2009-2010工程材料与成形技术期末考试3套试卷及答案北华大学机械

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命题人: 课程组组长: 运行主任: 日期:

课程组 材料成型 使用专业 材料成型及控制工程 年级 07 班级学号 考生姓名 考试地点 ————————¤—————¤———————————装订线————————¤———————¤——————

北华大学机械工程学院2009—2010学年第二学期 《工程材料与成形技术》课程期末考试试卷(B)

题号 一 二 三 四 五 六 七 八 总分 得分 评卷人 核分: 本题得分 一、 填空题(每空0.5分,共5分)

1. 典型金属的晶格形式主要有 、 和 三种。 2. 金属的塑性变形在大多数情况下是以滑移方式进行的,而滑移是 位错 在滑移面上运动造成的。

3. 根据成分不同,铁碳合金可分为三大类,分别为 GONGYE 纯铁 、钢 和 铸铁 。 4. 当变形的金属进行加热时,随着温度的升高,其组织会发生 回复 、再结晶 和 晶粒长大 的变化过程。 本题得分 二、 判断题(每题1分,共6分)

1. T8钢属于碳素工具钢,它也是高碳钢。 ( T ) 2. P会引起钢的冷脆性,即使钢在室温下的塑性急剧下降。 ( T ) 3. 面心立方晶格和体心立方晶格具有相同的滑移系数。 ( T ) 4. 铁素体和奥氏体的根本区别就是在于固溶度不同,前者小而后者大。 ( F ) 5. 无论何种成分的铁碳合金,随着含碳量的增加,组织中铁素体相对量减少,渗碳体相对量增加。 ( T ) 6. 凡是碳钢的平衡结晶过程都具有共析转变,而没有共晶转变。 ( T )

本题得分 三、 选择(每题1分,共7分)

1. 以下生产齿轮的方法,( C )方法最为理想。

A、由原钢板机械加工成齿轮 B、由粗钢棒机械加工成齿轮 C、由圆棒热锻成齿轮毛坯,再加工成齿轮

2. 为了改善T12钢的切削性能,一般都采用( D )热处理方法。

A、淬火+高温回火 B、完全退火 C、正火 D、球化退火

3. 除了( B )外,大多数溶入到奥氏体的合金元素均使C曲线右移。,

A、Mn B、Co C、Cr

4. 如果要使某种碳钢具有高硬度和耐磨性,应该采用( C )热处理

A、淬火+高温回火 B、淬火+中温回火 C、淬火+低温回火 5. 体心立方晶胞原子数为( B )个?

A. 1 B. 2 C. 3 D. 4

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本题得分 本题得分

命题人: 课程组组长: 运行主任: 日期: 6. 碳在铁素体中的最大溶解度为(A )?

A. 、0.0218% B、 0.008% C、2.11% D、 0.53% 7 . 铸铁与碳钢的区别在于有无( A )。、 A、莱氏体 B、珠光体 C、铁素体

四、确定下列各金属材料的名称、碳含量、合金元素含量。(每空0.5分,共10分) 1. Q235名称 屈服强度为235mp的普通碳素结构钢 。

2. 45钢名称 含碳量为0.45%的优质碳素结构钢 ,含碳量为 %C。 3. T8钢名称 含碳量为0.8的碳素工具钢 ,含碳量为 %C。 4. 60Si2Mn名称 合金结构钢 ,含碳量为 0.6 %C,含Si量小于 2 %Si,含Mn量小于 1.5 %Mn。

5. CrWMn名称 合金工具钢 ,含碳量为 1 %C,含Cr量小于 1.5 %Cr,含W量小于 1.5 %W。含Mn量小于 1.5 %Mn。 6. 4Cr13名称 不锈钢 ,含碳量为 1 %C,含Cr量约为 13 %Cr。 7. GCr15名称 滚动轴承钢 ,含碳量为 1 %C,含Cr量约为 1.5 %Cr。

五 、 简答题 (每题6分,共24分)

1.将三块碳钢进行冷变形,第一块变形度为5%,第二块为15%,第三块为30%,然后再加热至700 ℃。试指出哪块试样的晶粒最粗大?对性能有何影响?

