机械工程材料考试复习题与答案.doc

一、 填空题（）1。机械零件在工作条件下可能受到力学负荷、热负荷 和 环境介质 三种负荷的作用.2.金属塑性的指标主要有 延伸率 和 断面收缩率 两种。3。金属材料的机械性能是指在载荷作用下其抵抗 变形 或 断裂 的能力。4。刚度是指材料在外力作用下抵抗 弹性变形 的能力。5.强度是指材料在外力作用下抵抗变形 和 断裂 的能力。6。常用测定硬度的方法有 布氏硬度 、 洛氏硬度 和维氏硬度测试法。7。材料按化学成分分为 金属材料、高分子材料、陶瓷材料和复合材料四大类.8.金属材料的加工工艺性能包括铸造性、可锻性、可焊性、切削加工性和热处理工艺性.9。常见的晶体结构有 体心立方晶格 、面心立方晶格 和 密排六方晶格 三种。10。晶体缺陷按其几何特征可分为 点缺陷、线缺陷和面缺陷 三种.11。固溶体的晶体结构与 溶剂 晶体结构相同。12。当合金溶液凝固后,由于组元间的相互作用不同，可形成 固溶体和金属化合物两种形式。 13。铁从高温液态向室温冷却时发生的变化: 。14。珠光体是铁素体相与渗碳体混合在一起形成的机械混合物.15。 碳溶解在-Fe中所形成的间隙固溶体称为铁素体。16. 在FeFe3C相图中，共晶点的含碳量为 4。3 ,共析点的含碳量为 0。77 17。低温莱氏体是珠光体和渗碳体组成的机械混合物。18.金属结晶的过程包括 晶核形成和晶粒长大 两个过程 。19。晶核的形成包括 自发形核和非自发形核 两种形式。20.晶核的长大包括 枝晶长大 和 平面长大两种形式.21。金属铸锭的宏观组织是由三个晶区组成，由外向内分别是 细等轴晶离区、柱状晶粒区和中心等轴晶粒区 。22。.铸锭的缺陷包括 缩孔与缩松、气孔、非金属夹杂物和成分偏析.23。焊缝的组织是 金属组织 。24。焊接接头是由 焊缝和热影响区构成.25。冷变形后金属在加热中，随温度的升高或加热时间的延长,其组织和性能一般经历 回复、再结晶和晶粒长大三个阶段的变化。26。.细化晶粒的方法包括 增大过冷度、加入形核剂和机械方法。二、名词解释）1。弹性变形：随载荷增加试样的变形增加,若除去外力，变形可以恢复原状的现象.2。塑性变形:随载荷增加试样的变形增加，若除去外力，变形不能恢复原状的现象。3.比刚度：材料的弹性模量E与其密度的比值.4.冲击韧性：在一定温度下，材料在冲击载荷作用下抵抗破坏的能力.5。疲劳极限：试样可以经受无限周期循环而不破坏的应力值.6.晶体:内部的原子在三维空间呈周期性规则排列的物质。7。合金：在一种金属元素基础上加入适量的另一种或几种其他元素，通过熔化或其他方法结合在一起所形成的具有金属特性的物质.8.固溶体：溶质原子溶入固态金属溶剂中形成的合金相.9。过冷度:熔融金属平衡状态下的相变温度与实际相变温度的差值。10。加工硬化：金属在塑性变形过程中，随着变形程度的增加,强度、硬度上升，塑性、韧性下降。11。再结晶：新晶粒不断长大,直至原来的变形组织完全消失,金属或合金的性能也发生显著变化。12。回复：冷变形加工的金属在低温加热时，在组织发生变化前所产生的某些结构和性能的变化。三、选择题(）1。表示金属材料屈服强度的符号是( B） A. B。s C.bD.12。表示金属材料弹性极限的符号是（ A） A。eB。s C.b D.-13。