工程材料期末试卷答案

工程材料试题

题号 得分 得分 一 二 三 四 五 总成绩

一、填空题（共30分，每空1分）

1．16Mn是 低合金结构 钢，其碳的质量分数是 0.16% 。 2．Q235A是 碳素结构 钢，其中“A”的含义是 质量等级为A 。 3．HT200中的“200”的含义是： σb≥200MPa 。

4．GCr15是 滚动轴承 钢，其Cr的质量分数是 1.5% 。 5．α-Fe和γ-Fe的晶格结构分别是： 体心立方 、 面心立方 。

6．按几何形式，实际金属中的晶体缺陷分为： 点缺陷 ， 线缺陷 ， 面缺陷 。 7. 马氏体（M）是碳溶于 α-Fe 所形成的 过饱和间隙 固溶体。 8．球化退火主要用于 过共析 钢，其加热温度为： Ac1+20～30℃ 。 9．T12钢（Ac1≈730℃，Accm≈820℃）退火小试样经700 ℃、780 ℃、860 ℃加 热保温，并在水中冷却得到的组织分别是： P+F ， Fe3C+M+Ar ， M+Ar 。 10．为强化表面，渗碳件应选 低碳 钢，表面淬火应选 中碳 钢。 11．渗碳钢在渗碳后缓慢冷却，由表面向心部的组织分布依次为：

P+网状 Fe3CⅡ ， P ， P+F 。 12．冷变形后的金属进行加热时将发生 回复和再结晶 。 13．过共析钢淬火加热温度越高，淬火后马氏体中含碳量越 高 ， 残余奥氏体的量越 多 。

14．M的显微组织形态有 板条状和片状 两种，其中 板条状 的韧性较好。 15．为了改善碳素工具钢的切削加工性，常采用的热处理是： 球化退火 。

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模拟试卷三答案

得分 二．判断题（共10分，每小题1分） （正确 √ 错误 ×，请将答案填入表格）

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ×

√ √ × × √ × √ √ × 1． 钢的热处理是通过加热，保温和冷却，以改变钢的形状、尺寸，从而改善钢的

性能的一种工艺方法。

2． 室温时，晶粒度级别越高，则金属的强度、塑性愈好。 3． 锻轧时应将钢加热到单相的奥氏体区进行。 4． 调质处理是淬火+中温回火。 5． 固溶体的强度比溶剂的强度低。

6． 珠光体、索氏体、屈氏体都是铁素体和渗碳体组成的机械混合物。 7． 淬火临界冷却速度是钢获得马氏体的最小冷却速度。 8． 灰口铸铁可通过表面淬火，提高其表面的硬度和耐磨性。 9． 高速钢淬火加热温度高是为了使合金元素充分溶解到奥氏体中。 10．Cr12、1Cr13、 1Cr17都是不锈钢。

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工程材料试题

得分 三．单项选择题（15分，每小题1分） （请将答案填入表格）

1 c 2 a 3 c 4 c 5 b 6 a 7 b 8 c 9 b 10 a 11 b 12 c 13 a 14 b 15 c 1．材料在外力作用下产生永久塑性变形而不断裂的能力叫： a. 强度 b. 硬度 c. 塑性

