機械工程材料 試卷 A 第 1 頁 共 11 頁 機械工程材料 試卷 A 第 1 頁 共 11 頁 誠信應考誠信應考 考試作弊將帶來嚴重后果 考試作弊將帶來嚴重后果 華南理工大學期末考試 華南理工大學期末考試 機械工程材料 試卷 A 閉卷部分 機械工程材料 試卷 A 閉卷部分 注意事項 1 考前請將密封線內填寫清楚 2 所有答案請直接答在試卷上 或答題紙上 3 考試形式 開 閉卷 4 本試卷共 五 大題 滿分 100 分 考試時間 120 分鐘 注意事項 1 考前請將密封線內填寫清楚 2 所有答案請直接答在試卷上 或答題紙上 3 考試形式 開 閉卷 4 本試卷共 五 大題 滿分 100 分 考試時間 120 分鐘 題 號 一 二 三 四 五 總分 題 號 一 二 三 四 五 總分 得 分 得 分 評卷人 評卷人 一 填空題 30 分 每格 0 5 分 一 填空題 30 分 每格 0 5 分 1 在 BCC 和 FCC 晶格中 單位晶胞內的原子數分別為 和 其致密度分 別為 和 2 在一個立方晶胞 右圖 中繪出 011 晶面和 010 晶向 3 已知純金屬鋁的原子半徑為 0 1434nm 則其晶格常數 為 nm 4 與理想晶體比較 實際金屬的晶體結構是 晶體 而且存在 5 隨著塑性變形量的增大 金屬的強度和硬度升高 塑性和韌性下降的現象稱為 現象 這種現象可通過 處理加以消除 6 液態金屬總是在過冷的條件下結晶 其冷卻速度越快 則過冷度越 實際 結晶溫度越 形核率越 結晶后的晶粒便越 其強度 越 塑性和韌性越 7 合金中的基本相結構 有 和 兩類 姓名 學號 學院 專業 座位號 密 封 線 內 不 答 題 密 封 線 機械工程材料 試卷 A 第 2 頁 共 11 頁 機械工程材料 試卷 A 第 2 頁 共 11 頁 8 二元合金相圖中 三相共存表現特征為 線 我們學過的有 等都是三相平衡線 9 金屬的塑性變形在大多數情況下是以 的方式進行的 它是在 作用下發生 常沿晶體中 的晶面及晶向發生 10 碳在 Fe 中的間隙固溶體稱為 它具有 晶體結構 在 時碳的最大溶解度為 11 共析鋼加熱時奧氏體化形成是由 及 等四個基本過程所組成 12 碳鋼中馬氏體組織形態主要有 兩種 其中 強韌性較好 13 除 Co 外 大多數合金元素溶入奧氏體后 總是不同程度地使 C 曲線向 移 動 使鋼臨界冷卻速度 VK 淬透性 14 右圖為 T8 等溫冷卻轉變 C 曲線 若以 V1 V2和 V3冷卻方式冷卻 得到的組織是 V1 V2 V3 15 淬火鋼一般不在 250 350 回火 是為了避免出現 而某些合金鋼 在 450 650 回火時 較快冷卻 目的是防止產生 16 高速鋼 W18Cr4V 中合金元素 W 的作用是 機械工程材料 試卷 A 第 3 頁 共 11 頁 機械工程材料 試卷 A 第 3 頁 共 11 頁 Cr 的作用是 V 的作用是 高速鋼的鍛造不僅是為了成型 而且是為了 高速 鋼要經過三次回火的目的是 17 白口鑄鐵中的碳主要以 形式存在 而灰口鑄鐵中的碳主要以 形 式存在 18 Al 4 5 Cu 合金的熱處理強化 是先進行 處理 得到 組 織 這時強度仍較低 接著經 處理 強度 硬度才明顯提高 19 為下列零件選擇合適的材料和最終熱處理方法 零 件 材 料 牌 號 最 終 熱 處 理 例 滾動軸承 GCr15 淬火 低溫回火 1 汽車板簧 2 手鋸鋸條 3 汽車齒輪 二 選擇題 15 分 每題 1 分 答案寫在題號前的括號中 二 選擇題 15 分 每題 1 分 答案寫在題號前的括號中 1 實際金屬存在很多缺陷 其中刃型位錯屬于 A 點缺陷 B 線缺陷 C 面缺陷 2 體心立方晶格原子密度最大的晶面和晶向分別是 A 111 B 110 C 100 3 冷處理的目的是為了消除 A 應力 B 殘余奧氏體 C 成分偏析 4 金屬結晶后晶粒大小取決于結晶時的形核率 N 和長大速度 G 要細化晶粒必須 機械工程材料 試卷 A 第 4 頁 共 11 頁 機械工程材料 試卷 A 第 4 頁 共 11 頁 A 增大 N 和 G B 增大 N 降低 G C 降低 N 增大 G 5 BCC 金屬與 FCC 金屬在塑性上的的差別 