机械工程材料考试复习题

工程材料试题

一、名词解释题（每题3分，共30分）

1、金属化合物；与组成元素晶体结构均不相同的固相

2、固溶强化；随溶质含量增加，固溶体的强度、硬度提高，塑性、韧性下降的现象。

3、 铁素体；碳在a-Fe中的固溶体

4、加工硬化；随冷塑性变形量增加，金属的强度、硬度提高，塑性、韧性下降的现象。

5、球化退火；将工件加热到Ac1以上30——50摄氏度保温一定时间后随炉缓慢冷却至600摄氏度后出炉空冷。

6、金属键；金属离子与自由电子之间的较强作用就叫做金属键。

7、再结晶；冷变形组织在加热时重新彻底改组的过程.

8、枝晶偏析；在一个枝晶范围内或一个晶粒范围内成分不均匀的现象。

9、正火；是将工件加热至Ac3或Accm以上30~50℃,保温一段时间后,从炉中取出在空气中冷却的金属热处理

工艺。 10、固溶体。合金在固态时组元间会相互溶解，形成一种在某一组元晶格中包含有其他组元的新相，

这种新相称为固溶体

二、简答题（每题8分，共48分）

1、金属结晶的基本规律是什么？晶核的形成率和成长率受到哪些因素的影响？《P16》

l 结晶的基本过程——晶核形成与晶核长大

结晶时的冷却速度（即过冷度）随着过冷度的增大，晶核的形成率和成长率都增大，但形成率的增长比

成长率的增长快，同时液体金属中难熔杂质以及振动和搅拌的方法也会增大形核率

2、手锯锯条、普通螺钉、车床主轴分别用何种碳钢制造？

手锯锯条：它要求有较高的硬度和耐磨性，因此用碳素工具钢制造。如T9,T9A,T10,T10A,T11,T11A

普通螺钉：它要保证有一定的机械性能，用普通碳素结构钢制造，如Q195,Q215,Q235

车床主轴：它要求有较高的综合机械性能，用优质碳素结构钢，如30，35，40，45，50

3、金属经冷塑性变形后，组织和性能发生什么变化？

《1》晶粒沿变形方向拉长，性能趋于各向异性，如纵向的强度和塑性远大于横向等。《2》晶粒破碎，位错密

度增加，产生加工硬化，即随着变形量的增加，强度和硬度显著提高，而塑性和韧性下降，《3》织构现象的

产生，即随着变形的发生不仅金属中晶粒会被破碎拉长，而且各晶粒的晶格位向也会沿着变形的方向同时发

生转动，转动结果金属中每个晶粒的晶格位向趋于大体一致，产生织构现象，《4》冷压力加工过程中由于材

料各部分的变形不均匀或晶粒内各部分和各晶粒间的变形不均匀，金属内部会形成残余的内应力，这在一般

情况下都是不利的，会引起零件尺寸不稳定。

4、固溶体和金属间化合物在结构和性能上有什么主要差别？

在结构上：固溶体的晶体结构与溶剂的结构相同，而金属间化合物的晶体结构不同于组成它的任一组元，它

是以分子式来表示其组成。

在性能上：形成固溶体和金属件化合物都能强化合金，但固溶体的强度，硬度比金属间化合物低，塑性，韧

性比金属间化合物好，也就是固溶体有更好的综合机械性能。

5、实际晶体中的点缺陷，线缺陷和面缺陷对金属性能有何影响？

如果金属中无晶体缺陷时，通过理论计算具有极高的强度，随着晶体中缺陷的增加，金属的强度迅速下降，

当缺陷增加到一定值后，金属的强度又随晶体缺陷的增加而增加。因此，无论点缺陷，线缺陷和面缺陷都会

造成晶格畸变，从而使晶体强度增加。同时晶体缺陷的存在还会增加金属的电阻，降低金属的抗腐蚀性能。

6、比较退火的状态下的45钢、T8钢、T12钢的硬度、强度和塑性的高低，简述原因。

三、综合分析题（共22分）

1、（12分）有两个含碳量为1.2%的碳钢薄试样，分别加热到780℃和860℃并保温相同时间，使之达到平衡状态，

然后以大于VK的冷却速度至室温。试问：

（1）哪个温度加热淬火后马氏体晶粒较粗大？