在测量薄片工件的硬度时，常用的硬度测试方法的表示符号是（ C）A. HB B.HRC C.HV D。HS4.金属材料在载荷作用下抵抗变形和断裂的能力叫（A ） A。强度B。硬度C。塑性 D.弹性5. 每个体心立方晶胞中包含有（B）个原子A。1 B.2 C。3 D。4 6。 每个面心立方晶胞中包含有（D）个原子A.1 B。2 C。3 D.4 7. 属于面心立方晶格的金属有(C）A.-Fe，铜B。Fe，钒 C.Fe，铜 D.-Fe,钒8。 在晶体缺陷中，属于点缺陷的有（A）A。间隙原子B。位错C。晶界D。缩孔9。 铁素体是碳溶解在（A)中所形成的间隙固溶体。 AFeBFeC-FeD-Fe10。奥氏体是碳溶解在（B ）中所形成的间隙固溶体. AFeB-FeCFeDFe11.在Fe-Fe3C相图中，钢与铁的分界点的含碳量为（C）。 A2%B2。06%C2.11D2.212.莱氏体是一种（C）. A固溶体B金属化合物C机械混合物D单相组织金属13。在FeFe3C相图中,ES线也称为（D）。 A共晶线B共析线CA3线DAcm线14。在Fe-Fe3C相图中，GS线也称为(C)。 A共晶线B共析线CA3线DAcm线15。 在FeFe3C相图中，共析线也称为(D）。 AA1线BECF线CAcm线DPSK线16.珠光体是一种(C)。 A固溶体B金属化合物C机械混合物D单相组织金属17。在铁碳合金中,当含碳量超过（A)以后，钢的硬度虽然在继续增加,但强度却在明显下降。 A0。8%B0.9C1。0D1。1%18。通常铸锭可由三个不同外形的晶粒区所组成，其晶粒区从表面到中心的排列顺序为（A) A细晶粒区柱状晶粒区等轴晶粒区 B细晶粒区等轴晶粒区柱状晶粒区 C等轴晶粒区细晶粒区柱状晶粒区D等轴晶粒区柱状晶粒区细晶粒区19。在Fe-Fe3C相图中,PSK线也称为（B）. A共晶线B共析线CA3线 DAcm线20。FeFe3C相图中，共析线的温度为（D）。 A724B725C726D72721。在铁碳合金中,共析钢的含碳量为（B）。 A0。67B0.77C0。8D0。87 四、判断题（）1.用布氏硬度测量硬度时，压头为钢球,用符号HBS表示.2。用布氏硬度测量硬度时，压头为硬质合金球,用符号HBW表示。3.沙发垫子的刚度比钻杆的刚度大。4.图纸上标注的硬度值为:240-280HRC。5.图纸上标注的硬度值为：HBS250280。6。图纸上标注的硬度值为：250280HBW。7。渗碳件经淬火处理后用HB硬度计测量表层硬度 。8.受冲击载荷作用的工件,考虑机械性能的指标主要是疲劳强度。9。衡量材料的塑性的指标主要有伸长率和冲击韧性。10.金属或合金中,凡成分相同、结构相同，并与其他部分有界面分开的均匀组成部分称为相。11。 晶体的配位数越大，其致密度也越高。12。金属结晶后晶体结构不再发生变化。13.在金属的结晶中，随着过冷度的增大，晶核的形核率N和长大率G都增大，在N/G增大的情况下晶粒细化。14。液态金属结晶时的冷却速度越快，过冷度就越大，形核率和长大率都增大，故晶粒就粗大。15。液态金属冷却到结晶温度时，液态金属中立即就有固态金属结晶出来。16。在一般情况下，金属结晶后晶粒越细小,则其强度越好，而塑性和韧性越差。17.在铁碳合金相图中，PSK线是一条水平线(727），该线叫共晶线。 18。 过共析钢缓冷到室温时,其平衡组织由铁素体和二次渗碳体组成。