工程材料试卷试卷三答案

模拟试卷三答案

一、填空题（共30分，每空1分）

1．16Mn 是 低合金结构 钢，其碳的质量分数是 0.16% 。 2．Q235A 是 碳素结构 钢，其中“A ”的含义是 质量等级为A 。 3．HT200中的“200”的含义是： σb ≥200MPa 。

4．GCr15是 滚动轴承 钢，其Cr 的质量分数是 1.5% 。 5．α-Fe 和γ-Fe 的晶格结构分别是： 体心立方 、 面心立方 。

6．按几何形式，实际金属中的晶体缺陷分为： 点缺陷 ， 线缺陷 ， 面缺陷 。 7. 马氏体（M ）是碳溶于 α-Fe 所形成的 过饱和间隙 固溶体。 8．球化退火主要用于 过共析 钢，其加热温度为： Ac 1+20～30℃ 。 9．T12钢（Ac 1≈730℃，Accm ≈820℃）退火小试样经700 ℃、780 ℃、860 ℃加 热保温，并在水中冷却得到的组织分别是： P+F ， Fe 3C+M+Ar ， M+Ar 。 10．为强化表面，渗碳件应选 低碳 钢，表面淬火应选 中碳 钢。 11．渗碳钢在渗碳后缓慢冷却，由表面向心部的组织分布依次为：

P+网状 Fe 3C Ⅱ ， P ， P+F 。 12．冷变形后的金属进行加热时将发生 回复和再结晶 。 13．过共析钢淬火加热温度越高，淬火后马氏体中含碳量越 高 ， 残余奥氏体的量越 多 。

14．M 的显微组织形态有 板条状和片状 两种，其中 板条状 的韧性较好。 15．为了改善碳素工具钢的切削加工性，常采用的热处理是： 球化退火 。

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（正确√错误×，请将答案填入表格）

1．钢的热处理是通过加热，保温和冷却，以改变钢的形状、尺寸，从而改善钢的

性能的一种工艺方法。

2．室温时，晶粒度级别越高，则金属的强度、塑性愈好。

3．锻轧时应将钢加热到单相的奥氏体区进行。

4．调质处理是淬火+中温回火。

5．固溶体的强度比溶剂的强度低。

6．珠光体、索氏体、屈氏体都是铁素体和渗碳体组成的机械混合物。

7．淬火临界冷却速度是钢获得马氏体的最小冷却速度。淬火临界冷却速度是钢抑

制非马氏体转变的最小冷却速度

8．灰口铸铁可通过表面淬火，提高其表面的硬度和耐磨性。

9．高速钢淬火加热温度高是为了使合金元素充分溶解到奥氏体中。

10．Cr12、1Cr13、 1Cr17都是不锈钢。

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（请将答案填入表格）

1．材料在外力作用下产生永久塑性变形而不断裂的能力叫：

a. 强度

b. 硬度

c. 塑性

2．加热是钢进行热处理的第一步，其目的是使钢获得：

a. A

b. M

c. P

3．金属铸造时，为细化晶粒，可采用：

a. 快速浇注

b. 以砂型代替金属型

c. 采取机械振动

4．下列组织中，强度最好的是：

a. F

b. A

c. P

5．消除加工硬化常用的热处理工艺是：

a. 调质

b. 再结晶退火

c. 扩散退火

6．下列钢淬硬性高低排列正确的是：

a. T12＞T8＞60＞40Cr

b. 40Cr＞T12＞T8＞60

c. 40Cr＞60＞T8＞T12 7．钢在淬火后获得M组织的粗细主要取决于：

a. A的本质晶粒度

b. A的实际晶粒度

c. A的起始晶粒度8．碳钢的淬火工艺是将其加热奥氏体化，然后采用的冷却方式是：

a. 随炉冷却

b. 在空气中冷却

c.在水中冷却

9．40Cr中Cr主要作用是：

a.增加硬度和耐磨性

b.提高钢的淬透性和基体强度

c. 提高钢的红硬性10．金属化合物的性能特点是：

a. 熔点高、硬度高

b. 熔点高、硬度低

c. 熔点低、硬度低

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11．可锻铸铁的石墨形态是

a. 片状

b. 团絮状

c. 球状

12．下列零件与构件中选材不正确的是：

a. 建筑钢筋用Q235A

b. 汽车板簧用65Mn

c. 热作模具用W18Cr4V 13．制造机床床身应采用：

a. HT150

b. Cr12MoV

c. Q235C

14．制造形状简单、小型、耐磨性要求较高的热固性塑料模具应选用:

