机械制造基础

《机械制造基础》习题集参考答案机械工程材料一．名词解释题强度：是指金属材料抵抗塑形变形和断裂的能力。塑形：金属材料在外力作用下发生塑性变形而不破坏的能力。硬度：金属材料抵抗其他更硬物体压入表面的能力。韧性：金属材料在断裂前吸收变形能量的能力。合金：由两种或两种以上的金属元素，或金属元素与非金属元素组成的具有金属特性的物质。同素异构性：同一金属在不同温度下具有不同晶格类型的现象。调质处理：指淬火及高温回火的热处理工艺。淬硬性：钢淬火时的硬化能力。马氏体：含碳过饱和的α固溶体。回火稳定性：钢在回火时抵抗硬度下降的能力。二．判断正误1、细化晶粒虽能提高金属的强度，但增大了金属的脆性。（╳）2、结构钢的淬透性，随钢中碳含量的增大而增大。（╳）3、普通低合金结构钢不能通过热化处理进行强化。（√）4、置换固溶体必是无限固溶体。（╳）5、单晶体必有各向异性。（√）6、普通钢和优质钢是按其强度等级来区分的。（╳）7、过热钢经再结晶退火后能显著细化晶粒。（╳）8、奥氏体耐热钢也就是奥氏体不锈钢。（╳）9、马氏体的晶体结构和铁素体的相同。（√）10、弹簧钢的最终热处理应是淬火+低温回火。（╳）11、凡单相固溶体均能进行形变强化。（√）12、陶瓷组织中的气相能起到一定的强化作用。（╳）13、高速钢淬火后经回火可进一步提高其硬度。（√）14、马氏体的强度和硬度总是大于珠光体的。（╳）15、纯铁在室温下的晶体结构为面心立方晶格。（╳）16、马氏体的硬度主要取决于淬火时的冷却速度。（╳）17、所谓白口铸铁是指碳全部以石墨形式存在的铸铁。（╳）18、白口铸铁铁水凝固时不会发生共析转变。（╳）19、铸件可用再结晶退火细化晶粒。（√）20、冷热加工所形成的纤维组织都能使金属出现各向异性。（√）21、奥氏体的塑性比铁素体的高。（√）22、白口铸铁在室温下的相组成都为铁素体和渗碳体。（√）23、过共析钢的平衡组织中没有铁素体相。（╳）24、对常见铝合金仅进行淬火，强化效果不显著。（√）25、可锻铸铁只能通过可锻化退火而得到。（╳）26、贝氏体转变是非扩散性转变。（╳）27、表面淬火主要用于高碳钢。（╳）三．选择正确答案1、为改善低碳钢的切削加工性应进行哪种热处理（D）A、等温退火B、完全退火C、球化退火C、正火2、钢中加入除Co之外的其它合金元素一般均能使其C曲线右移，从而（B）A、增大VKB、增加淬透性C、减小其淬透性C增大其淬硬性3、高碳钢淬火后回火时，随回火温度升高其（A）A、强度硬度下降，塑性韧性提高B、强度硬度提高，塑性韧性下降C、强度韧性提高，塑性韧性下降D、强度韧性下降，塑性硬度提高4、常见的齿轮材料20CrMnTi的最终热处理工艺应该是（D）A、调质B、淬火+低温回火C、渗碳D、渗碳后淬火+低温回火5、常见的调质钢大都属于（B）A、低碳低合金钢B、中碳低合金钢C、高碳低合金钢D、低碳中合金钢6、某一中载齿轮决定用45钢制造，其最终热处理采用下列哪种方案为宜（C）A、淬火+低温回火B、渗碳后淬火+低温回火C、调质后表面淬火D、7、某工件采用单相黄铜制造，其强化工艺应该是（C）A、时效强化B、固溶强化C、形变强化D、热处理强化8、下列材料中不宜淬火的是（D）A、GCr15B、W18Cr4VC、40CrD、YT159、下列二元合金的恒温转变中，哪个是共析转变（C）A、L+α→βB、L→α+βC、γ→α+βD、α+β→γ10、下列合金钢中，耐蚀性最好的是（D）A、20CrMnTiB、40CrB、W18Cr4VD、1Cr18Ni9Ti11、下列合金中，哪种合金被称为巴氏合金（B）A、铝基轴承合金B、铅基轴承合金C、铜基轴承合金D、锌基轴承合金12、下列材料中耐热性最好的是（C）A、GCr15B、W18Cr4VC、1Cr18Ni9TiD、9SiCr13、过共析钢的退火组织是（C）A、F+Fe3CIIIB、F+PC、P+Fe3CIID、P+Fe3CIII14、下列钢经淬火后硬度最低的是（A）A、Q