工程材料题库

一、填空题(每空1分)

1.晶体可以分为________ 和________ 两大类。

2.材料的性能主要包括________ 、________和________三个方面

3.低碳钢拉伸试验的过程可以分为________、________ 和________三个阶段。

4.珠光体是________和________混合在一起形成的机械混合物。

5.在Fe-Fe3C相图中，共晶点的含碳量为________ ，共析点的含碳量为________。

6.为了改善切削加工性能,20 钢应进行________ 热处理,T12 钢应进行________热处理。

7.16Mn 钢中的Mn 元素主要作用是________ 。

8.常见的晶格有、________ 、________ 晶格。

9.Q235钢为________钢。V

10.模具钢分为热作模具钢和______

11.金属晶体中常见的点缺陷有、和等

12.固溶体按照溶质原子所处位置可分为和两类。

13.碳素钢按用途分、和。

14.片状珠光体按照其片层间距可分为、和。

15.材料选择的三原则，，。

二、单选题（每题2分）

1.洛氏硬度的符号是（）

A．HB B. HR C. HV D.HS

2.决定晶体结构和性能最本质的因素是（）

A原子间的结合力 B. 原子间的距离 C. 原子的大小 D. 原子的电负性

3.实际金属结晶时，通过控制生长速率N和长大速率G比值来控制晶粒大小，在下列情况

下获得的晶粒较为粗大的是（）

A.N/G很大时

B. N/G很小时

C. N/G居中时

D. 与N/G无关

4.金属结晶时，冷却速度越快，其实际结晶温度将（）

A越低 B. 越高 C. 越接近临界理论结晶温度 D. 与冷却速度无关

5.在发生共晶反应时，三相的成分：（）

A.相同

B. 不相同

C. 不确定

D.确定

6.铁素体的机械特性是（）

A. 强度高、塑性好、硬度低

B. 强度低、塑性差、硬度低

C．强度低、塑性好、硬度低 D. 强度高、塑性差、硬度高

7.完全退火主要用于（）

A所有钢 B 过共析钢 C 共析钢 D 亚共析钢

8.机械结构钢是（）

A.HT200

B.T10 C . 45 D .Q195

9.含量高钢形成热脆性的元素是（）

A .K B. N C.S D. P

10.在Fe-Fe3C相图中，共析线也称为（）

A.A1线 B．ECF线 C．ACm线 D．PSK线

三、判断题(正确的打√，错误的打X)

