工程材料与热处理试卷

工程材料与热处理 课程期末考查

授课学期 2011 学年至 2012 学年 第 二 学期

学

院 职业技术师范学院

专 业 机械设计制造及其自动化 学姓

号 201013201276 名 屈定兵

任课教师 李祖裕 讲师 交稿日期 2012年7月3日 成

绩

阅读教师签名 日 期

2011-2012学年第二学期工程材料与热处理

课程期末考查题目

课程代码：ZX323394 任课教师：李祖裕

一、基础知识（40分）

1. 机械工程材料的应用，主要根据材料的力学性能进行选材，以符合工程应用的条件。请叙述材料力学性能中：

（1）强度指标：弹性极限、屈服强度、抗拉强度的定义和原理，并配必要的图表和计算公式进行说明；

（2）塑性指标：延伸率和断面收缩率的定义，并配备必要的公式进行说明； （3）硬度指标：布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度的

模具材料特性及模具設計－金屬粉末／陶瓷

DIN 7710 Plastic成形品尺寸公差規格 射出(Injection)成形品 單位：mm

尺寸範圍級別6以下6～1818～3030～5050～8080～120120～180180～350 粗級±0．1±0．1±0．15±0．25±0．4±0．6±0．9±1．2

精密級±0．05±0．08±0．10±0．15±0．20±0．30±0．40±0．60 壓縮(Compression)成形品(包含Transler成形品)

尺寸範圍級別6以下6～1818～3030～5050～8080～120120～180180～250250～315315～400400～500

粗級±0．2±0．3±0．4±0．5±0．6±0．8±1±1．3±1．6±2±2．5 中級±0．1±0．1±0．15±0．2±0．3±0．4±0．5±0．7±0．9±1．2±1．5 精密級

±0．05±0．06±0．08 推孔加三中心間隔10．0

±0．10±0．15±0．20±0．30±0．40±0．50±0．60±0．80 射出成形品的一般公差

尺寸範圍一 般以孔為準之孔以軸為準之軸 10以下±0．1+0．15-0+0-0．2 10～30±0

工程材料 及热加工工艺基础复习纲要

第二章 材料的性能 静态、动态力学性能概念及符号 静态、动态力学性能概念及符号 概念及

第三章 金属的结构与结晶 三种典型晶体结构的特征 晶面、 晶面、晶向指数 晶体缺陷形式 晶体缺陷形式 过冷度” “过冷度”概念 结晶时晶粒大小的控制 铸锭组织

第四章 二元合金 合金中的相结构： 合金中的相结构： 结构 固溶体、 固溶体、金属间化合物 基本相图： 基本相图 相图： 匀晶、共晶、包晶、共析； 匀晶、共晶、包晶、共析； 杠杆定律 铁碳合金： 铁碳合金： 基本相( 、 、渗碳体、石墨) 基本相(F、A、渗碳体、石墨) 量对Fe-C合金组织和性能的影响 含C量对 量对 合金组织和性能的影响 碳钢牌号

第五章 金属的塑性变形与再结晶 塑性变形方式：滑移、孪生 塑性变形方式：滑移、 塑性变形对组织和性能的影响 回复与再结晶 再结晶温度 强化(提高塑性变形抗力)途径： 强化(提高塑性变形抗力)途径： 细晶强化、固溶强化、 细晶强化、固溶强化、 弥散强化、 弥散强化、加工硬化

第六章 热处理 “热处理”定义 热处理” 加热时的组织转变： 加热时的组织转变： A形成过程 形成

《金属材料与热处理》期末试题A

(全卷共五大题，总分100分) 成绩:_____________

一、填空题（每空1分，共20分）

1、金属材料与热处理是一门研究金属材料的、、与金属材料的间的关系和变化规律的学科。

2、常见的金属晶格类型有晶格、晶格和晶格三种。

3、原子呈无序堆积状态的物体叫；原子呈有序、有规则排列的物体叫。一般固态金属都属于。

4、金属的整个结晶过程包括和两个基本过程组成。

5、断裂前金属材料产生的能力称为塑性。金属材料的和

数值越大，表示材料的塑性越好。

6、按化学成分和退火目的的不同，退火可分为：、、

、、等。

二、判断题(每题2分，共20分)

