金屬工藝學(xué)試題及答案

1、一、簡(jiǎn)答題1將鐘表發(fā)條拉直是彈性變形還是塑性變形？怎樣判別它的變形性質(zhì)？2下列符號(hào)表示的力學(xué)性能指標(biāo)的名稱和含義是什么？b 、s、0.2、-1、k、 HRC、HBS、HBW3什么是同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變?試畫出純鐵的冷卻曲線，分析曲線中出現(xiàn)“平臺(tái)”的原因。室溫和1100時(shí)的純鐵晶格有什么不同？4金屬結(jié)晶的基本規(guī)律是什么？晶核的形成率和成長(zhǎng)速度受到哪些因素的影響？5常用的金屬晶體結(jié)構(gòu)有哪幾種？它們的原子排列和晶格常數(shù)各有什么特點(diǎn)？-Fe、-Fe、Al、Cu、Ni、Pb、Cr、V、Mg、Zn各屬何種晶體結(jié)構(gòu)？6什么是固溶強(qiáng)化？造成固溶強(qiáng)化的原因是什么？7將20kg純銅與30kg純鎳熔化后緩慢冷卻到如圖所示溫

2、度T1，求此時(shí)：（1）兩相的成分； （2）兩相的重量比；（3）各相的相對(duì)重量 （4）各相的重量。8某合金如下圖所示：標(biāo)出（1）-（3）區(qū)域中存在的相；（2）標(biāo)出（4）、（5）區(qū)域中的組織；（3）相圖中包括哪幾種轉(zhuǎn)變？寫出它們的反應(yīng)式。9. 今有兩個(gè)形狀相同的銅鎳合金鑄件，一個(gè)含Ni90，一個(gè)含Ni50，鑄后自然冷卻，問(wèn)凝固后哪個(gè)鑄件的偏析較為嚴(yán)重？如何消除偏析？10. 按下面所設(shè)條件，示意地繪出合金的相圖，并填出各區(qū)域的相組分和組織組分，以及畫出合金的力學(xué)性能與該相圖的關(guān)系曲線。設(shè)C、D兩組元在液態(tài)時(shí)能互相溶解，D組元熔點(diǎn)是C組元的4/5 ，在固態(tài)時(shí)能形成共晶，共晶溫度是C組元熔點(diǎn)的2/5，共

3、晶成分為D30；C組元在D組元中有限固溶，形成固溶體。溶解度在共晶溫度時(shí)為C25，室溫時(shí)C10，D組元在C組元中不能溶解；C組元的硬度比D組元高。 計(jì)算D40合金剛完成共晶轉(zhuǎn)變時(shí)，組織組成物及其百分含量。11分析在緩慢冷卻條件下，45鋼和T10鋼的結(jié)晶過(guò)程和室溫的相組成和組織組成。并計(jì)算室溫下組織的相對(duì)量。12. 試比較索氏體和回火索氏體，托氏體和回火托氏體，馬氏體和回火馬氏體之間在形成條件、組織形態(tài)、性能上的主要區(qū)別。索氏體回火索氏體形成條件 650600淬火后高溫回火500650組織形態(tài)細(xì)片狀珠光體由已再結(jié)晶的鐵素體和均勻分布的細(xì)粒狀滲碳體所組成。F失去原M形態(tài)，成為多邊形顆粒狀

4、，同時(shí)滲碳體聚集長(zhǎng)大性       能強(qiáng)度和硬度較高（2530HRC），塑性和韌性較好保持較高的強(qiáng)度和硬度（2535HRC) 同時(shí)具有更好的塑性和韌性。 屈氏體回火屈氏體形成條件 600550淬火后中溫回火（350500）組織形態(tài)極細(xì)片狀珠光體由尚未發(fā)生再結(jié)晶的針狀鐵素體和彌散分布的極細(xì)小的片狀或粒狀滲碳體所組成。形態(tài)仍為淬火M的片狀或板條狀性       能強(qiáng)度和硬度高（3040HRC），塑性和韌性好獲得較高的屈強(qiáng)比，硬度（3545HRC) 高的彈性極限

