材料成形(一)模拟试卷1答案
一、改错题（每题1分，共10分。）
2. 当外力超过塑性材料的弹性极限后，材料将产生屈服变形，该弹性极限也是材料的屈服极限。 （ 不 ） 3. HRA是测定硬质合金、淬火钢、表面淬火层的洛氏硬度测试方法。 （渗碳钢）
1. 材料的抗拉强度是指材料达到允许变形程度前的最大应力。 （ 断裂 ）
4. 低应力脆断是材料在低温下发生脆性所引起的。 （ 冷脆 ） 5. 结晶时成核速率愈小，生长速率愈小，则结晶后合金的力学性能愈好。 （ 大 ） 6. 置换固溶体中溶质原子和溶剂原子半径相差愈小则溶解度愈小。 （ 大 ） 7. 球化退火为得到在铁素体基体上均匀分布的球状渗碳体，故其冷却速度比完全退火慢，占用炉子时间长。 （ 短 ） 8. 水淬后，过共析钢得到的是板状马氏体组织。 （ 针片 ） 9. 利用合金元素产生细晶粒钢，既减少晶界的面积，又提高晶界的强度，可提高钢的抗高温蠕变性能。 （ 粗 ） 10.包晶反应是一个液态析出另外一个固态的反应。 （一个液相和一个固相）
二、填空题：(每空1分，共10分)
1. 现代材料成形技术应定义为：一切用物理、化学、 冶金 原理制造机器、部件和结构，或改进机器部件化学
成分、 显微 组织及性能的方法。
2. 二战中，大量美国造全焊接“自由轮”发生折断事故，这主要是材料在低温下 冲击韧度 明显降低，而 面心
立方 晶格结构的材料不会发生这种冷脆现象。
3. 目前我们所知的强化金属的方法有 固溶 强化、 细晶 强化和_弥散_强化等。
4. 等温淬火法常用来处理形状复杂、尺寸要求精确，并要求有较高 强韧 性的零件淬火。
5．弹簧淬火后应采用中温回火，可以得到回火 托氏体（T）组织。
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6. 当某一材料的KIC=62MPa?m，材料中裂纹长度2a=5.7mm时，要使裂纹失稳扩展而导致断裂，需要的应力
为 20.72MPa 。
三、单项选择题（每题1分，共10分）
1. 金属材料的冲击韧度用符号αk表示，其计算单位为 （ 2 ） (1) N/mm (2) J/cm (3) kgf?m/mm (4) Pa/mm
2.金属在疲劳试验时，试样承受的载荷为 （ 4 ） (1) 静载荷 (2) 动载荷 (3) 冲击载荷 (4) 交变载荷
3. 固溶强化的基本原因是 （ 4 ） (1) 晶格类型发生变化 (2) 晶粒变细 (3) 晶格发生滑移 (4) 晶格发生畸变
4. 碳的质量分数为1.2% 的碳钢，当加热至Ac1～Accm时，其组织应为 （ 3 ） (1) F+A (2) P+A (3) A+Fe3CII (4) P+ Fe3CII
5. A1、Ar1、Ac1、A3之间的关系为 （ 2 ） (1) A1>Ar1>Ac1>A3 (2) Ar1A1>Ac1>A3 (4) A3
2
2
2
2
6. 过冷奥氏体转变前所停留的时间称为 （ 1 ） (1) 孕育期 (2) 转变期 (3) 过渡期 (4) 停留期
7. 与钢相比，铸铁工艺性能的突出特点是 （ 3 ） (1)焊接性能好 (2)锻造性能好 (3)吸振性能好 (4)热处理性能好
8. 量具的最终热处理一般为 （ 4 ） (1)淬火 (2)淬火+高温回火 (3)中温淬火 (4)淬火+低温回火
9. 60 钢可以制造下列工件 （ 2 ） (1) 游标卡尺 (2) 齿轮 (3) 塞规 (4) 锉刀
10. 使钢固溶强化最为显著的化学元素有 （ 4 ） (1) Cr (2) Mn (3) Ni (4) P
四、多项选择题（在五个备选项中选出2~5个正确的答案。每题2分，共20分）
1. 硬度指标包括以下几种 （ 1 ）（ 2 ）（ 4 ）（ 5 ）（ ） (1) HBW (2) HBS (3) HRD (4) HRC (5) HV 2. 引起钢脆性的化学元素有 （ 1 ）（ 3 ）（ 5 ）（ ）（ ） (1) S (2) Al (3) P (4) Mn (5) H
3．等温退火是将亚共析钢加热保温后快速冷却到稍低于Ar1的温度，再进行保温，使A转变为P后，然后
（ 4 ）（ 5 ）（ ）（ ）（ ） (1) 随炉子一起冷却 (2) 在水中冷却 (3) 在油中冷却 (4) 在空气中冷却 (5) 在室温中冷却
