【正文】 理中變形和開裂都是不可避免的。 7. ( )鋁合金人工時(shí)效比自然時(shí)效所獲得的硬度高，且效率也高，因此多數(shù)情況下采用人工時(shí)效。 5. ( √ )材料的強(qiáng)度、硬度越高，其塑性、韌性越差。 3. ( )加工硬化、固溶強(qiáng)化均使材料強(qiáng)度、硬度顯著提高，塑性、韌性明顯降低，故可認(rèn)為它們有相同的強(qiáng)化機(jī)理。 三、判斷題： 1０ 2＝２ 0 分 1.( )鋼的淬透性主要取決于冷卻速度。 9．材料滲碳的目的是為了得到 __較高的零件表層硬度與耐磨性 _。 7．鑄造鋁合金分為 _鋁銅合金 _、 _鋁鎂合金 _、 _鋁硅合金 _和 _鋁鋅合金 。 回火 ＿＿＿熱處理來消除。 硫 ＿＿元素引起熱脆，＿ 磷 ＿＿元素引起冷脆，＿ 氫 ＿＿元素引起白點(diǎn)，＿ 氮 ＿＿元素引起 蘭脆 。 二、填空題： 1０ 2＝２ 0 分 ⒈ 按腐蝕過程特點(diǎn)，金屬腐蝕可分為 化學(xué) 腐蝕 _和 電化學(xué) 腐蝕 ___。 ⒉ 碳素鋼 :含碳量≤ %的鐵碳合金。 說明下列符號(hào)各是什么指標(biāo)？各代表什么意思？（ 5 分） (1) E （ 2） σ s （ 3） ψ （ 4） α k (5)HRC 答：（ 1） E：彈 性模量；剛度指標(biāo) （ 1 分） （ 2）σ s：屈服點(diǎn)（強(qiáng)度） ；強(qiáng)度指標(biāo) （ 1 分）（ 3） ψ：斷面收縮率； 塑性指標(biāo) （ 1 分） （ 4）α k ：沖擊韌度；韌性指標(biāo) （ 1 分）（ 5） HRC：洛氏硬度；硬度指標(biāo) （ 1 分） 五、選材題（ 本大題 10分，每空 1分 ） 從下列鋼號(hào)中選取合適的鋼號(hào)填入表中，并說明其熱處理工藝。 （ 1分） 提高金屬耐蝕性的途徑是什么？不銹鋼中最主要的合金元素是哪一個(gè)元素？ （ 4 分） 答： （ 1）提高金屬的電極電位；（ 1 分）（ 2）使金屬易于鈍化，形成致密、完整、穩(wěn)定的與鋼基體結(jié)合牢固的鈍化膜；（ 1 分）（ 3）形成單相組織。因而，調(diào)質(zhì)處理被廣泛應(yīng)用于中碳結(jié)構(gòu)鋼和低合金經(jīng)構(gòu)鋼制造的各種重要的結(jié)構(gòu)零件，特別是在交變載荷下工作的連桿、螺栓以及軸類等。 ⑶、高溫回火 (500～ 650℃ )高溫回火后的組織是回火索氏體。經(jīng)中溫回火后，工件的內(nèi)應(yīng)力基本消除，其力學(xué)性能特點(diǎn)是具有極高的彈性極限和良好的韌性（ 1 分）。在生產(chǎn)中低溫回火被廣泛應(yīng)用于工具、量具、滾動(dòng)軸承、滲碳工件以及表面淬火工件等。（ 1 分） 按回火溫度高低，回火可分為哪幾類？主要的溫度區(qū)間、回火后的得到的組織、性能和用途是什么？ 答：⑴、低溫回火 (150～ 250℃ )回火后的組織為回火馬氏體。 （③） ①時(shí)效強(qiáng)化方法 ②固溶強(qiáng)化方法 ③冷加工硬化方法 20 、在 FeFe3C 相圖中，共析線也稱為 。 （②） ① 1 ② 2 ③ 3 18 、 在 以 下 晶 體 中 ， 滑 移 系 數(shù) 目 最 多 的 晶 格 類 型 是 。 （①） ① Co ② Cr ③ Mn 16 、屬于體心立方晶格的金屬有 。 （②） ①只有晶格類型發(fā)生變化 ②只有晶粒大小、形狀發(fā)生變化 ③晶格類型、晶粒大小、形狀都發(fā)生變化 14 、 挖 掘 機(jī) 鏟 齒 、 坦 克 和 拖 拉 機(jī) 履 帶 宜 采 用 。 （②） ①強(qiáng)度和硬度不高，塑性良好 ②硬度高，極脆，塑性幾乎等于零 ③強(qiáng)度較高，硬度適中，有一定的塑性 1一個(gè)理想的淬火冷卻介質(zhì)應(yīng)具有的冷卻特性是 。 （ ① ) ①二相 ②三相 ③四相 制造普通螺母的鋼應(yīng)選用 。 （ ③ ） ① Mn,P ② Mn,Ti ③ Ti,V 分級(jí)淬火的目的是 。 （ ③ ） ① 隨爐冷卻 ② 在油中冷卻 ③ 在空氣中冷卻 合金固溶強(qiáng)化的基本原因是 。 （②） ①相同 ②確定不變 ③不斷變化 對(duì)板料進(jìn)行多次拉伸時(shí)，為了消除形變強(qiáng)化，中途應(yīng)進(jìn)行 。 （ ③） ① 間隙原子 ② 位錯(cuò) ③ 晶界 建立相圖時(shí)采用的冷卻速度應(yīng)為 。 （ ） 鑄鐵經(jīng)過熱處理，改變了基體和石墨形態(tài)，從而提高了性能。 （ √ ） 熔點(diǎn)為 232℃的錫在室溫下的塑性變形是冷加工。 （ √ ） 熱處理的加熱，其目的是使鋼件獲得表層和心部溫度均勻一致。 （ √ ） 鐵素體是碳溶解在 γFe 中所形成的間隙固溶體。 （ ） 物質(zhì)從液體狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w狀態(tài)的過程稱為結(jié)晶。 1 常用測(cè)定硬度的方法有 布氏硬度 、 洛氏硬度 和 維氏硬度 測(cè)試法。 在鐵碳合金的室溫平衡組織中，強(qiáng)度最高的合金含碳量約為 %。 根據(jù)鋼的成分、退火的工藝與目的不同，退火常分為 完全退火 、 等溫退火 、 均勻化退火 、 球化退火 、 去應(yīng)力退火 等幾種。 單晶體塑性變形 中滑移的實(shí)質(zhì)是 在切應(yīng)力作用下，位錯(cuò)沿滑移面的運(yùn)動(dòng) 。 共析鋼的含碳量為 ％ 。 一、 填空題（本大題 20分，每空 1分） 共晶轉(zhuǎn)變和共析轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物都屬于 兩 相混合物。 所以，為了要得到大小均勻的細(xì)小晶粒，選用第二種方法，即緩慢加熱至 840℃，經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間保溫后隨爐冷至室溫。 ② 緩慢加熱至 840℃，經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間保溫后隨爐冷至室溫，小軸的晶粒得到細(xì)化且比較均勻。 表面淬火是為了使軸徑部分得到所需硬度，以保證裝配精度和不易磨損。 正火處理是為了得到合適的硬度，以便機(jī)械加工，同時(shí)為調(diào)質(zhì)處理做好組織準(zhǔn)備。 (2) 一批 45 鋼小軸因組織不均勻，需采用退火處理。 四、指出下列金屬材料的類別（ 12 分） （每空格 分） (1)H68 黃銅 (2)W18Cr4V 高速鋼 (3) 普通碳鋼 (4)1Cr18Ni9Ti 不銹鋼 (5)GCr15 滾動(dòng)軸承鋼 (6)QT60002 球墨鑄鐵 (7)45 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 (8)HT200 灰口鑄鐵 (9)55Si2Mn 合金彈簧鋼 (10)KTH35006 可鍛鑄鐵 (11)T10A 優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼 (12)40Cr 合金調(diào)質(zhì)鋼 (13)20 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 (14)ChSnSb116 軸承合金 (15)Q235C 普通碳鋼 (16)QSn43 錫青銅 (17)QAl7 鋁青銅 (17)08 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 (19)T12 碳素工具鋼 (20)Y30 易切削鋼 (21)HT150 灰口鑄鐵 (22)35 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 (23)16Mn 低合金結(jié)構(gòu)鋼 (24)20Cr 合金滲碳鋼 答案：表格中斜體部分為答案 , 上述填空如果按大類回答酌情給分 。 3 消除淬火內(nèi)應(yīng)力 。 ，常用的回火操作有哪幾種？ 答： 回火的目的 ： 1 獲得工件所需的組織。 答：當(dāng)鋁合金加熱到α相區(qū) ,保溫后在水中快冷 ,其強(qiáng)度和硬度并沒有明顯升高 ,而塑性卻得到改善 ,這種熱處理稱為固溶處理。 ？ 答：退火、正火、淬火、回火、表面熱處理、化學(xué)熱處理。球墨鑄鐵中石墨呈球狀使球墨鑄鐵的抗拉強(qiáng)度、塑性和韌性、疲勞強(qiáng)度不僅高于其它鑄鐵 ,而且可以與相應(yīng)組織的鑄鋼相比。 (2)球墨鑄鐵它是鐵液經(jīng)過球化處理 ,使石墨呈球狀的鑄鐵。面缺陷包括晶界、亞晶界和孿晶界。點(diǎn)缺陷的主要類型有空位和間隙原子。 ，常用的回火操作有哪幾種？ 答案： ，采用哪些措施 獲得細(xì)晶粒組織？ 答： (1) 增加過冷度（ 2）進(jìn)行變質(zhì)處理 (3) 附加振動(dòng) 。（ 4分） 三、簡(jiǎn)答（ 24 分）（每小題 4 分） ，采用哪些措施獲得細(xì)晶粒組織？ 。 答： (1) 空格中斜體部分為答案。 二、 利用鐵碳相圖回答下列問題（ 15 分） （ 1） 寫出 FeFe3C相圖上① ⑥區(qū)的組織組成物，標(biāo)明 A， E， C， S， P， K各點(diǎn)的含碳量。 5. 調(diào)質(zhì)處理 — 將淬火加高溫回火相結(jié)合的熱處理稱為調(diào)質(zhì)處理。 3. 奧氏體 — 碳固溶于 γFe 中形 成的間隙固溶體稱為奧氏體，用 γ 或 A 表示。 一般再回火爐中加熱到 150－ 180℃，保溫 1－ 2 小時(shí)出爐空冷。 表面淬火目的 提高軸頸 表面硬度，提高耐磨性。 四、下面材料所屬類別， 常用熱處理工藝和應(yīng)用實(shí)例 (15 分 ) 材料排號(hào) 類別 典型熱處理工藝 應(yīng)用舉例 QT600 球墨鑄鐵 等溫淬火 ＋高溫回火 曲軸 ，齒輪箱 1Cr18Ni9Ti 不銹鋼 固溶處理 耐蝕罐體，爐條 5CrMnMo 熱作模具鋼 淬火＋中溫回火 熱鍛模 熱擠壓模 65Mn 碳素鋼 淬火＋中溫回火 彈簧 發(fā)條 GCr15 滾動(dòng)軸承鋼 淬火＋低溫回火 滾珠 套圈 五、分析題（ 25 分） 車床主軸要求軸頸部位硬度為 54— 58HRC，其余地方為 20— 25HRC，其加工路線為： 下料 鍛造 正火 機(jī)加工 調(diào)質(zhì) 機(jī)加工（精） 軸頸表面淬火 低溫回火 磨加工 指出： 主軸應(yīng)用的材料： 45 鋼 正火的目的，去除應(yīng)力，細(xì)化晶粒 調(diào)質(zhì)目的和大致熱處理工藝 獲得回火索氏體，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)度、硬度、塑性、韌性良好配合。 Q235 屬于普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)很低，一般在 0、 1－ 0、 17％ C，按照 T12 淬火溫度淬火（ 760－ 780℃），鋼中只有少量珠光體轉(zhuǎn)變成馬氏體，大量鐵素體未發(fā)生轉(zhuǎn)變。 三、簡(jiǎn)答題（ 10 分） 由 T12 材料制成的絲錐，硬度要求為 HRC60～ 64。 7. 鋼在淬火時(shí)，鋼的淬硬性取決于 碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù) ，轉(zhuǎn)鋼的淬透性取決于 合金元素的含量 。 6. 共析鋼淬火形成 M+A39。 5. 在工程圖學(xué)中 ,零件的力學(xué)性能通常用硬度表示。 材料選擇的三個(gè)主要原則 使用性原則 ， 工藝性原則 ， 經(jīng)濟(jì)性原則 。 其中， 針片狀 馬氏體硬度高、塑性差。（ 2 分） 2020 年本科工程材料試題標(biāo)準(zhǔn)答案 一、分析題 （分析下列材料強(qiáng)化方法的主要機(jī)理）（ 25 分） 細(xì)晶強(qiáng)化： 金屬組織中晶界大量增加 彌散強(qiáng)化： 金屬組織中第二相細(xì)小均勻分布 固溶強(qiáng)化：固溶體的晶格畸變 二次硬化：包括二次淬火（過冷奧氏體轉(zhuǎn)變成馬 氏體）和二次相析出（過冷奧氏體和馬氏體中析出彌散碳化物）使得材料回火后硬度提高。（ 2 分） 熱鍛模具： 5CrMnMo 熱變形模具鋼； C%=%,Cr,Mn,Mo%；淬火＋高溫回火；組織為回火索氏體。（ 2 分） 車