235B、40CrC、GCr15D、45钢15、对奥氏体不锈钢进行固溶处理的目的是（D）A强化基体B、提高其韧性C、消除应力D、消除碳化物16、滚动轴承钢GCr15的最终热处理应该是（A）A、淬火+低温回火B、渗碳+淬火+低温回火C、淬火+中温回火D、氮化+淬火+低温回火17、高速钢淬火后进行多次回火的主要目的是（B）A、消除残余奥氏体，使碳化物入基体B、消除残余奥氏体，使碳化物先分析出C、使马氏体分解，提高其韧性D、消除应力，减少工件变形18、金属产生时效强化的主要原因是（D）A、形成了高密度位错B、晶格发生畸变C、晶格类型发生改变D、析出亚稳定第二相粒子19、钢中的二次渗碳体是指从（B）中析出的渗碳体A、从钢液中析出的B、从奥氏体中析出的C、从铁素中析出的D、从马氏体中析出的20、碳钢的下列各组织中，哪个是复相组织（A）A、珠光体B、铁素体C、渗碳体D、马氏体21、钢的下列组织中热稳定性最差的是（C）A、珠光体B、马氏体C、回火屈氏体D、回火索氏体22、对片状马氏体而言，下列说法哪个是错误的（A）A、是位错马氏体B、是孪晶马氏体C、是过饱和的a固溶体D、具有高的强度23、下列各材料中淬火时最容易产生淬火裂纹的材料是（C）A、45钢B、20CrMnTiC、16MnD、W18Cr14V24、下列诸因素中，哪个是造成45钢淬火硬度偏低的主要原因（A）A、加强温度低于Ac3B、加热温度高于AC3C、保温时间过长D、冷却速度大于VK25、亚共晶白口铸铁的退火组织中，不可能有下列中的哪种组织（C）A、二次渗碳体B、共析渗碳体C、一次渗碳体D、共晶渗碳体26、过共析钢进行下列哪种热处理可能会造成网状渗碳体析出（A）A、完全退火B、再结晶退火27.冷加工金属经再结晶退火后,下列说法哪个是错误的?（C）A.其晶粒形状会改变B.其机械性能会发生改变C.其晶格类型会发生改变D.其晶粒大小会发生改变28.对纯金属而言,下列说法哪个是错误的（A）A,不会在恒温下结晶B.不会发生相变C.都能进行形变强化D.都能进行时效强化29.对过共析钢不能进行下列哪种退火处理（A）A.完全退火B.再结晶退火C.等温退火D.去应力退火30.下列合金中,铬元素含量最少的是（A）A.GCr15B.CrL12C.1Cr13D.1Cr18Ni9Ti31．下列合金中，含碳量最少的钢是（D）A.GCr1B..Cr12MoVC.1Cr13D.1Cr18Ni9Ti32.下列铝合金中，被称为硅铝明的是（A）A.ZL102B.ZL202C.ZL301D.ZL40233.钢的淬透性主要决定于其（C）A.碳含量B.合金元素含量C.冷却速度D.过冷度四.填空题6.灰铸铁能否充分石墨化,主要决定于其碳当量和铸后冷却速度,一般而言,碳当量越高,越有利于石墨化,冷却速度越快,越容易形成白口.8.所谓巴氏合金是指锡基和铅基轴承合金12.普通钢,优质钢的区分是以其中S和P元素的原子的含量来区分的,P含量高易使钢产生热脆性,而S含量高易使钢产生冷脆性13.所谓本质细晶粒钢是指该钢正常淬火加热时奥氏体晶粒长大倾向小的钢18.对普通灰铸铁工件进行低温退火的目的是为了消除内应力,进行高温退火的目的是为了消除铸件白口、降低硬度。19.材料牌号QT600-3中,QT表示球墨铸铁,600表示最低抗拉强度为600MPa,3表示最低伸长率为3%。22.常见工程塑料有聚氯乙烯，聚四氟乙烯，尼龙,其中自润滑性能良好适合作轴承齿轮的有尼龙,价格低廉,用途非常广泛的是聚氯乙烯,化学稳定性极好,有塑料王之称的是聚四氟乙烯23.在Fe-Fe3C相图中,包含有三个恒温转变,其具体的相反应式分别为,包晶反应共晶反应共析反应。24.常见的合金弹簧钢有60Si2Mn,其最终热处理工艺为去应力退火,其最终组织为索氏体。26.影响铸铁石墨化的主要因素有铸铁的成分和冷却速度等27.马氏体的硬度主要决定于其含碳量,钢淬火时获得马氏体量的多少主要决定于其临界冷却速度。35.