金屬材料與熱處理模擬考試題與答案一、單項選擇題（每題2分，共30分）1.純金屬結晶時，冷卻速度越快，則實際結晶溫度將（）。A.越高B.越低C.接近于理論結晶溫度D.沒有變化2.鐵素體的機械性能特點是（）。A.強度高、塑性好、硬度低B.強度低、塑性差、硬度低C.強度低、塑性好、硬度低D.強度高、塑性差、硬度高3.珠光體是一種（）。A.單相固溶體B.兩相混合物C.間隙化合物D.金屬化合物4.共析鋼加熱到奧氏體狀態(tài)，冷卻后獲得的組織主要是（）。A.鐵素體B.珠光體C.貝氏體D.馬氏體5.過共析鋼的淬火加熱溫度應選擇在（）。A.Ac?+3050℃B.Ac?+3050℃C.Accm+3050℃D.T?（熔點）6.下列材料中，淬透性最好的是（）。A.20鋼B.45鋼C.T10鋼D.40Cr鋼7.金屬在冷變形加工后產生的加工硬化現(xiàn)象，其性能變化是（）。A.強度、硬度提高，塑性、韌性提高B.強度、硬度提高，塑性、韌性降低C.強度、硬度降低，塑性、韌性提高D.強度、硬度降低，塑性、韌性降低8.為改善低碳鋼的切削加工性能，通常采用的預備熱處理是（）。A.完全退火B(yǎng).球化退火C.去應力退火D.正火9.下列鋁合金中，屬于熱處理強化鋁合金的是（）。A.防銹鋁B.硬鋁C.鍛鋁D.B和C10.鑄鐵中碳以石墨形態(tài)析出的過程稱為（）。A.石墨化B.球化處理C.孕育處理D.變質處理11.合金元素在鋼中的主要作用是（）。A.提高強度B.提高硬度C.提高淬透性D.以上都是12.調質處理就是（）。A.淬火+低溫回火B(yǎng).淬火+中溫回火C.淬火+高溫回火D.正火+高溫回火13.滾動軸承鋼GCr15的鉻含量為（）。A.15%B.1.5%C.0.15%D.0.015%14.灰鑄鐵的牌號表示方法是（）。A.HT+數(shù)字B.KTH+數(shù)字C.QT+數(shù)字D.RuT+數(shù)字15.制造形狀復雜、載荷大、要求綜合力學性能好的零件，應選用（）。A.碳素結構鋼B.合金結構鋼C.碳素工具鋼D.合金工具鋼二、判斷題（每題1分，共10分）1.金屬的結晶過程是由晶核的形成和晶核的長大兩個基本過程組成的。（）2.鐵素體和奧氏體都是碳溶于鐵中的固溶體，前者為間隙固溶體，后者為置換固溶體。（）3.馬氏體是一種硬度很高、塑性很差的組織。（）4.回火的目的主要是消除淬火內應力，降低材料的脆性，調整硬度和韌性。（）5.所有的金屬材料都可以進行熱處理強化。（）6.鋁合金只能通過冷變形進行強化。（）7.球墨鑄鐵的力學性能比灰鑄鐵好，主要是因為石墨呈球狀。（）8.合金工具鋼的強度和硬度比碳素工具鋼高，所以常用于制造形狀復雜、精度要求高的刃具。（）9.鋼材的疲勞強度與材料的成分、組織和表面質量等因素有關。（）10.滲碳處理一般適用于低碳鋼和低碳合金鋼。（）三、填空題（每題2分，共20分）1.金屬的晶體結構主要有______、______和密排六方三種類型。2.共析鋼的室溫平衡組織是______，其組成相是______和______。3.鋼的熱處理工藝由______、______和冷卻三個階段組成。4.淬火鋼在回火時，隨著回火溫度的升高，其強度和硬度______，塑性和韌性______。5.金屬的熱加工是指在______溫度以上進行的加工，熱加工后的金屬組織中______加工硬化現(xiàn)象。6.鋁合金按其成分和工藝特點可分為______鋁合金和______鋁合金兩大類。7.鑄鐵中石墨的形態(tài)有片狀、球狀、蠕蟲狀和______狀四種。8.合金元素在鋼中主要以______、______和游離態(tài)三種形式存在。9.量具鋼要求具有高的______、______和尺寸穩(wěn)定性。10.常用的金屬防腐方法有______、______和電化學保護等。四、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述金屬結晶的基本規(guī)律。2.說明淬火鋼回火的目的和種類。3.為什么要對金屬材料進行熱處理？4.比較灰鑄鐵、球墨鑄鐵和可鍛鑄鐵的性能特點和應用范圍。五、綜合分析題（每題10分，共20分）1.分析45鋼（含碳量約為0.45%）在不同熱處理工藝下的組織和性能變化。正火；淬火+低溫回火；淬火+高溫回火。2.某機床主軸，要求具有良好的綜合力學性能，軸頸部分要求高硬度、耐磨性。