机械工程材料习题（含答案）

一、填空题

1.为改善低碳钢的切削加工性应进行哪种热处理（ D ） A、等温退火 B、完全退火 C、球化退火 C、正火

2、钢中加入除Co之外的其它合金元素一般均能使其C曲线右移，从而（ B ）

A、增大VK B、增加淬透性 C、减小其淬透性 C增大其淬硬性

3、金属的塑性变形主要是通过下列哪种方式进行的（ C ） A、晶粒的相对滑动 B、晶格的扭折 C、位错的滑移 D、位错类型的改变 4、高碳钢淬火后回火时，随回火温度升高其（ A ）

A、强度硬度下降，塑性韧性提高 B、强度硬度提高，塑性韧性下降

C、强度韧性提高，塑性韧性下降 D、强度韧性下降，塑性硬度提高

5、过共析钢的正常淬火加热温度应该选择在（ A ） A、Acl+30—50C B、Ac3+30—50C C、Accm+30—50C D、T再+30—50C

6、常见的齿轮材料20CrMnTi的最终热处理工艺应该是（ D ） A、调质 B、淬火+低温回火 C、渗碳 D、渗碳后淬火+低温回火

7、常见的调质钢大都属于（ B ）

A、低碳低合金钢 B、中碳低合金钢 C、高碳低合金钢 D、低碳中合金钢

8、某一中载齿轮决定用45钢制造，其最终热处理采用下列哪种方案为宜（ C ）

A、淬火+低温回火 B、渗碳后淬火+低温回火 C、调质后表面淬火 D、正火

9、某工件采用单相黄铜制造，其强化工艺应该是（ C ） A、时效强化 B、固溶强化 C、形变强化 D、热处理强化

10、在Fe-Fe3C合金中，其平衡组织中含有二次渗碳量最多的合金的含碳量为（ D ）

A、0.0008% B、0.021% C、0.77% D、2.11%

11、在Fe-Fe3C合金的退火组织中，含珠光体量最多的合金的碳含量为（ B ）

A、0.02% B、0.77% C、2.11% D、4.3%

12、下列钢经完全退火后，哪种钢可能会析出网状渗碳体（ D ） A、Q235 B、45 C、60Si2Mn D、T12 13、下列材料中不宜淬火的是（ D ）

A、GCr15 B、W18Cr4V C、40Cr D、YT15

14、下列二元合金的恒温转变中，哪个是共析转变（ C ） A、L+α→β B、L→α+β C、γ→α+β D、α+β→γ 15、下列合金钢中，耐蚀性最好的是（ D ） A、20CrMnTi B、40Cr B、W18Cr4V D、1Cr18Ni9Ti 16、下列合金中，哪种合金被称为巴氏合金（ B ） A、铝基轴承合金 B、铅基轴承合金 C、铜基轴承合金 D、锌基轴承合金

17、对球墨铸铁进行高温正火的目的是为了得到下列哪种组织（ C A、F+G B、F+P+G C、P+G D、Ld+G

18、为降低低碳冷轧钢板的硬度，宜采用下列哪种工艺（ D ） A、完全退火 B、球化退火 C、再结晶退火 D、等温退火 19、感应加热表面淬火的淬硬深度，主要决定于因素（ D ） A、淬透性 B、冷却速度 C、感应电流的大小 D、感应电流的频率 20、下列材料中耐热性最好的是（ C ）

A、GCr15 B、W18Cr4V

） C、1Cr18Ni9Ti D、9SiCr 21、过共析钢的退火组织是（ C ）

A、F+Fe3CIII B、F+P C、P+Fe3CII D、P+Fe3CIII 22、下列钢经淬火后硬度最低的是（ A ） A、Q235 B、40Cr C、GCr15 D、45钢 23、对奥氏体不锈钢进行固溶处理的目的是（ D ） A强化基体 B、提高其韧性 C、消除应力 D、消除碳化物 24、滚动轴承钢GCr15的最终热处理应该是（ A ）