1.碳量低于0.25%的碳钢，退火后硬度低，切削时易粘刀并影响刀具寿命，工件表面光洁

度差，所以常采用正火（）

2.金属发生多晶型转变时，不仅晶格要发生变化，组织与性能也要发生变化。（）

3.因为单晶体是各项异性的，所以实际应用的金属材料在各个方向上的性能也是不同的。

（）

4.40Cr钢的淬透性与淬硬性都比T10钢要高（）

5.调整硬度，便于机械加工，低碳钢，中碳钢和低碳合金钢在锻造后都应采用正火处理。

（）

6.频表面淬火只改变工件表面组织，而不改变工件表面的化学成份（）

7.液体冷却凝固成固体的过程都是结晶过程。（）

8.热加工与冷加工的主要区别在于是否对变形金属加热（）

9.过共析钢为消除网状渗碳体应进行正火处理（）

10.可锻铸铁能够进行锻造（）

11.合金的基本相包括固溶体、金属化合物和这两者的机械混合物。（）

12.实际金属是由许多位向不同的小晶粒组成的。（）

13.热处理可改变铸铁中的石墨形态。（）

14.奥氏体是碳在α-Fe中的间隙固溶体。（）

15.高频表面淬火只改变工件表面组织，而不改变工件表面的化学成份。（）

16.过冷度与冷却速度有关，冷却速度越大，则过冷度越小。（）

17.硬度试验操作简便，迅速，不会破坏零件，根据测量的硬度值还可以估计近似的强度值，

因而是生产上常用的一种机械性能试验方法。（）

四、解释下列名词（每题5分，共15分）

1.淬透性

2.淬硬性

3.相

4.组织

5.组织应力

6.热应力

7.过热

8.过烧

9.回火脆性

10.回火稳定性

11.马氏体

12.回火马氏体

13.本质晶粒度

14.实际晶粒度

15.化学热处理

16.表面淬火：

五、问答题（每题5分，共15分）

1. 零件设计时图纸上为什么常以其硬度值来表示材料力学性能的要求？

2. 高频感应加热表面淬火目的是什么？

3. 有人提出用高速钢制锉刀，用碳素工具钢制钻木材的φ10的钻头，你认为合适吗？说明理由？

4. 某汽车齿轮选用20CrMnTi材料制作，其工艺路线如下：

下料——锻造——正火①切削加工——渗碳②淬火③低温回火④喷丸——磨削加工。请分别说明上述①、②、③和④项热处理工艺的目的及组织。

5. 用45钢制造机床齿轮，其工艺路线为：锻造—正火—粗加工—调质—精加工—高频感应加热表面淬火—低温回火—磨加工。说明各热处理工序的目的及使用状态下的组织。

6.说出下列钢号的含义？并举例说明每一钢号的典型用途。

Q235，20，45，T8A，40Cr，GCr15， 60Si2Mn ,W18Cr4V , ZG25，HT200

答案

一、

1.晶体非晶体

2.力学性能物理化学性能工艺性能能

3.弹性变形塑性变形断裂

4. F Fe3C

5. 4.3% 0.77%

6.正火退火

7.强化铁素体

8.体心面心密排六方

9.普通碳素结构钢

10.冷作模具钢

11.空位、间隙原子和置换原子

12.间隙固溶体和置换固溶体

13.碳素结构钢、碳素工具钢和特殊性能钢。

14.珠光体、索氏体和托氏体。

15.使用性能原则，工艺性原则，经济性原则。

二、1-5 BABAD 6-10 CDCCD

三、1-5 √√××√ 6-10 √××√× 11-17 ×√××√×√

四、

1.淬透性：钢在淬火时获得的淬硬层深度称为钢的淬透性，其高低用规定条件下的淬硬层深度来表示。

2.淬硬性：指钢淬火后所能达到的最高硬度，即硬化能力。

3.相：金属或合金中，凡成分相同、结构相同，并与其它部分有晶只界分开的均匀组成部分称为相。

4.组织：显微组织实质是指在显微镜下观察到的各相晶粒的形态、数量、大小和分布的组合。

5.组织应力：由于工件内外温差而引起的奥氏体（γ或A）向马氏体（M）转变时间不一致而产生的应力

6.热应力：由于工件内外温差而引起的胀缩不均匀而产生的应力

7.过热：由于加热温度过高而使奥氏体晶粒长大的现象

8.过烧：由于加热温度过高而使奥氏体晶粒局部熔化或氧化的现象

9.回火脆性：在某些温度范围内回火时，会出现冲击韧性下降的现象，称为回火脆性

10.回火稳定性：又叫耐回火性，即淬火钢在回炎过程中抵抗硬度下降的能力。

11.马氏体：碳在α-Fe中的过饱和固溶体称为马氏体。

12.回火马氏体：在回火时，从马氏体中析出的ε-碳化物以细片状分布在马氏体基础上的组织称为回火马氏体。

13.本质晶粒度：钢在加热时奥氏体晶粒的长大倾向称为本质晶粒度

14.实际晶粒度：在给定温度下奥氏体的晶粒度称为实际晶粒度，它直接影响钢的性能。

15.化学热处理：将工件置于待定介质中加热保温，使介质中活性原子渗入工件表层，从而改变工件表层化学成分与组织，进而改变其性能的热处理工艺。

16.表面淬火：：指在不改变钢的化学成分及心部组织的情况下，利用快速加热将表面奥氏休化后进行淬火以强化零件表面的热处理方法。

五、

1. 零件设计时图纸上为什么常以其硬度值来表示材料力学性能的要求？

答：（1）硬度是指材料抵抗局部塑性变形的能力。

（2）硬度试验操作简便，迅速，不会破坏零件，可用于成品件的检测，

（3）硬度是一个综合力学性能指数，根据测量的硬度值还可以估计近似的强度值等。

2. 高频感应加热表面淬火目的是什么？

答：提高表面硬度、强度、耐磨性和搞疲劳极限，获得所需的力学性能，使心部组织具有足够的塑韧性。使用组织：表面为回火马氏体或铁素体加索氏体

3、答：不合理。挫刀是手用工具，其工作时的温度不高，速度不快，力学性能要求不高，用碳素工具钢就可以。而钻头是高速运转的工具,要求有高的热应性与硬度、耐磨性,要用低合金工具钢或高速工具钢。