19。 珠光体是由奥氏体和渗碳体所形成的机械混合物，其平均含碳量为0。77。20。 亚共晶白口铁缓冷到室温时，其平衡组织由铁素体,二次渗碳体和莱氏体组成。21. 在亚共析钢平衡组织中,随含碳量的增加，则珠光体量增加，而二次渗碳体量在减少.22。 过共晶白口铁缓冷到室温时，其平衡组织由珠光体和莱氏体组成。23。 在铁碳合金相图中,钢的部分随含碳量的增加，内部组织发生变化，则其塑性和韧性指标随之提高.24. 在铁碳合金相图中，奥氏体在1148时，溶碳能力可达4。3%。25.碳溶解在Fe中可形成的间隙固溶体称为奥氏体,其溶碳能力在727时为0。021826.在铁碳合金相图中,铁素体在727时，溶碳能力可达2。11%。.27.在过共析钢中含碳量越多,则其组织中的珠光体量减少,而铁素体量在增多。28.碳溶解在-Fe中所形成间隙固溶体称为铁素体，其溶碳能力在727时为0。77。29.亚共析钢缓冷到室温时，其平衡组织由铁素体和二次渗碳体组成。30.奥氏体化的共析钢缓慢冷却到室温时,其平衡组织为莱氏体.31。在铁碳合金相图中，ES线是碳在奥氏体中的溶解度变化曲线。五、 32 完全退火是将工件加热到Acm以上3050,保温一定的时间后，随炉缓慢冷却的一种热处理工艺。33合金元素溶于奥氏体后，均能增加过冷奥氏体的稳定性。分析说明题（）1. 下列几种工件应该采用何种硬度试验法测定其硬度?A、 钢淬火、低温回火后的成品件；洛氏硬度B、 退火件；布氏硬度C、 渗碳件;催化硬度2. 从FeFe3C的分析中回答以下问题，并说明其原因:A、 随碳质量百分数的增加,硬度、塑性是增加还是减小？答：随着含碳量的增加，硬度增加，塑韧性降低;因为随含碳量增加Fe3C数量越来越多。B、 过共析钢中网状渗碳体对强度、塑性的影响怎样？答:对基体产生严重的脆化,使强度和塑性下降。C、 钢有塑性而白口铁几乎无塑性吗？答:钢是以塑韧的F为基体,而白口铁是以硬脆的 Fe3C为基体，所以钢有塑性，而白口铁几乎无塑性。D、 哪个区域熔点最低?哪个区域塑性最好?答:共晶白口铸铁熔点最低.A区塑性最好。3. 根据FeFe3C相图，说明产生下列现象的原因:A、 含碳量为1.0的钢比含碳量为0。5的钢硬度高；答：因为钢的硬度随含碳量的增加而增加.B、 在室温下,含碳0.8%的钢其强度比含碳1。2的钢高；答：含碳量超过0.9%后,Fe3C以网状分布在晶界上，从 而使钢的强度大大下降. C、 低温莱氏体的塑性比珠光体的塑性差;答:因为低温莱氏体是由共晶Fe3C、Fe3CII和珠光体组成， 因此比起但纯的珠光体来说，其塑性要差。D、 在11000C，含碳0。4%的钢能进行锻造，含碳4。0的生铁不能锻造;答:因为在1100，含碳量0.4%的钢处于A单相区，而含碳量4。0的生铁处于A+ Fe3CII+LdE、 钢适宜于通过压力加工成形,而铸造适宜于通过铸造成形。答：铸铁的熔点低，合金易熔化、铸造过程易于实施；钢的含碳量比铸铁低，通过加热可进入单相固溶体区,从而具有较好的塑性、较低的变形抗力，不易开裂，因此适宜于压力加工成形。4. 钢的渗碳工艺是将钢件加热至完全奥氏体区，让活性的碳原子进入表面并向内扩散,形成一定深度的渗层,然后进行淬火、回火工艺.试根据晶体结构知识分析:为什么钢的渗碳选择在A区进行?