工程材料及熱處理考試試題及答案一、單項選擇題（每題2分，共30分）1.下列材料中，屬于金屬材料的是（）A.陶瓷B.玻璃C.鋁合金D.塑料2.金屬材料的力學性能中，抵抗局部變形，特別是塑性變形、壓痕或劃痕的能力稱為（）A.強度B.硬度C.塑性D.韌性3.鐵碳合金相圖中，共析線是（）A.ACD線B.ECF線C.PSK線D.GS線4.下列組織中，硬度最高的是（）A.鐵素體B.珠光體C.滲碳體D.奧氏體5.鋼的熱處理工藝中，將鋼加熱到臨界溫度以上，保溫一定時間，然后在空氣中冷卻的熱處理工藝稱為（）A.退火B(yǎng).正火C.淬火D.回火6.為了改善低碳鋼的切削加工性能，通常采用的熱處理方法是（）A.完全退火B(yǎng).球化退火C.去應力退火D.正火7.下列鋼中，屬于合金滲碳鋼的是（）A.45鋼B.60Si2MnC.GCr15D.20CrMnTi8.下列鑄鐵中，綜合力學性能最好的是（）A.灰鑄鐵B.可鍛鑄鐵C.球墨鑄鐵D.蠕墨鑄鐵9.鋁合金按其成分和工藝特點可分為變形鋁合金和（）A.鑄造鋁合金B(yǎng).防銹鋁合金C.硬鋁合金D.超硬鋁合金10.下列陶瓷材料中，屬于結構陶瓷的是（）A.氧化鋁陶瓷B.壓電陶瓷C.磁性陶瓷D.熱敏陶瓷11.高分子材料按性能和用途可分為塑料、橡膠和（）A.纖維B.膠粘劑C.涂料D.以上都是12.金屬材料在交變應力作用下，在規(guī)定的循環(huán)次數(shù)內不發(fā)生斷裂的最大應力稱為（）A.屈服強度B.抗拉強度C.疲勞強度D.硬度13.淬火鋼在回火時，隨著回火溫度的升高，其硬度（）A.升高B.降低C.不變D.先升高后降低14.下列材料中，焊接性能最好的是（）A.低碳鋼B.中碳鋼C.高碳鋼D.鑄鐵15.制造刀具、量具、模具等，應選用（）A.高碳鋼B.中碳鋼C.低碳鋼D.合金鋼二、填空題（每題2分，共20分）1.金屬的晶體結構有三種典型類型，分別是體心立方晶格、面心立方晶格和____________。2.材料的工藝性能包括鑄造性能、鍛造性能、焊接性能、切削加工性能和____________等。3.鐵碳合金中，碳的質量分數(shù)小于0.0218%的稱為____________，大于2.11%的稱為____________。4.鋼的熱處理工藝一般由加熱、保溫和____________三個階段組成。5.常見的淬火冷卻介質有____________、油和鹽浴等。6.合金結構鋼按其用途可分為工程用鋼和____________兩大類。7.鑄鐵中的碳以石墨形式存在時，其斷口呈暗灰色，這種鑄鐵稱為____________。8.鋁合金的強化方法主要有固溶強化、時效強化和____________等。9.陶瓷材料的性能特點是硬度高、____________、耐高溫、化學穩(wěn)定性好等。10.高分子材料的分子結構可分為線型結構、支鏈型結構和____________三種。三、判斷題（每題1分，共10分）1.金屬材料的力學性能是指金屬材料在力的作用下所表現(xiàn)出的性能。（）2.鐵素體是碳溶解在αFe中所形成的間隙固溶體，其強度和硬度較低，塑性和韌性較好。（）3.珠光體是鐵素體和滲碳體的機械混合物，其力學性能介于鐵素體和滲碳體之間。（）4.退火和正火的主要區(qū)別在于冷卻速度不同，退火的冷卻速度比正火快。（）5.淬火的目的是為了獲得馬氏體組織，提高鋼的硬度和耐磨性。（）6.回火的主要作用是消除淬火內應力，降低鋼的脆性，調整硬度和韌性。（）7.合金元素在鋼中能提高鋼的淬透性，因此合金結構鋼的淬透性比碳素結構鋼好。（）8.灰鑄鐵的抗壓強度比抗拉強度高，因此常用于制造承受壓力的零件。（）9.鋁合金的密度小，強度高，因此在航空航天等領域得到廣泛應用。（）10.高分子材料的耐熱性和導熱性都比較好。（）四、簡答題（每題10分，共30分）1.簡述金屬材料的力學性能主要包括哪些方面，并分別解釋其含義。2.