A、淬火+低温回火 B、渗碳+淬火+低温回火 C、淬火+中温回火 D、氮化+淬火+低温回火 25、对工件进行分级淬火的目的是（ C ）

A、得到下贝氏体 B、减少残余奥氏体量 C、减少工件变形 D、缩短生产周期 26、钢获得下列哪种组织时有最佳的综合机械性能（ D ） A、M+K B、P+F C、B下 D、M+P

27、某中等载荷齿轮拟选用45钢制造，其可能的最终热处理工艺应该是（ B ）

A、淬火+低温回火 B、调质+表面淬火

C、渗碳+淬火+低温回火 D、淬火+中温回火 28、为了提高45钢的综合机械性能，应进行（ B ） A、正火 B、调质

C、退火 D、淬火+中温回火 29等温退火相对于一般退火工艺而言，更能（ A ） A、减少工件变形 B、消除应力 C、细化晶粒 D、缩短退火周期 30、高速钢淬火后进行多次回火的主要目的是（ B ） A、消除残余奥氏体，使碳化物入基体 B、消除残余奥氏体，使碳化物先分析出 C、使马氏体分解，提高其韧性 D、消除应力，减少工件变形

31、金属产生时效强化的主要原因是（ D ）

A、形成了高密度位错 B、晶格发生畸变 C、晶格类型发生改变 D、析出亚稳定第二相粒子 32、钢中的二次渗碳体是指从（ B ）中析出的渗碳体

A、从钢液中析出的 B、从奥氏体中析出的 C、从铁素中析出的 D、从马氏体中析出的 33、碳钢的下列各组织中，哪个是复相组织（ A ） A、珠光体 B、铁素体 C、渗碳体 D、马氏体

34、能够无限互溶的两组元素所构成的二元合金相图必定是（ A ）

A、匀晶相图 B、共晶相图 C、包晶相图 D、共析相图 35、钢件出现下述哪种缺陷时，难以用热处理来消除（ B ） A、晶内偏析 B、纤维组织 C、晶粒粗大 D、网状渗碳体 36、钢的下列组织中热稳定性最差的是（ C ） A、珠光体 B、马氏体 C、回火屈氏体 D、回火索氏体 37、对片状马氏体而言，下列说法哪个是错误的（ A ） A、是位错马氏体 B、是孪晶马氏体 C、是过饱和的a固溶体 D、具有高的强度 38、下列各材料中淬火时最容易产生淬火裂纹的材料是（ C ） A、45钢 B、20CrMnTi C、16Mn D、W18Cr14V

39、下列诸因素中，哪个是造成45钢淬火硬度偏低的主要原因（ A ） A、加强温度低于Ac3 B、加热温度高于AC3 C、保温时间过长 D、冷却速度大于VK 40、亚共晶白口铸铁的退火组织中，不可能有下列中的哪种组织（ C ）

A、二次渗碳体 B、共析渗碳体 C、一次渗碳体 D、共晶渗碳体

41、过共析钢进行下列哪种热处理可能会造成网状渗碳体析出（ A ）

A、完全退火 B、再结晶退火 C、正火 D、去应力退火 42、下列指标中，哪个是只决定了钢的成份的性能（ D ） A、淬透性 B、淬硬性

C、淬透层深度 D、临界冷却速度VK 43、分级淬火的目的是为了（ D ）

A、得到B下 B、增加马氏体的量 C、减少残余奥氏体 D、减少工件变形开裂 44、过共析钢因过热而析出网状渗碳体组织时，可用下列哪种工艺消除（ C ）

A、完全退火 B、等温退火 C、球化退火 D、正火 45、下列诸材料中淬透性最好的是（ A ） A、20CrMnTi B、40Cr C、GCr15 D、Q235 46.下列诸材料中热硬性最好的是（ C ）