5、，高的韌性。 馬氏體回火馬氏體形成條件 23050淬火后低溫回火150250以上組織形態(tài)碳在Fe中過(guò)飽和的固溶體，形態(tài)為片狀或板條狀由過(guò)飽和的相與其共格的Fe2.4C組成，形態(tài)保留原M形狀性    能高碳片狀M，硬度（6466HRC）、脆性大，塑性、韌性差。低碳板條狀M，硬度（3050HRC），塑性韌性較高由于需低溫淬火的都為高碳鋼，故保持淬火M的高硬度（5862HRC) 高耐磨性，降低淬火應(yīng)力和脆性。13C曲線分析：（1）直徑為10mm的某鋼小試樣過(guò)冷奧氏體連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變動(dòng)力學(xué)曲線如下圖所示，用圖中所示的冷卻曲線進(jìn)行冷卻，分析其所得到

6、的組織。（2）直徑為10mm的某鋼小試樣的過(guò)冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變動(dòng)力學(xué)曲線如下圖所示，用圖中所示的冷卻曲線進(jìn)行冷卻，分析其所得到的組織。14. 現(xiàn)有45號(hào)鋼材料， （1）請(qǐng)根據(jù)鐵碳合金相圖，畫出合金從液態(tài)冷卻到室溫的溫度-時(shí)間曲線，并寫出各個(gè)階段的組織轉(zhuǎn)變過(guò)程；（2）請(qǐng)分別選擇大批或小批生產(chǎn)小軸零件兩種合適的熱處理方案；（3） 在TTT曲線上畫出這兩種熱處理方案的工藝曲線，并分別標(biāo)出其室溫時(shí)的組織狀態(tài)； （2）力學(xué)性能要求一般的小軸零件，采用正火熱處理方案；力學(xué)性能要求較高的小軸零件采用調(diào)質(zhì)熱處理方案。 因?yàn)檎鹚魇象w呈片狀，高溫回火得到的回火索氏體呈顆粒狀，力學(xué)性能比正火索氏體好。（3）V1為正

7、火熱處理方案，其室溫組織為F+S V2為調(diào)質(zhì)熱處理中的淬火，然后高溫回火；其室溫組織為回火索氏體。15確定下列鋼件的退火方法，并指出退火的目的及退火的組織。（1）經(jīng)冷軋后的15鋼鋼板，要求降低硬度；（2）ZG35的鑄造齒輪；（3）鑄造過(guò)熱的60鋼鍛坯；（4）改善T12鋼的切削加工性能。16說(shuō)明直徑為10mm的45鋼試樣分別經(jīng)下列溫度加熱：700、760、850、1100，保溫后在水中冷卻得到的室溫組織。17指出下列工件淬火及回火溫度，并說(shuō)明回火后獲得的組織：（1）45鋼小軸（要求綜合力學(xué)性能好）；（2）60鋼彈簧；（3）T12鋼銼刀。18試述滲碳鋼和調(diào)質(zhì)鋼的合金化及熱處理特點(diǎn)。19有兩種高強(qiáng)度

8、螺栓，一種直徑為10mm，另一種直徑為30mm，都要求有較高的綜合力學(xué)性能：b800MPa，k600KJ/m2。試問(wèn)應(yīng)選擇什么材料及熱處理工藝。20為什么合金彈簧鋼以硅為重要的合金元素？為什么要進(jìn)行中溫回火？21什么是鋼的回火脆性？如何避免？22簡(jiǎn)述高速鋼的成分，熱處理和性能特點(diǎn)，并分析合金元素的作用。23合金元素提高鋼的回火穩(wěn)定性的原因何在？24不銹鋼的固溶處理與穩(wěn)定化處理的目的各是什么？二、改錯(cuò)題1. 材料的抗拉強(qiáng)度是指材料達(dá)到允許變形程度前的最大應(yīng)力。（           &#

9、160;        ）2. 當(dāng)外力超過(guò)塑性材料的彈性極限后，材料將產(chǎn)生屈服變形，該彈性極限也是材料的屈服極限。                                 

10、               （                    ）3. HRA是測(cè)定硬質(zhì)合金、淬火鋼、表面淬火層的洛氏硬度測(cè)試方法。（          

11、;      ） 4. 低應(yīng)力脆斷是材料在低溫下發(fā)生脆性所引起的。          （                    ）  5. 結(jié)晶時(shí)成核速率愈小，生長(zhǎng)速率愈小，則結(jié)晶后合金的力學(xué)性能愈好。（  &

12、#160;          ）6. 置換固溶體中溶質(zhì)原子和溶劑原子半徑相差愈小則溶解度愈小。（                   ）7. 球化退火為了得到在珠光體基體上均勻分布的球狀滲碳體。     （      &

13、#160;            ）8. 水淬后，過(guò)共析鋼得到的是板狀馬氏體組織。            （                    ）  9.