2．加热是钢进行热处理的第一步，其目的是使钢获得：

a. A b. M c. P 3．金属铸造时，为细化晶粒，可采用：

a. 快速浇注 b. 以砂型代替金属型 c. 采取机械振动 4．下列组织中，强度最好的是： a. F b. A c. P 5．消除加工硬化常用的热处理工艺是：

a. 调质 b. 再结晶退火 c. 扩散退火 6．下列钢淬硬性高低排列正确的是：

a. T12＞T8＞60＞40Cr b. 40Cr＞T12＞T8＞60 c. 40Cr＞60＞T8＞T12 7．钢在淬火后获得M组织的粗细主要取决于：

a. A的本质晶粒度 b. A的实际晶粒度 c. A的起始晶粒度 8．碳钢的淬火工艺是将其加热奥氏体化，然后采用的冷却方式是：

a. 随炉冷却 b. 在空气中冷却 c. 在水中冷却 9．40Cr中Cr主要作用是：

a.增加硬度和耐磨性 b.提高钢的淬透性和基体强度 c. 提高钢的红硬性 10．金属化合物的性能特点是：

a. 熔点高、硬度高 b. 熔点高、硬度低 c. 熔点低、硬度低 11．可锻铸铁的石墨形态是

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模拟试卷三答案

a. 片状 b. 团絮状 c. 球状 12．下列零件与构件中选材不正确的是：

a. 建筑钢筋用Q235A b. 汽车板簧用65Mn c. 热作模具用W18Cr4V 13．制造机床床身应采用：

a. HT150 b. Cr12MoV c. Q235C

14．制造形状简单、小型、耐磨性要求较高的热固性塑料模具应选用: a. 45 b. T10 c. 3Cr2Mo 15．二次硬化属于：

a. 固溶强化 b. 细晶强化 c. 第二相强化

得分 四．综合分析题（25分）

1．（5分）将Φ5mm的T8钢加热至760℃并保温后经不同冷却方式得到： P、S、B下、T＋M＋Ar、M＋Ar，请在C曲线上绘出工艺曲线示意图。 A1 MS M f

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答案： ① P ② ① ② S ③ B下 ④ T＋M＋Ar ⑤ M＋Ar ⑤ ④ ③ 工程材料试题

2．（4分）为什么亚共析碳钢的正常淬火加热温度为Ac3 +（30～50）℃，而共析和过共析碳钢的正常淬火加热温度为Ac1 +（30～50）℃？

答：

亚共析碳钢在Ac3 +（30～50）℃加热，可以获得均匀细小的A晶粒，淬火后

可以得到性能良好的隐晶M。

过共析碳钢在Ac1 +（30～50）℃加热，得到的是A和粒状Fe3C，淬火后为 晶粒细小的M+粒状Fe3C，可保证钢具有较高的硬度和耐磨性、降低钢的过热敏感性，防止工件变形开裂。

3．（6分）试为下列零件选材，并确定热处理方式。 （1）锉刀；（2）自行车座簧；（3）连杆。

备选材料： T10、40Cr、9SiCr、 65Mn、W18Cr4V 、GCr15、Cr12MoV。 答：

锉刀：T10，球化退火 → 淬火 + 低温回火 自行车座簧： 65Mn， 淬火 + 中温回火 连杆：40Cr，淬火 + 高温回火

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模拟试卷三答案

4．（10分）有Q235AF 、65 、20CrMnTi、60Si2Mn、T12等钢材，请选择一种钢材制作汽车变速箱齿轮（高速重载受冲击），并设计热处理工序，说明各热处理工序的作用并画出工艺曲线，指出使用状态组织。 答：

材料选择：20CrMnTi

热处理工序：正火 → （机加工）→ 渗碳 → 淬火 + 低温回火 热处理工序的作用：

1) 正火：消除锻造应力、调整硬度便于加工； 2) 渗碳：提高表面含碳量，以便强化表面；

3) 淬火+低温回火：提高表面硬度和耐磨性，并使心部具有较好的韧性。

热处理工艺曲线： AC3+30～50 ℃ 900～950 ℃ AC3+30～50 ℃ 空 缓 冷 渗碳 冷 水冷 正火 150～250 ℃ 空冷 低温回火

使用状态组织：表面——（高碳）回火M+K+Ar

心部——（低碳）回火M 或 回火M+F（淬不透时）

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工程材料试题

得分 五．（共20分）根据Fe—Fe3C亚稳平衡相图回答问题：

P

填写各相区组织（4分）

1．填空：（10分）

1) T12钢在平衡结晶过程中冷却到共析温度发生共析反应时，A、F、Fe3C

的碳含量分别为： 0.77% ， 0.02% ， 6.69% 。 2) A1、A3和Acm线的位置分别是： PSK线 ， GS线 ， ES线 。 3） S为 共析 点，其反应式为： 。

1148℃L????AE?Fe3C　。 C C为 共晶 点，其反应式为：

727℃AS????FP?Fe3C　第 7 页 （共 8 页）

L1~21

模拟试卷三答案 A222~3．（6分）分析T12钢从液态缓冷至室温的平衡结晶过程，绘出室温平衡组织示意图（标明组织组分），并用杠杆定律计算其室温平衡组织组织相对量。

答：

AA3~4Fe3CⅡAFe3C 结晶过程： L →L+A→A→ A+ Fe3CⅡ → P+ Fe3CⅡⅡ 室温平衡组织示意图：

室温平衡组织组织相对量：

3

4~4'44'PPFe3CⅡ4'~55间第 8 页 （共 8 页）

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