說明鋼的退火和正火的目的、工藝特點及應用范圍。3.分析影響鑄鐵石墨化的主要因素，并說明石墨化對鑄鐵性能的影響。五、綜合分析題（10分）某工廠要制造一批汽車發(fā)動機的曲軸，要求具有較高的強度、韌性和耐磨性。試選擇合適的材料，并制定合理的加工工藝路線。答案一、單項選擇題1.C2.B3.C4.C5.B6.D7.D8.C9.A10.A11.D12.C13.B14.A15.A二、填空題1.密排六方晶格2.熱處理性能3.工業(yè)純鐵；鑄鐵4.冷卻5.水6.機器零件用鋼7.灰鑄鐵8.細化晶粒強化9.脆性大10.體型結構三、判斷題1.√2.√3.√4.×5.√6.√7.√8.√9.√10.×四、簡答題1.金屬材料的力學性能主要包括強度、硬度、塑性、韌性和疲勞強度等方面。強度：是指金屬材料在外力作用下抵抗變形和斷裂的能力。常見的強度指標有屈服強度和抗拉強度。屈服強度是指材料開始產生明顯塑性變形時的應力；抗拉強度是指材料在拉伸過程中所能承受的最大應力。硬度：是指金屬材料抵抗局部變形，特別是塑性變形、壓痕或劃痕的能力。常用的硬度測試方法有布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度等。塑性：是指金屬材料在受力破壞前可以承受最大塑性變形的能力。常用的塑性指標有伸長率和斷面收縮率。伸長率是指材料在拉伸斷裂后，標距段的總變形與原標距長度之比；斷面收縮率是指材料在拉伸斷裂后，斷面縮小面積與原斷面面積之比。韌性：是指金屬材料在沖擊載荷作用下吸收能量和抵抗斷裂的能力。常用的韌性指標有沖擊韌度，它是通過沖擊試驗測定的。疲勞強度：是指金屬材料在交變應力作用下，在規(guī)定的循環(huán)次數(shù)內不發(fā)生斷裂的最大應力。2.退火的目的、工藝特點及應用范圍：目的：降低硬度，改善切削加工性能；消除殘余應力，穩(wěn)定尺寸，減少變形與裂紋傾向；細化晶粒，調整組織，消除組織缺陷。工藝特點：將鋼加熱到適當溫度，保溫一定時間，然后緩慢冷卻。冷卻速度較慢，一般隨爐冷卻。應用范圍：主要用于消除鑄、鍛、焊等熱加工所造成的各種組織缺陷，改善金屬的加工性能；也可用于預備熱處理。正火的目的、工藝特點及應用范圍：目的：提高低碳鋼的硬度，改善切削加工性能；細化晶粒，消除組織缺陷；作為中碳鋼和合金鋼的最終熱處理，提高其綜合力學性能。工藝特點：將鋼加熱到臨界溫度以上，保溫適當時間后在空氣中冷卻。冷卻速度比退火快。應用范圍：用于低碳鋼和中碳鋼，代替退火作為切削加工前的預備熱處理；對于力學性能要求不高的普通結構零件，可作為最終熱處理。3.影響鑄鐵石墨化的主要因素有化學成分和冷卻速度?；瘜W成分：碳和硅是強烈促進石墨化的元素，碳和硅的含量越高，石墨化越容易進行。硫是阻礙石墨化的元素，它會降低鑄鐵的韌性和塑性。錳是弱阻礙石墨化的元素，但它能與硫形成MnS，從而削弱硫的有害作用。冷卻速度：冷卻速度越慢，碳原子有足夠的時間擴散，有利于石墨化的進行；冷卻速度越快，碳原子來不及擴散，石墨化難以充分進行。石墨化對鑄鐵性能的影響：當石墨化充分進行時，鑄鐵中的碳大部分以石墨形式存在，石墨的強度和硬度很低，相當于在金屬基體中存在大量的孔洞和裂紋，會降低鑄鐵的強度和塑性，但能提高鑄鐵的減震性、耐磨性和切削加工性能。當石墨化不充分時，鑄鐵中會出現(xiàn)滲碳體，滲碳體硬度高、脆性大，會使鑄鐵的硬度和脆性增加，塑性和韌性降低。五、綜合分析題材料選擇：可選用45鋼或40Cr鋼。45鋼是中碳鋼，具有一定的強度和韌性，價格相對較低；40Cr鋼是合金結構鋼，強度、韌性和耐磨性都比45鋼好，更適合制造承受較大載荷的曲軸。加工工藝路線：下料：根據(jù)曲軸的尺寸要求，將原材料切割成合適的長度。鍛造：通過鍛造使金屬材料的組織更加致密，提高其力學性能。鍛造后進行正火處理，細化晶粒，改善切削加工性能。粗加工：采用車削、銑削等加工方法，將曲軸加工成大致的形狀和尺寸。調質處理：將