金屬材料及熱處理試卷及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.下列金屬中，屬于有色金屬的是（）A.碳鋼B.合金鋼C.鋁D.鑄鐵2.金屬的晶體結(jié)構(gòu)中，面心立方晶格的原子數(shù)為（）A.2B.4C.6D.83.鐵碳合金中，含碳量為0.77%的鋼稱為（）A.亞共析鋼B.共析鋼C.過共析鋼D.工業(yè)純鐵4.下列熱處理工藝中，屬于整體熱處理的是（）A.表面淬火B(yǎng).滲碳C.回火D.氮化5.金屬在常溫下進(jìn)行塑性變形時(shí)，會(huì)產(chǎn)生（）A.加工硬化B.回復(fù)C.再結(jié)晶D.晶粒長大6.合金元素在鋼中最主要的作用是（）A.提高強(qiáng)度B.提高硬度C.提高韌性D.提高淬透性7.下列材料中，硬度最高的是（）A.純鐵B.低碳鋼C.中碳鋼D.高碳鋼8.淬火后鋼的硬度主要取決于（）A.淬火加熱溫度B.淬火冷卻速度C.鋼的含碳量D.回火溫度9.下列鑄鐵中，綜合力學(xué)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10.下列鋁合金中，可進(jìn)行時(shí)效強(qiáng)化的是（）A.防銹鋁B.硬鋁C.鍛鋁D.超硬鋁二、多項(xiàng)選擇題（每題3分，共15分）1.金屬的晶體缺陷主要有（）A.點(diǎn)缺陷B.線缺陷C.面缺陷D.體缺陷2.鐵碳合金的基本組織有（）A.鐵素體B.奧氏體C.滲碳體D.珠光體3.常用的淬火冷卻介質(zhì)有（）A.水B.油C.鹽水D.空氣4.合金結(jié)構(gòu)鋼按用途可分為（）A.合金滲碳鋼B.合金調(diào)質(zhì)鋼C.合金彈簧鋼D.滾動(dòng)軸承鋼5.下列有色金屬中，屬于輕金屬的有（）A.鋁B.鎂C.銅D.鈦三、判斷題（每題1分，共10分）1.金屬的結(jié)晶過程是一個(gè)恒溫過程。（）2.隨著含碳量的增加，鋼的硬度和強(qiáng)度一直增加。（）3.退火的目的主要是降低硬度，改善切削加工性能。（）4.回火是在淬火之后進(jìn)行的熱處理工藝，目的是消除淬火內(nèi)應(yīng)力。（）5.加工硬化現(xiàn)象對金屬的后續(xù)加工不利，應(yīng)盡量避免。（）6.合金鋼的淬透性比碳鋼好。（）7.灰鑄鐵的石墨呈片狀，所以其力學(xué)性能較差。（）8.鋁合金的密度小，強(qiáng)度和硬度也低。（）9.金屬材料的韌性越好，其脆性轉(zhuǎn)變溫度越低。（）10.表面淬火既能提高零件表面的硬度和耐磨性，又能提高零件的心部韌性。（）四、簡答題（每題8分，共32分）1.簡述金屬的晶體與非晶體的區(qū)別。2.什么是鋼的熱處理？簡述熱處理的三個(gè)基本過程。3.分析含碳量對碳鋼力學(xué)性能的影響。4.簡述球墨鑄鐵的生產(chǎn)工藝及性能特點(diǎn)。五、綜合分析題（共23分）某機(jī)床齒輪要求表面具有高的硬度和耐磨性，心部具有良好的韌性，現(xiàn)選用20CrMnTi鋼制造，試寫出其加工工藝路線，并說明各熱處理工序的作用。答案一、單項(xiàng)選擇題1.C。碳鋼、合金鋼、鑄鐵都屬于黑色金屬，鋁屬于有色金屬。2.B。面心立方晶格的原子數(shù)為4。3.B。含碳量為0.77%的鋼是共析鋼。4.C?