工程材料习题集8

工程材料习题集一

一、名词解释

淬火、马氏体、调质处理、二次淬火、珠光体、Ｃ曲线 二、填空

1．本质晶粒度是根据标准实验方法，在（ ）℃保温（ ）小时后测定的奥氏体晶粒大小。

2．共析钢加热到均匀的奥氏体化状态后缓慢冷却，稍低于 温度将形成（ ），为（ ）与（ ）的机械混合物，其典型形态为（ ）或（ ）。

3． 中马氏体是碳在α—Fe中的过饱和（ ），具有（ ）点阵。

4． 于过冷奥氏体等温转变图通常呈（ ），所以又称（ ），亦称为（ ）。

5．把钢加热到临界点Ac1；或Ac3以上保温并随之以大于临界冷却速度冷却，用以得到介稳状态的马氏体或下贝氏体组织的热处理工艺方法称为（ ）。 6．中温回火主要用于处理（ ）。。因火后得到（ ）。

7．根据渗碳剂在渗碳过程中聚集状态的不同，渗碳方法可以分为（ ）、（ ）和（）三种。

8．在钢的表面同时渗入碳和氮的化学热处理工艺称为（ ），其中低温（ ）的硬度提高不多，故又称为（ ）。 三、选择填空

1．根据Ｆe一C相图，温度在A1以下时,碳钢的平衡组织为（ ）或（ ）加（ ）或（ ）加（ ）。 (a)珠光体 (b)渗碳体 （c）铁素体 （d）马氏体

2．如果珠光体的形成温度较低，在光学显微镜下，很难辨别其铁素体片与渗碳体片的形态，由电子显微镜测定其片层间距，大约在800~1500?之间，这种细片状珠光体。工业上叫做（ ）。 （a）超细珠光体 (b)索氏体 （c） 屈氏体（d）马氏体

3．实际生产中退火的种类很多，按其物理本质的不同可分为（ ）、（ ）和（ ）三大类。 （a）重结晶、再结晶、去应力退火 （b）扩散、球化法应力退火 （c）再结晶、完全、去应力退火 （d）去氢、扩散、重结晶退火

4．对于亚共折钢，适宜的淬火加热温度一般为（ ），淬火后的组织为均匀的马氏体。 (a)Ac1+30~50℃ (b) Acm+30~50℃ (c) Ac3+30~50℃ (d) A0+30~50℃

5．当残余奥氏体比较稳定．在较高温度回大加热保温时来发生分解：而在随后冷却时转变为马氏体。这种在回火冷却时残余奥氏体转变为马氏体的现象称为（ ）。

(a)二次硬化（b）回火抗性（c）二次淬火（d）孪晶马氏体反稳定化

6．真空热处理、可控气氛热处理、辉光离子热处理和（ ）等热处理技术是当代发展起来的具有广泛应用前景的新技术。

（a）表面淬火 （b）复合热处理 （c）化学热处理 （d）表面热处理和 四、判断正误并改正

1．铁素体相为面心立方点阵，渗碳体为复杂斜方点阵，奥氏体为体心立方点阵，三者点阵结构相差很大。 2．珠光体的片层间距主要取决于其形成温度。在连续冷却条件下，冷却速度越大，珠光体形成温度越低，即过冷度越大，则片层间距越小。

3．珠光体的形成过程，包含着两个同时进行的过程：一个是通过碳的扩散生成低碳的渗碳体和高碳的铁素体；另一个是晶体点阵重构，由面心立方贝氏体的转变为体心立方的马氏体复杂单斜点阵的回火组织。 4．低碳钢中的马氏体组织，因其显微组织是由许多成群的板条组成，故又称为板条马氏体。对某些钢因板条不易侵蚀显现出来，而往往呈现为块状，所以有时也称之为块状马氏体，又因为这种马氏体的亚结构主要为位错，通常也称它为位错型马氏体。

5．马氏体的等温转变一般不能进行到底，完成一定的转变量后就停止了。

６．大量的实验结果都证明，在屈服强度相同的条件下，位错型马氏体具有较高的硬度且比孪晶马氏体的韧性差的多。

7．为了减小工件与淬火介质之间的温差，减小内应力，可以把欲淬火的工件，在淬入淬火介质之前，先水冷一段时间。这种方法叫“预冷淬火法”

8．使钢中的碳化物球状化。或获得“球状珠光体”的退火工艺称为球化退火。因其也能够消除或减少化学成分偏析及显微组织的不均匀性，所以也称扩散退火。 五、简答

1．什么是热处理？常见的热处理方法有几种，其目的是什么？从相图上看，怎样的合金才能进行热处理？提示：只有从高温到低温发生相变或由固溶体溶度变化的合金才有可能进行热处理。

2．什么是回火？回火的分类、因火的目的是什么？回火的四个阶段具有怎样的特点？如何避免回火脆性，相应回答回火冷却时应注意什么？

提示：回火后工件一般在空气中冷却，对于具有第二类回火脆性的钢件，回火后进行油

冷。对于性能要求较高的工件在防止开裂条件下，可进行油冷或水冷，然后进行一次低温补充回火，以消除快冷产生的内应力

3．何谓冷处理？为何冷处理之后还要进行回火或时效？冷处理与二次淬火及二次硬化是不是一样的？以高速钢刃具生产工艺为例说明上述问题。

提示：冷处理之后仍存在淬火应力；二次硬化是高速钢重要的强化手段。

4．试说明下述组织结构及力学性能特点，并回答它们之间有何区别与联系？珠光体和球化组织；马氏体和回火马氏体；索氏体和回火索氏体；屈氏体和回火屈氏体。

5．T12钢加热到770℃后用图2-11所示各种方法冷却，分析其所得组织。

6．用20CrMnTi为材料制造汽车变速箱齿轮，试制定其热处理生产工艺。请采用调质和渗碳两种方法，并比较两者区别。

提示：主要比较经两种工艺处理之后材料由表层到心部的组织，进而比较其性能差异。

试题222

一、填空题（每空1分，共30分）

1. 纯金属常见的晶体结构有面心 （1） 结构，体心 （2） 结构和密排 （3）

结构。金属中常见的点缺陷为 （4） ，线缺陷为 （5） ，面缺陷为 （6） ；工程实践中，通常采用 （7） 晶体缺陷数量的方法强化金属

2. 铁素体的强度高于纯铁，是由于发生了 （8） 强化；孕育铸铁的强度高于普

通灰口铸铁，是由于发生了 (9) 强化；冷变形钢丝的强度高于退火态钢丝，是由于发生了 （10） 强化；珠光体的强度高于铁素体，是由于发生了 （11） 强化。

3. 石墨为片状的灰口铸铁称为 （12） 铸铁，石墨为团絮状的灰口铸铁称为

（13） 铸铁，石墨为球状的灰口铸铁称为 （14） 铸铁。其中， （15） 铸铁的韧性最 （16） ，因而可以锻造。 4. 高分子材料中分子链的形状有三种，其中的 (17) 型具有热固性，而 (18) 具

有热 (19) 性。按照物理状态，室温下处于 （20） 态的高分子材料称为塑料，处于 （21） 态的称为橡胶。高分子材料的加工成型是在其 （22） 态下进行的。

5. 滑动轴承材料的显微组织特征是： （23） 粒子分布在软 （24） 中，或

（25） 粒子分布在硬 （26） 中，前者的承载能力 （27） 于后者。 6. 陶瓷材料中的气相是指 （28） ，它是在 （29） 过程中形成的，它 （30）

了陶瓷的强度。

二、判断题（每小题1分，共10分）

1. 回火托氏体和托氏体都是由铁素体和渗碳体两个相构成的组织，因而他们的性能相

同。

2. 冷却速度越快，钢的淬透性越高。

3. 钢的淬透性越高，产生焊接裂纹的倾向越大。 4. 铝合金也可以象钢那样通过淬火明显提高其硬度。

5. 所有强化金属的手段，都在提高强度的同时降低了韧性。

6. 可锻铸铁中的团絮状石墨是浇注球墨铸铁时石墨球化不良的结果。 7. 一定加热温度下，奥氏体晶粒长大倾向小的钢称为本质细晶粒钢。 8. 所谓过量弹性变形，是指零件发生了塑性变形。 9. 铝极易氧化，故铝制品的抗氧化失效能力极差。

10. 弹簧钢淬火后采用中温回火是想提高钢的弹性模量。

三、单项选择题（每小题1分，共10分）

1. 40钢钢锭在1000℃左右轧制，有时会发生开裂，最可能的原因是

(a) 温度过低；(b) 温度过高；(c) 钢锭含磷量过高；(d) 钢锭含硫量过高 2. 下列碳钢中，淬透性最高的是

(a) 20钢； (b) 40钢； (c) T8钢； (d) T12钢 3. Ni在1Cr18Ni9Ti钢中的主要作用是

(a) 提高淬透性； (b) 固溶强化；(c) 扩大Fe-Fe3C相图中的γ相区；(d) 细化晶粒 4. W18Cr4V钢锻造后，在机械加工之前应进行

(a) 完全退火； (b) 球化退火； (c) 去应力退火； (d) 再结晶退火 5. 下列材料中，最适合制造机床床身的是

(a) 40钢； (b) T12钢； (c) HT300； (d) KTH300-06 6. 下列材料中，最适合制造气轮机叶片的是

(a) 1Cr13钢； (b) 1Cr17钢； (c) 3Cr13钢； (d) 4Cr13钢 7. 下列材料中，最适合制造飞机蒙皮的是

(a) ZAlSi12； (b) 2A50(旧牌号LD5)； (c) ZAlMg10； (d) 2A12(旧牌号LY12)

8. 下列材料中，最适合制造盛放氢氟酸容器的是

(a) 1Cr17； (b) 1Cr18Ni9Ti； (c) 聚四氟乙烯； (d) SiO2 9. 下列材料中，最适合制造汽车板弹簧的是

(a) 60Si2Mn； (b) 5CrNiMo； (c) Cr12MoV； (d) GCr15 10. 下列材料中，最适合制造汽车火花塞绝缘体的是

(a) Al2O3； (b) 聚苯乙烯； (c) 聚丙烯； (d) 饱和聚酯

四、简答题（共20分）

1. （6分）何谓碳钢中的铁素体、渗碳体、珠光体？他们的力学性能各有何特点？ 2. （6分）写出碳质量分数为1.2%的碳钢室温时的相组成物和组织组成物，并计算各

相组成物和组织组成物的质量分数。

3. （8分）示意画出平衡态碳钢的强度随钢的碳质量分数变化曲线，并定性解释该曲

线。

五、综合题（共20分）

欲用20CrMnTi钢制造汽车变速齿轮。

1. （5分） 定性分析该齿轮的受力情况及常见失效方式。 2. （3分） 该齿轮应当具有怎样的力学性能特点？

3. （12分） 写出该齿轮的制造工艺路线，并说明工艺路线中各热处理工序的作用及

热处理加热温度和冷却方式。

六、论述题（10分）

定性比较金属材料、陶瓷材料、高分子材料的性能特点，他们在机械工程中的应用范围有何不同？

试题33

一、名词解释：

１、调质处理： ２、淬透性： ３、马氏体： ４、共析反应： ５、过冷Ａ体： ６、加工强化： 7、热处理： ８、表面淬火：

二、作图题：

１、画出共析钢的“Ｃ”线，并标明淬火临界冷却速度 ℃

lgt

2、Fe-Fe3C相图左下角部分画出并标明淬火加热温度和A1,A2,Acm线、符号

三、下面材料所属类别和应用实例

材料样号 类别 典型热处理工艺 使用状态下组织 应用举例 Q235A Gcr15 45 T12 20CrMnTi 60Si2Mn 16Mn 9SiCr 5CrMnMo

