度不高, 只是晶粒内部位错、空位、间隙原子等缺陷通过移动、复合消失而大大减少。此时光学组织未发生改变。4 奥氏体的本质晶粒度：奥氏体晶粒长大的倾向性。钢加热到93010、保温8小时、冷却后测得的晶粒度叫本质晶粒度。5 淬火临界冷却速度：获得全部马氏体的最小速度。二：填空（共20小题，每空1分，共35分）1. 绝大多数金属具有 体心立方 、 面心立方 、和 密排立方 三种类型，Fe是 体心立方 类型，其实际原子数为 2 。2晶体缺陷有 点缺陷 、 线缺陷 、和 面缺陷 。3固溶体按溶质原子在晶格位置分为 置换固溶体、 间隙固溶体。4铸造时常选用 接近共晶成分（接近共晶成分、单相固溶体）的合金。5金属的塑性变形对金属的组织与性能的影响 晶粒沿变形方向拉长，性能趋于各向异性、晶粒破碎，位错密度增加，产生加工硬化、 织构现象的产生。6用下述三种方法制成齿轮， C 种方法较为理想。（A）用厚钢板切出圆饼，再加工成齿轮；（B）由粗钢棒切下圆饼，再加工成齿轮；（C）由圆棒锻成圆饼，再加工成齿轮。7.金属铸件 否 （能、否）通过再结晶退火来细化晶粒。8疲劳断裂的特点有应力低于抗拉极限也会脆断、 断口呈粗糙带和光滑带 、塑性很好的材料也会脆断 。9钢中含硫量过高的最大危害是造成 热脆 。10珠光体类型的组织有 粗珠光体 、 索氏体 、屈氏体 。11正火和退火的主要区别是退火获得平衡组织；正火获得珠光体组织 。12. 淬火发生变形和开裂的原因是 淬火后造成很大的热应力和组织应力。13. 甲、乙两厂生产同一批零件，材料均选用45钢，甲厂采用正火，乙厂采用调质，都达到硬度要求。甲、乙两厂产品的组织各是 铁素体珠光体 、 回火索氏体 。1440Cr，GCr15，20CrMo，60Si2Mn中适合制造轴类零件的钢为 40Cr 。15齿轮氮化后 否 （能、否）进行切削加工。16用T12钢制造车刀，在切削加工前进行的预备热处理为 正火 、 球化退火 。17量具钢加工工艺中，在切削加工之后淬火处理之前可能的热处理工序为 调质 （退火、调质、回火）。18耐磨钢的耐磨原理是 加工硬化 。19灰口铸铁铸件薄壁处出现白口组织，造成切削加工困难采取的热处理措施为 高温退火 。20在牌号HT100、KT30-6、QT40-7中属于球墨铸铁的是 QT40-7 。三：填图（共2小题，第一题10分，第二题5分）1 解：A：、B：L、C：、D：+二次渗碳体共析反应式：+Fe3C45钢的室温组织: PT8钢的室温组织：PT12钢的室温组织：P二次Fe3C2解：a M + A+ Fe3C b B下 + M +A+ Fe3C c B下 + Fe3C四：简答（共7小题，每题5分，共35分）1.解：金属模浇注比砂模浇注铸件晶粒细；变质处理比不变质处理晶粒细；铸成薄件比铸成厚件铸件晶粒细；浇注时采用震动比不采用震动晶粒细。2解：组织组成物：F % =（0.77 - 0.4）/（0.770.0218）100 % 49 % P % = 1 - F % 1 - 49 % = 51 %3解：预备热处理：正火，提高硬度改善切削加工性能。组织为铁素体珠光体。最终热处理：渗碳淬火低温回火，获得表面硬，心部韧的特性。组织表层：回火马氏体碳化物残余奥氏体。心部：低C的回火马氏体。4解：若以Ac1+ 3050确定其淬火加热温度，合金元素不能充分溶入A，热硬性不能有效提高，所以不能达到高速切削工具所要求的性能。实际淬火温度是12701280。进行560三次回火的目的是，减少残余A的含量，提高硬度。5解：Cr在40Cr作用：提高淬透性；Cr在1Cr13作用：提高的电极电位，形成氧化物保护膜，以获得马氏体不锈钢；Cr在1Cr18Ni9Ti作用：形成氧化物保护膜，提高获得奥氏体不锈钢的耐化学腐蚀性。6解：淬透性：通常合金含量高则淬透性好，碳钢中共析钢淬透性最好。淬硬性：含碳量高则淬硬性好。材料 淬透性 淬硬性 20CrMnTi 最好 最差 65 最差 次好 T8 次差 最好 40Cr 次好 次差 7解：按石墨形态可将铸铁分为灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁。灰铸铁石墨呈片状，机械性能不高；可锻铸铁石墨呈团絮状，机械性能比灰铸铁高；球墨铸铁石墨呈球状，机械性能高，通过热处理可提高强度，在一定条件下可代替钢。第 8 页 共 9 页