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1华南理工大学期末考试试卷（闭卷部分）科目:机械工程材料班别_________姓名___________学号________评分_________一.填空题(30分，每空0.5分)1.右图中，晶面abcd的晶面指数是，晶向ce的晶向指数是。2.液态金属总是在过冷的条件下结晶，其冷却速度越快，则过冷度越，实际结晶温度越，形核率越，结晶后的晶粒便越，其强度越，塑性和韧性越。3.纯Fe的同素异构转变为⎯⎯⎯→⎯°C1394⎯⎯→⎯°C912，其晶体结构依次是、、。4.属于珠光体类型的组织有、、三种，三者均由和两种相构成。但它们的力学性能是有差别的，其原因是。5.碳钢中马氏体组织形态主要有、两种，其中强韧性较好。6.金属的塑性变形在大多数情况下是以的方式进行的，它是在作用下发生，常沿晶体中的晶面及晶向发生。7.在BCC和FCC晶格中，单位晶胞内的原子数分别为和，其致密度分2别为和。8.有时在过共析钢球化退火之前安排一道正火的热处理工序，其作用是。9．合金中的基本相结构,有和两类。10.钢的淬硬性主要取决于。11.HT200是的牌号，其中的碳主要以的形式存在，其形态呈状。12.根据右图的某亚共析钢CCT曲线示意图，填写下表：冷却速度应获得的组织相当的热处理工艺名称V1V2V3V413.除Co外，大多数合金元素溶入奥氏体后，总是不同程度地使“C”曲线向移动，使钢临界冷却速度VK，淬透性。14、高速钢的锻造不仅是为了成型,而且是为了___________________________。高速钢淬火后需经________℃______次回火，其回火后的组织是_____________，其性能具有、、。15.20CrMnTi钢中Ti的主要作用是，而1Cr18Ni9Ti钢中Ti的主要作用是。16．Cu-Zn合金一般称为_________铜,而Cu-Sn合金一般称为_________铜。17、回复退火也称退火。3二.选择题(15分,每题1分,答案写在题号前的括号中)()1.面心立方晶格原子密度昀大的晶面和晶向分别是。A、{111}、110B、{110}、111C、{100}、111()2.在体心立方晶格中，晶向指数[UVW]与晶面指数（hkl）满足hU+kV+lW=0时，则此晶面与晶向。A、成45˚夹角B、垂直C、平行()3.变形金属加热时发生的再结晶过程是一个新晶粒代替旧晶粒的过程，这种新晶粒的晶体结构是。A、与变形前的金属相同B、与变形后的金属相同C、形成新的晶体结构()4.实际金属中存在许多缺陷，其中晶界属于缺陷。A、点B、线C、面()5.亚共析钢加热到A1～A3之间时，奥氏体的含碳量钢的含碳量。A、小于B、大于C、等于()6.为了保证精密工件尺寸的长期稳定性，通常进行冷处理，其目的是为了消除。A、应力B、成分偏析C、残余奥氏体()7.钢的直接影响钢的性能。A、实际晶粒度B、起始晶粒度C、本质晶粒度()8.在室温平衡状态下，钢的力学性能主要受的数量、形态和分布所影响。A、渗碳体B、铁素体C、奥氏体4()9.有一过共析钢工件，淬火后组织为粗针马氏体+大量残余奥氏体，硬度、韧性、耐磨性偏低，其主要原因是______。A、加热温度过高，超过了AccmB、淬火冷却速度过慢C、加热时间不足，奥氏体未均匀化()10.下贝氏体比上贝氏体强韧性好，主要是由于不同。A、Fe3C形态与分布B、Fe3C与F的片层间距C、亚结构()11.碳素工具钢和低合金刃具钢的预先热处理宜采用_______。A、球化退火B、完全退火C、调质D、正火（）12.大多数机械零件的热处理技术要求只标注。A.硬度指标B.强度指标C.塑性指标（）13.超硬铝合金只有经过处理才能获得高的强度及硬度。A、固溶处理B、退火C、冷变形D、固溶处理＋时效（）14.金属结晶时，用向液态金属中加入某种难溶杂质来有限细化晶粒的方法，称之为。A、固溶处理B、调质处理C、变质处理（）15.下列说法，错误的是。A、低碳钢的焊接性能比高碳钢好B、调质钢的含碳量一般为中碳C、形状复杂淬火容易变形的零件选用淬透性好的合金钢D、工模具钢的含碳量一般较低5三.判断题(正确用“√”，错误用“X”表示。每小题1分，共10分)()1.Cr12钢和1Cr13钢成分及性能相近，因此可以互相代用。()2.3Cr2W8V钢平均含碳量为0.3%左右，故是一种调质钢，经1080℃加热淬火+560℃回火三次后，获得回火索氏体组织，因此适宜作车床主轴等要求综合力学性能的零件。()3.滚动轴承钢GCr15由于含碳量高（0.95～1.05％）、含Cr也高达15％，因而具有高的硬度、耐磨性和红硬性。()4.耐磨钢ZGMn13水韧处理的目的是获得高硬度、高耐磨性的马氏体组织。()5.平衡状态的铁碳二元合金在室温下都是由F+Fe3C两个基本相组成，含碳量不同，只是这两个相的数量、形态和分布不同而已。()6.淬透性相同的钢在任何情况下所获得的淬硬层深度都是相同的。()7.淬火马氏体在回火时出现的第一类回火脆性，既不能用热处理，也不能用合金化加以消除。()8.可锻铸铁中的石墨形态呈团絮状结构，对基体割裂程度大大降低，塑性良好，因而可以通过锻造方法改变铸件形状。()9.二元相图中的水平线表示三相平衡状态。()10.钢的冶金质量，主要依据杂质含量来评价。