工程材料学试卷A由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“环境工程学试卷a”。
1.合金钢中可形成碳化物的合金元素有（1），扩大奥氏体区的主要合金元素有（2），扩大铁素体区的主要元素有（3）。
2.GCr15是一种（4），其碳含量为（5），铬含量（6）。3.1Cr13, 1Cr17, 1Cr18Ni9都是（7）。4.HT200 中石墨的形态为（8）状。5.ZL105可制造（9）、（10）等。6.QSn6.5-0.1 是一种（11）。
7.聚氯乙烯（PVC）是一种（12）塑料（热固/热塑），可用作导线外皮绝缘材料等。
二、名称解释（每题3分，共18分）
2.马氏体型不锈钢；4.高锰耐磨钢；4.可锻铸铁；5.硅铝明；6.白铜
三、简答题（每题8分，总48分）
1.何谓热硬性(红硬性)?为什么W18Cr4V钢在回火时会出现“二次强化”现象?65钢淬火后硬度可达HRC60～62，为什么不能制车刀等要求耐磨的工具? 2.试述用CrWMn钢制造精密量具(块规)所需的热处理工艺。
3.何谓渗碳钢?为什么渗碳钢的含碳量均为低碳?合金渗碳钢中常加入哪些合金元素?它们在钢中起什么作用? 4.弹簧钢的含碳量应如何确定?合金弹簧钢中常加入哪些合金元素，最终热处理工艺如何确定? 5.高压聚乙烯的结构有何特征？主要性能特点及其应用如何？ 6.陶瓷的组织是由哪些相组成的？它们对陶瓷改性有什么影响？
四、分析论述题（两小题，共22分）
1.某一尺寸为φ30mm×250mm的轴用30钢制造，经高频表面淬火（水冷）和低温回火，要求摩擦部分表面硬度达50～55HRC，但使用过程中摩擦部分严重磨损，试分析失效原因，并提出解决问题的方法。（10分）2.根据以下各题的要求，在常用金属材料中选用合适的牌号，并回答有关问题。（12分）20CrMnTi 45 40Cr 38CrMoAl 65Mn 60Si2Mn GCr15 9SiCr CrWMn Cr12MoV W18Cr4V W6Mo5Cr4V2 2Cr13（1）某机床高速传动齿轮，要求齿面耐磨性高，硬度为58～62HRC，齿心部韧性高。
材料应选用___________；工艺路线：下料－锻造－热处理①－机加工－热处理②－磨削。
请说明其中各热处理工序的目的与相应组织：
热处理①__________________________________________；
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热处理②_____________________________________________。（2）高速精密齿轮，工作平稳，冲击小，要求：
①表面很高的耐磨性，硬度超过900HV；②心部良好的强韧性；③热处理变形很小。
材料应选用________________________；改善切削加工性能的热处理为__________________；参考答案：
一、填空题（每空1分、共12分，按序号在答题纸上作答）
1.合金钢中可形成碳化物的合金元素有（1），扩大奥氏体区的主要合金元素有（2），扩大铁素体区的主要元素有（3）。
答：（1）Ti,Zr,Nb,V,W,Mo,Cr,Mn；（2）Mn, Ni, Co；（3）Cr,Mo,W 2.GCr15是一种（4），其碳含量为（5），铬含量（6）。
答：（4）滚动轴承钢；（5）碳含量为1％，（6）铬含量为1.5%； 3.1Cr13, 1Cr17, 1Cr18Ni9都是（7）。答：（7）不锈钢
4.HT200 中石墨的形态为（8）状。
答：（8）层片状
5.ZL105可制造（9）、（10）等。答：（9）叶片（10）油泵壳体 6.QSn6.5-0.1 是一种（11）。答：（11）锡青铜
7.聚氯乙烯（PVC）是一种（12）塑料（热固/热塑），可用导线外皮绝缘材料等。
答：（12）热塑
二、名称解释（每题3分，共18分）1.合金渗碳体：溶有合金元素的渗碳体。
2.马氏体型不锈钢：以马氏体为基体的不锈钢。
4.高锰耐磨钢：Mn含量在11.5%~15%Mn，有很好的耐磨性合金钢。
4.可锻铸铁：白口铸铁，再进行“可锻化”退火将渗碳体分解为团絮状石墨，得到铁素体基体加团絮状石墨或珠光体基体加团絮状石墨。5.硅铝明：铝硅合金。6.白铜：铜镍合金。
三、简答题（每题8分，总48分）
1.何谓热硬性(红硬性)?为什么W18Cr4V钢在回火时会出现“二次强化”现象?65钢淬火后硬度可达HRC60～62，为什么不能制车刀等要求耐磨的工具? 答：热硬性（红硬性）是指外部受热升温时工具钢仍能维持高硬度（大于 60 HRC）的功能。W18Cr4V出现二次硬化的原因是在550～570℃温度范围内钨及钒的碳化物（WC,VC）呈细小分散状从马氏体中沉淀析出，产生了弥散硬化作用。同时，在此温度