A.T12 B.9SiCr C.W18Cr4V D.YG3 47.为降低低碳冷轧钢板的硬度,宜采用下列哪种工艺（ C ） A.完全退火 B.球化退火 C.再结晶退火 D.等温退火 48.下列诸材料被称为低变形钢适合作冷作模具的是（ B ）

A.9SiCr B. CrWMn C.Cr12MoV D.5CrMnMo 49.高速钢经最终热处理后的组织应该是（ C ）

A.M+K B.M+A+K C.M回+A+K D.S回+A+K 50.白口铸铁件不具有下列哪个性能（ A ）

A.高强度 B.高硬度 C.高耐磨性 D.高脆性 51.对球墨铸铁件进行下列哪种热处理可得到铁素体基球铁（ C ） A.低温正火 B.高温正火 C.高温退火 D.等温退火 52.下列诸铝合金中,不能进行时效强化的是（ A ） A.LF21 B.LY11 C.LC6 D.LD10 53.下列各工程塑料中,进行注射成型比较困难的是（ D ） A.聚氯乙烯 B.ABS塑料 C.聚四氟乙烯 D.氨基塑料 54.40Cr钢的碳含量范围是（ C ）

A.约40% B.约4% C.约0.4% D.约0.04% 55.冷加工金属经再结晶退火后,下列说法哪个是错误的?（ C ） A.其晶粒形状会改变 B.其机械性能会

发生改变

C.其晶格类型会发生改变 D.其晶粒大小会发生改变

56.对纯金属而言,下列说法哪个是错误的（ A ）

A,不会在恒温下结晶 B.不会发生相变 C.都能进行形变强化 D.都能进行时效强化

57.对过共析钢不能进行下列哪种退火处理（ A ）

A.完全退火 B.再结晶退火 C.等温退火 D.去应力退火 58.普通灰口铸铁组织中,不应有下列哪种渗碳体出现?（ C ） A.一次渗碳体 B.二次渗碳体 C.三次渗碳体 D.一次渗碳体和二次渗碳体

59.对亚共析钢进行完全退火,其退火温度应为（ D ）

A.低于Ac1温度 B.高于Ac1温度而低于Ac3温度

C.等于Ac3温度 D.Ac3+30至50度

60.T8钢奥氏体化后进行油淬,其组织为（ C ）

A.M B.M+A残 C.M+B下+A残 D.M+T+A残

61.马氏体的硬度主要决定于其（ A ）

A.碳含量 B.合金元素含量 C.冷却速度 D.过冷度 62.热锻模的最终热处理工艺应该是（ C ）

A.淬火+低温回火 B.淬火+中温回火

C.调质 D.调质后表面淬火

63.下列合金中,铬元素含量最少的是（ A ）

A.GCr15 B.CrL12 C.1Cr13 D.1Cr18Ni9Ti 64．下列合金中，含碳量最少的钢是（ D ）

A.GCr15 B..Cr12MoV C.1Cr13 D.1Cr18Ni9Ti 65.下列铝合金中，被称为硅铝明的是（ A ）

A.ZL102 B.ZL202 C.ZL301 D.ZL402 66.钢的淬透性主要决定于其（ C ）

A.碳含量 B.合金元素含量 C.冷却速度 D.过冷度 四.填空题

1.在Fe-Fe3C合金中,含有二次渗碳体最多的合金是含碳为

2.11 %的钢,其二次渗碳体的最大含量为 22.64 %.

2.冷变形金属在加热时发生的三个过程依次为 回复 ， 再结晶 和 晶粒长大 。

3.对刃具钢的性能要求主要有三个方面,即 高的硬度 ， 高耐磨性 和 高的红硬性 。

4.1Cr18Ni9Ti是 奥氏体型不锈 钢,需采用 固溶 处理,以获得单相奥氏体,为了阻止(CrFe)23C6沿晶界析出,还应进行 稳定化 热处理. 5.高速钢锭经锻造退火后的组织为 索氏体及粒状碳化物 ,淬火后的组织为 隐针马氏体、粒状碳化物及20%-25%的残余奥氏体 ,淬火后再经多次回火后的组织为 回火马氏体、较多的粒状碳化物及少量残余奥氏体 。

6.灰铸铁能否充分石墨化,主要决定于其碳当量和铸后冷却速度,一般而言,碳当量越 高 ,越有利于石墨化,冷却速度越 快 ,越容易形成白口.