2.变速箱齿轮,用20CrMnTi钢制作,要求齿面硬度58—64HRC,采用什么热处理工艺才能达到要求?

3.用45钢制作齿轮,加工工艺路线如下:下料—锻造—热处理1—机械加工1—热处理2—机械加工2,说明各热处理和机械加工的名称。

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命题人: 课程组组长: 运行主任: 日期:

4.碳钢中的P , S对钢的性能有何影响?

本题得分 六、画出铁碳平衡状态图(6分)(标明各重要点,线,面的相应温度,碳的质量分数,组

织)并回答如下问题 (共10分)

1.在理想的冷却条件下,碳的质量分数为0.35%合金的室温组织是什么?(2分)

2.在理想的冷却条件下,碳的质量分数为1%合金的组织是什么?(2分)

七、 T12钢加热到770℃后用图示各种方法冷却,分析其所得的组织。(共8分)

课程组 材料成型 使用专业 考生姓名 材料成型及控制工程 年级 06 班级学号 考试地点 ————————¤—————¤———————————装订线————————¤———————¤——————

北华大学机械工程学院2009—2010学年第二学期 《材料科学基础》课程期末考试试卷(C)

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本题得分 本题得分 本题得分

命题人: 课程组组长: 运行主任: 日期: 题号 一 二 三 四 五 六 七 八 总分 得分 评卷人 核分: 四、 填空题(每空0.5分,共5分)

5. 钢的马氏体的本质是 碳在阿尔法贴中的间隙固溶体 间隙固溶体,它具有 体心立方 的晶格结构。

6. 金属铸锭的组织由三层形状和大小不同的晶粒组成的,分别是 、

和 。

7. 在实际的金属结构中,晶界属于 缺陷,置换原子属于 缺陷。 8. 在炼钢中,Si是作为 加入钢中的。 9. 铅在室温下的塑性变形属于 加工,金属冷加工和热加工是以该材料的 温度区分的

五、 判断题(每题1分,共6分)

1. S、P都是碳钢中的有益元素。 ( F )

2. T8钢属于碳素工具钢,它也是高碳钢。 ( T )

3. P会引起钢的冷脆性,即使钢在室温下的塑性急剧下降。 ( T )

4. 面心立方晶格和体心立方晶格具有相同的滑移系数,因此可以说铁在高温和低温的时候塑性都是一致的。 ( F )

5. 727℃是铁素体和奥氏体的同素异构转变温度。 ( T )

6. 凡是碳钢的平衡结晶过程都具有共析转变,而没有共晶转变。 ( T )

六、 选择(每题1分,共7分) 1. 热处理工艺中,调质是指( )。

A.淬火+中温回火 B.淬火+低温回火 C.淬火+高温回火 D.退火 2. 在二元系合金相图中,计算两相相对量的杠杆法则只能用于( )。

A.单相区中 B.两相区中 C.三相平衡水平线上

3. 除了( )外,大多数溶入到奥氏体的合金元素均使C曲线右移。

A、Mn B、Co C、Cr

4. QT400—15是( )。

A. 可锻铸铁 B. 灰铸铁 C. 球墨铸铁 D. 蠕墨铸铁 第

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命题人: 课程组组长: 运行主任: 日期: 5. 亚共析钢含碳量范围是( )?

A. 2.11% ~ 4.3% B.0.77% ~ 2.11% C. 0.008% ~ 0.77% D. 0.53% ~ 2.11% 6. 在切应力的作用下,晶体的滑移发生在特定的晶面和晶向上,这些晶面和晶向一般都是原子排列密度( )晶面和晶向。

A、最大 B、最小 C、最大和最小都可能 7.以下淬火介质中,( )的冷却能力最大。

A、盐水 B、水 C、矿物油

本题得分 四、确定下列各金属材料的名称、碳含量、合金元素含量。(每空0.5分,共10分) 8. 4Cr13名称 ,含碳量为 %C,含Cr量约为 %Cr。

9. 5CrNiMo名称 ,含碳量约为 %C,含Cr量小于 %Cr,含Ni量小于 %C,含Mo量小于 %C

10. 60Si2Mn名称 ,含碳量为 %C,含Si量小于 %Si,含Mn量小于 %Mn。

11. CrWMn名称 ,含碳量为 %C,含Cr量小于 %Cr,含W量小于 %W。含Mn量小于 %Mn。

12. GCr15名称 ,含碳量为 %C,含Cr量约为 %Cr。

本题得分 五、简答题(每题6分,共24分)

1.变速箱齿轮,用20CrMnTi钢制作,要求齿面硬度58—64HRC,采用什么热处理工艺才能达到要求?

