工程材料试卷(答案).docx

《机械工程材料》试卷（B 卷）
考试形式: 闭卷笔试，2小时 学 号：
命题教师： 徐光青 姓 名：
适用专业：　　 机械 　　 年级专业：

题 号
一
二
三
四
五
六
总分
评卷人
得 分

一、名词解释（3分×10）
1. 空间点阵

2. 结晶潜热

3. 固溶强化

4. 固溶体

5. 包晶相图

6. 过冷奥氏体

7. 珠光体转变

8. 淬透性

9. 起始晶粒度

10. 淬火

二、填空（1分×20）
1. 金属晶体中常见的点缺陷有______、______和_____等
2. 液态金属结晶的宏观现象为______和_______，微观过程为_______和_______。
3. 固溶体按照溶质原子所处位置可分为_______和______两类。
4. 碳素钢按质量分为________、________和___________。
5. 滑移的本质是________________________
6. 片状珠光体按照其片层间距可分为________、________和________。
7. 珠光体片间距越小，其强硬度_____，塑韧性_____，随着含碳量的增加，珠光体的强硬度______，塑韧性_______。

三、请从金属学的角度解释为什么要“趁热打铁”？（10分）
四、根据Fe-Fe3C平衡相图，分析含碳1.0％的碳钢的平衡结晶过程，并写出其室温组织（共10分）
1
2
3
4

五、请指出下述牌号钢的具体种类，并写出其主要成分（15分）
T12
40CrMnTi
60Si2Mn
GCr15
00Cr18Ni9Ti

六、一根Φ10的含碳量为0.45%的圆钢棒，初始状态为退火态。然后从一端加热，依靠热传导使圆棒上各点达到如图所示的温度。试问（15分）：
1. 初始状态的组织是什么，加热后各点所在部位的组织是什么？
2. 整个圆棒自图示各温度缓慢冷却到室温后，各点部位的组织是什么？
3. 整个圆棒自图示各温度水淬快冷到室温后，各点部位的组织是什么？

A
B
C
初始态

1

2

3

《机械工程材料》标准答案（B 卷）
考试形式: 闭卷笔试，2小时 学 号：
命题教师： 徐光青 姓 名：
适用专业：　　 机械 　　 年级专业：

题 号
一
二
三
四
五
六
总分
评卷人
得 分

一、名词解释（3分×10）
1. 空间点阵：将晶体内部结构抽象成无数个点按一定方式在空间作有规则的周期性分布，这些点的总体为空间点阵
2. 结晶潜热：伴随着液态向固态转变而释放的热量称结晶潜热
3. 固溶强化：固溶体的强度、硬度随溶质原子浓度升高而明显增加，塑性、韧性稍有下降的现象
4. 固溶体：溶质原子溶入金属熔剂中形成的合金相称为固溶体
5. 包晶相图：液相组元无限互溶，固相组元有限溶解的合金系，当溶质超出固溶体溶解极限时，冷却过程中发生包晶转变，这类合金构成的相图称为包晶相图。
6. 过冷奥氏体：在临界点以下存在的将要发生转变的不稳定的奥氏体。
7. 珠光体转变：过冷奥氏体在550℃～A1区间发生的扩散型相变称为珠光体转变，产物称为珠光体
8. 淬透性: 奥氏体化后的钢在淬火时获得马氏体的能力，其大小可用钢在一定条件下淬火获得淬透层的深度表示。
9. 起始晶粒度：奥氏体形成刚结束，奥氏体晶粒边界刚刚相互接触时的晶粒大小
10. 淬火：淬火是将钢加热到临界温度以上，保温一定时间使之奥氏体化后，以大于临界冷却速度进行冷却，使奥氏体转变为马氏体或下贝氏体组织的热处理工艺。
二、填空（1分×20）
1. 金属晶体中常见的点缺陷有__空位_、_间隙原子_和_置换原子_等
2. 液态金属结晶的宏观现象 过冷 和 潜热释放，微观过程 形核 和长大。
3. 固溶体按照溶质原子所处位置可分为间隙固溶体和置换固溶体两类。
4. 碳素钢按质量分为_普通碳素钢_、_优质碳素钢_和_高级优质碳素钢_。
5. 滑移的本质是_位错在分切应力作用下的移动
6. 片状珠光体按照其片层间距可分为_珠光体_、索氏体和_托氏体。
7. 珠光体片间距越小，其强硬度__高_，塑韧性__好_，随着含碳量的增加，珠光体的强硬度__上升__，塑韧性__下降__。

三、请从金属学的角度解释为什么要“趁热打铁”？（10分）
答：钢在高温处于面心立方结构，低温处于体心立方结构，这两种晶体结构的滑移系数相同，但面心立方结构的滑移方向为3而体心立方的滑移方向为2，故前者的塑性变形能力强于后者，所以打铁是会将其加热到高温面心立方结构。
四、根据Fe-Fe3C平衡相图，分析含碳1.0％的碳钢的平衡结晶过程，并写出其室温组织（共10分）
1
2
3
4

平衡结晶过程：单相液体的冷却，匀晶反应L相中析出γ相（奥氏体A），γ单相固溶体的冷却，γ相中析出二次渗碳体，剩余γ相发生共析反应生成珠光体P
室温组织：P+二次渗碳体
五、请指出下述牌号钢的具体种类，并写出其主要成分（15分）
T12 碳素工具钢，w（C）=1.2%
40CrMnTi 调质钢 w（C）=0.4%，Cr，Mn，Ti含量低于1.5%
60Si2Mn弹簧钢，w（C）=0.6%，Si：1.5-2.4%，Mn低于1.5%
GCr15 滚动轴承钢，Cr：1.5%
00Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢，w（C）=0.03%以下，Cr：17.5-18.4%，Ni：8.5-9.4%，Ti：低于1.5%
六、一根Φ10的含碳量为0.45%的圆钢棒，初始状态为退火态。然后从一端加热，依靠热传导使圆棒上各点达到如图所示的温度。试问（15分）：
1. 初始状态的组织是什么，加热后各点所在部位的组织是什么？
2. 整个圆棒自图示各温度缓慢冷却到室温后，各点部位的组织是什么？
3. 整个圆棒自图示各温度水淬快冷到室温后，各点部位的组织是什么？

A
B
C
初始态
F+P
1
A
A+F
F+P
2
F+P
F+P
F+P
3
M
M+F
F+P