1Cr18Ni9

四、

车床主轴要求轴颈部位硬度为HRC54—58，其余地方为HRC20—25，其加工路线为： 下料 锻造 正火 机加工 调质 机加工 （精） 轴颈表面淬火 低温回火 磨加工 指出： 1、本轴应用的材料：

2、正火和调质的目的和大致热处理工艺 3、表面淬火目的 4、低温回火目的及工艺

5、轴颈表面组织和其余地方组织

标准答案与评分标准

一、填空题（每空1分，共30分）

1. （1）立方；（2）立方；（3）六方；（4）间隙原子或空位或杂质原子；（5）位错；（6）晶

界或亚晶界；（7）增加； 2. （8）固溶；（9）细晶；（10）形变；（11）第二相； 3. （12）普通灰口；（13）可锻；（14）球墨；（15）球墨；（16）高； 4. （17）交联；（18）线型和支化型；（19）塑；（20）玻璃；（21）高弹；（22）粘流； 5. （23）硬；（24）基体；（25）软；（26）基体；（27）低； 6. （28）气孔；（29）烧结；（30）降低。

二、判断题（每小题1分，共10分）

1. 错误； 2. 错误； 3. 正确； 4. 错误； 5. 错误；

6. 错误； 7. 正确； 8. 错误； 9. 错误； 10. 错误。

三、单项选择题（每小题1分，共10分）

1.（d）； 2.（c）； 3.（c）； 4.（b）； 5.（c）； 6.（a）； 7.（d）； 8.（c）； 9.（a）； 10.（a）。

四、简答题（共20分）

1. （6分）

铁素体——碳在α-Fe中的间隙固溶体，软而韧。 （2分） 渗碳体——碳与铁形成的间隙化合物，硬而脆。 （2分） 珠光体——铁素体与渗碳体形成的层片状交替排列的机械混合物，良好的综合力学性

能。 （2分）

2. （6分）

相组成物：a+Fe3C， （1分）

wa%=6.69-1.2椿100%6.69-0.000882.07%， （1分）

wFe3C%=1-wa% 17.93% （1分）

组织组成物： （1P+Fe3CC，分）

wP%=6.69-1.2椿100%6.69-0.77 （192.74%，

分）

wFe3CC%=1-wP% 7.26%

（1分）

3. （8分）

如图所示， （2分）

强度随碳含量增加先增高后下降，在碳含量约1.0%时为强度极大值。 （2分）

强度的这种变化与平衡态碳钢中的组织随碳含量变化有关：当wC￡0.77%时，钢

中的组织为铁素体+珠光体，且珠光体的分数随碳含量增高而增大，而珠光体在钢中起强化作用，故强度随碳含量增加而增高；当wC>0.77%后，钢中的组织为二次渗碳体+珠光体，二次渗碳体以网状分割珠光体，且二次渗碳体的分数随碳含量增高而增大。渗碳体硬而脆，少量的不连续分布的二次渗碳体起强化作用，故强度随碳含量增加继续增高；但当wC31.0%后，二次渗碳体的分数增加到呈连续网状分布，则会在外力作用下首先断裂形成微裂纹，故强度下降。（4分）

度强 0 1.0 w碳含量， C(%)第四题第3题解答图

五、综合题（共20分）

1.（5分）

弯曲应力（1分）接触摩擦应力（1分）冲击力（1分）齿断裂（1分）齿面损伤（1分） 2.（3分）

高的弯曲疲劳强度 （1分） 足够高的齿心强度和韧性（1分）

足够高的齿面接触疲劳强度和硬度（1分） 3. （12分）

下料 → 锻造 → 正火 → 机械加工 → 渗碳、淬火 + 低温回火 → 喷丸→ 磨加→ 成品（6分）

正火：调整硬度，以利于机械加工；～930℃，空冷；（2分）

渗碳、淬火：提高齿面碳含量，获得一定马氏体淬硬层，以提高齿面硬度疲劳强度；～

930℃，油冷；（2分）

低温回火：消除淬火应力，降低脆性，以提高冲击抗力；～200℃，炉冷。（2分）

六、论述题（10分）

略

工程材料模拟试题一

一、填空（每空1分，共30分）

1． 金属材料以___________键结合，陶瓷材料中的主要结合键是___________和

___________，而高分子材料中的主要结合键是___________。

2． 冲击载荷是___________载荷的一种形式。___________是反映材料抵抗冲击载荷能力的

性能指标。

3． 单晶体的性能在不同的方向上是___________的，这是单晶体的___________现象。实际

应用的金属为多晶体，它在各个方向上的性能是___________的，这是实际金属在性能方面所具有的___________现象，而非金属材料的性能在各个方向上___________，它称作非金属材料的___________

4． 铁碳相图中，特征点S称作___________点，该点的碳的质量分数（含碳量）为_____%，

其反应式可表示为______________________。

5． Al、Cu、Ni、γ-Fe等金属具有___________晶体结构，Cr、Mo、W、α-Fe等金属具有

___________晶体结构，它们均具有较好的___________性能。

6． 钢的过冷奥氏体等温转变有___________转变、___________转变和___________转变三

个类型。

7． 使20CrMnTi钢和T10钢淬火进行比较，20CrMnTi钢的___________性好，但___________

性差

8． 钢中的有害杂质元素为___________和___________，它们分别使用钢材产生

___________和___________。

9． 白口铸铁比灰口铸铁硬的原因是白口铸铁中的碳以硬度极高的___________形式存在，

而灰口铸铁中的碳则以硬度较低的___________形式存在的缘故。 10．通常___________合金称为青铜。

二、选择答案题（每小题1分，共10分）（请将正确答案的字母序号填入括号内）

1．晶界、亚晶界是实际晶体材料晶体缺陷中的（ ） A．点缺陷 B. 线缺陷 C. 面缺陷 2.冷变形金属随着变形量的增加，它的（ ）

A．强度提高，塑性提高 B.强度提高，塑性降低 C．强度降低，塑性提高 3.冷变形后的金属，在加热的过程中，将发生再结晶，这种转变是（ ） A．晶格类型变化

B．只有晶粒形状、大小的变化，而无晶格类型的变化 C．既有晶格类型的变化，又有晶粒形状、大小的变化 4．具有共晶反应的二元合金，其共晶成分的合金（ ）

A．铸造性能好 B.锻造性能好 C．焊接性能好

5.按碳相图，钢与铁在成分上的分界点指的是碳的质量分数（含碳量）这（ ） A．0．77% B.2.11% C．4．3% 6．T10材料在加工过程中采用正火处理的目的是 A．提高强度和硬度，改善切削加工性能

B．碎化网状的二次渗碳体，为球化退火作组织准备 C．获得马氏体，提高硬度和耐磨性

7．在可锻铸铁的显微组织中，石墨的形态是（ ） A．片状的 B.球状的 C．团絮状的

8.9SiCr中碳的质量分数（含碳量）约为（ ）

A．0．9% B. 0。09% C．9%

9．化学热处理（ ） A．改变工作的化学成分 B．改变工作组织

C．既改变工件表面的化学成分又改变其表面的级织 10．强化铝合金的重要热处理方法之一是（ ）

A．淬火 B.冷作硬化 B．固溶时效

三、简答题（31分）

1． 强度要求高的低碳钢板，为什么采用冷轧生产，而不采用热轧后进行热处理的方法来生

产？（6分） 2． 锡的熔点为232oC，它在室温下加工属于热加工还是冷加工，简单说明理由。（7分） 3． 计算20钢和T10钢在室温下的平衡组织中各组织组成物的质量分数（百分含量）和两

种钢的大致硬度。（已知铁素体、珠光体、渗碳体的硬度分别为80HB、200HB和800HB，另外铁素体中的含碳量可忽略不计）。画出这两种钢室温显微组织示意图，并标明组织组成物。

四、 综合题（7分）

1. 用40Cr钢制造模数为3的齿轮，其加工工艺路线为：下料（棒料）→锻造毛坯→正火→粗加工→调质→精加工→表面淬火→低温回火→磨削，请说明各热处理工艺的目的、工艺参数。（只说明加热温度范围及冷却方式，不要求具体温度）

五、 12分）

2. 为下列零件选择适用的材料并安排相应的热处理方法或使用状态，备送材料有：20CrMnTi、W18Cr4V、16Mn、40Cr、1Cr18Ni9Ti、65Mn、GCr9。

零件名称 发动机缸体 气门弹簧 汽车底盘纵梁 汽车后桥齿轮 汽车半轴

选用材料 热处理方法或使用状态 试题一

一、名词解释：15分

1．固溶强化 2、奥氏体 3、回火脆性 4、淬透性 5、加工硬化

二、填空题：10分

1、HV、Akv、б0.2分别表示材料的力学性能 、 、 。 2．填出下列机械性能指标的符号：屈服点 、抗拉强度 、洛氏硬度 、延伸率 、断面收缩率 。

2、选材的一般原则是在满足 的前提下，再应考虑 、 。 3．实际金属中存在大量缺陷，根据几何特征可分为三类，试各举一例 、 、 。

4．金属材料冷热加工的区别是 ； 钨在1 1 0 0 ℃加工属于 加工。( 其中钨的熔点是3 4 1 0 ℃)

5．工业用钢按用途分为 钢、 钢、 钢。

10．过冷奥氏体转变为马氏体仅仅是 改变，而无 的改变，所以马氏体是碳在 铁中的 。

三、选择题：10

1．拉伸试验时，试样断裂前所能承受的最大应力称为材料的 。 A屈服强度 B弹性极限 C抗拉强度 D疲劳强度 2．某一钢材制成长短两个试样，测得伸长率分别为28％和35％，则 。 A.短试样塑性好 B.长试样塑性好 C.塑性一样好 D.不能比较 3．体心立方晶格的晶胞中独立原子数为 。 A.9 B.2 C.1 Ｄ. 4

4．下列材料中，淬硬性高的是 。

A.9SiCr B.45 C.12Cr2Ni4WA D.38CrMoAl 5、实际生产中，碳钢的再结晶温度大致为 。

A.600~700℃ B.750~800℃ C.360~450℃ D.360℃以下 6．在Fe-Fe3C相图中，GS线也称为 。

A．共晶线 B.共析线 C. Acm线 D. A3线 7．过冷奥氏体是指冷却到 温度下，尚未转变的奥氏体。 A Mf B Ms C A1 D A3 8．确定碳钢淬火加热温度的基本依据是

A C曲线 B Fe－Fe3C相图 C 钢的Ms线 D CCT曲线 四、选材题（将相应的材料序号填入用材料途前的括号中） 1．（ ）磨床主轴 1．W18Cr4V 2．（ ）挖掘机铲斗的斗齿 3．（ ）汽车缓冲弹簧 4．（ ）机床床身 5．（ ）手术刀 6．（ ）拉刀，长丝锥 7．（ ）仪表箱壳 8．（ ）麻花钻头

2．55Si2Mn 3．CrWMn 4．38CrMoAlA 5．7Cr17 6．Q195 7．HT200 8．ZGMn13

五、综合应用题20分 1．有20CrMnTi、 38CrMoAl、 T12、 45等四种钢材，请选择一种钢材制作汽车变速箱齿轮（高速中载受冲击），并写出工艺路线，说明各热处理工序的作用。

习题1

一、名词解释

滑移、孪生、加工硬化、滑移系、形变织构、回复、再结晶、二次再结晶、热加工

二、填空题

1．常温下，金属单晶体的塑性变形方式为（ ）和（ ）两种。

2．与单晶体比较，影响多晶体塑性变形的两个主要因素是（ ）和（ ）。

3．在金属学中，冷加工和热加工的界限是以（ ）来划分的．因此Cu（熔点为1084℃）在室温下变形加工称为（ ）加工，Sn（熔点为232℃）在室温的变形加工称为（ ）加工。