主要是由于兩者的 A 滑移系數目不同 B 滑移方向數不同 C 滑移面數不同 D 滑移面和滑移方向的指數不同 6 鋼經調質處理后 得到的組織是 A 大片狀珠光體 B 索氏體 C 回火托氏體 D 回火索氏體 7 一個存在嚴重網狀二次滲碳體的 T12 鋼鍛件 其正確的預先熱處理工藝為 A 球化退火 B 擴散退火 C 正火 球化退火 8 鐵絲在室溫下反復彎折 會越變越硬 直到斷裂 而鉛絲在室溫下反復彎折 則始終處于軟態 其原因是 A Pb 不發生加工硬化 不發生再結晶 Fe 發生加工硬化 不發生再結晶 B Fe 不發生加工硬化 不發生再結晶 Pb 發生加工硬化 不發生再結晶 C Pb 發生加工硬化 發生再結晶 Fe 發生加工硬化 不發生再結晶 D Fe 發生加工硬化 不發生再結晶 Pb 發生加工硬化 不發生再結晶 9 經淬火后鋼的晶粒大小主要取決于 A 淬火冷卻速度 B 奧氏體化的溫度 C 奧氏體的成分均勻度 10 對球墨鑄鐵進行熱處理 是通過改變 來改善性能的 A 石墨形態 B 石墨數量 C 基體組織 D 基體組織以及石墨的形態和數量 機械工程材料 試卷 A 第 5 頁 共 11 頁 機械工程材料 試卷 A 第 5 頁 共 11 頁 11 大多數機械零件的熱處理技術要求只標注 A 硬度指標 B 強度指標 C 塑性指標 12 馬氏體的硬度決定于 A 冷卻速度 B 轉變溫度 C 碳的質量分數 13 鋼感應加熱表面淬火的淬硬層深度 主要取決于 A 鋼的含碳量 B 冷卻介質的冷卻能力 C 感應電流頻率 D 感應電流電壓 14 45 鋼調質處理后硬度偏低 補救的方法是 A 適當提高溫度 再一次回火 B 適當降低溫度 再一次回火 C 重新加熱淬火后 選用低一點溫度回火 15 坦克履帶受到嚴重摩擦磨損及承受強烈沖擊作用 應選用 A 20Cr 鋼滲碳 淬火 低溫回火 B ZGMn13 鋼經水韌處理 C W18Cr4V 鋼淬火 三次回火 D GCr15 鋼經淬火 低溫回火 三 是非題 10 分 每題 1 分 答案寫在題號前的括號中 三 是非題 10 分 每題 1 分 答案寫在題號前的括號中 1 在立方晶系中 晶向 123 與晶面 123 互相垂直 2 珠光體 索氏體和托氏體均為鐵素體與滲碳體的機械混合物 其區別在于滲碳體 的含量不同 3 再結晶過程是有晶格類型變化的結晶過程 4 固溶體的強度和硬度 比組成固溶體的溶劑金屬的強度和硬度高 5 平衡狀態的鐵碳二元合金在室溫下都是由 F Fe3C 兩個基本相組成 含碳量不同 只是這兩個相的數量 形態和分布不同而已 6 40Cr 鋼的淬透性與淬硬性都比 T10 鋼要高 機械工程材料 試卷 A 第 6 頁 共 11 頁 機械工程材料 試卷 A 第 6 頁 共 11 頁 7 鋼的冶金質量 主要依據雜質含量來評價 8 Cu Zn 合金一般稱為黃銅 9 要提高奧氏體不銹鋼的強度 只能采用冷塑性變形予以強化 10 化學熱處理既改變工件表面的化學成分 又改變其表面組織 四 簡答題 15 分 四 簡答題 15 分 1 1 Please mark the regions of existence of various microstructures in the iron carbon phase diagram 7 points 2 To Describe the equilibrium crystallizing process of T12 steel with the cooling curve 2 points 機械工程材料 試卷 A 第 7 頁 共 11 頁 機械工程材料 試卷 A 第 7 頁 共 11 頁 3 Please draw the microstructure of T12 steel 1point 4 Using the lever rule calculate the relative amount of the constituents in T12 steel at room temperature 2 points 2 在拉拔銅材的過程中 需要進行中間退火時 其退火溫度約為多少 即確定其再結晶退 火的溫度 銅的熔點為 1083 3 分 機械工程材料 試卷 