7.球墨铸铁件可通过热处理来调整其基本组织， 退火 热处理能得到F+G基, 调质 热处理能得到F+P+G基,而 正火 能获得P+G基 8.所谓巴氏合金是指 锡 基和 铅 基轴承合金

9.线型无定型高聚物在不同温度下表现出的三种力学状态： 玻璃 态, 高弹 态和 粘流 态。

10.金属结晶时晶粒的大小主要决定于其 形核率和晶核的长大速度 ,一般可通过 增加过冷度法或 变质处理 来细化晶粒

11.热加工纤维组织的形成原因是单向变形造成 变形后夹杂物 沿变

形方向呈流线分布的, 从而使其产生 各向异 性

12.普通钢,优质钢的区分是以其中 S 和 P 元素的原子的含量来区分的, P 含量高易使钢产生热脆性,而 S 含量高易使钢产生冷脆性 13.所谓本质细晶粒钢是指该钢正常淬火加热时 奥氏体晶粒长大 倾向小的钢

14.钢淬火时马氏体转变的转变量主要决定于其 临界冷却速度 ,与其保温时间 无 关。

15.钢的淬透性决定于其成份,一般随碳含量的增加,亚共析钢的淬透性 增大 ,当加入除Co之外的合金元素时均能使钢的淬透性 提高 。 16.马氏体的形态在两种典型,即强度高而韧性差的 片 状马氏体和强度低而韧性高的 板条 状马氏体

17.对奥氏体不锈钢进行 固溶 热处理可获得单项式相奥氏体组织, 进行 稳定化 热处理可防止产生晶间腐蚀

18.对普通灰铸铁工件进行低温退火的目的是为了 消除内应力 ,进行高温退火的目的是为了 消除铸件白口、降低硬度 。

19.材料牌号QT600-3中,QT表示 球墨铸铁 ,600 表示最低抗拉强度为600MPa ,3表示 最低伸长率为3% 。

20.轴承合金的组织特点是 软基体上分布硬质点 或 硬基体上分布软质点 。

21.陶瓷组织的基本相有 晶体 相, 玻璃 相, 气 相,其中起强化作用的是 晶体 相,而起粘结作用的是 玻璃 相

22.常见工程塑料有 聚氯乙烯 ， 聚四氟乙烯 ， 尼龙 ,其中自润滑

性能良好适合作轴承齿轮的有尼龙 ,价格低廉,用途非常广泛的是 聚氯乙烯 ,化学稳定性极好,有塑料王之称的是 聚四氟乙烯 23.在Fe-Fe3C相图中,包含有三个恒温转变,其具体的相反应式分别为,包晶反应 LB+δH?AJ ,共晶反应 LC?AE+Fe3C ,共析反应 AS?FP+ Fe3C 。

24.常见的合金弹簧钢有 60Si2Mn ,其最终热处理工艺为 去应力退火 ,其最终组织为 索氏体 。

25.钢进行扩散退火的目的是为了 减少钢锭、铸件或锻坯的化学成分和组织的不均匀性 ,进行再结晶退火的目的是为了 消除加工硬化作用，便于继续冷加工 。

26.影响铸铁石墨化的主要因素有 铸铁的成分 和 冷却速度 等 27.马氏体的硬度主要决定于其 含碳量 ,钢淬火时获得马氏体量的多少主要决定于其 临界冷却速度 。