4．再结晶温度是指（ ），其数值与熔点间的大致关系为（ ）。 5．再结晶后晶粒度的大小取决于（ ）、（ ）、和（ ）。

6．a－Fe发生塑性变形时，其滑移面和滑移方向分别为（ ）和（ ），滑够系为（ ）个。 7．强化金属材料的基本方法有（ ）、（ ）、（ ）和（ ）。

8．冷变形后的金属进行加热，当温度不太高时，金属内部的晶格畸变程度（ ），内应力（ ），这个阶段称为（）。当加热到较高温度，晶粒内部晶格畸变（ ），金属的位错密度（ ），使变形的晶粒逐步变成（等轴晶粒），这一过程称为（ ）。

三、简答题

1.为什么细晶粒的金属材料其强度、塑性均比粗晶粒金属好？ 2．什么是加工硬化？试举例说明加工硬化现象在生产中的利弊。

3．用冷拔紫铜管进行冷弯，加工成输油管，为避免冷弯时开裂，应采用什么措施？为什么？

4．已知W、Fe、Cu的熔点（见教材），说明钨在 1000℃、铁在800℃、铜在600℃时的加工变形是处于什么加工状态。

5．用下述三种方法制成齿轮，哪种方法较为理想？为什么？ （1）用厚钢板切出圆饼再加工成齿轮。 （2）用粗钢棒切下圆饼再加工成齿轮。 （3）由圆棒锻成圆饼再加工成齿轮。 6．说明下列现象产生的原因。

（1）滑移面是原子密度最大的晶面，滑移方向是原子密度最大的方向。 （2）晶界处滑落的阻力最大。

（3）Zn（密排六方）、a一Fe、Cu的塑性不同。

7．简述加热温度对低碳钢的冷塑性变形的组织和性能的影响。

8．在图2－10中的晶面、晶向中，哪些是滑移面，哪单是滑移方向？就图中情况能否构成滑移系？

四、判断题

1．由于再结晶的过程是一个形核长大的过程，因而再结晶前后金属的晶格结构发生变化。（ ）

2．因为体心立方晶格与面心立方晶格具有相同数量的滑移系，所以两种晶体的塑性变形能力完全相同。（） 3．金属的预变形度越大，其开始再结晶的温度越高。（ ） 4．滑移变形不会引起金属晶体结构的变化。（ ） 5．热加工是指在室温以上的塑性变形加工。（ ）

6．为了保持冷变形金属的强度和硬度，应采用再结晶退火。（ ） 7．热加工过程，实行上是加工硬化和再结晶这两个重叠的过程。（ ） 8．孪生变形所需的切应力要比滑移变形时所需的小得多。（ ）

五、选择填空

1．体心立方晶格金属与面心立方晶格金属在塑性上的差别，主要是由于两者的（ ） （a）滑移系数不同 (b)滑移方向数不同

（c）滑移面数不同 （d）滑移面和滑移方向的指数不同 2．随冷塑性变形量增加，金属的（ ）。

（a）强度下降，塑性提高 (b) 强度和塑性都下降 （c）强度和塑性都提高 （d）强度提高，塑性下降 3．冷变形金属再结晶后，则（ ）。，

（a）形成等轴晶，强度增大 (b)形成柱状晶，塑性下降 （c）形成柱状晶，强度升高 (d)形成等轴晶，塑性升高 4．能使单晶体产生塑性变形的应力为（ ）。 （a）正应力 （b）切应力 （c）复合应力

5．变形金属加热时发生的再结晶过程是一个新晶粒代替旧晶粒的过程，这种新晶粒的 晶型是（ ）。

（a）与变形前的金属相同 （b）与变形后的金属相同（c）形成新的晶型 6．再结晶和重结晶都有形核与长大两个过程，主要区别在于有没有（ ）改变。 （a）温度（b）晶体结构 （c）应力状态。 7．冷热加工的区别在于加工后是否留下（ ）。 （a）加工硬化 （b）晶格改变性 （c）纤维组织

8．钢只有通过冷加工并经随后加热才能使晶粒细化，而铁则不需冷加工，只需加热到 一定温度即使晶粒细化，其原因是（ ）

（a）铁总是存在加工硬化，而铜没有 （b）铜有加工硬化现象，而铁没有 （c）铁在固态下有同索异构转变，而钢没有 （d）铁和铜的再结晶温度不同

习题2

一、名词解释

淬火、马氏体、调质处理、二次淬火、珠光体、Ｃ曲线

二、填空

1．本质晶粒度是根据标准实验方法，在（ ）℃保温（ ）小时后测定的奥氏体晶粒大小。

2．共析钢加热到均匀的奥氏体化状态后缓慢冷却，稍低于 温度将形成（ ），为（ ）与（ ）的机械混合物，其典型形态为（ ）或（ ）。

3． 中马氏体是碳在α—Fe中的过饱和（ ），具有（ ）点阵。

4． 于过冷奥氏体等温转变图通常呈（ ），所以又称（ ），亦称为（ ）。

5．把钢加热到临界点Ac1；或Ac3以上保温并随之以大于临界冷却速度冷却，用以得到介稳状态的马氏体或下贝氏体组织的热处理工艺方法称为（ ）。 6．中温回火主要用于处理（ ）。。因火后得到（ ）。

7．根据渗碳剂在渗碳过程中聚集状态的不同，渗碳方法可以分为（ ）、（ ）和（）三种。

8．在钢的表面同时渗入碳和氮的化学热处理工艺称为（ ），其中低温（ ）的硬度提高不多，故又称为（ ）。

三、简答

1．什么是热处理？常见的热处理方法有几种，其目的是什么？从相图上看，怎样的合金才能进行热处理？提示：只有从高温到低温发生相变或由固溶体溶度变化的合金才有可能进行热处理。

2．什么是回火？回火的分类、因火的目的是什么？回火的四个阶段具有怎样的特点？如何避免回火脆性，相应回答回火冷却时应注意什么？

提示：回火后工件一般在空气中冷却，对于具有第二类回火脆性的钢件，回火后进行油

冷。对于性能要求较高的工件在防止开裂条件下，可进行油冷或水冷，然后进行一次低温补充回火，以消除快冷产生的内应力

3．何谓冷处理？为何冷处理之后还要进行回火或时效？冷处理与二次淬火及二次硬化是不是一样的？以高速钢刃具生产工艺为例说明上述问题。

提示：冷处理之后仍存在淬火应力；二次硬化是高速钢重要的强化手段。

4．试说明下述组织结构及力学性能特点，并回答它们之间有何区别与联系？珠光体和球化组织；马氏体和回火马氏体；索氏体和回火索氏体；屈氏体和回火屈氏体。

5．T12钢加热到770℃后用图2-11所示各种方法冷却，分析其所得组织。

6．用20CrMnTi为材料制造汽车变速箱齿轮，试制定其热处理生产工艺。请采用调质和渗碳两种方法，并比较两者区别。

提示：主要比较经两种工艺处理之后材料由表层到心部的组织，进而比较其性能差异。

四、判断正误并改正

1．铁素体相为面心立方点阵，渗碳体为复杂斜方点阵，奥氏体为体心立方点阵，三者点阵结构相差很大。 2．珠光体的片层间距主要取决于其形成温度。在连续冷却条件下，冷却速度越大，珠光体形成温度越低，即过冷度越大，则片层间距越小。

3．珠光体的形成过程，包含着两个同时进行的过程：一个是通过碳的扩散生成低碳的渗碳体和高碳的铁素体；另一个是晶体点阵重构，由面心立方贝氏体的转变为体心立方的马氏体和复杂单斜点阵的回火组织。 4．低碳钢中的马氏体组织，因其显微组织是由许多成群的板条组成，故又称为板条马氏体。对某些钢因板条不易侵蚀显现出来，而往往呈现为块状，所以有时也称之为块状马氏体，又因为这种马氏体的亚结构主要为位错，通常也称它为位错型马氏体。

5．马氏体的等温转变一般不能进行到底，完成一定的转变量后就停止了。

６．大量的实验结果都证明，在屈服强度相同的条件下，位错型马氏体具有较高的硬度且比孪晶马氏体的韧性差的多。

7．为了减小工件与淬火介质之间的温差，减小内应力，可以把欲淬火的工件，在淬入淬火介质之前，先水冷一段时间。这种方法叫“预冷淬火法”

8．使钢中的碳化物球状化。或获得“球状珠光体”的退火工艺称为球化退火。因其也能够消除或减少化学成分偏析及显微组织的不均匀性，所以也称扩散退火。

五、选择填空

1．根据Ｆe一C相图，温度在A1以下时,碳钢的平衡组织为（ ）或（ ）加（ ）或（ ）加（ ）。 (a)珠光体 (b)渗碳体 （c）铁素体 （d）马氏体

2．如果珠光体的形成温度较低，在光学显微镜下，很难辨别其铁素体片与渗碳体片的形态，由电子显微镜

测定其片层间距，大约在800~1500?之间，这种细片状珠光体。工业上叫做（ ）。 （a）超细珠光体 (b)索氏体 （c） 屈氏体（d）马氏体

3．实际生产中退火的种类很多，按其物理本质的不同可分为（ ）、（ ）和（ ）三大类。 （a）重结晶、再结晶、去应力退火 （b）扩散、球化法、去应力退火 （c）再结晶、完全、去应力退火 （d）去氢、扩散、重结晶退火

4．对于亚共折钢，适宜的淬火加热温度一般为（ ），淬火后的组织为均匀的马氏体。 (a)Ac1+30~50℃ (b) Acm+30~50℃ (c) Ac3+30~50℃ (d) A0+30~50℃

5．当残余奥氏体比较稳定．在较高温度回大加热保温时来发生分解：而在随后冷却时转变为马氏体。这种在回火冷却时残余奥氏体转变为马氏体的现象称为（ ）。

(a)二次硬化（b）回火抗性（c）二次淬火（d）孪晶马氏体反稳定化

6．真空热处理、可控气氛热处理、辉光离子热处理和（ ）等热处理技术是当代发展 起来的具有广泛应用前景的新技术。

（a）表面淬火 （b）复合热处理 （c）化学热处理 （d）表面热处理

第1章 材料的性能 一、选择题

1.表示金属材料屈服强度的符号是（ B） A.σ B.σs C.σb D.σ-1 2.表示金属材料弹性极限的符号是（ A） A.σe B.σs C.σb D.σ-1

3.在测量薄片工件的硬度时，常用的硬度测试方法的表示符号是（ B）A.HB B.HRC C.HV D.HS

4.金属材料在载荷作用下抵抗变形和破坏的能力叫（A ） A.强度 B.硬度 C.塑性 D.弹性 二、填空

1.金属材料的机械性能是指在载荷作用下其抵抗（变形 ）或（破坏 ）的能力。 2.金属塑性的指标主要有（伸长率）和（断面收缩率）两种。

3.低碳钢拉伸试验的过程可以分为弹性变形、（塑性变形）和（断裂）三个阶段。 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。 5.疲劳强度是表示材料经（无数次应力循环）作用而（不发生断裂时）的最大应力值。 三、是非题

1.用布氏硬度测量硬度时，压头为钢球，用符号HBS表示。 是 2.用布氏硬度测量硬度时，压头为硬质合金球，用符号HBW表示。 是 3.金属材料的机械性能可以理解为金属材料的失效抗力。 四、改正题