合金钢按用途可分为三类,即合金结构钢，合金工具钢,和特殊性能钢。36.合金钢中常用的渗碳钢为20CrMnTi(牌号),常用的调质钢为40Cr,常用的刃具钢为9SiCr,常用的耐磨钢为ZGMn13。44.在铁碳合金的平衡组织中,常见的三个单相组织为F，A和Fe3C，,常见的两个两组织为P，Ld。45.下列各材料的退火组织构成为:工业纯铁F,亚共析钢F+P,过共析钢P+Fe3CⅡ,亚共晶白口铸铁P+Ld′+Fe3CⅡ，过共晶白口铸造铁为Ld′+Fe3CⅠ。56.所谓’硅铝明’是指铝和硅的合金,该合金工件通常是通过铸造成形的57.常见的黄铜是指铜和锌的合金,而青铜的种类较多,主要有锡青铜,铝青铜等,青铜在大气,海水中的耐蚀性优于黄铜58.纯金属的晶格类型主要有体心立方晶格,面心晶格和密排六方晶格三种570.铁碳合金的基本相中,塑性最好的是A,强度最高的是P,硬度最高的是Cm。71.珠光体是指F和Cm所形成的两相组织,其形态一般是粗片状。72.二次渗碳体只可能出现于碳含量大于0.77%的钢中,其形态是网状73.灰口铸造铁和白口铸铁的组织相比较,灰口铸造铁中不应有渗碳体组织,而白口铸铁中没有片状石墨组织83.不锈钢的成份特点是碳含量较低和铬含量高84.碳在铸铁中主要以渗碳体和石墨的形式存在85.提高铸铁中碳元素和硅元素的含量,有利于其石墨化86.钢中常见的合金元素按与碳的亲合力大小分为合金渗碳体和特殊碳化物两类87.钢中常见的合金元素大多数都促进奥氏体晶粒的长大,当溶入奥氏体时又阻碍过冷奥氏体的分解,淬火后回火时推迟马氏体的分解。88.铝合金按其成份和工艺特点分为变形铝合金和铸造铝合金两类。89.LG5表示该材料是高纯铝,LY12表示该材料为铝-铜-镁铝合金,ZL102表示该材料属于铸造铝合金。90.铜合金中,按主加元素不同分为黄铜，青铜和白铜。五.简答题1.高碳高合金钢工件淬火时极易开裂,采取什么措施可有效防止其开裂?答：（1）合理设计零件结构；（2）淬火前进行退火或正火，以细化晶粒并使组织均匀化，减少淬火产生的内应力；（3）淬火加热时严格控制加热温度，防止过热使奥氏体晶粒粗化，同时也可减少淬火时的热应力；（4）采用适当的冷却方法；（5）淬火后及时回火，以消除应力，提高工件的韧性。2.金属晶粒大小对金属的性能有何影响?说明铸造时细化晶粒的方法及其原理.答：金属晶粒越细，金属的强度越高，塑性和韧性也越好，反之力学性能越差。铸造时细化晶粒的方法有：（1）增加过冷度：当过冷度增大时，液态金属的结晶能力增强，形核率可大大增加，而长大速度增加较少，因而可使晶粒细化。（2）变质处理：在液态金属结晶前，加入一些细小的变质剂，使金属结晶时形核率N增加，因而可使晶粒细化。（3）振动处理：在金属结晶时，对液态金属附加机械振动、超声波振动或电磁振动等措施使已生长的晶粒因破碎而细化，同时破碎的晶粒尖端也起净核作用，增加了形核率，使晶粒细化。3.T12钢工件经正常淬火后其表面硬度比60钢低的原因是什么？如何进一步提高其硬度？答：原因是：淬火加热温度过低、保温时间不足、冷却速度过低、工件表面脱碳或预先热处理不当等。进一步提高其硬度的方法是将工件退火或正火后重新进行淬火。4.常见的合金结构钢有哪些?写出其牌号和用途。答：常见的合金结构钢有：（1）低合金高强度结构钢：其中Q345是最常用的低合金高强度结构钢，广泛用于制造桥梁、船舶、车辆、锅炉、压力容器、起重机械等钢结构件。（2）合金渗碳钢：20CrMnTi是最常用的合金渗碳钢，一用来工作中承受较强烈的冲击作用和磨损条件下的渗碳零件。（3）合金调质钢：40Cr是最常用的合金调质钢，其用来制造一些受力复杂的重要零件，如机床的主轴等。（4）合金弹簧钢：常用的合金弹簧钢的牌号有60Si2Mn、60Si2CrVA和50CrVA，热成形弹簧钢，合金弹簧钢主要用语制造各种弹性元件，如制作汽车的减震板弹簧等。（5）滚动轴承钢：目前应用最多的有：GCr15主要用于中小型滚动轴承；GCr15SiMn主要用于较大的