28.要降低低冷轧钢板的硬度应进行 完全 退火,要消除合金铸件的枝晶偏析应进行 均匀化 退火,要改善高碳钢的切加工性能应进行 等温 退火

29.常用弹簧的牌号有 65Mn、60Si2Mn ,其热处理工艺为 淬火和中温回火 ,热处理后的组织是 回火托氏体 。

30.耐磨钢ZGMn13进行水韧处理的目的是为了消除 碳化物 ,得到 单相奥氏体 组织,从而保证其具有 高的耐磨 性能

31.实际晶体中主要存在三类缺陷,其中点缺陷有 空位 和 间隙原子 等,线缺陷有 位错 ,面缺陷有 亚晶界 等。

32.奥氏体不锈钢进行固溶处理的目的是 获得单相奥氏体组织，提高钢的耐蚀性 ,进行稳定化处理的目的是 防止晶间腐蚀的产生 。 33.经 正火 处理能改善低碳钢的切削加工性能,经 等温退火 处理消除高碳高合金钢中的残余奥氏体。

34.轴承合金的组织特点为在 软 基体上分布有 硬 质点,或在 硬 基体上分布有 软 质点。

35.合金钢按用途可分为三类,即 合金结构钢 ， 合金工具钢 ,和 特殊性能钢 。

36.合金钢中常用的渗碳钢为 20CrMnTi (牌号),常用的调质钢为 40Cr ,常用的刃具钢为 9SiCr ,常用的耐磨钢为 ZGMn13 。 37.金属浇铸造时常采用的细化晶粒方法有两种,即 变质处理 和 附加振动 。

38.铁有三种同素异构体在912度以下时为 体心 立方结构,在912度以上,1394度以下时为 面心 立方结构,高于1394度而低于熔点时为 体心 立方结构

39.金属铸造锭的组织常分为三层,即外层的 细晶 区,次层的 柱状晶 区和中心的 等轴晶 区。

40.金属晶体通过 滑移 和 孪生 两种方式来发生塑性变形。 41.冷变形金属在加热时随加热温度的升高,其组织和性能的变化分为三个阶段,即 回复 ， 再结晶 ， 晶粒长大 。

42.在合金钢的组织中,常见的间隙固溶体有 F 和 A ,常见的间隙相 P 和 Ld ,常见的间隙化合物 Fe3C 。

43.在Fe-Fe3C合金组织中，一次渗碳体是指从 液体合金 中析出的，二次渗碳体是指从 A 中析出的，三次渗碳体是指从 F 中析出的 44.在铁碳合金的平衡组织中,常见的三个单相组织为 F ， A 和 Fe3C ，,常见的两个两组织为 P ， Ld 。

45.下列各材料的退火组织构成为:工业纯铁 F ,亚共析钢 F+P ,过共析钢 P+Fe3CⅡ ,亚共晶白口铸铁 P+Ld′+Fe3CⅡ ，过共晶白口铸造铁为 Ld′+Fe3CⅠ 。

46.钛的熔点为1680℃则其再结晶温度为 1054 ℃,其再结晶退火温度为 1154 ℃

47.抗氧化钢中常加入的合金元素有 铬 、 硅 、 铝 等,这主要是因为当这些合金元素在钢基体中的含量达到一定量时能在钢的表面形成 氧化膜 。

48.钢加热时奥氏体的形成分为三个阶段,依次为 奥氏体晶核的形成及长大 ， 残余渗碳体 ， 奥氏体的均匀化 。

49.钢加热奥氏化后,先淬入水中,再淬入油中,该淬火工艺通常被称为 双介质 淬火。

50.钢淬火时所得马氏体的形态主要决定于其 成分 ,马氏体的硬度主要决定于其 碳的含量 ,马氏体量的多少主要决定于其 临界冷却速度 。

51.硬质合金是以 WC 和 TiC 作为强化相而以 钴、镊等金属 作粘结基体所形成的复合材料

52.钢的Ac3温度是指 冷却时，不同含碳量的奥氏体中结晶出铁素体

的开始线 。

53.渗碳和氮化相比,前者的热处理变形比后者 大 ,后者的硬化层与基体的结合力比前者 高 。

54.工件渗碳后直接淬火相对于一次淬火的优点是 工艺简单、效率高、成本低、脱碳倾向小 ,缺点是 耐磨性较低、变形较大 。 55.碳素结构钢相对于合金结构钢而言,优点是 冶炼、加工简单，价格便宜 ，缺点 淬透性差、缺乏良好的机械性能 。