2.用45钢制作齿轮,加工工艺路线如下:下料—锻造—热处理1—机械加工1—热处理2—机械加工2,说明各热处理和机械加工的名称。

3.T12钢加热到770℃后用图示各种方法冷却,分析其所得的组织。

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命题人: 课程组组长: 运行主任: 日期:

4.碳钢中的P , S对钢的性能有何影响?

本题得分 六 计算应用题(第一小题10分,第二小题8分,共18分)

1. 一把有T12钢制成的锉刀,厚5mm经780℃加热淬火和160℃回火后,硬度为HRC65左右。现将另一端用火焰加热至950℃,持续15分钟后各点温度如图所示,立即将其投入水中,指出各点在冷却后的组织,并表明粗细。以知T12的Accm为850℃。

2. T12钢加热到770℃后用图示各种方法冷却,分析其所得的组织。

北华大学机械工程学院2009—2010学年

第2期

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命题人: 课程组组长: 运行主任: 日期:

《材料科学基础》课程期末考试试卷(A)

题号 得分 评卷人 一 二 三 四 五 六 七 八 总分 核分人: 本题得分 七、 填空题(每空0.5分,共5分)

10. 铁素体是指碳在 中的间隙固溶体,钢的马氏体具有 的晶格结构。

11. 典型金属的晶格形式主要有 、 和 三种。 12. 塑性变形的基本形式有 和 。 13. 根据成分不同,铁碳合金可分为三大类,分别为 、 和 。 八、 判断题(每题1分,共6)

1. 一般来说,多晶体金属显示各向异性。 ( )

本题得分 2. 上贝氏体的机械性能比下贝氏体的好。 ( ) 3. T8钢属于碳素工具钢,它也是高碳钢。 ( ) 4. 钢中的杂质P会引起钢的冷脆性,而S会引起钢的热脆性。 ( ) 5. 面心立方晶格和体心立方晶格具有相同的滑移系数,因此可以说铁在高温和低温的时候塑性都是一致的。 ( ) 6. 凡是碳钢的平衡结晶过程都有共析转变,而没有共晶转变。 ( )

九、 选择(每题1分,共7)

1. 热处理工艺中,调质是指( )。

A.淬火+中温回火 B.淬火+低温回火 C.淬火+高温回火 D.退火 2. 铸铁与碳钢的区别在于有无( )

A、莱氏体 B、珠光体 C、铁素体

3以下生产高载荷高转速齿轮的方法,( )方法最为理想。

A、由圆钢板机械加工成齿轮 B、由粗钢棒机械加工成齿轮 C、由圆棒热锻成毛坯后机加成形 D. 铸造成型 4 过共析钢含碳量范围是( )?

A. 2.11% ~ 4.3% B.0.77% ~ 2.11% C. 0.008% ~ 2.11% D. 0.53% ~ 2.11% 5 在切应力的作用下,晶体的滑移发生在特定的晶面和晶向上,这些晶面和晶向一般都是原子排列密度( )晶面和晶向。

A、最大 B、最小 C、最大和最小都可能 6 以下淬火介质中,( )的冷却能力最大。

A、盐水 B、水 C、矿物油

本题得分 7 页 共 12 页

命题人: 课程组组长: 运行主任: 日期:

7 为了改善T12钢的切削性能,一般都采用( )热处理方法。

A、淬火+高温回火 B、完全退火 C、正火 D、球化退火

四、确定下列各金属材料的名称、碳含量、合金元素含量。(每空0.5分,共10分) 本题得分 1. T12钢名称( ),含碳量约为( )%C。 2. 45钢名称( ),含碳量约为( )%C。