14、利用合金元素產(chǎn)生細(xì)晶粒鋼，既減少晶界的面積，又提高晶界的強(qiáng)度，可提高鋼的抗高溫蠕變性能。                                          

15、0;  （                    ）三、單項(xiàng)選擇題1. 金屬材料的沖擊韌度用符號(hào)ak表示，其計(jì)算單位為       （      ）  (1) N/mm2          

16、  (2) J/cm2        (3) kgfm/mm2       (4) Pa/mm2  2.金屬在疲勞試驗(yàn)時(shí)，試樣承受的載荷為                （      ） (1) 靜載荷   

17、       (2) 動(dòng)載荷       (3) 沖擊載荷        (4) 交變載荷 3.  固溶強(qiáng)化的基本原因是                     

18、0;      （      ）   (1) 晶格類型發(fā)生變化  (2) 晶粒變細(xì)     (3) 晶格發(fā)生滑移    (4) 晶格發(fā)生畸變    4. 碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.2% 的碳鋼，當(dāng)加熱至Ac1Accm時(shí)，其組織應(yīng)為 （      ）    (

19、1) F+A           (2) P+A         (3) A+Fe3CII       (4) P+ Fe3CII5. A1、Ar1、Ac1、A3之間的關(guān)系為               

20、60;     （      ）      (1) A1>Ar1>Ac1>A3              (2) Ar1<A1<Ac1<A3             

21、0;  (3) Ar1>A1>Ac1>A3              (4) A3<Ac1<A1<Ar1     6. 過(guò)冷奧氏體轉(zhuǎn)變前所停留的時(shí)間稱為                （     

22、; ）       (1) 孕育期       (2) 轉(zhuǎn)變期       (3) 過(guò)渡期         (4) 停留期             7. 與鋼相比，鑄鐵工藝性能的突出特點(diǎn)是  

23、;            （      ）       (1)焊接性能好    (2)鍛造性能好     (3)吸振性能好      (4)熱處理性能好       8.  T12鋼做銼刀，

24、其最終熱處理一般為                         （      ）         (1)淬火          (2)淬火+高溫回

25、火   (3)中溫淬火      (4)淬火+低溫回火 9. 60鋼可以制造下列工件                           （      ）    

26、0; (1) 游標(biāo)卡尺       (2) 齒輪       (3) 塞規(guī)     (4) 銼刀            四、多項(xiàng)選擇題1. 硬度指標(biāo)包括以下幾種   （   ）（   ）（   ）（  

27、; ）（   ）     (1) HBW     (2) HBS      (3) HRD      (4) HRC    (5) HV               &#

28、160;       2. 工具鋼包括                   （   ）（   ）（   ）（   ）（    ）      (1) 模具鋼   (2) 刃具鋼

29、60;   (3) 耐熱鋼   (4) 量具鋼  (5) 高速鋼           3. 高速鋼具有（   ）（   ）（   ）（   ）（    ）     (1) 淬透性   (2) 高塑性    (3) 導(dǎo)電性

30、   (4) 紅硬性  (5) 回火穩(wěn)定性         4.鋼的淬透性主要取決于過(guò)冷奧氏體的穩(wěn)定性，使C曲線右移，顯著提高鋼的淬透性的合金元素有（   ）（   ）（   ）（   ）（   ）     (1) Mn       (2) Ni  

31、     (3) Co       (4) Cr      (5) V    5. 鋼正火的目的是      （   ）（   ）（   ）（   ）（   ）       

32、60;            (1) 提高硬度、強(qiáng)度            (2) 消除網(wǎng)狀二次滲碳體             (3) 降低硬度以利切削加工      (4) 提高鋼綜合力學(xué)性能   

33、   (5) 消除內(nèi)應(yīng)力   6. 按石墨形態(tài)分，鑄鐵可分為     （   ）（   ）（   ）（   ）（   ）     (1) 普通灰口鑄鐵             (2) 孕育鑄鐵     

34、0;                      (3) 可鍛鑄鐵                 (4) 球墨鑄鐵              (5) 白口鑄鐵