；鼗饘儆谡w熱處理，表面淬火、滲碳、氮化屬于表面熱處理。5.A。金屬在常溫下塑性變形會(huì)產(chǎn)生加工硬化。6.D。合金元素在鋼中最主要作用是提高淬透性。7.D。高碳鋼含碳量高，硬度最高。8.C。淬火后鋼的硬度主要取決于鋼的含碳量。9.C。球墨鑄鐵綜合力學(xué)性能最好。10.B。硬鋁可進(jìn)行時(shí)效強(qiáng)化。二、多項(xiàng)選擇題1.ABC。金屬的晶體缺陷主要有點(diǎn)缺陷、線缺陷、面缺陷。2.ABCD。鐵碳合金基本組織有鐵素體、奧氏體、滲碳體、珠光體。3.ABC。常用淬火冷卻介質(zhì)有水、油、鹽水。4.ABCD。合金結(jié)構(gòu)鋼按用途分為合金滲碳鋼、合金調(diào)質(zhì)鋼、合金彈簧鋼、滾動(dòng)軸承鋼。5.ABD。鋁、鎂、鈦屬于輕金屬，銅屬于重金屬。三、判斷題1.×。金屬結(jié)晶是一個(gè)過冷后在一定溫度范圍內(nèi)進(jìn)行的過程，不是恒溫過程。2.×。隨著含碳量增加，鋼的硬度和強(qiáng)度先增加后降低。3.√。退火可降低硬度，改善切削加工性能。4.√?；鼗鹪诖慊鸷筮M(jìn)行，消除淬火內(nèi)應(yīng)力。5.×。加工硬化在一定程度上可提高金屬強(qiáng)度和硬度，有一定利用價(jià)值。6.√。合金鋼淬透性比碳鋼好。7.√?；诣T鐵石墨呈片狀，力學(xué)性能差。8.×。鋁合金密度小，但有些鋁合金強(qiáng)度和硬度較高。9.√。金屬材料韌性越好，脆性轉(zhuǎn)變溫度越低。10.√。表面淬火可提高零件表面硬度和耐磨性，心部韌性不受影響。四、簡答題1.金屬的晶體與非晶體的區(qū)別如下：原子排列：晶體原子規(guī)則排列，具有長程有序性；非晶體原子無序排列，無長程有序性。熔點(diǎn)：晶體有固定熔點(diǎn)；非晶體無固定熔點(diǎn)，只有軟化溫度范圍。性能：晶體具有各向異性；非晶體具有各向同性。2.鋼的熱處理是通過對鋼件加熱、保溫和冷卻，以改變其組織結(jié)構(gòu)，獲得所需性能的一種工藝。熱處理三個(gè)基本過程為：加熱：使鋼件達(dá)到預(yù)定溫度，獲得均勻奧氏體組織。保溫：使鋼件內(nèi)外溫度均勻一致，充分完成組織轉(zhuǎn)變。冷卻：以適當(dāng)速度冷卻，獲得不同組織和性能。3.含碳量對碳鋼力學(xué)性能的影響：含碳量增加，鋼的硬度和強(qiáng)度提高。因?yàn)樘既苡阼F素體形成固溶強(qiáng)化，且滲碳體數(shù)量增多。含碳量增加，鋼的塑性和韌性降低。滲碳體硬而脆，數(shù)量增多會(huì)割裂基體，降低塑性和韌性。當(dāng)含碳量超過0.9%，隨含碳量增加，鋼的強(qiáng)度開始下降。因?yàn)闈B碳體形成網(wǎng)狀分布，使鋼的強(qiáng)度降低。4.球墨鑄鐵生產(chǎn)工藝：熔煉鐵水：獲得符合要求的鐵水成分。球化處理：加入球化劑使石墨呈球狀。孕育處理：加入孕育劑促進(jìn)石墨化，細(xì)化晶粒。澆注：將處理好的鐵水澆入鑄型。性能特點(diǎn)：力學(xué)性能好：強(qiáng)度、塑性和韌性比其他鑄鐵高，接近碳鋼。鑄造性能好：流動(dòng)性好，收縮率小。切削加工性能好：加工表面質(zhì)量高。耐磨性和減震性好。五、綜合分析題加工工藝路線：下料→鍛造→正火→機(jī)械加工→滲碳→淬火→低溫回火→磨削