a. 45

b. T10

c. 3Cr2Mo

15．二次硬化属于：

a. 固溶强化

b. 细晶强化

c. 第二相强化

1．（5分）将Φ5mm的T8钢加热至760℃并保温后经不同冷却方式得到：

P、S、B下、T＋M＋Ar、M＋Ar，请在C曲线上绘出工艺曲线示意图。

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2．（4分）为什么亚共析碳钢的正常淬火加热温度为Ac

+（30～50）℃，而共析

3

+（30～50）℃？

和过共析碳钢的正常淬火加热温度为Ac

1

答：

亚共析碳钢在Ac3 +（30～50）℃加热，可以获得均匀细小的A晶粒，淬火后可以得到性能良好的隐晶M。

C，淬火后为过共析碳钢在Ac1 +（30～50）℃加热，得到的是A和粒状Fe

3

晶粒细小的M+粒状Fe

C，可保证钢具有较高的硬度和耐磨性、降低钢的过热敏感

3

性，防止工件变形开裂。

3．（6分）试为下列零件选材，并确定热处理方式。

（1）锉刀；（2）自行车座簧；（3）连杆。

备选材料： T10、40Cr、9SiCr、 65Mn、W18Cr4V 、GCr15、Cr12MoV。答：

锉刀：T10，球化退火→淬火 + 低温回火

自行车座簧： 65Mn，淬火 + 中温回火

连杆：40Cr，淬火 + 高温回火

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4．（10分）有Q235AF 、65 、20CrMnTi、60Si2Mn、T12等钢材，请选择一种钢材制作汽车变速箱齿轮（高速重载受冲击），并设计热处理工序，说明各热处理工序的作用并画出工艺曲线，指出使用状态组织。

答：

材料选择：20CrMnTi

热处理工序：正火→（机加工）→渗碳→淬火 + 低温回火

热处理工序的作用：

1)正火：消除锻造应力、调整硬度便于加工；

2)渗碳：提高表面含碳量，以便强化表面；

3)淬火+低温回火：提高表面硬度和耐磨性，并使心部具有较好的韧性。

使用状态组织：表面——（高碳）回火M+K+Ar

心部——（低碳）回火M 或回火M+F（淬不透时）

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五．（共20分）根据Fe —Fe 3C 亚稳平衡相图回答问题：

填写各相区组织（4分）

1．填空：（10分）

1) T12钢在平衡结晶过程中冷却到共析温度发生共析反应时，A 、F 、Fe 3C

的碳含量分别为： 0.77% ， 0.02% ， 6.69% 。 2) A 1、A 3和Acm 线的位置分别是： PSK 线 ， GS 线 ， ES 线 。 3） S 为 共析 点，其反应式为： 。

C 为 共晶 点，其反应式为：

。

　C Fe A L E ℃

C 31148+??→←　

C Fe F A P ℃

S 3727+??→←P

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2．（6分）分析T12钢从液态缓冷至室温的平衡结晶过程，绘出室温平衡组

织示意图（标明组织组分），并用杠杆定律计算其室温平衡组织组织相对量。

答：

结晶过程： L →L+A →A → A+ Fe 3C Ⅱ → P+ Fe 3C Ⅱ

室温平衡组织示意图：

室温平衡组织组织相对量：

1

3

5

2

1~2

2~33~4

4~4'

L

A

A

P A

间

4'

Fe 3C Ⅱ

P 4

4'~5A

Fe 3C Ⅱ

Fe 3C Ⅱ