3. GCr15名称( ),含碳量约为( )%C,含Cr量约为( )%Cr。 4. 5CrNiMo名称( ),含碳量约为( )%C,含Cr量小于( )%Cr,含Ni量小于( )%C,含Mn量小于( )%C。

5. Cr12MoV名称( ),含碳量约为( )%C,含Cr量约为( )%Cr,含Mo量小于( )%Mo,含V量小于( )%V。

6. 2Cr13名称( ),含碳量约为( )%C,含Cr量约为( )%Cr。

五、简答题(每题6分,共24分)

1.T12钢加热到770℃后用图示各种方法冷却,分析其所得的组织。

本题得分

2.大螺丝刀,要求杆部为细珠光体而顶端为回火马氏体,只有一种外部热源,应如何处理?

3.铁与碳钢的主要区别是什么?力学性能方面各有何特点?

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命题人: 课程组组长: 运行主任: 日期:

4.强化金属的方法有哪几种?说明原理。

本题得分 六 问答题 (每题9,共18)

2. 一把有T12钢制成的锉刀,厚5mm经780℃加热淬火和160℃回火后,硬度为HRC65左右。现将另一端用火焰加热至950℃,持续15分钟后各点温度如图所示,立即将其投入水中,指出各点在冷却后的组织,并表明粗细。已知T12的Accm为850℃。

2.某工厂用Cr12MoV钢制作冲孔模,工艺路线为:下料—锻造—热处理1—机械加工—热处理2—热处理3—电火花加工。回答问题: A 锻造的作用:

B 写出热处理(1-2-3)的名称及室温组织

北华大学机械工程学院 2009—2010学年第二学期 《工程材料与成形技术》课程期末考试试卷(C)

参考答案与评分标准

一、填空题(每空0.5分,共5分) 14. 碳在α-Fe中的过饱和、体心正方 15. 激冷区、柱状晶区、等轴晶区 16. 面、点 17. 脱氧剂

18. 热加工、再结晶

二、判断题(每题1分,共6分) 1.F 2. T 3.T 4.F 5.F 6.T

三、选择(每题1分,共10分)

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命题人: 课程组组长: 运行主任: 日期:

1、c;2、b;3、b;4、c;5、c;6、a;7、a

四、确定下列各金属材料的名称、碳含量、合金元素含量。(每空0.5分,共10分) 7. 不锈钢、0.4、13

8. 合金工具钢、0.5、1.5、1.5、1.5 9. 合金结构钢、0.6、2.5、1.5 10. 合金工具钢、1、1.5、1.5、1.5 11. 滚动轴承钢、1、1.5

五、简答题(每题6分,共36分) 1.表面渗碳后淬火加低温回火

2.正火;粗加工;淬火加低温回火;精加工

3.(1)淬火M+残余A (2)回火M+残余A (3)淬火M+残余A+B(下)(4)B(下) 4.S和铁形成低熔点(985℃)共晶体产生热脆;P在室温下使钢变脆,产生冷脆。

六、计算应用题(第一小题10分,第二小题和第三小题每题7分,共24分) 3. 解:

950℃点:粗大的淬火M组织和一部分残余奥氏体。

760℃点:组织均匀细小的淬火M组织和粒状渗碳体以及一部分残余奥氏体。 600℃点:回火索氏体组织和粒状渗碳体。 430℃点:回火屈体组织和粒状渗碳体。 200℃点:回火M组织和和粒状渗碳体。

25℃点:回火M组织和粒状渗碳体以及一部分残余奥氏体。

2. 解:

(1)组织成分为淬火马氏体M+残余奥氏体A。

(2)组织成分为下贝氏体+淬火马氏体M+残余奥氏体A。 (3)组织成分为下贝氏体+残余奥氏体A。

北华大学机械工程学院 2009—2010学年第二学期 《工程材料与成形技术》课程期末考试试卷(A)

参考答案与评分标准

一、填空题(每空0.5分,共5分) 19. α-Fe、体心正方

20. 体心立方、面心立方、密排六方 21. 滑移、孪生

22. 工业纯铁、钢、铸铁。

二、判断题(每题1分,共6分)

1.T 2. F 3.T 4.T 5.F 6.T 三、选择(每题1分,共7分)

1、c;2、a;3、c;4、b;5、a;6、a;7、d.

