机械工程材料基础

题型与复习思考题

一、 填空（共 18 分，每空 1分）

1. HBS、Ak、б0.2分别表示材料的力学性能 布氏硬度、冲击韧度、 屈服强度 。

2、纯铁加热，在912℃时，由 —Fe转变成 —Fe，其晶体结构由 转变为 ，其体积将产生 。 3、所有的固态物质就其原子（或分子）排列的规则性来分类，可分为两大类，其中把内部原子（或分子）呈周期性规则排列的物质称为 ，否则称为 。

4、常见的金属晶体结构有 、 和 。 5、细化晶粒的方法主要有 、 和机械方法。

6、金属材料热加工和冷加工的界限是以再结晶温度为界限的。已知铁的T再=600℃，铅的T再=-33℃，那么在室温下，铁的变形加工称为 加工，铅的变形加工称为 加工。

7、钢的淬透性越高，则其C曲线的位置越向 （填“左或右”）。 说明临界冷却速度越 .

8、液态金属结晶时,获得细晶粒组织的主要方法是 、 、 、和 。 9、常用淬火方法有 淬火、 淬火、 淬火和 淬火。

10. T10钢的含碳量为 . 二、判断题（在括号里正确的划“√”，错误的划“×”，共 6 分，每空1分）

1、经淬火后的钢，其硬度随回火温度的升高而升高。 ( ) 2、铁碳合金中,一次渗碳体,二次渗碳体和三次渗碳体具有相同的晶体结构. ( ) 3、渗氮零件渗氮后必须经淬火、回火后方可使用。 （ ） 4、珠光体是由铁素体和渗碳体组成的机械混合物。 ( ) 5、回火索氏体的性能明显优于奥氏体等温冷却直接所得到的片层状索氏体的性能。 ( ) 6、淬火＋低温回火的热处理工艺称调质。 高温回火 （x）

7．在锻造过程中，工件经塑性变形后易产生加工硬化现象。 （ ） 8．变速器箱体零件的毛坯制造方法应选用铸造 （ ） 9．珠光体是由铁素体和渗碳体组成的固溶体。其性能硬而脆。 （ ） 10 含碳量小于0.77%的铁碳合金属于亚共晶白口铸铁。 （ ）

1

11．用45制作传动轴，其最终热处理是调质 。 （ ） 12．淬火＋低温回火的热处理工艺称调质。 （ ） 13、C原子熔入?-Fe晶格空隙中形成固溶体称为铁素体。 （ ） 14、20 号钢比45号钢塑韧性好 （ ） 15、钢是铁和碳组成的二元合金。 （ ）

三、选择题（单选,共16分，每空1分）

1、固溶体的晶体结构与 相同。

A．溶质 B．溶剂 C．不同于溶剂和溶质的其它晶格类型 D．A、B、C都有可能 2、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 A．P

B．S

C．B

D．M

。

3、合金固溶强化的原因是 。

A 晶格类型的改变 B 晶粒细化 C 晶格发生畸变 D 发生了化学反应 4、下列材料中，硬度最高的是 A. 20

B. Q235

。

C. 45

D. T12

5、下列铁碳合金的平衡组织中强度最高的是 A、铁素体 B、珠光体 C、渗碳体 D、低温莱氏体 6、45钢要求具有良好的综合机械性能，常采用 。

A.退火 B.正火 C.表面淬火 D.调质 7、制成薄板供冲压用的钢是 A.08

B.45

。 C.T8

D.T12

8、T12 正常淬火的组织是 。

A马氏体+残余奥氏体 B马氏体+球状碳化物

C马氏体 D马氏体+残余奥氏体+球状碳化物 9、钢经调质处理后所获得的组织是_____。

A淬火马氏体 B回火索氏体 C回火屈氏体 D索氏体 10．下列材料中，相同条件下淬火,临界直径Dc最大的是 c 。 A.55 B.20 C.65Mn D.40 11．二元合金中,铸造性能最好的合金是 .