1. 疲劳强度是表示在冲击载荷作用下而不致引起断裂的最大应力。 将冲击载荷改成交变载荷

2. 渗碳件经淬火处理后用HB硬度计测量表层硬度 。 将HB改成HR 3. 受冲击载荷作用的工件，考虑机械性能的指标主要是疲劳强度。 将疲劳强度改成冲

击韧性

4. 衡量材料的塑性的指标主要有伸长率和冲击韧性。 将冲击韧性改成断面收缩率

5. 冲击韧性是指金属材料在载荷作用下抵抗破坏的能力。 将载荷改成冲击载荷 五、简答题

1.说明下列机械性能指标符合所表示的意思：σs、σ0.2、HRC、σ-1、σb、δ5、HBS。

：条件屈服强度 HRC：洛氏硬度（压头为金刚石圆锥） σ-1: 疲劳极限

σs: 屈服强度 σ

0.2

σb: 抗拉强度 σ5：l0=5d0时的伸长率（l0=5.65s01/2） HBS:布氏硬度（压头为钢球） 第2章 材料的结构 一、选择题

1. 每个体心立方晶胞中包含有（B）个原子 A.1 B.2 C.3 D.4 2. 每个面心立方晶胞中包含有（C）个原子 A.1 B.2 C.3 D.4

3. 属于面心立方晶格的金属有（C） A.α-Fe,铜B.α-Fe,钒 C.γ-Fe,铜 D.γ-Fe,钒

4. 属于体心立方晶格的金属有（B） A.α-Fe,铝B.α-Fe,铬 C.γ-Fe,铝 D.γ-Fe,铬

5. 在晶体缺陷中，属于点缺陷的有（A） A. 间隙原子 B.位错 C.晶界 D.缩孔 6. 在立方晶系中,指数相同的晶面和晶向(B) A.相互平行 B.相互垂直 C.相互重叠 D.毫无关联 7. 在面心立方晶格中,原子密度最大的晶面是(C) A.(100) B.(110) C.(111) D.(122) 二、是非题

1. 金属或合金中,凡成分相同、结构相同，并与其他部分有界面分开的均匀组成部分称为相。 是

2. 在体心立方晶格中，原子排列最密的方向[111]垂直于原子排列最密的晶面（110）。 非

（指数相同才会相

互垂直）

3. 单晶体具有各向同性，多晶体具有各向异性。 非（晶体具有各向异性，非晶体具有各向同性）

4．晶体的配位数越大，其致密度也越高。 是 三、填空题

1. 一切固态物质可以分为（晶体 ）与（非晶体）两大类。 2. 晶体缺陷主要可分为（点缺陷）,（线缺陷）和面缺陷三类。 3. 晶体缺陷中的点缺陷除了置换原子还有（间隙原子）和（空位）。

4. 面缺陷主要指的是（晶界）和（亚晶界）；最常见的线缺陷有（刃型位错）和（螺型位错）。 5. 每个面心立方晶胞在晶核中实际含有（ 4）原子，致密度为（ 0.74），原子半径为（2?

a/4）。

6. 每个体心立方晶胞在晶核中实际含有（ 2）原子，致密度为（ 0.68），原子半径为（3?a/4）。

7. 每个密排六方晶胞在晶核中实际含有（ 6）原子，致密度为（ 0.74），原子半径为（ a/2 ）。 四、解释下列现象

1. 金属一般都是良导体，而非金属一般为绝缘体。 2．实际金属都是多晶体结构。

第3章 材料的凝固 A 纯金属的结晶 一、 是非题

1. 物质从液体状态转变为固体状态的过程称为结晶。 非(称为凝固) 2. 金属结晶后晶体结构不再发生变化。 非

3. 在金属的结晶中，随着过冷度的增大，晶核的形核率N和长大率G都增大，在N/G增大的情况下晶粒细化。 是

4. 液态金属结晶时的冷却速度越快，过冷度就越大，形核率和长大率都增大，故晶粒就粗大。非（晶粒都会细化）

5. 液态金属冷却到结晶温度时，液态金属中立即就有固态金属结晶出来。非（要到理论结晶温度以下才会有） 二、 填空题

1.随着过冷度的增大，晶核形核率N（增大），长大率G（增大）。

2.细化晶粒的主要方法有（a、控制过冷度 b、变质处理 c、振动、搅拌）。 3.纯铁在1200℃时晶体结构为（γ-Fe），在800℃时晶体结构为（α-Fe）。 三、改正题

1.金属的同素异构转变同样是通过金属原子的重新排列来完成的，故称其为再结晶。 2.在一般情况下，金属结晶后晶粒越细小，则其强度越好，而塑性和韧性越差。 将差改成好 四、简答题

1.影响金属结晶过程的主要因素是什么？ 答：晶核形核率和长大率

2.何谓金属的同素异构转变？并以纯铁来说明。

答：有些物质在固态下其晶格类型会随温度变化而发生变化，这种现象称为同素异构转变。

纯铁在固态下的冷却过程中有两次晶体结构变化：?-Fe ? ?-Fe ? ?-Fe ?-Fe、γ-Fe、α-Fe是铁在不同温度下的同素异构体，其中?-Fe和α-Fe都是体心立方晶格，分别存在于熔点到1394℃之间及912℃以下，γ-Fe是面心立方晶格，存在于1394℃到912℃之间。

3.试述晶粒大小对其机械性能有何影响？

答：常温下，晶粒越细，晶界面积越大，因而金属强度、硬度越高，同时塑性、韧性越好。

高温下，晶界呈黏滞状态，在外力作用下易产生滑动和迁移，因而细晶粒无益，但晶粒太粗，易产生应力集中。因而高温下晶粒过粗、过细都不好。

B 合金的结晶 一、 填空题

1. 根据溶质原子在溶剂晶格中分布情况的不同，可将固溶体分为（置换固溶体）和（间隙固溶体）。

2. 相是指合金中（成分相同）与（结构相同）均匀一致的组成部分。

3. 合金的晶体结构大致可以有三种类型：（固溶体），金属化合物和（ ）。 4. 组成合金的（最简单），（最基本），（能够独立存在）的物质称为组元。

5．两种元素组成固溶体，则固溶体的晶体结构（与组成元素之一的晶体结构相同）。 二、改正题

1.合金中各组成元素的原子按一定比例相互作用而生成的一种新的具有金属特性的物质称为固溶体。 将固溶体改成金属化合物

2.合金元素在固态下彼此相互溶解或部分地溶解，而形成成分和性能均匀的固态合金称为金属化合物。 将金属化合物改成固溶体 3.固溶体的强度和硬度比溶剂金属的强度和硬度高。

4.间隙固溶体和置换固溶体均可形成无限固溶体。间隙固溶体可形成有限固溶体，置换固溶体可形成无限固溶体 三 、简答题

1.试述金属中固溶体与金属化合物的机械性能有何特点。

答：固溶体的强度、硬度高，塑性、韧性低；金属化合物具有较高的熔点、硬度和较大的脆性。

2.合金中固溶体和金属化合物的晶体结构有何不同？

C 铁碳合金相图 一、选择题

1. 铁素体是碳溶解在（A ）中所形成的间隙固溶体。 A．α-Fe B．γ-Fe C．δ-Fe D．β-Fe 2.奥氏体是碳溶解在（ B）中所形成的间隙固溶体。 A．α-Fe B．γ-Fe C．δ-Fe D．β-Fe 3.渗碳体是一种（C）。

A．稳定化合物 B．不稳定化合物 C．介稳定化合物 D．易转变化合物 4.在Fe-Fe3C相图中，钢与铁的分界点的含碳量为（C）。 A．2％ B．2.06％ C．2.11％ D．2.2％ 5.莱氏体是一种（C）。

A．固溶体B．金属化合物 C．机械混合物 D．单相组织金属 6.在Fe-Fe3C相图中，ES线也称为（D）。

A．共晶线 B．共析线 C．A3线 D．Acm线 7.在Fe-Fe3C相图中，GS线也称为（C）。 A．共晶线 B．共析线 C．A3线 D．Acm线 8. 在Fe-Fe3C相图中，共析线也称为（A）。 A．A1线 B．ECF线 C．Acm线 D．PSK线 9.珠光体是一种（C）。

A．固溶体 B．金属化合物 C．机械混合物 D．单相组织金属

10.在铁－碳合金中，当含碳量超过（B）以后，钢的硬度虽然在继续增加，但强度却在明显下降。

A．0.8％ B．0.9％ C．1.0％ D．1.1％

11.通常铸锭可由三个不同外形的晶粒区所组成，其晶粒区从表面到中心的排列顺序为（A）。 A．细晶粒区－柱状晶粒区－等轴晶粒区 B．细晶粒区－等轴晶粒区－柱状晶粒区 C．等轴晶粒区－细晶粒区－柱状晶粒区 D．等轴晶粒区－柱状晶粒区－细晶粒区 12.在Fe-Fe3C相图中，PSK线也称为（B）。 A．共晶线 B．共析线 C．A3线 D．Acm线 13.Fe-Fe3C相图中，共析线的温度为（D）。 A．724℃ B．725℃ C．726℃ D．727℃ 14.在铁碳合金中，共析钢的含碳量为（B）。 A．0.67％ B．0.77％ C．0.8％ D．0.87％ 二、填空题

1. 珠光体是（铁素体）和（渗碳体）混合在一起形成的机械混合物。 2. 碳溶解在（α-Fe）中所形成的（固溶体）称为铁素体。

3. 在Fe-Fe3C相图中，共晶点的含碳量为（4.3% ），共析点的含碳量为（ 0.77% ）。 4. 低温莱氏体是（ 珠光体 ）和（共晶渗碳体 ）组成的机械混合物。 5. 高温莱氏体是（共晶奥氏体 ）和（工晶渗碳体 ）组成的机械混合物。

6. 铸锭可由三个不同外形的晶粒区所组成，即（ 表层细晶区 ），（柱状晶区 ）和心部等轴晶粒区。

7. 在Fe-Fe3C相图中，共晶转变温度是（ 1148℃），共析转变温度是（ 727℃ ）。 三、改正题

1. 在Fe-Fe3C相图中,GS斜线表示由奥氏体析出二次渗碳体的开始线，称为A3线。冷却时铁素体从奥氏体中析出开始、加热时铁素体向奥氏体转变终了的温度线

2. 在铁碳合金相图中，PSK线是一条水平线（727℃），该线叫共晶线，通称A1线。 3. 过共析钢缓冷到室温时，其平衡组织由铁素体和二次渗碳体组成。珠光体 4. 珠光体是由奥氏体和渗碳体所形成的机械混合物，其平均含碳量为0.77%。铁素体 5. 亚共晶白口铁缓冷到室温时，其平衡组织由铁素体，二次渗碳体和莱氏体组成。珠光体 6. 在亚共析钢平衡组织中，随含碳量的增加，则珠光体量增加，而二次渗碳体量在减少。含碳量在0.0218%～0.77%范围内增加

7. 过共晶白口铁缓冷到室温时，其平衡组织由珠光体和莱氏体组成。一次渗碳体和低温莱

氏体

8. 在铁碳合金相图中，钢的部分随含碳量的增加，内部组织发生变化，则其塑性和韧性指标随之提高。下降

9. 在铁碳合金相图中，奥氏体在1148℃时，溶碳能力可达4.3%。2.11%

10.碳溶解在α-Fe中可形成的间隙固溶体称为奥氏体，其溶碳能力在727℃时为0.0218%。铁素体

11.在铁碳合金相图中，铁素体在727℃时，溶碳能力可达2.11%。0.0218%

12.在过共析钢中含碳量越多，则其组织中的珠光体量减少，而铁素体量在增多。二次渗碳体

13.碳溶解在γ-Fe中所形成间隙固溶体称为铁素体，其溶碳能力在727℃时为0.77%。奥氏体

14.亚共析钢缓冷到室温时，其平衡组织由铁素体和二次渗碳体组成。珠光体 15.奥氏体化的共析钢缓慢冷却到室温时，其平衡组织为莱氏体。珠光体

16.在铁碳合金相图中，ES线是碳在奥氏体中的溶解度变化曲线，通称A1线。γ-Fe Acm

四、简答题

1.铁碳合金中基本相有哪几相？室温下的基本相是什么？

答：基本相有液相L高温铁素体相δ、铁素体相α、奥氏体相γ和渗碳体相Fe3C

室温下的基本相是 2.试分析含碳量为0.6%。铁碳含金从液态冷却到室温时的结晶过程。 答： 3.试分析含碳量为1.2%铁碳合金从液体冷却到室温时的结晶过程。

答：合金在1～2点转变为 ? , 到 3 点, 开始析出Fe3C。从奥氏体中析出的Fe3C称二次渗碳体, 用Fe3CⅡ表示,其沿晶界呈网状分布。温度下降, Fe3CⅡ量增加。到4点， ? 成分沿ES线变化到S点，余下的? 转变为P。P53

4.结合Fe-Fe3C相图指出A1、A3和Acm代表哪个线段，并说明该线段表示的意思。 答：A1为PSK水平线，即共析线，在该线温度（727℃）下发生共析转变

A3为GS线，即γ?α固溶体转变线 Acm为ES线，即碳在γ-Fe中的固溶线 5.简述碳钢中碳含量变化对机械性能的影响。

答：亚共析钢随含碳量增加，P 量增加，钢的强度、硬度升高, 塑性、韧性下降.