4. 在钢冷却时对珠光体转变影响较大的合金元素为 （ 1 ）（ 2 ）（ 3 ）（ 5 ）（ ） (1) Cr (2) Mo (3) W (4) Al (5) V
5. 促进石墨化的化学元素有 （ 1 ）（ 2 ）（ 3 ）（ 4 ）（ ） (1) C (2)Si (3) Al (4) Cu (5) Mn
6. 工具钢包括 （ 1 ）（ 2 ）（ 4 ）（ 5 ）（ ） (1) 模具钢 (2) 刃具钢 (3) 耐热钢 (4) 量具钢 (5) 高速钢
7. 高速钢具有 （ 1 ）（ 3 ）（ 4 ）（ 5 ）（ ） (1) 淬透性 (2) 高塑性 (3) 导电性 (4) 红硬性 (5) 回火稳定性 8.钢的淬透性主要取决于过冷奥氏体的稳定性，使C曲线右移，显著提高钢的淬透性的合金元素有 （ 1 ）（ 2 ）（ 4 ）（ 5 ）（ ） (1) Mn (2) Ni (3) Co (4) Cr (5) V
9. 钢正火的目的是 （ 1 ）（ 2 ）（ 4 ）（ 5 ）（ ） (1) 提高硬度、强度 (2) 消除网状二次渗碳体
(3) 降低硬度以利切削加工 (4) 提高钢综合力学性能 (5) 消除内应力
10. 按石墨形态分，铸铁可分为 （ 1 ）（ 2 ）（ 3 ）（ 4 ）（ ） (1) 普通灰口铸铁 (2) 孕育铸铁 (3) 可锻铸铁 (4) 球墨铸铁 (5) 白口铸铁
五、综合题（共50分）
1．附图所示为四种不同材料的应力-应变曲线（1～4），试比较这四种材料的抗拉强度、屈服强度 （屈服点）、刚度和塑性。 (6分)
2．现用屈服强度为575MPa的铝合金公路防护杆来代替屈服强度为690MPa的钢制公路防护杆（铝的
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密度为2.7g/cm,钢的密度为7.8g/ cm），若要求承受同样的外力而不发生塑性变形，试问： 1) 新防护杆横截面积较原来大多少倍？
2)新防护杆比强度是原来多少倍？ （5分）
3. 有A、B两元合金，在液态下能无限互溶，在固态中也能无限互溶而形成均匀固溶体，A组元的熔点为
1090℃，B组元熔点1450℃。在1200℃时，ωB为30%的试样液态质量分数ωL为52.63%，固态质量分 数ωS为47.37%，固态的浓度为ωB=40％。而ωB=70%，温度为1360℃时，液相成分为ωB=64%，固相成 分为ωB=76%。请：
1）说明该合金相图为何类相图？
2）绘出该二元合金相图，其中相界线上必须有六个点的位置正确。 （10分） 解：（1）液态无限互溶，固态也无限互溶，为匀晶相图
（2）1~5点可直接根据已知条件画出，第6点用杠杆定律求出。
4. 现有45号钢材料，请
1）根据铁碳合金相图，画出合金从液态冷却到室温的温度—时间曲线,并写出各个阶段的组织转变过程； 2）请分别选择质量要求高或一般的小轴零件两种合适的热处理方案；
3）在TTT曲线上画出这两种热处理方案的工艺曲线，并分别标出其室温时的组织状态； （10分） 解：（1）相图、冷却曲线及组织转变过程如下图
（2）质量要求高的小轴应该用调质，质量要求一般的小轴用正火
（3）正火、调质（水淬+高温回火）的工艺路线如下图，正火后的室温组织为F+S，调质后的组织为回火S，
5. 画出T8钢的过冷奥氏体等温转变曲线。为获得以下组织，应采用什么冷却方式：并在等温转变曲线上画出
冷却曲线示意图。 （1）索氏体
（2）托氏体+马氏体+残余奥氏体 （3）全部下贝氏体
（4）托氏体+马氏体+下贝氏体+残余奥氏体
（5）马氏体+残余奥氏体 （10分）
6．下图为单级齿轮减速箱高速轴部件，请在表内材料部分的三个备选答案中打钩选择一个正确的答案，
并填出各零件热处理方案 （9分）
零件名称 轴承挡圈 带轮 轴承盖 箱体 轴 套筒 齿轮 滚动轴承 轴承端盖
材料 30、40Cr、T10 QT600-3、65、T8 4Cr13、T8、30 HT250、45、60 QT700-2、45、65 20、T8、4Cr13 20、40Cr、Q390 GCr15、20、T8 2Cr13、T10、30 热处理方法 正火 正火 正火 去应力退火 调质 正火 调质 淬火+低温回火 正火