2025年大學(xué)材料科學(xué)與工程（金屬材料學(xué)）試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級(jí)______姓名______第I卷（選擇題共40分）請(qǐng)將答案填寫在括號(hào)內(nèi)。每題只有一個(gè)正確答案，選錯(cuò)或不選均不得分。(總共20題，每題2分，每題給出的選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)符合題目要求)w1.金屬材料的屈服強(qiáng)度主要取決于（）A.金屬的晶格類型B.位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)C.晶粒大小D.溶質(zhì)原子w2.以下哪種強(qiáng)化方式不屬于金屬材料的強(qiáng)化機(jī)制（）A.固溶強(qiáng)化B.加工硬化C.時(shí)效強(qiáng)化D.氧化強(qiáng)化w3.珠光體是由（）組成的機(jī)械混合物。A.鐵素體和滲碳體B.鐵素體和奧氏體C.奧氏體和滲碳體D.鐵素體和馬氏體w4.金屬材料發(fā)生冷塑性變形時(shí)，其電阻會(huì)（）A.不變B.減小C.增大D.先增大后減小w5.馬氏體的晶體結(jié)構(gòu)是（）A.體心立方B.面心立方C.密排六方D.體心正方w6.下列元素中，能顯著提高鋼的淬透性的是（）A.碳B.硅C.錳D.鉻w7.金屬材料的疲勞斷裂是在（）作用下發(fā)生的。A.靜載荷B.沖擊載荷C.交變載荷D.拉伸載荷w8.球墨鑄鐵中的石墨形態(tài)為（）A.片狀B.球狀C.蠕蟲狀D.團(tuán)絮狀w9.鋁合金中主要的強(qiáng)化相是（）A.固溶體B.金屬化合物C.間隙相D.置換固溶體w10.金屬材料的熱膨脹系數(shù)主要與（）有關(guān)。A.原子間結(jié)合力B.晶體結(jié)構(gòu)C.密度D.彈性模量w11.鋼的回火目的不包括（）A.消除殘余應(yīng)力B.提高硬度C.調(diào)整組織D.穩(wěn)定尺寸w12.以下哪種金屬材料的耐腐蝕性最好（）A.碳鋼B.不銹鋼C.鋁合金D.銅合金w13.金屬材料的彈性模量反映了材料的（）A.強(qiáng)度B.剛度C.韌性D.塑性w14.滲碳體的含碳量為（）A.0.0218%B.0.77%C.2.11%D.6.69%w15.金屬材料在拉伸過(guò)程中，從開(kāi)始到發(fā)生斷裂所達(dá)到的最大應(yīng)力值稱為（）A.屈服強(qiáng)度B.抗拉強(qiáng)度C.彈性極限D(zhuǎn).疲勞強(qiáng)度w16.下列哪種熱處理工藝能使鋼獲得良好的綜合力學(xué)性能（）A.退火B(yǎng).正火C.淬火D.調(diào)質(zhì)處理w17.金屬材料的韌性通常用（）來(lái)衡量。A.沖擊韌性B.硬度C.抗拉強(qiáng)度D.伸長(zhǎng)率w18.鋁合金的時(shí)效強(qiáng)化過(guò)程中，硬度達(dá)到最大值的階段稱為（）時(shí)效。A.自然B.人工C.過(guò)飽和D.峰值w19.金屬材料的熱導(dǎo)率與（）有關(guān)。A.原子質(zhì)量B.晶體結(jié)構(gòu)C.電子遷移率D.以上都是w20.以下哪種材料屬于有色金屬（）A.碳鋼B.鑄鐵C.鋁合金D.合金鋼第II卷（非選擇題共60分）w21.簡(jiǎn)述金屬材料的強(qiáng)化機(jī)制有哪些？（10分）w22.分析珠光體、索氏體和屈氏體的組織形態(tài)及性能特點(diǎn)。（10分）w23.闡述影響金屬材料淬透性的因素有哪些？（10分）w24.閱讀以下材料：在研究某種新型合金鋼時(shí)，發(fā)現(xiàn)其在不同的熱處理工藝下性能差異較大。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)，當(dāng)采用淬火溫度為850℃，回火溫度為550℃時(shí)，合金鋼的硬度和強(qiáng)度都達(dá)到了較好的水平，但韌性有所下降；而當(dāng)淬火溫度為900℃，回火溫度為600℃時(shí)，合金鋼的韌性明顯提高，但硬度和強(qiáng)度略有降低。請(qǐng)分析這種現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，并說(shuō)明如何根據(jù)實(shí)際需求選擇合適的熱處理工藝。（15分）w25.某工廠生產(chǎn)的一批45鋼零件，在使用過(guò)程中出現(xiàn)了部分零件斷裂的情況。經(jīng)過(guò)分析，發(fā)現(xiàn)零件的斷裂主要是由于疲勞失效導(dǎo)致的。請(qǐng)你從金屬材料學(xué)的角度，提出一些改進(jìn)措施來(lái)提高這批零件的疲勞壽命。（至少三條）（15分）答案：w1.B；w2.D；w3.A；w4.C；w5.D；w6.D；w7.C；w8.B；w9.B；w10.A；w11.B；w12.B；w13.B；w14.D；w15.B；w16.D；w17.A；w18.D；w19.D；w20.C；w答案21：金屬材料的強(qiáng)化機(jī)制主要有：固溶強(qiáng)化，通過(guò)溶入溶質(zhì)原子使晶格畸變，阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)；加工硬化，塑性變形使位錯(cuò)大量增殖，位錯(cuò)交互作用阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)；細(xì)晶強(qiáng)化，細(xì)化晶粒增加晶界面積，阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)；第二相強(qiáng)化，彌散分布的第二相粒子阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)；時(shí)效強(qiáng)化，通過(guò)時(shí)效處理使過(guò)飽和固溶體析出強(qiáng)化相。；w答案22：珠光體是鐵素體和滲碳體片層相間的機(jī)械混合物組織形態(tài)為片層狀。索氏體是珠光體的細(xì)化，片層間距更小。屈氏體是比索氏體更細(xì)的珠光體組織。性能特點(diǎn)上，珠光體有一定強(qiáng)度和硬度，韌性尚可；索氏體強(qiáng)度硬度高于珠光體，韌性也較好；屈氏體強(qiáng)度硬度更高，但韌性相對(duì)降低。；w答案23：影響金屬材料淬透性的因素有：化學(xué)成分，合金元素可提高淬透性；奧氏體化溫度，溫度越高，淬透性越好；奧氏體化時(shí)間，適當(dāng)延長(zhǎng)時(shí)間可使奧氏體成分均勻，提高淬透性；鋼材的原始組織，原始組織越細(xì)小，淬透性越好。；w答案24：原因：淬火溫度不同，奧氏體化程度不同，導(dǎo)致淬火后馬氏體形態(tài)和數(shù)量不同，進(jìn)而影響硬度和強(qiáng)度?；鼗饻囟扔绊憵堄鄪W氏體分解和碳化物析出，對(duì)韌性有影響。選擇工藝時(shí)，若側(cè)重硬度和強(qiáng)度，可采用較低淬火溫度和回火溫度；若側(cè)重韌性，可采用較高淬火溫度和回火溫度。；w答案25：改進(jìn)