金属工艺学试题集

第一部分 金属材料及热处理

一、填空题：

1.45钢水淬后硬度为 ，T10A水淬后硬度为 。 2.45钢经调质处理后，硬度可为 。 3. 45钢作为工夹具时，工作部分硬度为HRC40—45，应进行 和 热处理工艺。

4.T10A要求硬度为HRC58—64，应进行 和 热处理工艺。 5.GCr15滚动轴承钢的最终热处理工艺是 。 6.20CrMnTi是 钢；其主要热处理工艺是 。 7.40Cr是 钢；其主要热处理工艺是 。

8．高速钢多次锻打的目的是 ；采用1260℃～1280℃加热的目的是 ；多次回火的目的是 。 9.渗碳钢的含碳量一般为 ；渗碳后表面组织为 ；心部组织为 。

10.调制刚的含碳量一般为 ；经调制热处理后组织为 。

11.金属的机械性能指标有 ， ， ， ， 。

12.各种热处理工艺过程都是由 ， ， 三个阶段组成的。

13.完全退火适用于 钢；正火适用于 钢； 钢用水做淬火剂； 用油做淬火剂。 14.淬火的主要目的是 ；过共析钢正火的主要目的 ； 完全退火的目的是 。

15.过冷奥氏体经不同温度，等温转变后的组织有 ， ， ， ， 。

16.ICr18Ni9Ti中的Cr的作用是 ， Ti的作用是 。

17.40CrNiMo中的Ni的作用是 ， Mo的作用是 。

18.W18Cr4v中的W的作用是 。 19.下列杂志元素对钢的机械性能的主要影响为：P ，S ， Si ， Mn 。

20.Cu在钢中的主要作用是 。

21.铁碳合金在常温下的组织有 ， ， ， ， ， ， ， 。

22.常见的铸铁主要有 ， ， ， ， 。 应用最多的是 铸铁。 23. 和 的合金叫黄铜； 和 的合金叫青铜。

24.为使高碳钢具有较高硬度时，常采用 热处理工艺；为使高碳钢降低硬度时，常采用 热处理工艺；为使中碳钢具有一定综合机械性能，常采

用 热处理工艺；为使低碳钢表面耐磨，常采用 并 ；为使钢具有良好的切削加工性能可在钢中添加合金元素 。

25.珠光体是 和 的机械混合物，它们的相对量应是 ％和 ％。 26.含碳量为0.01％的铁碳合金，在室温时组织为 。

27.含Mn的钢在加热时，晶粒容易 。而含Si的钢在加热时容易 。

28.决定钢淬透性大小的最主要因素是 。

29.45钢加热到700℃，经适当的保温后快速水冷，获得的组织是 。 30.40Cr钢正常淬火得加热温度是 ℃ ，经550℃回火后的组织是 。

31.灰口铸铁与球墨铸铁的区别在于 ，球墨铸铁可通过 改善机械性能。 二、选择题：

1.汽车排气阀弹簧由50CrVA绕制而成，要求具有良好的弹性及疲劳强度，应采用下列热处理工艺 ：

① 正火→淬火→中温回火； ② 退火→淬火→中温回火； ③ 正火→淬火→高温回火；

④ 退火→调质→淬火→中温回火。 2.正确的硬度值表示方法为：

① HRC55kg/mm2 ②RC55

③HRC55 ④HB538kg/ mm2 3.为进一步提高纯铝的温度（不允许重熔），合理的强化方法是： ①固溶强化 ②加工硬化 ③细晶强化 4.45钢退火状态下，组织中珠光体的含碳量为： ①0.45％ ②0.77％ ③2.11％