試選擇合適的材料和熱處理工藝，并說明理由。答案一、單項選擇題1.B。冷卻速度越快，過冷度越大，實際結晶溫度越低。2.C。鐵素體含碳量低，強度和硬度低，但塑性和韌性好。3.B。珠光體是鐵素體和滲碳體組成的兩相混合物。4.B。共析鋼加熱到奧氏體狀態(tài)，緩冷后獲得珠光體組織。5.A。過共析鋼淬火加熱溫度在Ac?+3050℃，防止晶粒粗大和二次滲碳體溶解過多。6.D。40Cr是合金結構鋼，合金元素提高了淬透性，比碳鋼淬透性好。7.B。加工硬化使金屬強度、硬度提高，塑性、韌性降低。8.D。正火可提高低碳鋼的硬度，改善切削加工性能。9.D。硬鋁和鍛鋁屬于熱處理強化鋁合金，防銹鋁不能通過熱處理強化。10.A。鑄鐵中碳以石墨形態(tài)析出的過程叫石墨化。11.D。合金元素在鋼中可提高強度、硬度、淬透性等多種性能。12.C。調質處理是淬火+高溫回火。13.B。GCr15鉻含量為1.5%。14.A。灰鑄鐵牌號是HT+數(shù)字。15.B。合金結構鋼綜合力學性能好，適合制造形狀復雜、載荷大的零件。二、判斷題1.√。金屬結晶由晶核形成和晶核長大兩個基本過程組成。2.×。鐵素體和奧氏體都是間隙固溶體。3.√。馬氏體硬度高、塑性差。4.√?；鼗鹂上慊饍葢?，調整硬度和韌性。5.×。只有能發(fā)生固態(tài)相變的金屬材料才能進行熱處理強化。6.×。部分鋁合金可通過熱處理強化。7.√。球墨鑄鐵石墨呈球狀，力學性能比灰鑄鐵好。8.√。合金工具鋼性能優(yōu)于碳素工具鋼，適合制造復雜刃具。9.√。鋼材疲勞強度與成分、組織和表面質量等有關。10.√。滲碳處理適用于低碳鋼和低碳合金鋼。三、填空題1.體心立方；面心立方2.珠光體；鐵素體；滲碳體3.加熱；保溫4.降低；提高5.再結晶；無6.變形；鑄造7.團絮8.固溶體；化合物9.硬度；耐磨性10.覆蓋層保護；改變介質條件四、簡答題1.金屬結晶的基本規(guī)律：金屬結晶是一個形核和長大的過程。首先，在液態(tài)金屬中形成一些微小的穩(wěn)定晶核，這是晶核形成階段；然后，晶核不斷吸收周圍液態(tài)金屬的原子而長大，同時又會有新的晶核形成，直到液態(tài)金屬全部轉變?yōu)楣虘B(tài)晶體。結晶過程遵循過冷度越大，形核率和長大速度越快的規(guī)律。2.淬火鋼回火的目的：消除淬火內應力，降低材料的脆性，調整硬度和韌性，使工件獲得良好的綜合力學性能?；鼗鸱N類有：低溫回火（150250℃），主要獲得回火馬氏體，提高硬度和耐磨性，降低內應力；中溫回火（350500℃），獲得回火托氏體，具有較高的彈性極限和屈服強度；高溫回火（500650℃），獲得回火索氏體，具有良好的綜合力學性能。3.對金屬材料進行熱處理的原因：通過熱處理可以改變金屬材料的組織結構，從而顯著改善其力學性能、物理性能和化學性能。例如，提高強度、硬度、韌性、耐磨性、耐腐蝕性等，滿足不同工程領域對金屬材料性能的要求；還可以消除金屬材料在加工過程中產生的內應力，改善加工性能，提高零件的使用壽命。4.性能特點和應用范圍比較：灰鑄鐵：石墨呈片狀，力學性能較差，抗壓強度較高，抗拉強度和塑性、韌性低。但具有良好的鑄造性能、切削加工性能、減振性和低的缺口敏感性。主要用于制造承受壓力、要求減振的零件，如機床床身、箱體等。球墨鑄鐵：石墨呈球狀，力學性能比灰鑄鐵好，具有較高的強度、塑性和韌性，綜合力學性能接近鋼。常用于制造受力復雜、要求較高強度和韌性的零件，如曲軸、連桿等?？慑戣T鐵：石墨呈團絮狀，有一定的塑性和韌性，強度比灰鑄鐵高。適用于制造形狀復雜、承受沖擊載荷的薄壁小件，如管接頭、農具等。五、綜合分析題1.正火：45鋼正火后組織為珠光體+鐵素體。正火加熱速度快，過冷度大，得到的珠光體組織比退火后的細，強度和硬度比退火狀態(tài)高，塑性和韌性較好，可作為一般零件的最終熱處理，也可作為切削加工前的預備熱處理。淬火+低溫回火：淬火后組織為馬氏體，低溫回火后得到回火馬氏體。馬氏體硬度高、脆性大，低溫回火可消除淬火內應力，降低脆性，保持高硬度和高耐磨性。適用于要求高硬度、高耐磨性的零件，如量具、刃具等。淬火+高溫回火：淬火+高溫回火即調質處理，組織為回火索氏體。回火索氏體具有良好的綜合力學性能，強度、塑性和韌性配合較好。常用于承受交變載荷、沖擊載荷和要求綜合力學性能好的零件，如軸類、連桿等。2.材料選擇：可選用40Cr鋼。理由