1、同一材料式样长短不同，测得的伸长率数值相同。（）

2、布氏硬度测量法不宜用于测量成品及较薄零件。（）

3、在常温下，细晶粒金属的力学性能比粗晶粒金属高。（）

4、弹性变形不能随载荷的去除而消失。（）

5、冷形变强化降低了金属的塑性、韧性，因此不能作为强化金属材料的方法。（）

6、工业纯铁中碳的质量分数为小于0.0218%。（）

7、低温回火的目的是使工件获得高的弹性极、限屈服强度和韧性。（）

8、合金元素的有益作用只有通过适当的热处理才能发挥出来。（）

9、磷是一种有害杂质，是由于它能使钢的强度和硬度显著降低。（

《机械工程材料》试卷（B 卷）

考试形式: 闭卷笔试，2小时 学 号： 命题教师： 徐光青 姓 名： 适用专业： 机械 年级专业： 题 号 得 分 一 二 三 四 五 六 总分 评卷人 一、名词解释（3分×10） 1. 空间点阵

2. 结晶潜热

3. 固溶强化

4. 固溶体

5. 包晶相图

6. 过冷奥氏体

7. 珠光体转变

8. 淬透性

9. 起始晶粒度

10. 淬火

二、填空（1分×20）

1. 金属晶体中常见的点缺陷有______、______和_____等

2. 液态金属结晶的宏观现象为______和_______，微观过程为_______和_______。

3. 固溶体按照溶质原子所处位置可分为_______和______两类。 4. 碳素钢按质量分为________、________和___________。 5. 滑移的本质是________________________

6.

工程材料及热处理期末模拟

一、填空题（20×1％=20％）

1、常见的金属晶格类型有体心立方晶格、面心立方晶格和 晶格三种。

2、常见的表面热处理可分为表面淬火和

3、铸铁是含碳量在大于铁碳合金，单铸铁中的碳大部分不再以渗碳体的形式存在，而是以游离的 石墨 状态存在。

4蠕墨铸铁四大类。它们在石墨的形态分别为_片状 蠕虫状。

5、常用的常规热处理方法有回火、正火和淬火、 退火 。

6、合金常见的相图有匀晶相图 、 共晶相图 、包晶相图和具有稳定化合物的二元相图。

7、实际金属中存在有点缺陷、线缺陷和

8、过冷度是指其表示符号 △T 。

9、钢的热处理工艺由 加热、保温、冷却 三个阶段所组成。

10、零件失效的形式有：变形失效、断裂失效及表面损伤失效。

12、根据晶胞的几何形状或自身的对称性，可把晶体结构分为七大晶系、十四种空间点阵 。

13 是由于过热和过冷现象的影响，加热时相变温度偏向高温，冷却时相变温度偏向低温的现象。

14、细化铸态金属晶粒主要采用下面两种方法为：增大金属的过冷度、变质处理。

15

二、选择题（10×2％=20％）

1、化学热处理与其他热处理的主要区别是（ C ）

A 组织变化 B 加热温度 C 改变表面化学成分

1．写出下列力学性能符号所代表的力学性能指标的名称和含义。 ?e、?s 、? r 0.2、?b 、?、?、ak 、?-1、

HRA、HRB、HRC、HBS(HBW)。 2．低碳钢试样在受到静拉力作用直至拉断时经过怎样的变形过程? 3．某金属材料的拉伸试样l0=100mm，

d0=10mm。拉伸到产生0.2％塑性变形时作用力(载荷)F0.2=6.5×10N；Fb=8．5×10N。拉断后标距长为ll=120mm，断口处最小直径为dl=6.4mm，试求该材料的?0.2、?b、?、?。 4．钢的弹性模量为20.7×10MPa，铝

的弹性模量为6.9×10MPa。问直

4

4

3

3

径为2.5mm，长12cm的钢丝在承受450N的拉力作用时产生的弹性变形量(Δl)是多少?若是将钢丝改成同样长度的铝丝，在承受作用力不变、产生的弹性变形量(Δl)也不变的情况下，铝丝的直径应是多少?

5．某钢棒需承受14000N的轴向拉力，

加上安全系数允许承受的最大应力为140MPa。问钢棒最小直径应是多少?若钢棒长度为60mm、E=210000MPa，则钢棒的弹性变形量(Δl)是多少?