56.所谓’硅铝明’是指铝和 硅 的合金,该合金工件通常是通过 铸造 成形的

57.常见的黄铜是指铜和 锌 的合金,而青铜的种类较多,主要有 锡 青铜, 铝 青铜等,青铜在大气,海水中的耐蚀性 优 于黄铜 58.纯金属的晶格类型主要有 体心立方 晶格, 面心 晶格和 密排六方 晶格三种

59.金属结晶的必要条件是一定的 过冷度 。

60.金属的塑性变形是在 切 应力作用下,主要通过 滑移 来进行的 61.金属中的位错密度越高,则其强度越 高 ,塑性越 差 。 62.纯铁的熔点为1538度,则其再结晶温度为 997 度,而其再结晶退火温度为 1097 度。

63.冷加工和热加工是以金属的 再结晶温度 区分的

64.所谓’相’是指合金中的 晶体 结构和 化学成分 相同的组成部分

65.合金中的基本相分为 固溶体 和 金属化合物 两类

66.按照溶质原子在溶剂中位置的不同,固溶体分为 置换固溶体 和 间隙固溶体 。

67.固溶体按溶解度大水不同分为 有限固溶体 和 无限固溶体 。 68.金属化合物根据其形成条件及结构特点分为 正常价化合物 ， 电子化合物 及 间隙化合物 三类

69.钢中常见的化合物大多数属于 正常价 化合物,其共同的性能特点是熔点 较高 ,硬度 高 ,脆性 大 。

70.铁碳合金的基本相中,塑性最好的是 A ,强度最高的是 P ,硬度最高的是 Cm 。

71.珠光体是指 F 和 Cm 所形成的两相组织,其形态一般是 粗片 状。

72.二次渗碳体只可能出现于碳含量大于 0.77 %的钢中,其形态是 网 状

73.灰口铸造铁和白口铸铁的组织相比较,灰口铸造铁中不应有 渗碳体 组织,而白口铸铁中没有 片状石墨 组织

74.将45钢加热至Ac1温度时,所得奥氏体的含碳量为 0.44 %,继续升高温度,奥氏体的含碳量会 增大 。

75.钢的奥氏体晶粒长大的倾向性与钢的 加热 方法有关

76.将45钢加热至Ac1温度长时间保温后其组织构成为F+A,其中F的含碳量为________%,A的含碳量为________%

77.亚共析钢的正火温度为 Ac3 以上,30—50度,而过共析钢的正火温度为 Accm 以上30—50度

78.钢淬火后马氏体组织粗细主要取决于奥氏体的 晶粒大小 。 79.工具钢一般都属于 优质 碳钢,其机加工前的预处理工艺为 退火 ,机加工后的最终热处理工艺为 淬火+低温回火 。

80.量具钢除要求高硬度外,还要求有高 耐磨 性和高 尺寸 稳定性。 81.常用不锈钢按其组织构成分为 马氏体 不锈钢, 铁素体 不锈钢, 奥氏体 不锈钢。

82.合金元素大多数都 促进 奥氏体的形成,故合金钢的淬火 优 于碳钢。

83.不锈钢的成份特点是碳含量 较低 和 铬 含量高 84.碳在铸铁中主要以 渗碳体 和 石墨 的形式存在 85.提高铸铁中 碳 元素和 硅 元素的含量,有利于其石墨化 86.钢中常见的合金元素按与碳的亲合力大小分为 合金渗碳体 和 特殊碳化物 两类

