2025年大学（金属材料工程）金属材料学试题及答案.doc

2025年大学（金属材料工程）金属材料学试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第 I 卷（选择题，共30分）
请将答案填在每题后面的括号内。（总共10题，每题3分，每题只有一个正确答案）
1. 以下哪种金属材料具有良好的导电性？（ ）
A. 铝合金 B. 铜合金 C. 镁合金 D. 钛合金
2. 金属材料的强度主要取决于（ ）。
A. 晶体结构 B. 化学成分 C. 加工工艺 D. 以上都是
3. 下列哪种元素能提高钢的淬透性？（ ）
A. 碳 B. 硅 C. 锰 D. 铬
4. 珠光体是由（ ）组成的机械混合物。
A. 铁素体和渗碳体 B. 铁素体和奥氏体
C. 奥氏体和渗碳体 D. 贝氏体和马氏体
5. 金属材料的韧性通常用（ ）来衡量。
A. 硬度 B. 强度 C. 冲击韧性 D. 疲劳强度
6. 下列哪种热处理工艺能提高钢的硬度和耐磨性？（ ）
A. 退火 B. 正火 C. 淬火 D. 回火
7. 合金元素在钢中的主要作用不包括（ ）。
A. 强化基体 B. 形成合金碳化物
C. 提高抗氧化性 D. 降低成本
8. 金属材料的疲劳破坏是由于（ ）引起的。
A. 交变载荷 B. 静载荷 C. 冲击载荷 D. 拉伸载荷
9. 下列哪种金属材料常用于制造刀具？（ ）
A. 45钢 B. T10钢 C. 60Si2Mn钢 D. GCr15钢
10. 金属材料的耐腐蚀性与（ ）有关。
A. 化学成分 B. 表面状态 C. 环境介质 D. 以上都是

第 II 卷（非选择题，共70分）
1. 填空题（每题3分，共15分）
（1）金属材料的晶体结构主要有______、______和______三种。
（2）钢的含碳量越高，其硬度越______，韧性越______。
（3）铝合金按其成分和生产工艺可分为______、______和______三类。
（4）金属材料的热处理工艺主要包括______、______、______和______。
（5）不锈钢中常用的合金元素有______、______和______等。
2. 简答题（每题10分，共30分）
（简述金属材料的强化机制有哪些？
（2）说明珠光体、贝氏体和马氏体的组织形态及性能特点。
（3）分析合金元素对钢的性能有哪些影响？
3. 论述题（15分）
结合实际应用，谈谈金属材料的选择应考虑哪些因素？
4. 材料分析题（10分）
现有一种金属材料，其化学成分分析结果如下：C：0.45%，Si：0.25%，Mn：0.60%，Cr：0.90%，Ni：0.30%，其余为Fe。请分析该材料可能是什么钢种，并说明其主要性能特点和用途。
5. 设计题（10分）
设计一种用于制造汽车发动机曲轴的金属材料，并说明选择该材料的理由以及相应的热处理工艺。

答案：
1. B
2. D
3. D
4. A
5. C
6. C
7. D
8. A
9. B
10. D
1. （1）体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格 （2）高、低 （3）变形铝合金、铸造铝合金、粉末冶金铝合金 （4）退火、正火、淬火、回火 （5）铬、镍、钼
2. （1）固溶强化、加工硬化、细晶强化、弥散强化。 （2）珠光体：层片状组织，强度、硬度适中，韧性较好；贝氏体：羽毛状或针状组织，强度较高，韧性较好；马氏体：板条状或针状组织，硬度高，韧性较差。 （3）合金元素可强化基体、形成合金碳化物、提高淬透性、改善回火稳定性、提高抗氧化性等。
3. 金属材料的选择应考虑使用性能、工艺性能、经济性等因素。使用性能包括力学性能、物理性能和化学性能等，要满足实际工作要求；工艺性能如铸造性、锻造性、焊接性等影响加工难易程度；经济性则涉及成本、资源等。例如汽车发动机选材要兼顾高强度、良好的耐热性和耐腐蚀性等。
4. 该材料可能是40Cr钢。性能特点：具有较高强度和韧性，淬透性较好。用途：常用于制造中等强度的零件，如汽车半轴、齿轮等。
5. 可选择45钢。理由：强度和韧性较好，综合力学性能满足曲轴要求。热处理工艺：采用调质处理，先淬火提高硬度，再高温回火消除淬火应力，获得良好综合性能。