5.如果铸铁的石墨化，第一、二阶段充分进行，则铸铁的组织为： ① P+G ② P+F+G ③ F+G 6.45钢加热到760℃，奥氏体中的含碳量为：

① 大于0.45％ ② 等于0.45％ ③ 小于0.45％

7.加热到360℃，保温相同时间所获得的奥氏体晶粒60钢的比45钢的： ① 粗大 ② 细小 ③ 相同

8.两个T12钢的试样分别加热到760℃和840℃，保温后快速水淬，其组织中残余奥氏体多的是：

① 760℃加热 ② 840℃加热

9.有一ZG45制造的齿轮，为使晶粒细化，应采用： ① 再结晶退火 ② 完全退火 ③ 去应力退火 10.为防止某些合金钢中产生第二类回火脆性，常用：

① 回火后快冷 ② 避开250～400℃范围回火 ③ 加入合金元素 11.T12钢比T8钢

① 强度高塑性低 ② 强度高塑性高 ③ 强度低塑性低 12.钢进行等温淬火得目的是为了获得

① 马氏体 ② 索氏体 ③ 下贝氏体 ④ 屈氏体

13.珠光体是

①固溶体 ② 化合物 ③ 机械混合物

14.下列各钢淬火组织均为F+P，其中P相对量较多的是 ① 40 ② 40Cr ③40CrNiMo 15.45钢制曲轴轴颈表面热处理可采用：

①氮化 ② 高频淬火 ③ 渗碳淬火 ④ 中频淬火 16.T12钢做锉刀，常采用;

① 退火→调质→淬火→低温回火； ② 正火→球化退火→淬火→低温回火； ③ 淬火→低温回火。

17.晶面间的滑移，晶格的扭曲和晶粒的破碎，这三种现象的综合结果，导致金属的： ① 弹性变形 ② 回弹 ③ 塑性变形 ④ 过烧

18.孕育铸铁的强度可达σb=250MPa，另一可贵性能是： ① 铸铁塑性极好 ② 铸铁性能极好 ③ 断裂敏感性低 ④ 冲击韧性极高 19.材料HT20—40中的数字40表示;

① 抗拉强度的数值 ② 抗压强度的数值 ③ 抗弯强度的数值 ④ 抗剪强度的数值 20.金属在再结晶温度以上变形称为：

① 冷变形 ② 热变形 ③ 焊接变形 二、知识运用

说明下列材料牌号的意义和用途：

A3、15、45、65、T12、15Mn、35SiMn、40Cr、CrWMn、1Cr18Ni9Ti、W18Cr4V、T4、H62、HPb59—1ZQSn6—6—3、L2、Ly2、Lc3、ZL105、yG8、yT15。 将下列金属分类：

T3、KT30—6、45A、35SiMn、YT15、ZCr13、ZChSnSbZChSnSb11-6、9Mn2V、60Si2Mn、A3、40Cr、60Mnw18Cr4V、GCr15、ZQSn10-1、H68、2L108、HT20-40、QSn6?5-0?1、QT50-5、T8