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范围内，一部分碳及合金元素从残余奥氏体中析出，从而降低了残余奥氏体中碳及合金元素含量，提高了马氏体转变温度。当随后回火冷却时，就会有部分残余奥氏体转变为马氏体，使钢的硬度得到提高。由于以上原因，在回火时便出现了硬度回升的“二次硬化”现象。而 65钢虽然淬火后硬度可达60～62HRC但由于其热硬性差，钢中没有提高耐磨性的碳化物，因此不能制造所要求耐磨的车刀。
2.试述用CrWMn钢制造精密量具(块规)所需的热处理工艺。
答：Cr12MoV钢类似于高速钢，也需要反复的锻打，把大块的碳化物击碎，锻造后也要进行球化退火，以便降低硬度，便于奥氏体加工。经机械加工后进行淬火，回火处理。必须指出，如果对Cr12MoV钢还要求有良好的热硬性时，一般可将淬火温度适当提高至1115～1130℃，但会因组织粗化而使钢的强度和韧性有所将低。淬火后，由于组织中存在大量残余奥氏体（>80%）而使硬度仅为42～50HRC，但在510～520℃回火时会出现二次硬化现象，是使钢的硬度回升至60～61HRC。
3.何谓渗碳钢?为什么渗碳钢的含碳量均为低碳?合金渗碳钢中常加入哪些合金元素?它们在钢中起什么作用? 答：用于制造渗碳零件的钢称为渗碳钢。渗碳钢的含碳量一般都很低(在0.15～0.25％之间)，属于低碳钢，这样的碳含量保证了渗碳零件的心部具有良好的韧性和塑性。为了提高钢的心部的强度，可在钢中加入一定数量的合金元素，如Cr、Ni、Mn、Mo、W、Ti、B等。其中Cr、Mn、Ni等合金元素所起的主要作用是增加钢的淬透性，使其在淬火和低温回火后表层和心部组织得到强化。另外，少量的Mo、W、Ti等碳化物形成元素，可形成稳定的合金碳化物，起到细化晶粒的作用。微量的B(0.001～0.004％)能强烈地增加合金渗碳钢的淬透性。
4.弹簧钢的含碳量应如何确定?合金弹簧钢中常加入哪些合金元素，最终热处理工艺如何确定? 答：弹簧钢可分为碳素弹簧钢与合金弹簧钢。碳素弹簧钢是常用的弹簧材料之一，其含碳量为 0.6～0.9％。合金弹簧钢的含碳量低一些，约介于0.45～0.70％之间，考虑到合金元素的强化作用，降低含碳量有利于提高钢的塑性和韧性。合金弹簧钢中所含合金元素经常有Si、Mn、Cr、V等，它们的主要作用是提高钢的淬透性和回火稳定性，强化铁素体和细化晶粒，从而有效地改善了弹簧钢的力学性能。根据弹簧的加工成型状态不同，弹簧分为热成型弹簧与冷成型弹簧，热成型弹簧的最终热处理为淬火后中温回火；冷成型弹簧则是用冷拉弹簧钢丝经冷卷后成型，然后进行低温去应力退火。5.高压聚乙烯的结构有何特征？主要性能特点及其应用如何？
答：又称低密度聚乙烯，是采用少量氧气或有机过氧化物作催化剂，在150-200MPa的高压和180-200℃的温度下聚合而得。因此又称高压聚乙烯。
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由于聚合温度高，链转移比较多，分子中含有较多的短链分支，因此密度较低(0.910-0.925)，结晶度较小(55-65％)。
PE是非极性高分子聚合物，故对水蒸气的透过率低，具很好的防潮性。 分子中既无双键，也无活性基团和杂原子，故化学性质稳定，能耐水、耐酸碱水溶液，室温下不溶于任何有机溶剂。
LDPE具有良好的柔软性、延伸性、透明性、优良热粘合性和热封性能。 耐寒性好，低温下机械性能变化极小，脆化温度一般在-30度以下。 较好的耐辐射和电绝缘性
主要是气密性不良，对气体和有机蒸气的透过率较大。
强度和耐热性不高。
容易受光、热和氧的作用而引起降解。（抗氧剂，光、热稳定剂） 耐环境应力开裂性较差，不耐浓硫酸、浓硝酸及其它氧化剂的侵蚀，受热时会不耐某些脂肪烃和氯化烃。 表面非极性，印刷性能差。
低密度聚乙烯主要用作各种薄膜和软质包装材料，此外，还用于层压纸、层压板、电线电缆绝缘层以及日用制品等。
6.陶瓷的组织是由哪些相组成的？它们对陶瓷改性有什么影响？
答：陶瓷的组织是由晶体相、玻璃相和气相三相组成。晶体相是陶瓷主要组成相，对陶瓷性能起主要作用。通过改变其结构、形态、数量及分布从而起到改变陶瓷力学、物理和化学性能作用。玻璃相是将晶体相相互连接起来的连接相，它可通过填充空隙提高陶瓷致密度，降低烧成温度加快烧结过程，阻止晶体转变抑制晶体长大，所以对陶瓷性能改变起辅助作用。当玻璃相含量较高时，可使陶瓷获得一定的玻璃特性，并对陶瓷的机械强度、介电性能、耐热耐火性起到不利作用。气相是陶瓷中的气孔，对陶瓷性能影响极大。它降低强度、增大介电损耗、造成裂纹形成，对机械工程材料和绝缘材料来说是要尽量减少的。对需要隔热和过滤材料来说，是要控制增加的。根椐陶瓷中的气相情况，可分陶瓷为致密陶瓷、多孔陶瓷和无开口孔陶瓷。
四、分析论述题（两小题，共22分）
1.答题要点：作为表面淬火用钢，30钢的含碳量偏低，淬火后的硬度不能达到设计要求，可采用渗碳后进行淬火。
2.答题要点：(1)40Cr，正火，表面淬火+低温回火；(2)38CrMoAl，退火，调质，去应力退火，氮化。
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