因为860摄氏度加热温度高，加热时形成的奥氏体晶粒粗大，冷却后得到的马氏体晶粒叫粗大

（2）哪个温度加热淬火后马氏体含碳量较多？

因为加热温度860已经超过了Accm，此时碳化物全部溶于奥氏体中，奥氏体中含碳量增加，而奥氏体向马氏

体转变是非扩散型转变，所以冷却后马氏体含碳量较多。

（3）哪个温度加热淬火后残余奥氏体较多？

因为加热温度860已经超过了Accm，此时碳化物全部溶于奥氏体中，使奥氏体中含碳量增加，降低钢的Ms

和Mf点，卒火后残余奥氏体增多。

（4）哪个温度加热淬火后未溶碳化物较少？

因为加热温度860已经超过了Accm，此时碳化物全部溶于奥氏体中，因为加热卒火后未溶碳化物较少

（5）你认为哪个温度加热淬火后合适？为什么？

780加热卒火后合适。因为含碳量为1.2%的碳钢属于过共析钢，过共析碳钢卒火加热温度Ac1

+(30_50摄氏度)，而780在这个温度范围内，这时卒火后的组织为均匀而细小的马氏体和颗粒状渗碳体及残余

奥氏体的混合组织，使钢具有高的强度，硬度和耐磨性，而且也具有较高的韧性。

2、（10分）说明45钢试样（Φ10mm）经下列温度加热、保温并在水中冷却得到的室温组织：700℃，760℃，840℃，

1100℃。

700：因为它没有达到相变温度，因此没有发生相变，组织为铁素体和珠光体。

760：它的加热温度在Ac1_Ac3之间，因此组织为铁素体，马氏体和少量残余奥氏体。

840：它的加热温度在Ac3以上，加热时全部转变为奥氏体，冷却后的组织为马氏体和少量残余奥氏体。

1100：因为它的加热温度过高，加热时奥氏体晶粒粗化，卒火后得到粗片状马氏体和少量残余奥氏体

齿轮：20CrMnTi渗碳钢；C%=0.2%,Cr,Mn,Ti<1.5%；渗碳＋淬火＋低温回火；组织为回火马氏体。（3

分）

连杆：40Cr调质钢；C%=0.4%,Cr<1.5%；调质处理（淬火＋高温回火）；组织为回火索氏体。（2分）

弹簧：65Mn弹簧钢；C%=0.65%,Mn<1.5%；淬火＋中温回火；组织为回火托氏体。（2分）

冷冲压模具：Cr12MoV冷变形模具钢；C%>1%,Cr=12%,Mo,V<1.5%；淬火＋低温回火；组织为回火马

氏体。（2分）

滚动轴承：GCr15Mo轴承钢；C%＝1%,Cr=1.5%,Mo<1.5%；球化退火＋淬火＋低温回火；组织为回火

马氏体。（2分）

车刀：W6Mo5Cr4V2高速钢；W%=6%,Mo%=5%,Cr%=4%,V%=2%；淬火＋560℃三次回火；组织为

回火马氏体＋碳化物。（3分）

锉刀：T10碳素工具钢；C%＝1%；淬火＋低温回火；组织为回火马氏体＋碳化物。（2分）

热锻模具：5CrMnMo热变形模具钢；C%=0.5%,Cr,Mn,Mo<1.5%；淬火＋高温回火；组织为回火索氏

体。（2分）

机床床身：HT300灰口铁；无需热处理。（2分）

2007年本科工程材料试题标准答案

一、分析题 （分析下列材料强化方法的主要机理）（25分）

1、细晶强化： 金属组织中晶界大量增加

2、弥散强化： 金属组织中第二相细小均匀分布

3、固溶强化：固溶体的晶格畸变

4、二次硬化：包括二次淬火（过冷奥氏体转变成马氏体）和二次相析出（过冷奥氏体和马氏体中析出弥

散碳化物）使得材料回火后硬度提高。

5、加工硬化：位错数量急剧增加使得材料强度硬度提高 二、填空题(25分)

1、 。

其中， 针片状马氏体硬度高、塑性差。

2、W18Cr4V钢的淬火加热温度为1270－1280℃ …… 此处隐藏：8723字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……