0.77%C时, 组织为100% P, 钢的性能即P的性能。

＞0.9%C，Fe3CⅡ为晶界连续网状，强度下降, 但硬度仍上升。 ＞2.11%C，组织中有以Fe3C为基的Le’,合金太脆

6.写出铁碳相图上共晶和共析反应式及反应产物的名称。 答：共晶:L4.3→γ

共析：γ

0.77

2.11

＋Fe3C,产物为奥氏体和渗碳体的机械混合物，即莱氏体。

0.0218

→α+Fe3C,产物为铁素体和渗碳体的机械混合物，即珠光体。

7.在Fe—Fe3C相图上空白处填写上组织。 8.简述Fe—Fe3C相图应用是在哪些方面？

答：铁碳合金相图是研究铁碳合金最基本的工具，是研究碳钢和铸铁成分、温度、组织及性

能之间关系的理论基础，是制定热加工、热处理、冶炼和铸造工艺的依据。 五、计算题

1.二块钢样，退火后经显微组织分析，其组织组成物的相对含量如下： 第一块：珠光体占40%，铁素体60%。 第二块：珠光体占95%，二次渗碳体占5%。

试问它们的含碳量约为多少？（铁素体含碳量可忽略不计）

解：∵铁素体含碳量忽略不计∴第一块：C％=P面积％×0.77%=QP×0.77%=0.31% 第二块：C%=QP×0.77%+QFe3CⅡ×2.11%=0.84%

2.已知铁素体的σb=180-230MPa，δ=30%-50%，HB=50-80；珠光体的σb=770MPa，δ=20%-35%，HB=180；,试计算45钢的硬度,抗拉强度和伸长率。 解：由已知可得45钢中Qp=58.4%，Qα=41.6% ∵?混 = ??? Q? + ?β? Qβ

∴45钢的σb=σb(F)×Qα+Qp×σb（P）=230×41.6%+770×58.4%=545.36MPa δ=δF×Qα+Qp×δp= 0.5×41.6%+0.35×58.4%=41.24%

HB=HB(F) ×Qα+ Qp×HB(p)=80×41.6%+180×58.4%=138.4 3.室温下45钢（含碳量0.45%）中铁素体和珠光体的相对重量百分比。 解：由杠杆定理有Qp=（0.45-0.0008）/(0.77-0.0008)×100%=58.4% 则Qα=100%-58.4%=41.6%

4.某锅炉钢板，图纸要求用20钢制作。显微组织观察发现，组织中珠光体的量占30%，问钢板是否符合图纸要求。（20钢含碳量范围为0.17-0.23%） 解：由已知可求的C%=Qp×0.77%=23%

又∵20钢含碳量范围为0.17-0.23% ∴钢板符合图纸要求

5. 用Pb-Sb合金制造轴瓦，要求其组织在共晶体上分布有10%Sb作硬质点，试求该合金的成分和硬度，（Pb-Sb合金相图如下所示，纯Pb的硬度为HB=3，纯Sb的硬度为HB=30）。

温度℃ 解：由已知可得 252℃ ∵HB混 = HB? ? Q? +HBβ? Qβ

∴ HB=

↑ Pb 11.1 Sb Pb-Sb合金相图 第5章 钢的热处理 一、 选择题

Sb,%→

1.加热是钢进行热处理的第一步，其目的是使钢获得（B ）。

A．均匀的基体组织 B．均匀的A体组织 C．均匀的P体组织 D．均匀的M体组织 2.下列温度属于钢的高、中、低温回火温度范围的分别为（A ）（D ）（B ）。 A．500℃ B．200℃ C．400℃ D．350℃

3.碳钢的淬火工艺是将其工件加热到一定温度，保温一段时间，然后采用的冷却方式是（D ）。 A．随炉冷却 B．在风中冷却 C．在空气中冷却 D．在水中冷却

4.正火是将工件加热到一定温度，保温一段时间，然后采用的冷却方式是（C ）。 A．随炉冷却 B．在油中冷却 C．在空气中冷却 D．在水中冷却 5.完全退火主要用于（A ）。

A．亚共析钢 B．共析钢 C．过共析钢 D．所有钢种 6.共析钢在奥氏体的连续冷却转变产物中，不可能出现的组织是（ C）。 A．P B．S C．B D．M

7.退火是将工件加热到一定温度，保温一段时间，然后采用的冷却方式是（A ）。 A．随炉冷却 B．在油中冷却 C．在空气中冷却 D．在水中冷却 二、是非题

1. 完全退火是将工件加热到Acm以上30～50℃，保温一定的时间后，随炉缓慢冷却的一种热处理工艺。√

2. 合金元素溶于奥氏体后，均能增加过冷奥氏体的稳定性。×

3. 渗氮处理是将活性氮原子渗入工件表层，然后再进行淬火和低温回火的一种热处理方法。×

4. 马氏体转变温度区的位置主要与钢的化学成分有关，而与冷却速度无关。× 三、填空题

1. 共析钢中奥氏体形成的四个阶段是：（ 奥氏体晶核形成 ），（ 奥氏体晶核长大 ），残余Fe3C溶解，奥氏体均匀化。

2. 化学热处理的基本过程，均由以下三个阶段组成，即（介质分解 ），（工件表面的吸收 ），活性原子继续向工件内部扩散。

3. 马氏体是碳在（ α-Fe ）中的（过饱和溶液 ）组织。

4. 在钢的热处理中，奥氏体的形成过程是由（ 加热 ）和（ 保温 ）两个基本过程来完成的。

5. 钢的中温回火的温度范围在（350～500 ℃ ），回火后的组织为（回火托氏体 ）。

6. 钢的低温回火的温度范围在（ 150～250 ℃ ），回火后的组织为（回火马氏体 ）。

7. 在钢的回火时，随着回火温度的升高，淬火钢的组织转变可以归纳为以下四个阶段：马氏体的分解，残余奥氏体的转变，（ 铁素体中析出 Fe3C ），（铁素体多边形化 ）。 8. 钢的高温回火的温度范围在（ 500～ 650℃ ），回火后的组织为（ 回火索氏体 ）。

9. 常见钢的退火种类有：完全退火，（等温退火 ）和（ 球化退火 ）。

10. 根据共析钢的C曲线，过冷奥氏体在A1线以下转变的产物类型有（P型组织 ），（S型组织 ）和马氏体型组织。

11. 材料在一定的淬火剂中能被淬透的（ 淬硬层深度越大 ）越大，表示（ 淬透性 ）越好。 四、改正题

1. 临界冷却速度是指过冷奥氏体向马氏体转变的最快的冷却速度。 最小 2. 弹簧经淬火和中温回火后的组织是回火索氏体。 回火托氏体

3. 低碳钢和某些低碳合金钢，经球化退火后能适当提高硬度，改善切削加工。 降低 4. 完全退火主要应用于过共析钢。 亚共析钢

5. 去应力退火是将工件加热到Ac3线以上ˇ，保温后缓慢地冷却下来地热处理工艺。 30～50℃

6. 减低硬度的球化退火主要适用于亚共析钢。 共析钢和过共析钢

7. 在生产中，习惯把淬火和高温回火相结合的热处理方法称为预备热处理。 调制处理 8. 除钴之外，其它合金元素溶于奥氏体后，均能增加过冷奥氏体的稳定性，使C曲线左移。右移

9. 马氏体硬度主要取决于马氏体中的合金含量。 含碳量 10.晶粒度是用来表示晶粒可承受最高温度的一种尺度。

11.钢的热处理后的最终性能，主要取决于该钢的化学成分。 组织结构

12.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。 组织结构

13.热处理的加热，其目的是使钢件获得表层和心部温度均匀一致。 奥氏体成分 14.过共析钢完全退火后能消除网状渗碳体。 球化退火 15.淬火钢随着ˇ回火温度的升高，钢的硬度值显著降低，这种现象称为回火脆性。 某些范围内 冲击韧性

16.调质钢经淬火和高温回火后的组织是回火马氏体。 回火索氏体 17.马氏体转变的Ms和Mf温度线，随奥氏体含碳量增加而上升。 下降 五、简答题

1.指出下列工件正火的主要作用及正火后的组织。 （1）20CrMnTi制造传动齿轮 （2）T12钢制造铣刀

答：⑴调整硬度，便于切削加工；细化晶粒，为淬火作准备；消除残余内应力。正火后组织为F和S.⑵正火是为了消除网状二次渗碳体，为球化退火做组织准备，同时正火可增加珠光体量并细化晶粒，提高强度、硬度和塑性，并作为最终热处理。正火后组织为索氏体。 2.用45钢制造主轴，其加工工艺的路线为：下料——锻造——退火——粗加工——调质处理

试问：（1）调质处理的作用。（2）调质处理加热温度范围。

答：⑴调制处理可以使材料具有良好的综合力学性能，在保持较高强度的同时，具有良好的塑性和韧性。⑵500～650℃

3.热处理的目是什么？有哪些基本类型？

答：目的是改变钢的组织结构，从而获得所需要的性能。

根据加热、冷却方式及钢组织性能变化特点的不同，可分为下面几类： ⑴普通热处理。退火、正火、淬火和回火。 ⑵表面热处理。表面淬火和化学热处理。

⑶其他热处理。真空热处理、形变热处理、控制气氛热处理、激光热处理等。 根据零件生产过程中所处的位置和作用，又可分为预备热处理与最终热处理。 4.简述过冷奥氏体等温转变组织的名称及其性能。

答：随过冷度不同，过冷奥氏体将发生3种类型转变，即珠光体转变、贝氏体转变和马氏体转变。⑴珠光体转变根据片层厚薄不同可细分为珠光体、索氏体和托氏体。片间距越小，钢的强度、硬度越高，同时塑性和韧性略有改善。

⑵贝氏体转变根据组织形态不同，分为上贝氏体和下贝氏体。上贝氏体强度与塑性都较低，而下贝氏体除了强度和硬度较高外，塑性、韧性也较好，即具有良好的综合力学性能。 ⑶马氏体根据组织形态可分为板条状和针状两大类，高硬度是马氏体性能的主要特点，含碳量增加硬度也提高。