87.钢中常见的合金元素大多数都 促进 奥氏体晶粒的长大,当溶入奥氏体时又 阻碍 过冷奥氏体的分解,淬火后回火时 推迟 马氏体的分解。

88.铝合金按其成份和工艺特点分为 变形 铝合金和 铸造 铝合金两类。

89.LG5表示该材料是 高纯铝 ,LY12表示该材料为 铝-铜-镁 铝合金,ZL102表示该材料属于 铸造铝合金 。

90.铜合金中,按主加元素不同分为 黄铜 ， 青铜 和白铜。 91.常用的硬质合金主要有三类即 钨钴类硬质合金 ，钨钴钛类硬质

合金 和 通用硬质合金 ,其中韧性最好的是 钨钴类硬质合金 92、钢在淬火时，临界速度越快，淬火效果越（ 差 ）；A体中含碳越多，淬硬性就越（ 好 ）；钢中含合金元素越多，淬透性就越（ 好）；

四、简答题

1、解释P体,B体，M体，Ld体。

P体——F体与Fe3C体的机械化合物（共析体）

B体——含c过饱和的F体与Fe3C体组成的两相混合物。 M体——c在x-Fe中的过饱和固溶体。

Ld体——A体与Fe3C体的机械混合物组织（共晶体） 2、（1） 40钢的相组成物和组织组成物的相对量： 40钢的相组成物：F和Fe3C。

QF =6.69?0.4?100%=94% QFe3C = 1-QF=1-94%=6%

6.69 40钢的组织组成物：F和P。

QF =0.77?0.4?100%=48.1% QP= 1-QF=1-48.1% =51.9%

0.77（2）T12钢的相组成物和组织组成物的相对量： T12A钢的相组成物：F和Fe3C。

QF =6.69?1.2?100%=82.1% QFe3C = 1-QF=1-82.1% =17.9%

6.69 T12A钢的组织组成物：P和Fe3CⅡ。 QP =

6.69?1.2?100%=92.7%

6.69?0.77 QFe3CⅡ= 1-QP=1-92.7% =7.3%

3、现有20钢直轴和45钢凸轮轴各一根，为使轴具有高硬度和耐磨性，各应进行何种热处理，最终获得何种组织：

20钢直轴先渗碳然后低温回火，使工件表面为含碳较高的回火M体而心部仍为原组织（F+P）；45钢凸轮轴应经调质处理，获得回火S体组织。

4、将45钢和T12钢分别加热至770℃淬火后，45钢的硬度远小于T12钢硬度的原因是：

答：亚共析钢45钢室温是F+P体组织，加热至770℃时为F+A体组织，淬火后A体转变为M体，F体仍保留。由于淬火表层M体有较软的F体，使钢硬度不足。而过共析T12钢室温组织为P +Fe3cⅡ，加热至770℃时为A+ Fe3cⅡ，淬火后A体转变为M体，且M体基体上弥散着更硬的Fe3cⅡ，故T12钢淬火后的硬度远高于45钢的硬度。 5、 请给出凸轮的三种不同设计方案（材料及相应的处理工艺），并说明各自的特点。

答：（ 1）渗碳钢：先渗碳，后淬火＋低温回火 （2）中碳钢：表面淬火＋低温回火 （3）中碳钢：氮化 （4）灰铸铁：表面淬火

6、为普通自行车的下列零件选择其合适材料：①链条；②座位弹簧；③大梁；④链条罩；⑤前轴。 答：（ 1）链条： 20 钢 （2）座位弹簧：65 钢

（3）大梁： Q235 （4）链条罩： 08F （5）前轴： 45 钢

7、 分析15CrMo、40CrNiMo、W6Mo5Cr4V2和1Cr17Mo2Ti钢中Mo元素的主要作用。 答：Mo 元素的主要作用： （1）15CrMo:提高耐热性 （2）40CrNiMo:防止高温回火脆性 （3）W6Mo5Cr4V2:提高热硬性 （4）1Cr17Mo2Ti:提高耐蚀性

