工程材料样卷1-2011(参考答案)

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1、一．指出下列金属材料的类别及应用举例（从括号中选）（弹簧钢、黄铜、纯铝、滚动轴承钢、不锈钢、碳素工具钢、调质钢、渗碳钢、低合金刃具钢、低合金结构钢；铝箔、丝锥、散热器、连杆螺钉、弹簧、滚珠、锯条、桥梁、齿轮、耐酸容器）考试时不一定给出这些选择项牌号类别应用举例牌号类别应用举例GCr15滚动轴承钢滚珠，滚柱T10碳素工具钢锯条9SiCr低合金刃具钢丝锥60Si2Mn弹簧钢弹簧20Cr合金渗碳钢齿轮40Cr合金调质钢齿轮，连杆螺钉16Mn低合金高强度结构钢桥梁1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢耐酸容器H62黄铜散热器L

2、0铝箔铝箔二．名词解释马氏体：碳在α-Fe中的过饱和固溶体，。时效硬化：淬透性：奥氏体化后的钢在淬火时获得淬硬层深度的能力。红硬性：刃具钢在高温下保持高硬度的能力。孕育处理：在浇注前往液态金属中加入孕育剂，人为增加外来晶核的数目，以细化晶粒的措施。三．概念是非题1．铁碳合金中莱氏体是由珠光体和渗碳体两相组成………………（错）2．钢中含合金元素的多少是判断淬火后硬度的唯一标准……………...（错）53．感应加热表面淬火后可以获得极细的隐针状马氏体…………………..（对）4．在合金工具钢中加入W、Mo、V合金元素，主

3、要是提高钢的淬透性……（错）5．铝合金用淬火的方法提高硬度，并获得马氏体……………………..（错）6．共析钢由F和Fe3C两相组成，其中F占12%…………………….（错）7．45钢加热到740度，充分保温后钢中A中含C量大于0.45%………….（对）8．包装工业常用铝箔材料，这种合金的强度高、硬度高……………..（错）9．Cr12MoV钢因为含Cr量高，所以耐蚀，被称为不锈钢……..（错）10．回火马氏体是均匀的单相组织……………………………….（错）四．填空1．调质钢的含碳量一般属于中碳钢，这种钢一般经过淬火+

4、高温回火最终热处理，使之获得优良的综合机械性能。2．QB-4包装机的切刀，选用T10钢制造，其含碳量为1%左右，它在Fe—Fe3C相图上属于过共析钢，其淬火温度应选为Ac1+30~50度，淬火后得到高碳马氏体+渗碳体颗粒混合组织，再经250度的低温回火获得高碳回火马氏体+渗碳体颗粒组织，其硬度HRC58—62,切刀刃口十分锋利。3．黄铜是以Zn为主要合金元素的铜合金。4．过共析钢经锻造后，为了降低硬度，有利于切削加工，采用球化退火热处理。五．选择题1．热处理中加热规范的理论依据为A)“C”曲线B)铁碳相图C)冷却

5、曲线2．在1148度时，奥氏体中碳的最大溶解度是A)0.77%B)4.3%C)2.11%3．淬火马氏体的硬度取决于5A)冷却速度B)含碳量C)淬火温度4．低碳钢的塑性很好，为了便于切削加工，要提高硬度，其热处理是：A)正火B)完全退火C)球化退火5.T12钢被加热到Ac1以上30~50度，经保温后进行等温淬火，其组织为A)M+A残B)B下+Fe3C颗粒C)B下+A残七．填图题1．填写下面Al-Si合金相图中①--⑤各区的组织，其中α是Si在Al中的固溶体。①②③④⑤αL①②③④⑤AlSi温度oCSi%ABCDE1

6、.6511.7577oCBCE线是共晶线线，反应式为铸造性能最好的合金是成分在C点的合金2．据铁碳相图回答下列问题1）相图中共析线为PSK线，共析反应式为，所以在A1以下没有奥氏体相存在。52）组织中Fe3CⅡ百分含量最多的成分是2.11%（含碳量）；最宜于铸造的成分是4.3%（含碳量）。3）比较分别含碳0.2%和1.2%两碳钢的下列指标（定性比较）。含碳量强度硬度焊接性能锻造性能0.2%低低好好1.2%高高差差1．下图为T8钢的过冷A等温转变曲线图，分别填出获得下列组织的冷却速度，并说明热处理工艺名称。温度oC

7、MsMz-100时间Ac1V1V2V3V4V5冷却速度V4V5V1V3V2获得组织T+M+A残M+A残PSB下热处理工艺不完全淬火分级淬火完全退火正火等温淬火八．问答题1．试述含碳量对碳钢机械性能（σb，δ%,ψ%，αk，HB）的影响，并分析原因。随含碳量升高，HB单调升高，δ%、ψ%和αk均单调下降，σb先升高后降低，在含碳量大约1%时σb达到最高。碳钢的组织由F和Fe3C两相组成，其中铁素体硬度低，塑性好，渗碳体硬度高，脆性大，随含碳量升高，铁素体的量减少，渗碳体的量增多，因此HB单调升高，δ%、ψ%和α5k

8、均单调下降。碳钢的强度与组织组成密切相关，对于亚共析钢，由F+P组成，其中P具有较高的强度和一定的韧性，随含碳量升高，亚共析钢中P含量增多，因此亚共析钢强度随含碳量升高而升高。当含碳量为共析钢时，组织全部为P。当含碳量为过共析钢时，组织为P+Fe3C，在含碳量小于1%时，少量Fe3C在晶界析出，由于未形成连续网状，因此能产生一定的强化作用，强度随含碳量升高而升高；当含碳量