A. 固溶体 B. 共晶合金 C. 共析合金 D. 渗碳体 12．实际金属结晶时，形核速率越大，则结晶后所获得的晶粒 。

A、越细小 B、越粗大 C、大小不受影响 D、变化不确定 13．为消除碳素工具钢中的网状渗碳体而进行正火,其加热温度是

A. Accm+(30～50)℃ B. Accm-(30～50)℃ C. Ac1+(30～50)℃ D. Ac1-(30～50)℃

14．为了减少金属铸锭、铸件或锻坯的化学成分和组织的不均匀性，一般所采用的工艺是

2

。

A. 再结晶退火 B. 去应力退火 C. 扩散退火 D. 球化退火

15、加工硬化可以

A、提高塑性降低韧性 B、提高强度降低硬度

C、提高塑性和韧性，降低强度和硬度 D、提高强度和硬度，降低塑性和韧性 16．T12钢的含碳量为： 。

A 0.12% B 1.2% C 12.0% D 0.012%

17、从铁碳合金相图中可知，共析钢所得到的室温平衡组织为 。

a、珠光体 b、铁素体+珠光体 c、低温莱氏体 d、铁素体 18、金属结晶时，冷却速度越快，其过冷度将： a、越大 b、越小 c、等于零 d、变化不确定

19、实际金属结晶时，形核速率越大，则结晶后所获得的晶粒 . a、越细小 b、越粗大 c、大小不受影响 d、变化不确定 20、固溶体的晶体结构与 相同。

a、溶质 b、溶剂 c、不同于溶剂和溶质的其它晶型 d、 a、b、c都有可能 21、铁素体的机械性能特点是：（ ）

a、低塑性、高强度 b、高塑性、高强度 c、高塑性、低强度 d、低塑性、低强度 22、GCr15钢中的Cr的平均含量为 . a、15% b、1.5% c、0.15% d、没有表示出来

23、汽车、拖拉机的齿轮要求表面高耐磨性，中心有良好的强韧性，应选用 .

a、20CrMnMo b、65Mn c、Cr12MoV d、T8

24、铁碳合金中，随着碳质量百分数的增加，硬度增加，塑性 。

a、增加 b、减小 c、不变 d、不确定

四、综合题（共60分）

1、画出简化的铁碳合金状态图： 标出特性点的成分、温度； 标出特性线并说明其意义； 填上各部分的组织；

分析45钢的室温组织是什么.

2. 计算20#钢室温下（1）组织组成物的相对量（2）相组成物的相对量。 3. 简述含碳量对铁碳合金力学性能的影响

4. 分别用40Cr钢和20Cr钢制造机床齿轮，要求表面具有高的硬度和耐磨性，心部具有良好的韧性。试选择合理的热处理方案。 5. 热加工和冷加工区分原则。

6. 指出下列工件淬火后应采用何种回火，并说明回火后分别获得的组织。

1）45轴传动轴,要求具有良好的综合力学性能; 2）60钢弹簧要求高的弹性极限和屈服强度; 3）T12钢锉刀要求具有高硬度和耐磨性.

3

7. 根据p83图5-25的共析钢过冷奥氏体的冷却转变曲线，请写出V1、V2、V3、V4、V5各种冷却速度下得到的组织.

8. 指出下列零件的热处理方法，并编写简明的工艺路线（各零件均用锻件毛坯）。

1） 汽车变速箱齿轮轴，要求具有良好的综合机械性能，心部韧性好，轴颈耐磨；材料为20CrMn。

2）丝杆，在重载荷下工作，精度要求极高，要求表面有极高的硬度，心部有较高的综合机械性能；材料为38CrMoAlA.

9. 将相应的材料序号填入用材零件前的括号中 1．（ ）汽车缓冲弹簧 1．W18Cr4V 2．（ ）拉刀，长丝锥 3．（ ）设备焊接机架 4．（ ）精密机床主轴 5．（ ）内燃机连杆 6.（ ）滚动轴承 7．（ ）铣刀

2．60Si2Mn 3．38CrMoAlA 4．CrWMn 5．42CrMo 6．GCr15SiMo 7．Q345

10. 某一工厂用40MnVB钢制造变速箱齿轮，其加工工艺路线如下：备料－锻造－正火－机械粗加工－调质－机械精加工－高频感应加热表面淬火与低温回火－磨削。说明各热处理工序的目的及各热处理以后的显微组织。

① 正火

②调质

③高频感应加热表面淬火

④低温回火

11. 某汽车齿轮选用20CrMnTi制造，其工艺路线为：下料→锻造→正火①→切削加工→渗碳②→淬火③→低温回火④→喷丸→磨削。请说明①、②、③、④四项热处理工艺的目的。 ①正火

②渗碳

③淬火

④低温回火

12要制造传动轴、滚动轴承、锉刀、发动机箱体、铣刀、连杆锻模等零件，

4

试从下列牌号中分别选出合适的材料并填表。

5 CrMnMo 40CrMnMo T12、 HT250、 W6Mo5Cr4V2Al 、 GCr15Mo 传动轴 滚动轴承 锉刀 铣刀 连杆锻模 钢种 成分 热处理工艺方案 5

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