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2025年大学大三（材料科学）粉末冶金学阶段测试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题 共40分）
答题要求：本卷共20小题，每小题2分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。请将正确答案的序号填在括号内。

1. 粉末冶金中，粉末的粒度对材料性能影响较大。一般来说，粒度越小，（ ）
A. 材料强度越低 B. 材料密度越高 C. 烧结活性越高 D. 成型性越好
2. 以下哪种方法不属于粉末制备的常用方法？（ ）
A. 机械粉碎法 B. 化学沉淀法 C. 雾化法 D. 气相沉积法
3. 粉末冶金压制过程中，压力分布不均匀会导致（ ）
A. 密度均匀 B. 密度梯度 C. 密度不变 D. 密度随机分布
4. 烧结过程中，发生再结晶现象时，材料的（ ）
A. 硬度降低 B. 硬度升高 C. 密度降低 D. 孔隙率升高
5. 粉末冶金材料的孔隙率与材料的（ ）密切相关。
A. 导电性 B. 导热性 C. 强度 D. 以上都是
6. 下列哪种材料不属于粉末冶金结构材料？（ ）
A. 铁基合金 B. 铜基合金 C. 硬质合金 D. 陶瓷材料
7. 粉末的流动性对粉末冶金成型工艺有重要影响，流动性好的粉末（ ）
A. 填充模具困难 B. 填充模具容易 C. 与成型性无关 D. 会导致成型缺陷
8. 粉末冶金中，预合金粉末的优点不包括（ ）
A. 成分均匀 B. 烧结性能好 C. 成本低 D. 可减少杂质
9. 压制模具的设计对粉末冶金制品的质量有很大影响，模具的脱模斜度一般为（ ）
A. 1°-3° B. 5°-10° C. 10°-15° D. 15°-20°
10. 烧结温度过高会导致粉末冶金材料（ ）
A. 晶粒细化 B. 晶粒长大 C. 孔隙率降低 D. 强度不变
11. 粉末冶金零件的尺寸精度主要取决于（ ）
A. 压制工艺 B. 烧结工艺 C. 模具精度 D. 粉末粒度
12. 以下哪种元素常用于提高铁基粉末冶金材料的硬度？（ ）
A. 碳 B. 硅 C. 锰 D. 以上都是
13. 粉末冶金中，粉末的松装密度与（ ）有关。
A. 粉末粒度 B. 粉末形状 C. 粉末表面粗糙度 D. 以上都是
14. 压制过程中，粉末的压缩比是指（ ）
A. 压制前粉末体积与压制后坯体体积之比
B. 压制后坯体体积与压制前粉末体积之比
C. 压制前粉末质量与压制后坯体质量之比
D. 压制后坯体质量与压制前粉末质量之比
15. 烧结气氛对粉末冶金烧结过程影响很大，还原性气氛常用于（ ）
A. 防止氧化 B. 促进氧化 C. 与烧结无关 D. 增加孔隙率
16. 粉末冶金材料的疲劳性能与（ ）有关。
A. 孔隙率 B. 材料成分 C. 组织结构 D. 以上都是
17. 以下哪种方法可用于检测粉末冶金材料的密度？（ ）
A. 硬度测试法 B. 金相分析法 C. 热分析法 D. 蜡封法
18. 粉末冶金中，混合粉末时，各组分粉末的比例精度要求一般为（ ）
A. ±0.1% B. ±0.5% C. ±1% D. ±5%
19. 压制力过大可能会导致粉末冶金制品出现（ ）
A. 分层 B. 裂纹 C. 密度不均匀 D. 以上都是
20. 粉末冶金材料的耐腐蚀性与（ ）有关。
A. 材料成分 B. 孔隙率 C. 表面状态 D. 以上都是

第II卷（非选择题 共60分）

（一）填空题（共10分）
答题要求：本大题共5小题，每小题2分。请将答案填在题中的横线上。

1. 粉末冶金的基本工艺流程包括粉末制备、______、烧结和后处理。
2. 粉末的粒度分布通常用______来表示。
3. 烧结过程中，______是使粉末颗粒之间形成冶金结合的关键阶段。
4. 粉末冶金材料的性能主要取决于粉末的______、成型工艺和烧结工艺。
5. 常用的粉末成型方法有______、等静压成型和注射成型等。

（二）简答题（共20分）
答题要求：本大题共4小题，每小题5分。简要回答问题。

1. 简述粉末冶金中粉末粒度对材料性能的影响。
2. 说明压制过程中影响坯体密度均匀性的因素。
3. 烧结气氛对粉末冶金烧结过程有哪些作用？
4. 粉末冶金材料的孔隙率对其力学性能有何影响？

（三）论述题（共15分）
答题要求：本大题共1小题，15分。论述粉末冶金工艺的特点及优势。

（四）材料分析题（共10分）
答题要求：阅读以下材料，回答问题。
材料：在粉末冶金铁基零件生产中，采用了铁粉、石墨粉和铜粉按一定比例混合的粉末。压制压力为500MPa，烧结温度为1100℃，烧结时间为1小时，烧结气氛为氢气。最终得到的零件硬度较高，但密度存在一定不均匀性。
问题：分析导致零件密度不均匀的可能原因，并提出改进措施。

（五）设计题（共5分）
答题要求：设计一种简单的粉末冶金零件，说明其用途、材料选择及主要工艺步骤。

答案：
1. C
2. B
3. B
4. A
5. D
6. D
7. B
8. C
9. A
10. B
11. C
12. D
13. D
14. A
15. A
16. D
17. D
18. C
19. D
20. D

填空题答案：1. 成型 2. 粒度分布曲线 3. 高温扩散 4. 性能 5. 模压成型

简答题答案：
1. 粒度越小，比表面积越大，烧结活性越高，材料强度可能提高，但成型性可能变差，且可能导致成本增加。
2. 模具结构、粉末流动性、压制速度、粉末粒度分布等因素会影响坯体密度均匀性。
3. 还原性气氛可防止氧化，促进烧结，影响材料的组织结构和性能。
4. 孔隙率增加，材料强度降低，韧性增加，密度降低，导电性和导热性变差。

论述题答案：粉末冶金工艺特点及优势：能制备具有特殊性能的材料；可减少材料加工余量，提高材料利用率；能生产形状复杂的零件，无需后续加工；材料成分均匀，性能稳定；生产过程无污染，符合环保要求等。

材料分析题答案：导致密度不均匀的可能原因：粉末混合不均匀；压制时模具装粉不均匀；烧结过程中温度不均匀等。改进措施：优化粉末混合工艺；检查模具并确保装粉均匀；控制烧结温度均匀性。

设计题答案：设计一种粉末冶金齿轮。用途为传递动力。材料选择铁基合金。主要工艺步骤：制备铁粉等原料粉末，按比例混合，模压成型，烧结，进行必要的后处理以提高尺寸精度和表面质量。