答：在A区对面的立方晶体格的-Fe可溶解较多的碳。5. 试分析含碳量为0.6.铁碳含金从液态冷却到室温时的结晶过程6. 试分析含碳量为1。2%铁碳合金从液体冷却到室温时的结晶过程。7. 写出铁碳相图上共晶和共析反应式及反应产物的名称.8. 写出FeFe3C相图上区的组织组成物，标明A,E，C，S，P，K各点的含碳量.区：铁素体+珠光体 区：_珠光体 区：珠光体+二次渗碳体区：珠光体+二次渗碳体+莱氏体区：莱氏体区:一次渗碳体+莱氏体A点:0。00 E点：2。11 C点：4.3% S点:0。77 P点：0。0218 K点：6。699. 试画出FeFe3C相图中钢的部分（包晶部分可省略)，并完成下列各题：标明各特征点的成分、温度，按相组成填充各相区。10. 什么是热加工和冷加工？钨在10000C变形加工，锡在室温下变形加工，请说明他们是热加工还是冷加工？（钨熔点是33990C，锡熔点是2320C）答：凡是在再结晶温度以上进行的塑性变形属于热加工；反之则为冷加工。T再=0。4T熔;钨T再=0。4（3399+273）273=1195。8; 锡T再=0。4*(232+273)-273=-71。由于钨T再为1188。21000，因此属于热加工； 锡T再为-7120，属于冷加工。11. 如果其他条件相同，试比较在下列条件下所得铸件晶粒的大小:金属模浇注晶粒的大小小于砂模浇注晶粒的大小;高温浇注晶粒的大小大于低温浇注晶粒的大小；铸成薄壁件晶粒的大小小于铸成厚壁件晶粒的大小浇注时采用振动晶粒的大小小于不采用振动晶粒的大小；厚大铸件的表面部分晶粒的大小小于中心部分晶粒的大小.12. 某厂用冷拔钢丝绳直接吊运加热至11000C的破碎机颚板,吊至中途钢绳突然断裂.这条钢绳是新的,事前经过检查，并无疵病。试分析钢绳断裂的原因。答：钢丝绳通过加工硬化，在高温下发生回复、再结晶过程使强度下降导致断裂.13. 室温下,对一根钢丝进行反复弯曲-拉直实验,经过一定次数后，铁丝变得越来越硬,试分析原因.如果将这根经过弯曲拉直试验后的铁丝进行一定温度的加热后,待冷却至室温,然后再试着弯曲，发现又比较容易弯曲了，试分析原因.答:铁丝进行反复弯曲拉直的过程是塑性变形 的过程，在经过一定次数后铁丝产生了加工硬化， 因此强度硬度越来越高；若进行一定温度的加热 后,变形的铁丝发生了回复再结晶，加工硬化消除，硬度降低,所以又比较容易弯曲了。14. 从铸锭的组织结构分析,为什么铸锭的力学性能不好，而吸振性较好。15. 钢材在热变形加工（如锻造）时，为什么不出现硬化现象?答:在热加工过程中，一方面由于塑性变形引起的加工硬化，另一方面由于在再结晶温度以上进行硬化消失。16. 什么是金属的回复和再结晶过程?回复和再结晶过程中金属的组织结构和性能发生哪些变化？答：回复：指经过冷变形的金属在退火加热的过程中，于再结晶过程开始之前、仍保留着变形态 组织特点的阶段。 再结晶：指经过冷变形的金属退火过程中,于变形的基体中重新生成无畸变的等轴状的新晶粒的过程。金属在再结晶过程中,由于冷塑性变形产生的组织结构变化基本恢复，力学性能也随之发生变化，金属的强度和硬度下降，塑性和韧性上升,加工硬化现象逐渐消失，金属的性能重新恢复至冷塑性变形之前的状态。17. 奥氏体形成的四个步骤是什么？答:（1）奥氏体的形核 （2)奥氏体的长大（3）渗碳体的溶解 (4）奥氏体的均匀化