8、根据Fe-Fe3C相图计算，室温下，分别为0.2％和1.2％的钢中组织组成物的相对量。 (1)C% =0.2% P%·0.77%=0.2% P%=26% ，F%=74% (2)C% =1.2%

P%·0.77%+(1-P%)·6.69%=1.2% P%=92.7% ，Fe3CⅡ％=7.3%

9、某仓库中积压了许多退火状态的碳钢，由于钢材混杂不知其化学成分，现找出一根，经金相分析后发现组织为

珠光体和铁素体，其中珠光体占75％。问此钢的碳含量大约为多少？ 答：C% ＝P%·0.77%＝75％×0.77％＝0.5775％

10、某碳钢，相组成中，F％＝93％。求：（1）C％＝？属哪种钢？（2）组织组成物的百分比？

答：（ 1）C％＝（1－F％）×6.69％＝7％×6.69％＝0.4683％，属亚共析钢

C% =P％·0.77％ ,P％＝60.8％，F％＝1－P％＝39.2％

11、现有一碳钢制支架刚性不足，采用以下三种方法中的哪种方法可有效解决此问题？为什么？①改用合金钢；

②进行热处理改性强化；③改变该支架的截面与结构形状尺寸。 答：选③，改变该支架的截面与结构形状尺寸。因为金属材料的刚度决定于基体金属的性质，当基体金属确定时， 难于通过合金化、热处理、冷热加工等方法使之改变。

12、 对自行车座位弹簧进行设计和选材，应涉及到材料的哪些主要性能指标？

答：强度、弹性、疲劳极限。

13、 一般认为铝、铜合金的耐蚀性优于普通钢铁材料，试分析在潮湿性环境下铝与铜的接触面上发生腐蚀现象 的原因。

答：潮湿环境下铝与铜的接触面上会发生电化学腐蚀，因为这时铝与铜的接触面因电极电位不同存在着电极电位差而发生电化学腐蚀。 14、常见的金属晶体结构有哪几种？它们的原子排列和晶格常数有什么特点？ －Fe、－Fe、Al、Cu、Ni、Cr、V、 Mg、Zn各属何种结构？

答：常见晶体结构有3 种： ⑴体心立方： α－Fe、Cr、V ⑵面心立方： γ－Fe、Al、Cu、Ni ⑶密排六方：Mg、Zn

15、已知－Fe的晶格常数（a=3.6 ）要大于－Fe的晶格常数（a=2.89 ）,但为什么－Fe冷却到912℃转 变为－Fe时体积反而增大？

答： －Fe 冷却到912℃转变为－Fe 时体积增大，是因为转变之后面心立方的－Fe 转变为体心立方的－Fe 时致密度变小。 －Fe －Fe

晶胞原子数4 晶胞原子数2

转变之后－Fe 的体积为3.633(47.83)＜ 2 个－Fe 的体积2×2.893(48.27)。

16 1g Fe在室温和1000℃时各含有多少个晶胞？ 答：Fe 在室温下为体心立方，晶胞原子数为2，

这时1gFe 的晶胞数＝(1/56×6.02×1023)/2=5.38×1021 个 在1000℃时为面心立方，晶胞原子数为4，

这时1gFe 的晶胞数＝(1/56×6.02×1023)/4＝2.69×1021 个 17已知铜的原子直径为2.56 ，求其晶格常数，并计算1mm3铜中的原子数。

答： a = a= × = × =3.62

原子数＝4×晶胞数＝4× ＝8.4×1019 个 18 总结说明实际金属晶体材料的内部结构特点。 答：实际金属晶体材料内部存在晶体缺陷： ⑴点缺陷：空位、间隙原子、置换原子 ⑵线缺陷：位错 ⑶面缺陷：晶界、亚晶界

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