四、综合题(15分)1.1)Pleasemarktheregionsofexistenceofvariousmicrostructuresintheiron-carbonphasediagram.(8points)62)PleasedrawthemicrostructureofT12steel.(1point)3)Usingtheleverrule,calculatetherelativeamount(%)oftheconstituentsinT12steelatroomtemperature.(2points)72、在铁碳相图中有四条重要线，请说明这些线上所发生的转变并指出生成物（如HJB水平线，冷却时发生包晶转变，JCHBLγδ⎯⎯→⎯+°1490，生成J点成分的γ相）。（4分）ECF水平线，；PSK水平线，；ES线，；GS线，。8华南理工大学期末考试试卷（开卷部分）科目:机械工程材料班别_________姓名___________学号________评分_________1、在室温25℃，通过冷轧制成型的工艺，将某锡基轴承合金（熔点220℃）挂衬在08钢板上，形成双金属轴承。此时，轴承合金的成型属于冷加工还是热加工？为什么？（6分）2、试验分析：3根平直的T8钢手工锯片，不同热处理后用手弯曲90°角，出现如下现象：A．锯片断裂；B．锯片放开手后恢复平直；C．锯片放手后保持弯曲角度。请解释3根锯片分别进行何种热处理，为何出现上述现象？（9分）93、某公司生产摩擦压力机大型主轴，尺寸φ420×4500mm，4线螺杆，重量4.75t。主轴表面要求高硬度，耐磨性好，心部具有良好的综合力学性能。供应商提供的材料如下：45钢，40Cr，20CrMnTi，35CrMo，20CrMo，42CrMo，35CrNi。请你根据上述情况为该公司提出制造方案，方案中包括①选用何种材料；②制订加工工艺路线；③指出各道热处理工序的作用，并说明主轴昀终组织状态；④如果你选用的材料因尺寸原因不能用，能选用哪种钢代替？（15分）102006年《机械工程材料》试卷参考答案一、填空题1、(110)、[110]2、大、低、大、细小、高、好3、δ-Fe、γ-Fe、α-Fe，BCC、FCC、BCC4、珠光体、索氏体、托氏体、F、Fe3C、片层厚度不同5、板条状、片状、板条状6、滑移、切应力、原子密度7、2、4、0.68、0.748、消除网状渗碳体9、固溶体、化合物10、马氏体的含碳量11、灰口铸铁、G、片状12、F+P、退火、F+S、正火、F+T+B+M+A′、淬火（油冷）、M+A、淬火（水冷）13、右、降低、提高14、击碎大块的碳化物、560、三、M回+K+A′、高硬度、高耐磨性、高热硬性15、防晶间腐蚀、细化晶粒16、黄、青17、去应力二、选择题123456789101112131415ACACBCAAAAAADCD三、是非题12345678910××××√×√×√√四、综合题1．1）（略）2）（略）3）%3.7%7.921%,7.92%10077.069.62.169.63=−==×−−=CCFePWW2．ECF：冷却时发生共晶转变，)3(1148CFeLECC+⎯⎯→⎯°γ，生成Ld。PSK：冷却时发生共析转变，)3(1490CFePCS+⎯⎯→⎯°αγ，生成PES：冷却时发生CCFe3→γ转变，析出CCFe3GS：冷却时发生αγ→转变，析出F11卷部份：1、本题要点是冷、热加工在金属学上的定义及金属熔点使用的温度单位。答：此时，轴承合金的成型属于热加工。因为依据金属学对冷热加工温度的划分，冷加工＜再结晶温度＜热加工。T再=0.4T熔，根据已知条件计算：T熔=273+220=493(绝对温度K)，T再=0.4T=0.4×493-273=197-273=-76℃,-76℃＜轴承合工成型加工温度25℃，因此，轴承合金的成型属于热加工。2、本题要点是相同材料，经不同热处理后获得不同的组织和性能。依据性能特点反推出组织状态；又从组织状态推出热处理工艺。答：A锯片弯曲断裂，表明硬度高，脆性大，组织为回火马氏体，经过的热处理是淬火+低温回火；B锯片弯曲放开手后恢复平直，表明弹性好，组织为回火托氏体，经过的热处理是淬火+中温回火；C锯片放手后保持弯曲角度，表明塑性好，组织为回火索氏体，经过的热处理是淬火+高温回火；（C锯片也可以是经过球化退火，组织为球化体—球状珠光体）。3、本题要点是轴类零件选材、加工路线以及回火脆性。轴类零件必须选用调质钢，除了20CrMnTi，20CrMo不能选用，其余钢种都是合理的。因为尺寸大，在调质时不可以用回火快冷的方法避免第二类回火脆性，因此正确的选择是选用含Mo的调质钢。答：①选用35CrMo钢②加工工艺路线：下料→锻造→退火→粗车→调质→精加工→中频（高频）表面加热淬火→低温回火→磨至尺寸。③退火|：消除锻造应力，调整硬度、以利切削加工P+F调质：得到S回，保证心部具有良好的综合力学性能高频感应加热淬火+低温回火：表面获得M回，具有高硬度、高耐磨性昀终组织状态：轴的表层为回火马氏体，心部为回火索氏体。④代用材料42CrMo。（本题答案选用其它调质钢如45钢，40Cr，从经济性考虑也合理；因为工件大，以正火代替调质也是可行的。但如果选用35CrMo，42CrMo，正火会出现脆性的上贝氏体组织，实际生产上是不行的。）