普通碳素钢 优质碳素结构钢 碳素工具钢 合金结构钢 合金工具钢 特殊性能刚 硬质合金 滚动轴承钢 灰口铸铁 球墨铸铁 可锻铸铁 纯铜

黄铜 纯铝及铝合金 解释下列金属代号的意义：

① 20CrMnTi ② HT30-54 ③ T7 三、综合分析题

1. 白口铸铁和灰口铸铁的组成元素都是铁、碳、硅、锰、硫、磷，它们的机械性能为

什么会有很大的区别？ 2. 解释下列现象：

① 钢烧红后投入水中急冷，硬度增加；紫铜烧红后投入水中急冷，硬度不增加。

② 在室温下对铅板进行折弯，愈弯愈硬，而停止弯折后，硬度下降，铅板恢复原

有硬度。

③ 钢丝反复折弯，硬度增加，而停止折弯硬度不下降。

3. 画出Fe-Fe3C相图中工业纯铁和钢的部分（左上角包晶部分可简画）。

① 以组织组成物填写相图；

② 说明PSK线的含义，写出反应式；

③ 分析0.6％C钢的结晶过程（画出合金的成分垂线度冷却曲线）； ④ 利用杠杆定律计算上列合金的室温组织组成物的相对量； ⑤ 画出上列合金室温的组织示意图。

4. 画出T8钢的等温转变曲线，并在曲线上按要求的组织设计冷却方式。

5. 一退火钢试样的硬度HB128，F的硬度为HB80，Fe3C的硬度HB800。

① 求该钢的含碳量；

② 求该钢组织组成物的相对量； ③ 指出该钢的热处理特点及用途。

6. 纯铜的熔点为1083℃，试确定纯铜的再结晶和再结晶退火温度，如在200℃对铜进

行加工，应属何种加工。

7. 下图为A—B相图的一部分，?是以化合物为基的固溶体。

① 说明?相得意义

② 分别说明成分为A—f和f—d′间的合金的强化方法。

四、失效分析与选材题

1. 有一用20CrMnTi钢制造的渗碳齿轮，使用一段时间后发现齿面严重磨损，对轮齿上A、

B、C三点（如图）进行的化学、金相及硬度分析结果见表，试: ① 分析齿面严重磨损的原因；② 提出解决的方法。

A B C 化学成分 1.0％C 0.8％C 0.2％C 组织 S+碳化物 S F+S HRC 30 26 10

2. 有一用45钢制成的轴，在使用过程中因轴颈部分严重磨损而失效，对轴颈部分A、B两

点进行化学、金相、硬度分析（结果见表）。 试 ① 分析失效各因； ② 提出改进方法。

项目 化学成分 金相组织 硬度 A点 0.46％C T+M HRC40～44 B点 0.46％C

S HRC20～22

3. 有一承受较大冲击载荷的齿轮，要求轮齿表面耐磨（HRC58～64），齿心部具有较高的韧

性（齿轮尺寸较小，可淬透）。

试 ① 选择合适的材料； ② 编写简明工艺路线；

③ 说明各热处理工序的主要作用； ④写出最终组织（心部和表面）。

供选材料:16Mn、45、20CrMnTi、40CrNiMo、W18Cr4V、H62、HT20-40、65 Mn

4. 有一Φ10mm的杆类零件，受中等交变拉压载荷作用，要求零件沿截面性能均匀一致，试

①选择材料②编制简明工艺路线③说明各热处理工艺的主要作用；④指出最终组织 可供选择材料：16Mn、20CrMnTi、45、40Cr、40CrNiMo、T12

中

?0≥0°；

④ 基面（

pr）、切削平面（

ps）、主剖面（

p0）。

4． 在下图上标注出在车床上镗内孔时的下列内容：

① 已加工表面、加工表面、待加工表面；

② 切削平面

p0s、基面

pr、主剖面

p0；

③ 主刀刃、副刀刃； ④ 前角（

?）、后角(

?0)、主偏角（

、副偏角（k?ˊ）。 k?）

5． 写出下列镗刀的基本角度各为多少度？

?0= =

?0k?= k?ˊ=

?s=

6． 在图上标注出插削刀插键槽时的

?0，

?，k0?及

k?ˊ和走刀方向f与切削深度

ap。

7． 附图为直径Φ30、螺旋角β=30°的麻花钻头。

（1）标出切削部分的组成：前刀面、主后刀面、棱边、主刀刃、副刀刃、横刃、刀尖。 （2）标出主刀刃A点处的： 五、零件的结构工艺性

从结构工艺性的角度对下列切削加工件进行必要的修改。 六、（定位）分析下列零件在夹具中限制了哪几个自由度？ 1．长方形工件在卧式升降台铣床工作台上的平口钳内定位，用三面刃盘铣刀加工直的通槽。

2．齿轮坯在滚齿机工作台上的心轴上定位。 3．在立铣上铣槽 4．在钻床上钻孔 七、计算题

1．试列出C616车床主运动的传动链。主轴共有几档转速？试计算主轴nmax和nmin各为多少？（据题配图）

2．写出C620—1型普通车床主运动正转时的传动结构式。

3．欲在没有进给箱的车床上车螺距Px=2.75mm的公制螺纹，如丝杆螺距P=6mm及车床上备有齿轮数为20、30、40、50、55、60、70、80、90和100的交换齿轮10个。试推导计算公式应该用哪四个？