4、答：（1）正火：对于低、中碳的亚共析钢而言，正火的目的是调整硬度，便于切削加工，细化晶粒，提高力学性能，为淬火作组织准备，消除残作内应力，防止在后续加热或热处理中发生开裂或形变。使用组织为：铁素体加索氏体。

（2）渗碳：提高工件表面硬度、耐磨性及其疲劳强度，同时保持工件心部良好的韧性和塑性。使用组织：表层为高碳回火马氏体+颗粒碳化物+少量残余奥氏体，心部为低碳回火马氏体+铁素体。

（3）淬火：获得马氏体组织，提高工件的硬度，获得相应的力学性能。使用组织：淬火马氏体。

（4）低温回火：减少或消除淬火内应力，稳定工件尺寸，获得工艺所要的力学性能。使用组织：回火马氏体。

5. 用45钢制造机床齿轮，其工艺路线为：锻造—正火—粗加工—调质—精加工—高频感应加热表面淬火—低温回火—磨加工。说明各热处理工序的目的及使用状态下的组织。

答：正火：对于低、中碳的亚共析钢而言，正火的目的是调整硬度，便于切削加工，细化晶粒，提高力学性能，为淬火作组织准备，消除残余内应力，防止在后续加热或热处理中发生开裂或变形。使用组织为：铁素体加索氏体。

调质：提高力学性能，减少或消除淬火内应力，稳定工件尺寸。使用组织：回火索氏体。

高频感应加热表面淬火：提高表面硬度、强度、耐磨性和抗疲劳极限，获得所需的力学性能，使心部组织具有足够的塑韧性。使用组织：表面为回火马氏体或铁素体加索氏体。

低温回火：减少或消除淬火内应力，稳定工件尺寸，获得工艺所要的力学性能。使用组织：回火马氏体。

6.说出下列钢号的含义？并举例说明每一钢号的典型用途。

Q235，20，45，T8A，40Cr，GCr15， 60Si2Mn ,W18Cr4V , ZG25，HT200

答：Q235为含碳量低的屈服强度为235的碳素结构钢，主要用于结构件、钢板、螺栓、螺母、铆钉等。

20为含碳量为0.2%的优质碳素结构钢，强度、硬度低，韧性塑性好，主要用来做冲压件、锻造件、焊接件、和渗碳件，用做齿轮、销钉、小轴、螺母等。

45：为含碳量为0.45%的优质碳素结构钢综合力学性能好，主要用于制造齿轮轴件，如曲轴，传动轴，连杆。

T8A：含碳量为0.8%左右的优质碳素工具钢.其承受冲击、韧性较好，硬度适当，可用作扁铲、手钳、大锤、木工工肯等。

GCr15：为含碳量为1.5%左右、含Cr量为1.5%左右的滚动轴承钢，主要用于各种滚动体，壁厚≤12㎜，外径≤250㎜的轴承套，模具，精密量具等。

60Si2Mn：含碳量为0.6%左右、含Si为2%左右、含Mn为1.5%左右的弹簧钢，主要用于汽车、拖拉机、机车的板簧、螺旋弹簧、汽缸安全阀门弹簧等。

W18Cr4V：含W量为18%左右、含Cr量为4%左右含V量小于1.5%的高速工具钢。主要用于高速切削车刀、钻头、铣刀、板牙、丝锥、等。

ZG25：含碳量为0.25%的铸钢。主要用承受严重磨损又承受强烈冲击的零件。如拖拉机、坦克的履带板、挖掘机的铲齿等。

HT200最低抗拉强度为200MPa的灰铸铁。