5.氮化处理与渗碳处理相比有哪些特点。 答：与渗碳相比，渗氮的特点是：

①渗氮件表面硬度高（1000～2000HV）,耐磨性高，具有高的热硬性。 ②渗氮件疲劳硬度高。 ③渗氮件变形小。 ④渗氮件耐蚀性好。

6.什么叫退火？其主要目的是什么？

答：将钢加热至适当温度保温，然后缓慢冷却（炉冷）的热处理工艺叫做退火。 其主要目的有：①调整硬度，便于切削加工；②消除残余内应力，防止在后续加工或热处理中发生变形或开裂；③细化晶粒，提高力学性能，或未最终热处理作组织准备。 7.什么叫回火？淬火钢为什么要进行回火处理？

答：回火是将淬火钢加热到A1以下某温度保温后再冷却的热处理工艺。 为避免淬火件在放置过程中发生变形或开裂，钢件经淬火后应及时进行回火。 8.什么叫淬火？其主要目的是什么？

答：淬火是将钢加热到临界点以上，保温后以大于VK的速度冷却，使奥氏体转变为马氏体的热处理工艺。

其目的就是为了获得马氏体，提高钢的力学性能。

9.淬火钢采用低温或高温回火各获得什么组织？其主要应用在什么场合？

答：获得回火马氏体或回火索氏体。低温回火主要用于处理各种工具、模具、轴承及经渗碳和表面淬火的工件；高温回火可用于各种重要结构件如连杆、轴、齿轮等的处理，也可作为某些要求较高的精密零件、量具等的预备热处理。 10.指出过共析钢淬火加热温度的范围，并说明其理由。

答：温度范围是Ac1＋(30～60）℃。过共析钢由于退火前经过球化退火，因此淬火后组织为细马氏体加颗粒状渗碳体和少量残余奥氏体。分散分布的颗粒状渗碳体对提高钢的硬度

和耐磨性有利。如果将过共析钢加热到Ａｃｍ以上，则由于奥氏体晶粒粗大、含碳量提高，使淬火后马氏体晶粒也粗大，且残余奥氏体量增多，这使钢的硬度、耐磨性下降，脆性和变形开裂倾向增加。

11.球化退火的目的是什么？主要应用在什么场合？

答：球化退火的目的在于降低硬度，改善切削加工性能，并为后续热处理作组织准备。 主要用于共析钢和过共析钢。

12.用10钢制作一要求耐磨的小轴(直径为20 mm),其工艺路线为:下料---锻造---正火---机加工---渗碳---淬火---低温回火---磨加工。说明各热处理工序的目的及使用状态下的组织。

答：正火是为了调整工件硬度，便于切削加工，同时可以细化晶粒，为淬火作准备，还可以消除残余内应力；

渗碳可以提高工件表面硬度、耐磨性及疲劳强度，同时可以保持心部良好的韧性和塑性； 淬火是为了提高钢的力学性能；

低温回火则可以保持淬火后高硬度、高耐磨性的同时，降低内应力，提高韧性。

第6章 工业用钢 一、选择题

1. 欲要提高18－8型铬镍不锈钢的强度，主要是通过（B ）。

A．时效强化方法 B．固溶强化方法 C．冷加工硬化方法 D．马氏体强化方法 2.20CrMnTi钢根据其组织和机械性能，在工业上主要作为一种（ A）使用。 A．合金渗碳钢 B．合金弹簧钢 C．合金调质钢 D．滚动轴承钢

3.大多数合金元素均在不同程度上有细化晶粒的作用，其中细化晶粒作用最为显著的有（C ）。

A．Mn,P B．Mn,Ti C．Ti,V D．V,P

4.除（A ）元素外，其它合金元素溶于奥氏体后，均能增加过冷奥氏体的稳定性。 A．Co B．Cr C．Mn D．Ti 5.优质钢的含硫量应控制在下列（ C）范围内。

A．0.06％～0.05％ B．0.05％～0.035％ C．0.035％～0.02％ D．0.02％～0.015％ 6.优质钢的含磷量应控制在下列（ C）范围内。

A．0.055％～0.045％ B．0.045％～0.035％ C．0.035％～0.03％ D．0.03％～0.02％ 二、是非题

1.合金元素均在不同程度上有细化晶粒的作用。×

2.优质碳素结构钢的牌号用两位数字来表示，如45钢，该数字表示钢的1/10最低抗拉强度值。×

3.碳素工具钢的牌号，如T8，T12，该数字表示钢的最低冲击韧性值。× 4.钢中的含硫量增加，其钢的热脆性增加。√ 5.钢中的含磷量增加，其钢的热脆性增加。× 三、填空题

1.高速工具钢经高温淬火加多次回火后，具有很高的（强度、硬度）和较好的（ 塑性、韧性）。

2.不锈钢按其金相显微组织不同，常用的有以下三类：（ 马氏体不锈钢），（铁素体不锈钢），奥氏体型不锈钢。 四、改正题

1.高锰钢加热到1000-1100℃,淬火后可获得单相马氏体组织。 过饱和单相奥氏体 2.1Cr18Ni9钢是一种马氏体不锈钢。 奥氏体 3.5CrNiMo钢是合金结构钢。 热锻模钢 4.40Cr钢是合金渗碳钢。 调质钢 5.20CrMnTi钢是合金调质钢。 渗碳钢 6.GCr15是专用的合金工具钢。 滚动轴承钢 7.1Cr13钢是奥氏体不锈钢。 马氏体 8.W18Cr4V钢是不锈钢。 高速工具钢 五、简答题

1.指出下列牌号是哪种钢？其含碳量约多少？ 20、9siCr、40Cr、5CrMnMo 牌号 20 9siCr 40Cr 5CrMnMo W18Cr4V、5CrNiMo 牌号 W18Cr4V 5CrNiMo

3.指出下列牌号是哪类钢？其含碳量约多少？ T9A、GCr15、30、20Cr 牌号 T9A GCr15 30 20Cr 4.合金元素在钢中主要作用有哪些？ 1、对钢中基本相的影响：

A、溶于铁素体，起固化作用（Si、Mn的固溶强化效果最明显）

B、形成碳化物（合金元素与碳的亲和力从小到大的顺序为：Zr、Ti、Nb、V、W、Mo、Cr、

类型 高级优质碳素工具钢 滚动轴承钢 碳素结构钢 渗碳钢 含碳量 0.9% 0.95～1.05% 0.3% 0.2% 名称 高速工具钢 热锻模钢 用途 用于制造高速切削工具 用于大型热锻模 类型 碳素结构钢 合金工具钢 低淬性调质钢 模具钢 含碳量 0.2% 0.9% 0.4% 0.5% 2.试说明下列合金钢的名称及其主要用途。

Mn、Fe）。

2、对铁碳相图的影响：

A、对奥氏体相区的影响（扩大奥氏体相区的元素：Ni、Co、Mn、N等，缩小奥氏体相区的元素:Cr、Mo、Si、Ti、W、Al等）

B、对S点和E点位置的影响（几乎所有合金元素都使S点和E点左移，使这两点的含碳量下降）。

3、对钢中相变过程的影响：

A、对钢加热时奥氏体化过程的影响：对形成速度的影响（除Ni、Co外的大多数合金元素都减缓钢的奥氏体化过程）；对晶粒长大倾向的影响（Mn、P促进奥氏体长大） B、对钢冷却时过冷奥氏体转变过程的影响：对C曲线和淬透性德尔影响（除Co外凡溶于奥氏体的合金元素均使C曲线右移，淬透性提高）；对Ms、Mf点的影响（除Co、Al外所有溶于奥氏体的合金元素都使这两点下降，使钢在淬火后的残余奥氏体量增加）

C、对淬火钢回火转变过程的影响：提高耐火性;产生二次硬化；防止第二类回火脆性（W、Mo）。

5.试说明下列牌号的名称。

1Cr18Ni9、2Cr13、ZGMn13-1、4Cr9si12 牌号 1Cr18Ni9 2Cr13 ZGMn13-1 4Cr9si12

第13章 零部件的失效与选材 填空题

1 零部件失效的主要方式有（ ）（ ）（ ）（ ）等。 2 造成零部件失效的原因主要有（ ）（ ）（ ）（ ）等。 3 零部件选材的基本原则是（ ）（ ）（ ）。 二、选择题

1 现有下列材料：Q235、42CrMo、T8、W18Cr4V、HT200、60Si2Mn、20CrMnTi、ZG45 请按用途选材：

机床床身（ ）、汽车板弹簧（ ）、承受重载、大冲击载荷的机动车传动齿轮（ ）、高速切削刀具（ ）大功率柴油机曲轴（大截面、传动大扭矩、大冲击、轴颈处要耐磨）（ ）。

2 机械零部件约80%以上的断裂失效是由（ ）。 A. 疲劳引起B. 磨损引起C. 超载引起D. 蠕变引起 三、判断题

1 武汉长江大桥用Q235钢制造，而南京长江大桥用16Mn制造，虽然16Mn比Q235价格高，

名称 奥氏体不锈钢 马氏体不锈钢 高锰钢 马氏体耐热钢 但采用16Mn钢是正确的。（ ）

2 用45钢制造φ30和φ80两根轴，都经调质处理后使用，轴的表面组织都是S回，因此这两根轴的许用设计应力相同。（ ）

3 载重汽车变速箱齿轮选用20CrMnTi钢制造，其工艺路线为：下料——锻造——渗碳——预冷淬火——低温回火——机加工——正火——喷丸——磨齿。（ ）

4 普通机床变速箱齿轮选用45钢制造，其工艺路线为：下料——锻造——正火——粗机加工——调质——精机加工——高频表面淬火——低温回火——精磨。（ ）

机械设计基础的试题！！

一、单项选择题（本大题共20 小题，每小题2 分，共40 分）

在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。

1．机器中各运动单元称为（ ） A．零件 B．部件 C．机件 D．构件

2．在平面机构中，每增加一个低副将引入（ ） A．0 个约束 B．1 个约束 C．2 个约束 D．3 个约束 3．曲柄摇杆机构处于死点位置时，角度等于零度的是（ ） A．压力角 B．传动角 C．极位夹角 D．摆角

4．铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和，则为了获得曲柄摇杆机构，其机架应取（ ）

A．最短杆 B．最短杆的相邻杆 C．最短杆的相对杆 D．任何一杆 5．凸轮机构的从动件选用等速运动规律时，其从动件的运动（ ）

A．将产生刚性冲击 B．将产生柔性冲击 C．没有冲击 D．既有刚性冲击又有柔性冲击 6．槽轮机构所实现的运动变换是（ ）

A．变等速连续转动为不等速连续转动 B．变等速连续转动为移动 C．变等速连续转动为间歇转动 D．变等速连续转动为摆动

7．当两个被联接件之一太厚，不宜制成通孔，且联接不需要经常拆装时，宜采用（ ） A．螺栓联接 B．螺钉联接 C．双头螺柱联接 D．紧定螺钉联接 8．普通平键的工作面是（ ） A．顶面 B．底面 C．侧面 D．端面

9．平带、V 带传动传递运动和动力主要是依靠（ ）

A．带的紧边拉力 B．带的预紧力 C．带和带轮接触面间的摩擦力 D．带的松边拉力 10．一对渐开线圆柱齿轮要正确啮合，一定相等的是（ ） A．直径 B．宽度 C．齿数 D．模数