4．写出X62W型万能铣床横向进给运动的传动结构式 5．采用主偏角

k?=60°、副偏角k?ˊ=30°的外圆车刀；选取走刀量f=0.2mm/r、吃

力深度ap=0.15mm、切削速度V=10m/min对外圆表面进行半精车，由甲、乙两位师傅完成这批工件加工。甲坚持用已给的上述条件进行加工；而乙将刀尖磨成一个R=0.5mm的圆弧进行半精车外圆，切削状况分别如下图中a、b所示。

问：甲、乙两师傅谁车削出来的工件外圆表面粗糙度小？（提示：以表面残余刀花的高度H来进行比较，用数据结果回答）。

6．车削外圆柱面。已知工件转速n=320转/分，车刀的纵向移动量为0.2mm/转。毛坯直径为Φ100mm，走刀一次后直径为Φ90mm，求V、ap各为多少？ 八、制订工艺过程

1．分析图8—1如下工艺问题：

① 根据技术要求，该零件车削三角形皮带槽时，应采用什么附件安装？限制了哪些自由度？属于何种定位？

② 简述该工件的加工顺序。

③ 需几次安装？车工工序共有哪些工步组成？ 1．全部倒角： 2.铸件 3.退火 1×45° （HT20—40） 4．成批生产。

2．根据图8—2所示技术要求： ① 拟定出底座零件的工艺路线；

② 加工Φ

35?0.0300孔时，按图纸要求分析定位时限制了哪几个自由度？

③ 指出各工序中的定位基准分别是哪些因素（面、线、点）？ 3．绘制图8—3零件的加工过程（填表）（注意：热处理安排，确定定位方式及装夹方法）。

4．按下表各栏内容填写出8—4零件的切削加工工艺过程，该件系小批生产。 5．图8—5是一个托架零件，具体技术要求如图所示(成批生产)，试指出 ① 根据技术要求与批量，排出合理的加工工艺路线和所用的机床与刀具。

② 在车床上镗Φ

50?0.050孔时应采用何种附件装夹工件？画出定位简图，并分析限制了

哪几个自由度？

6．某厂接受订货任务五年内生产五百万个内五角形垫圈，如图8—6所示。根据技术要求，拟定出最经济的工艺方法及加工顺序？又，订货之前需方要两个样品，又该怎样进行加工（该厂设备齐全，技术先进）。

7．图8—7是一双联齿轮：M=4，Z1=40，Z2=32；精度要求为7FLJB179—83，材料：40Cr,批量：大批量热处理芯部调质HRC22～26，齿面表面淬火，深0.6～1。 ① 编制该工件的加工工艺过程； ② A面与Φ

50?0.0250孔的轴线有较高垂直度要求，问在加工过程中如何予以保证。

8．编制图8—8所示零件的加工工艺过程。 9．有一斜齿圆柱齿轮如图8—9所示。

10．制订如图8—10所示的销子的工艺路线。 九、分析类题

1．右图示零件，生产批量分别为1件、100件、10000件，如黄铜、青铜、铝合金、铸铁都是合用材料，问：选用何种材料和加工方法最经济？

2．绕制圆柱形、凹腰形、橄榄形弹簧，各选用何种形状的芯棒？

3．试从刀具、切削用量和机床的相应机构及精度，比较基本加工（车、铣、刨、钻等）和磨削加工；再结合各种磨床类型说明磨削加工是普遍可行的精加工方法。

4．作示意图说明牛头刨床的滑枕、摆杆机构可以基本满足牛头刨床对往复运动的要求，即1、工作行程要慢些，回程要快些；2、刀具切入和切出要慢些，行程中间要快些；3、行程大小在一定范围内可以调整；4、行程起点、终点在行程调好后可以在一定范围内调整。

5．切屑是废物，为什么还要研究切屑成形机理/ 6. 与外圆加工相比较，孔的切削加工具有哪些特点?

7. 某厂用电火花加工某工件内腔，发现加工后的表面裂纹倾向明显，试分析是何因引起？如何解决这类问题？

8．铸造铝合金毛坯（卡板），如图示。当刨削加工A面或B面时（A、B面均需刨削加工）,发现零件产生变形，试问1、如何变形？2、何因？3、如何解决？（工艺路线：铸造→刨(两平面)→划线??）。

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