四、确定下列各金属材料的名称、碳含量、合金元素含量。(每空0.5分,共10分) 12. 碳素工具钢、1.2 13. 优质碳素结构钢、 0.45 14. 滚动轴承钢、1、1.5

15. 合金工具钢、0.5、1.5、1.5、1.5 16. 合金工具钢、1、12、1、1 17. 不锈钢、0.2、13

五、简答题(每题6分,共24分)

10 页 共 12 页

命题人: 课程组组长: 运行主任: 日期:

1.(1)淬火M+残余A (2)回火M+残余A (3)淬火M+残余A+B(下)(4)B(下) 2.整体正火,顶端淬火+低温回火

3.含碳量和碳存在的形式不同;铸铁:大于2.11%,碳钢:0.0218%—2.11%。碳钢中的碳除一部分溶于F,都

以渗碳体形式存在,铸铁少量溶于F,大部分以石墨(灰口铁)或渗碳体(白口铁)形式存在。组织不同,性能不同。铸铁的抗拉强度低,塑性和韧性差;碳钢强度高,塑韧性高。

5.形变强化;固溶强化;相变强化。形变强化原理:晶粒细化,晶格严重畸变,增大滑移阻力,强度和硬度

提高。固溶强化原理:溶质溶入固溶体,造成晶格畸变曾大,硬度和强度升高。相变强化原理:通过相变生成强度和硬度高的相,如M,B等。 六、问答题 (每题10分,共30分)

1. 950℃点:粗大的淬火M组织和一部分残余奥氏体

760℃点:组织均匀细小的淬火M组织和粒状渗碳体以及一部分残余奥氏体 600℃点:回火索氏体组织和粒状渗碳体 430℃点:回火屈体组织和粒状渗碳体 200℃点:回火M组织和和粒状渗碳体

25℃点:回火M组织和粒状渗碳体以及一部分残余奥氏体 A:细化晶粒;打碎碳化物

B:1为退火,组织为索氏体+细粒状碳化物 2为淬火,组织为淬火M+残余A 3为低温回火,组织为回火M+残余A

北华大学机械工程学院 2009—2010学年第二学期 《工程材料与成形技术》课程期末考试试卷(B)

参考答案与评分标准

一、填空题(每空0.5分,共5分) 23. 体心立方、面心立方、密排六方 24. 位错

25. 工业纯铁、钢、铸铁。 26. 回复、再结晶、晶粒长大

二、判断题(每题1分,共6分)

1.T 2. T 3.T 4.F 5.T 6.T 三、选择(每题1分,共7分)

1、c;2、d;3、b;4、c;5、b;6、a;7、a;

四、确定下列各金属材料的名称、碳含量、合金元素含量。(每空0.5分,共10分) 18. 普通碳素结构钢 19. 优质碳素结构钢, 0.45 20. 碳素工具钢, 0.8 21. 合金结构钢,0.6,2.5,1.5 22. 合金工具钢,1,1.5,1.5,1.5 23. 不锈钢、0.4、13 24. 滚动轴承钢、1、1.5

五、简答题(每题6分,共24分)

1.变形度为5%的晶粒度最大;晶粒度大,机械性能差 2.表面渗碳后淬火加低温回火

3.正火;粗加工;淬火加低温回火;精加工

4.S和铁形成低熔点(985℃)共晶体产生热脆;P在室温下使钢变脆,产生冷脆,

六、画出铁碳平衡状态图(6分)(标明各重要点,线,面的相应温度,碳的质量分数,组织)并回答如

下问题 (共10分)

铁碳平衡图

2.

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命题人: 课程组组长: 运行主任: 日期:

1.F+P;2.P+渗碳体(2次);

七、T12钢加热到770℃后用图示各种方法冷却,分析其所得的组织。(共8分) 1.组织成分为淬火马氏体M+残余奥氏体A。

2.组织成分为下贝氏体+淬火马氏体M+残余奥氏体A。 3.组织成分为下贝氏体+残余奥氏体A。

第 12 页 共 12 页

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