11．对闭式软齿面齿轮传动，主要失效形式是（ ）

A．轮齿疲劳折断 B．齿面疲劳点蚀 C．齿面磨损 D．齿面胶合 12．齿轮传动中，齿面接触应力的变化特征可简化为（ ）

A．对称循环变应力 B．脉动循环变应力 C．不变化的静应力 D．无规律变应力 13．选择蜗轮材料通常根据蜗杆传动的（ ）

A．传递功率 B．滑动速度 C．传动比 D．效率

14．在蜗杆传动中，当其它条件相同时，增加蜗杆头数，则传动效率（ ） A．增加 B．减小 C．保持不变 D．或者增加，或者减小

15．对于工作中载荷平稳，不发生相对位移，转速稳定且对中性好的两轴宜选用（ ） 16．按承受载荷的性质分类，减速器中的齿轮轴属于（ ） A．传动轴 B．固定心轴 C．转轴 D．转动心轴 17．适合于做轴承衬的材料是（ ）

A．合金钢 B．铸铁 C．巴氏合金 D．非金属材料

18．深沟球轴承，内径100mm，正常宽度，直径系列为2，公差等级为0 级，游隙级别为0，其代号为（ ） A．60220/CO B．6220/PO C．60220/PO D．6220

19．角接触球轴承和圆锥滚子轴承的轴向承载能力随接触角α的增大而（ ） A．增大 B．减小 C．不变 D．增大或减小随轴承型号而定 20．回转件静平衡条件是分布在回转件上的各个偏心质量的（ ）

A．离心惯性力合力为零 B．离心惯性力的合力矩为零 C．离心惯性力合力及合力矩均为零 D．离心惯性力的合力及合力矩均不为零

二、填空题（本大题共10 小题，每小题1 分，共10 分） 请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。

21．平面机构中，两构件通过点、线接触而构成的运动副称为________。

22．在曲柄摇杆机构中，当曲柄等速转动时，摇杆往复摆动的平均速度不同的运动特性称为________。 23．在棘轮机构中，当摇杆作连续的往复摆动时，棘轮便得到单方向________转动。

24．普通螺栓联接所受的预紧力为F′，在受工作拉力F 时，剩余预紧力为F″，则螺栓受的总拉力F0为________。

25．滚子链传动中，链节距越________，传递的功率越大。

26．斜齿轮的螺旋角β过大会使斜齿轮的________过大，过小又显示不出斜齿轮的优点。 27．开式蜗杆传动的主要失效形式是________和轮齿折断。

28．联轴器型号是根据________、转速和被联接两轴的直径从标准中选取的。

29．根据滑动轴承工作时的润滑状态不同，可分为液体润滑滑动轴承和________滑动轴承。

30．若机械主轴的最大角速度为ωmax=25.5rad/s、最小角速度为ωmin=24.5rad/s，则其速度不均匀系数δ=________。

1.失效类型及原因

1.断裂失效：1).一次性加载断裂：由于载荷超过材料的强度极限而发生 2).疲劳断裂：由于交变作用力引起的低应力破坏。

3).环境引起的断裂：由于环境介质与应力共同作用引起的低应力脆断。

2.过量变形失效：过量弹性变形和

过量塑性变形：由于在工作应力下产生过量的变形，零件失去

了应有的功能而引起。

3.表面损伤失效：1)磨损:零件表面在相互接触并相对运动的过程中造成的材料损失的现象

2)腐蚀：由于化学或电化学腐蚀作用而产生

3).接触疲劳：由于两个表面间在长期的接触交变应力作用而产生。 2.失效的原因：设计不合理、选材不合理、加工工艺不当、安装使用不正确。 3.选材的基本原则：满足机械性能、工艺性能良好、来源方便、价格合理。

4.一般性能要求的零件：毛坯（铸造或锻造加工）→热处理（正火或退火）→切削加工→零件

5.性能要求较高的零件：毛坯→预先热处理（正火或退火）→粗加工（车、铣、刨等）→最终热处理（淬 火+回火处理或化学热处理、表面热处理等）→精加工（磨削）→零件 6.要求精密度较高的零件：毛坯→预先热处理（正火或退火）→粗加工→最终热处理（淬火+回火处理，渗碳）→半精加工（粗磨）→稳定化处理或渗氮处理→精加工（精磨）→稳定化处理→零件

7.机床齿轮可用45钢或40Cr、40MnB。下料→锻造→正火→粗加工→调质→滚齿→齿部高频加热表面淬火+低温回火。

8.汽车、拖拉机齿轮可用20Cr、20CrMnTi、20MnVB等进行渗碳或碳氮共渗。

9.汽车后桥圆锥主动齿轮可用20CrMnTi。下料→锻造→正火→粗加工→局部镀铜→渗碳、淬火+低温回火→喷丸→精磨→零件

10.轴类零件常用优质的碳素结构钢（35钢、40钢、45钢、50钢）。较重要的截面截面较大的轴用合金钢(35CrMo、40Cr、40CrNi、40CrNiMo、40MnB)。一般在整体调质后进行表面淬火。

11.机床主轴；中等载荷、中等转速、冲击载荷不大的主轴选用45钢、40Cr、40MnB。轴颈、锥孔等摩擦部位，表面要硬化。

下料→锻造→正火→粗加工→调质→半精加工→局部表面淬火+低温回火→磨削加工→零件 载荷较大，应用20CrMnTi、38CrMoAl。并进行渗碳或渗氮。

精度要求高时用38CrMoAlA渗碳钢，经调质处理后再进行渗氮处理。

12.内燃机曲轴：1.优质中碳钢和中碳合金钢（45钢、40Cr、50Mn、42CrMo、35CrNiMo）以及非调质刚（45V、48MnV、49MnVS3）。一般在调质或正火后采用中频感应淬火对轴颈进行表面强化处理。

2.球墨铸铁（QT600-2、QT700-2、QT900-2）

【锻造】下料→锻造→正火→矫直→粗加工→去应力退火→调质→半精加工→局部表面淬火+低温回 火→矫直→精磨→零件 【铸造】铸造→高温正火→高温回火→矫直→切削加工→去应力退火→轴颈气体渗氮（或氮碳共渗）→矫直→精加工→零件

13.常用的缸套材料有各种耐磨合金铸铁，如高磷铸铁、硼铸铁等。铝合金气缸则常用过共晶合金作衬套。提高缸套表面耐磨性的方法很多，常用的有镀铬、化学镀镍或进行激光表面淬火处理等。 14.连杆材料要求有较高的强度和疲劳抗力以及足够的刚度和韧性，一般选用调质45刚、40Cr、45CrMo、40MnB等制造。调质处理后得到细小的回火索氏体组织，经过喷丸强化处理后可使表层处于较大的残余压应力状态，疲劳寿命成倍增加。

15.挺杆材料可以是钢（15Cr、20钢、20Cr经渗碳处理，或45钢、45Cr经氮碳共渗），也可以是铸铁。

16.半轴材料应有足够的强度、韧性和良好的抗疲劳性能，一般选用中、低碳合金调质钢来制造。小型汽车、拖拉机半轴多用40Cr、40MnB制造，大型载重车则选40CrMo、40CrNi、40CrMnMo等淬透性较高的钢种。

17.强度：材料在外力作用下抵抗变形和断裂的能力称为材料的强度（屈服强度?s，抗拉强度?b） 18.塑性：材料在外力作用下显现出的塑性变形能力称为材料的塑性。 19.硬度：材料抵抗其它硬物压入其表面的能力称为硬度。（布氏硬度HBW，洛氏硬度HRC） 20.韧性：材料在塑性变形和断裂的全过程中吸收能量的能力。 21.疲劳断裂：材料在交变应力作用下发生的断裂现象称为疲劳断裂 22.晶体缺陷主要分为点缺陷、线缺陷和面缺陷

23.合金：由两种或两种以上的金属、或金属与非金属，经熔炼、烧结或其它方式组合而成并具有金属特征的物质。

24.相：合金中具有同一化学成分且结构相同的均匀部分。 25.金属化合物：合金中溶质含量超过其在溶剂中的溶解度时将出现新相，这个新相可能是一种晶格类型和性能完全不同于任意合金组元的化合物，这种化合物叫做金属化合物。 26.金属化合物的种类：正常价化合物、电子化合物、间隙化合物。 27.理论结晶温度与实际结晶温度的差?T叫做过冷度（?T?T0?Tn） 28.自发形核：从液体内部自发生成的结晶核心。

29.非自发形核：液态金属依附在一些未熔微粒表面所形成的晶核。

30.二元相图的基本类型：二元均晶相图、二元共晶相图、二元包晶相图、共析转变相图。

31.包晶转变：已结晶的一定成分的固相与剩余的一定成分的液相发生转变生成另一固相的过程。 32.二元包晶相图：两组元在液态下无限互溶，固态下有限互溶，并发生包晶转变构成的相图。 33.纯铁在912℃以下为具有体心立方晶格的α-Fe。 34.铁素体：碳溶于α-Fe中形成的间隙固溶体。（F） 35.奥氏体：碳溶于γ-Fe中形成的间隙固溶体。（A）

36.渗碳体的分子式为Fe3C，是一种具有复杂晶格结构的间隙化合物。 37.Fe3C的硬度很高，而塑性和冲击韧度几乎等于零，脆性极大。 38.珠光体：是铁素体和渗碳体组成的两相机械混合物（P）

39.莱氏体：是奥氏体和渗碳体组成的两相机械混合物（Ld）塑性、韧性很差，是硬而脆的组织 40.各种钢的含碳质量分数【共析钢：0.77%】【亚共析钢：0.4%】【过共析钢：0.77%~2.11%】【共晶白口铸铁：4.3%】【亚共晶白口铸铁：2.11%~4.3%】【过共晶白口铸铁：4.3%~6.69%】 41.不同的晶粒或是同一晶粒内的不同部位变形的先后顺序和变形量都是不相同的。 42.冷塑性变形对金属组织结构的影响：晶粒变形、亚结构的形成、形变织构

43.冷塑性变形对金属性能的影响：加工硬化；物理、化学性能的变化；变形引起的内应力（宏观内应力、微观内应力、晶格畸变）

44.热加工对金属组织和性能的影响：改善钢锭的组织和性能、细化晶粒、形成纤维组织、形成带状组织。

45.退火：是将钢加热到一定温度并保温一定时间，然后随炉缓慢冷却的热处理工艺。 46.退火的分类：完全退火、等温退火、球化退火、去应力退火。

47.正火：将钢加热到Ac3（对于亚共析钢）或Accm（对于过共析钢）点以上30~50℃，保温一定时间后，在空气中冷却，从而得到珠光体类组织的热处理工艺。

48.亚共析钢正火的主要目的是细化晶粒，消除组织中的缺陷。由于冷却较快，正火组织中珠光体片层较细，提高了钢的强度和硬度。

49.过共析钢正火的主要目的是抑制或消除网状渗碳体。

50.淬火：是以获得马氏体组织为目的的热处理工艺。最常用的冷却介质是水和油。

51.淬火的目的：提高钢的硬度和耐磨性、获得优异的综合力学性能、获得某些特殊的物理和化学性能 52.回火：将淬火钢加热到Ac1以下某一温度，经适当保温后冷却到室温的热处理工艺。 53.回火的分类：低温回火（150~250℃）、中温回火（350~500℃）、高温回火（500~650℃） 54.调质处理：淬火后再进行高温回火处理

55.钢的表面淬火：火焰加热表面淬火、感应加热表面淬火、激光加热表面淬火。

56.合金元素在刚中的作用：强化铁素体、形成合金碳化物、阻碍奥氏体晶粒长大、提高钢的淬透性、提高回火稳定性。 57.结构钢：【碳素结构钢（Q195/215/235/255/275）】【优质碳素结构钢（45#）】【普通低合金结构钢（16Mn）】【渗碳钢—钢号：10~20（20GrMnTi）】【调质刚—钢号：35~45（40Cr）】【弹簧钢—钢号：50以上（60Si2Mn）】【滚动轴承钢（GCr15）】 58.工具钢：【碳素工具钢（T8、T10）】【合金刃具钢（9Mn2V、9CrSi、9Cr2）】