A 第 8 頁 共 11 頁 機械工程材料 試卷 A 第 8 頁 共 11 頁 華南理工大學期末考試 華南理工大學期末考試 機械工程材料 試卷 A 開卷部分 機械工程材料 試卷 A 開卷部分 五 綜合題 30 分 五 綜合題 30 分 1 在分析正火作用時 是應根據 C 曲線 CCT 曲線 還是 Fe Fe3C 相圖呢 5 分 2 試分析上貝氏體和下貝氏體的形成機理 組織特征及性能特點 10 分 3 現要設計一汽車發動機凸輪軸 要求凸輪表面要耐磨 凸輪軸要有足夠的韌性和剛度 請回答以下問題 1 選擇合適的材料 標明材料的牌號 并解析選擇該材料的理由 2 寫出加工工藝路線 并分析每個熱處理工序的作用及獲得的組織 3 你所選用的材料廠里缺貨 能用什么材料代替 4 制定選用替代材料的冷熱加工工藝路線 15 分 姓名 學號 學院 專業 座位號 密 封 線 內 不 答 題 密 封 線 機械工程材料 試卷 A 第 9 頁 共 11 頁 機械工程材料 試卷 A 第 9 頁 共 11 頁 2007 年 機械工程材料 試卷參考答案2007 年 機械工程材料 試卷參考答案 一 填空題 1 2 4 0 68 0 74 2 略 3 0 4056 4 多 晶體缺陷 5 加工硬化 再結晶退火 6 大 低 大 細小 高 好 7 固溶體 化合物 8 水平線 共晶 包晶 或共析 9 滑移 切應力 原子密度最大 10 鐵素體 體心立方 727 0 0218 11 A 晶核的形成 A 晶核的長大 殘余 Fe3C 的溶解 A 的均勻化 12 板條狀 針狀 板條狀 13 右 降低 提高 14 P M A B M A 15 第一類回火脆性 第二類回火脆性 16 產生二次硬化及細化晶粒 提高淬透性 細化晶粒及產生二次硬化 擊碎大塊的碳 化物 消除殘余奧氏體 17 Fe3C 石墨 18 固溶處理 過飽和固溶體 時效 19 零 件 材 料 牌 號 最 終 熱 處 理 1 汽車板簧 60Si2Mn 淬火 中溫回火 2 手鋸鋸條 T12 淬火 低溫回火 3 汽車齒輪 20CrMnTi 滲碳 淬火 低溫回火 二 選擇題 1 2 3 4 5 6 7 891011 12 13 14 15 B B B B B D C CBC A C C C B 三 是非題 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 四 綜合題 1 1 略 2 機械工程材料 試卷 A 第 10 頁 共 11 頁 機械工程材料 試卷 A 第 10 頁 共 11 頁 3 略 4 3 7 7 921 7 92 100 77 069 6 2 169 6 3 C CFeP WW 2 再結晶溫度 T再 0 4 T熔 0 4 1083 273 273 270 銅的再結晶退火溫度 270 100 200 370 470 開卷部份 開卷部份 五 綜合題 1 答 在分析共析鋼的正火作用時 確定正火的加熱溫度范圍時應依據變化了的 Fe Fe3C 相圖 當判斷正火的冷卻組織時 則應根據 CCT 曲線來分析 若查不到有關 CCT 曲線的資料時 則可利用 C 曲線近似地估計正火冷卻時的組織 2 答 上貝氏體 形成溫度較高 呈羽毛狀特征 由許多從奧氏體晶界向晶內平行生長的板條 狀鐵素體和在相鄰鐵素體條間存在的不連續的短桿狀的滲碳體組成 鐵素體過飽和度低 滲碳體分布在鐵素體之間 硬度較低 韌性低 下貝氏體 形成溫度較低 呈黑色針狀特征 大多在奧氏體晶內沿某些晶面單獨地 或成堆地長成針葉狀 在針狀鐵素體內分布著微細的 碳化物 鐵素體過飽和度較高 強度高 韌性好 具有良好的綜合力學性能 3 答 1 選用 45 鋼 2 加工工藝路線 下料 鍛造 正火 粗車 調質 精加工 凸輪表面 高頻感應 加熱表面淬火 低溫回火 磨至尺寸 正火 消除鍛造應力 調整硬度 以利切削加工 P P Fe3C 1 2 3 L L P Fe3C 時間 時間 溫度 溫度 機械工程材料 試卷 A 第 11 頁 共 11 頁 機械工程材料 試卷 A 第 11 頁 共 11 頁 S F少 調質 得到 S回 保證心部具有良好的綜合力學性能 高頻感應加熱淬火 低溫回火 表面獲得 M回 具有高硬度 高