6．试比较布氏、洛氏硬度的特点，

指出各自最适用的范围。下列几

种工件的硬度适宜哪种硬度法测量：淬硬的钢

《金属材料与热处理》习题册使用说明

《金属材料与热处理》是机械、机电专业学习的主要课程之一。由于理

论与实践相脱离等客观原因，学生在学习时出现了“题目拿不稳，答案做不准”的现象。

本习题册结合生产实践，以单元练习为主线，围绕教学大纲，参考考试

大纲，根据学生的认知特点，以检测为表现形式，以掌握知识为目的，把每单元所学内容分为测试一和测试二（其中单元五单元六含测试题三）。测试一重在考核学生对所学基础知识的识记理解，测试二、测试三重在对所学知识的综合应用。知识层次由浅入深，同时对本学科编排四份综合检验，以便师生在本学科学习时进行总结检测。相信本习题册学生在学习过程中参考练习，能提高学习效率，起到事半功倍的效果。对教和学起到一定的指导作用。

本习题册主编杨义然。

单元一至单元五测试题、综合测试一至四由杨义然编写 单元六至单元八测试题由徐红梅编写

目 录

单元一 (金属的性能)测试题 一 单元一 （金属的性能）测试题 二

单元二 （金属的结构与结晶）测试题 一 单元二 （金属的结构与结晶）测试题 二 单元三 （铁碳合金）测试题 一 单元三 （铁碳合金）测试题 二 单元四 （碳素钢）测试题 一 单元

《机械工程材料》热处理实验报告

实验名称 : 45钢（T10钢）的硬度测量和热处理

班 级 :

实验人员 ： 组 长 : 学 号：

实验日期 : 2011年12月12日 星期一

指导教师 :

T10钢淬火前后硬度测量实验报告

一、实验目的：

1、 了解碳钢的基本热处理（退火、淬火及回火）工艺方法。

2、 研究冷却条件与钢性能的关系。

3、 分析淬火后的回火工艺其温度的选择对钢性能的影响。

二、实验设备及材料

1.HR—150A型洛氏硬度试验机。

2.试样:Φ20×10mm 45钢和。

3.实验用的箱式电阻加热炉(附测温控温装置)。

4.冷却剂：水 (使用温度约20℃)。

三、实验的相关原理和要求：

热处理是一种很重要的金属热加工的工艺方法，也是充分发挥金属材料性能潜力的重要手段。热处理的主要目的是改变钢的性能，其中包括使用性能及工艺性能。钢的热处理工艺特点是将钢加热到一定的温度，经一定时间的保温，然后以某种速度冷却下来，通过这样的工艺过程能使钢的性能发生改变。其基本工艺方法可分为退火、淬火及回火等。

（一） 钢的退火

钢的退火通常是把钢加热到临界温度Ac1或Ac3线以上，保温一段时间，然后缓慢地随炉冷却。此时，奥氏体在高温区

表1 钢铁材料的基本组织

表2 钢铁材料的一般热处理

注：含碳量皆指质量分数

名称

热处理过程

热处理目的 ①降低钢的硬度，提高塑性，以利于切 削加工及冷变形加工

1.退 火

将钢件加热到一定温度，保温一定 时间，然后缓慢冷却到室温

②细化晶粒，均匀钢的组织，改善钢的 性能及为以后的热处理作准备 ③消除钢中的内应力。 防止零件加工后 变形及开裂

将钢件加热到临界温度(不同钢材 临 界 温 度 也 不 同 ， 一 般 是 (1)完全退火 710-750℃,个别合金钢的临界温 度 可 达 800—900º C) 以 上 30—50º C,保温一定时间，然后随 炉缓慢冷却(或埋在沙中冷却) 将钢件加热到临界温度以上20~ (2)球化退火 退 火 类 别 (3)去应力退火 将钢件加热到500~650º 保温一 C, 定时间，然后缓慢冷却(一般采用随 炉冷却) 30º C,经过保温以后，缓慢冷却至 500℃以下再出炉空冷 降低钢的硬度，改善切削性能，并为以 后淬火作好准备， 以减少淬火后变形和 开裂,球化退火适用于含碳量(质量分 数)大于 O. 8%的碳素钢和合金工具钢 消除钢件焊接和冷校直时产生的内应 力， 消除精密零件切削加