X：0.0218/0.77/2.11/4.30/6.69 Y：727/912/1148/1227/1495/1538

机械工程师资格考试模拟试题

1尺寸线，尺寸边界线，螺纹牙底线及齿轮线均用（ ）画出。 2 采用第一视角投影法表示工件视图时，后视图在左视图的最（ ）。

3 金属材料的剖面线一般是与水平方向成45度的平行线，但在（ ）时，可画成与水平方向30度或

45度的平行线。

4尺寸公差是指（ ）。

5 在金属及合金中，主要是（ ），但有时也不同程度混有其他键。 6 晶体的只要特征是具有一定的熔点，另一个特征是（ ）。 7 铁碳合金相图中，共析转变温度为（ ） 。 8 含碳量 〈 （ ）为碳钢， 〉（ ）为铸铁。 9 碳钢调质处理后获得的组织应为（ ）。

10 高速钢片铣刀淬火后其变形应采用（ ）最为有效。

11 中碳结构钢铸件、锻、轧件以及焊接件中出现的魏氏组织、粗大晶粒等地热缺陷和带状组织，通过（ ）处理可以消除这些缺陷。

12 38CrMoAl钢膛杆通常采用（ ）化学热处理。 13 汽车变速齿轮一般采用（ ）化学热处理。 14 碳钠米管的强度是钢的（ ）倍。 15 导光纤维的用途是（ ）。

16 可以进行切削加工、锻造、焊接、热处理的硬质合金是（ ）。

17 汽车方向盘、飞机舱内的装饰板、隔音板窗框等最后使用质坚、性韧、钢度大的工程塑料（ ）。 18 内燃机火花塞选用（ ）陶瓷材料。

19 化工管道泵等要求耐腐蚀耐老化性能的零件，可选用（ ）工程塑料。 20 三大固体材料是指（ ）

21 测定金属材料化学成分最传统、较准确的方法是（ ）。

22 测定灰铸铁、轴承合金等具有粗大晶粒或组成相的金属材料的硬度及钢件退火、正火和调质后的硬度，多采用（ ）硬度计。 23 机床床身通常采用（ ）。

24 铁碳相图中有三条恒温转变线分别表示（ ）。 25 钢的淬硬性高低取决于（ ）。 26 淬火油槽的温度一般控制在（ ）以下。 27 铍青铜可采用（ ）强化。

28 为避免和减少钢件热处理时的氧化、脱氧最好采用（ ）。 29 高速钢直柄麻花钻采用（ ）化学热处理，耐用度最高。 30 65Mn钢弹簧类零件常用的强韧化的方法是（ ）。 31 机床导轨表面硬化最后采用（ ）热处理。

32 灰铸铁拉延模必须进行（ ）强韧化处理，才能显著提高模具寿命。 33 球墨铸铁制作拉延模时，经正火、回火后，还需进行（ ）化学热处理。 34 车床上加工外圆及孔时出现混乱波纹，是由于（ ）。 35 下述工件加工时哪一种（ ）采用顺铣方式较为适合。 36 哪一种因素最可能引起外圆磨削时工件表面烧伤（ ）。 37 （ ）装配方法应按照概率法求解装配尺寸。

38 为保证机床主轴中心高与尾座顶尖中心高的同轴度精度，应选择哪一种装配方法（ ）。 39 机床主轴运转时出现了哪一种现象就表明其支承的滚动轴承工作游隙过小。

40 一般切削加工的速度用（ ）表示，电火花线切削加工的速度则用（ ）表示。

41 不同材料、不同铸造方法生产铸件所能得到的最小壁厚不一样，用砂型铸造灰铸铁件时，能获得的最小壁厚为（）。

42 如采用封闭浇铸系统，直浇口面积，模浇口面积，内浇口面积之比应为（ ）。 43 当获得铝合金的最小壁厚在0.6-0.8mm时，应采用（ ）铸造。

44 不同的压力加工方法使金属内部受力不同，因此被加工金属会产生（ ）可锻性。 45 锻造比重不采用工件变形前后的（ ）来表示。

46 自由锻分为手工锻造和机器锻造两种，目前采用最多的是机器锻，产生的锻件形状和尺寸主要由（ ）决定。

47 冲压工艺使用的原材料多属于（ ）较好的金属材料，如普通低碳钢，铜，铝合金等。 48 三大类焊接方法指（ ） 49 在焊接生产中（ ）焊接方法占主导地位。 50 焊接电弧由阴极区、阳极区和（ ）组成。 51 焊接电弧温度可达（ ）

52 电焊过程中，每5分钟内有2分钟用于换焊条和清渣，带电源的持续负载率为（ ）。 55 汽车车身普遍采用（ ）涂漆方式。

56 汽车行业应用最广泛的涂膜干燥方式是（ ）。 57 喷涂纯钼层的最好选择是（ ）。

58 长效防腐锌、铝涂层的最佳选择是（ ）。 59 目前应用喷涂技术最多的行业是（ ）。

60 镀锌钢板，镀锌薄板和钢带，镀锌铁丝等生产时采用（ ）生产方式。 61 应用最广泛的（ ）工艺，约占总电镀量的60%以上。 62 用于制罐工业用薄板的防护层是（ ）。

63 用于发动机汽缸内壁，活塞环等零件的电镀是（ ）。

64 电火花成型的加工质量和脉冲电源参数的选择有关，为了提高加工效率，应调节哪个参数？应如何调？ 65 金属表面的激光热处理，常采用的是（ ）激光器？为什么？ 66 设备预防性保养（PM）的目的是（ ）。

67 妇女进入生产加工车间，通常要求带帽子，其原因是（ ）。

68 冲压设备中为避免冲头冲断手指，冲床车身操作装置中常用的安全保护措施是（ ）。 69 在易触电的电气设备上操作时，防止触电的最重要的措施是（ ）。 A带橡皮手套操作 B将电气设备接地和接零

C 不接触电气设备中不带电的导电部分D 电气设备四周用金属护拦防护

70 在工业生产中，由于能源，资源的转换，在生产过程中引起废水，废气，废渣，废热和放射性物质的排放，从而污染大气、水体、和土壤；或是以产生噪声、振动、电磁辐射等给周围环境带来危害，能产生这些有害影响的场所、设备和装置的单元常被称为（ ）。 A工业污染源 B工业污染物 C污染企业 D工业废物 71 工业废气中的主要污染物是（ ）。 A 二氧化硫、颗粒物、一氧化碳、二氧化碳和笨类有机物 B 二氧化硫、颗粒物、一氧化碳、臭氧 C 二氧化硫、二氧化碳、一氧化碳、臭氧 D 二氧化硫、一氧化硫、一氧化碳、二氧化碳 72 工业废水中的主要污染物是（ ）。

A 重金属、有机物、悬浮物、放射性物质、色度、氨、氮、磷及油类 B 重金属、碳化钙微生物 C 细菌、悬浮物、放射性物质 D 碳化钙、重金属、细菌、放射性物质

73 在《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》中，国家对固体废物污染环境的防治采用的“三化”治理原则为（ ）。 A填埋化、覆盖化、和无害化；

B 全部减量化、全部资源利用化和全部处理无害化原则

C 减量化、资源化、无害化，即实行减少固体废物的产生、充分合理利用固定废物和无害化的处置固体废物的原则

D 减量化、资源化、无害化，即减少废渗滤液的产生、充分合理利用渗滤液和无害化处理渗滤液的原则 74 我国《公民基本道德规范》是（ ）。

A 爱国守法、正直诚信、团结互助、艰苦朴素、忠于职守 B爱国守法、明礼诚信、团结友善、勤俭自强、敬业奉献 C爱国守法、谦虚谨慎、团结合作、勤勤恳恳、自力更生 D爱国守法、诚信公正、互敬互爱、勤俭自强、敬业奉献

75 我国《公民道德建设实施纲要》提出了职业道德的基本内容（ ）。 A爱岗敬业、诚实守信、办事公道、服务群众、奉献社会 B爱岗敬业、诚实守信、公平公正、热情周到、无私奉献 C爱岗敬业、诚实守信、公平合理、任劳任怨、无私奉献 D爱岗敬业、诚实守信、合理合法、勤勤恳恳、奉献社会 76 《会计法》规定（ ）主管全国的会计工作。

A 国务院 B 国务院财政部门 C 国家税务总局 D国家纪委 77 （ ）通称“财务三表”

A资产负债表、利润分配表、应收应付表 B资产负债表、利润表、现金流量表 C资产负债表、现金流量表、收支平衡表 D资产负债表、利润分配表、财务审计表

78 《企业会计制度》首次将（ ）纳入会计制度，从而能够保证会计核算信息与客观经济事实相符。 A 历史成本原则B实质重于形式原则C谨慎性原则D客观性原则 79 我国现行税种流转税类包括（）。

80 我国尚未专门就知识产权制定统一的法律，而是根据知识产权的不同类型制定有不同的单项法律，法规和规章，从而构成了我国知识产权的法律体系。这些单项法律是（）。 81 我国专利法规定，授予发明和实用新型专利权的实质条件是（）。

82 有限责任公司的股东的全部出资经法定验资机构验资后，由（）向公司登记机关申请设立登记。 A 出资最多的股东 B 全体股东 C 董事长D全体股东指定的代表或共同委托的代理人 83 股份有限公司在（ ）情况下可以不用召开临时股东大会。

答案如下：

1.细实线 2.右侧 3.主要轮廓线与水平方向成45度 4.允许尺寸的变动量 5.金属键 6.各向异性 7.727℃ 8.2.11% 9.索氏体 10.回火矫正法 11.正火 12.渗氮 13.渗碳 14.100 15.传输能量 16.钢结硬质合金 17.ABS塑料 18.氧化铝 19.聚四氟乙烯 20.金属材料 陶瓷材料 高分子材料 21.化学分析法 22.布氏 23.灰铸铁 24.包晶转变 共析转变 共晶转变 25.钢的含碳量 26.80℃ 27.固溶时效 28.真空炉 29.氧硫碳氮硼共渗 30.等温淬火 31.超音频淬火 32.铬铌共渗 33.氮碳共渗 34.车床主轴轴向窜动大 35.不易夹紧的平板类工件 36.砂轮太硬 37.部分互换装配法 38.修配装配法 39.主轴支承部位温度明显升高 40.m/min mm2/min 41.3mm 42.1.15:1.1:1 43.压铸 44.相同的 45.体积比 46.操作工的技术水平 47.可塑性 48.熔焊 钎焊 压焊 49.电焊 50.弧柱区 51.5000K-30000K 52.60% 55.阴极电泳 56.对流辐射 57.火焰喷涂 58.电弧喷涂 59.航空发动机 60.连续电镀 61.镀锌 62.镀锡 63.镀铬 64.放电时间 峰值电流 同时增大 65.

二氧化碳 功率大 66.延长设备寿命 保证加工质量 避免突发事故 67.避免长发卷绕旋转部件内 68.冲床上有左右手同时按的按钮冲头才能下落的操作装置 69.B 70.A 71.A 72.A 73.C 74.B 75.A 76.B 77.B 78.B 79.增值税 消费税 营业税 80.著作权法 专利法 商标法和反不正当竞争法 81.新颖性 创造性 实用性 82.D 83.董事会认为必要时

二氧化碳 功率大 66.延长设备寿命 保证加工质量 避免突发事故 67.避免长发卷绕旋转部件内 68.冲床上有左右手同时按的按钮冲头才能下落的操作装置 69.B 70.A 71.A 72.A 73.C 74.B 75.A 76.B 77.B 78.B 79.增值税 消费税 营业税 80.著作权法 专利法 商标法和反不正当竞争法 81.新颖性 创造性 实用性 82.D 83.董事会认为必要时

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