2025年大學大二（金屬材料工程）金屬工藝學試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題，共30分）答題要求：每題只有一個正確答案，請將正確答案的序號填在括號內(nèi)。(總共10題，每題3分)1.下列哪種金屬材料的鍛造性能最好？（）A.低碳鋼B.中碳鋼C.高碳鋼D.合金鋼2.金屬材料在壓力加工時，能較好地反映其塑性變形能力的指標是（）A.屈服強度B.抗拉強度C.伸長率D.硬度3.自由鍛造時，沖孔工序一般用于（）A.鍛造空心軸類零件B.鍛造薄板類零件C.鍛造實心軸類零件D.鍛造復雜形狀零件4.下列哪種焊接方法屬于熔焊？（）A.電阻焊B.氬弧焊C.釬焊D.摩擦焊5.焊接電弧由陰極區(qū)、陽極區(qū)和（）組成。A.弧柱區(qū)B.熔合區(qū)C.過熱區(qū)D.正火區(qū)6.金屬材料的熱處理工藝中，淬火的目的是（）A.提高硬度和耐磨性B.降低硬度，改善切削加工性能C.消除內(nèi)應力D.提高韌性7.下列哪種硬度測試方法適用于較薄工件？（）A.布氏硬度B.洛氏硬度C.維氏硬度D.肖氏硬度8.合金中，兩組元在液態(tài)和固態(tài)下都能互相溶解，形成均勻一致的組織，這種合金相稱為（）A.固溶體B.金屬化合物C.機械混合物D.間隙相9.金屬材料在交變應力作用下，發(fā)生破壞的現(xiàn)象稱為（）A.疲勞B.蠕變C.松弛D.磨損10.下列哪種鑄造方法的尺寸精度最高？（）A.砂型鑄造B.熔模鑄造C.金屬型鑄造D.離心鑄造第II卷（非選擇題，共70分）1.簡答題（每題10分，共20分）（1）簡述金屬材料的力學性能包括哪些方面。（2）說明影響金屬材料鍛造性能的因素有哪些。2.分析題（15分）分析自由鍛造的特點以及適用范圍。3.工藝設(shè)計題（15分）設(shè)計一個簡單軸類零件的鍛造工藝過程。4.材料分析題（10分）給出一段關(guān)于焊接接頭金相組織分析的材料，要求分析焊接接頭不同區(qū)域的組織特點及其對性能的影響。材料：某焊接接頭在金相顯微鏡下觀察，發(fā)現(xiàn)有焊縫區(qū)、熔合區(qū)、熱影響區(qū)等不同區(qū)域。焊縫區(qū)呈現(xiàn)柱狀晶組織，熔合區(qū)組織較為復雜，熱影響區(qū)又可分為過熱區(qū)、正火區(qū)和不完全重結(jié)晶區(qū)。5.綜合應用題（10分）給出一個金屬材料在實際工程中應用的案例，要求分析該材料選擇的依據(jù)以及所涉及的金屬工藝學原理。案例：某工廠制造一個大型齒輪，選用了中碳鋼并進行了調(diào)質(zhì)處理。答案：1.A2.C3.A4.B5.A6.A7.C8.A9.A10.B1.（1）金屬材料的力學性能包括強度、硬度、塑性、韌性和疲勞強度等方面。強度是指金屬材料在外力作用下抵抗變形和斷裂的能力；硬度是指金屬材料抵抗局部變形，特別是塑性變形、壓痕或劃痕的能力；塑性是指金屬材料在外力作用下產(chǎn)生塑性變形而不破壞的能力；韌性是指金屬材料在沖擊載荷作用下吸收能量和抵抗斷裂的能力；疲勞強度是指金屬材料在交變應力作用下，在規(guī)定循環(huán)次數(shù)內(nèi)不發(fā)生斷裂的最大應力。（2）影響金屬材料鍛造性能的因素有：金屬材料的化學成分，如純金屬比合金鍛造性能好，低碳鋼比高碳鋼鍛造性能好；金屬的組織狀態(tài)，單相組織比多相組織鍛造性能好；變形溫度，溫度越高，鍛造性能越好；變形速度，變形速度適中時鍛造性能較好；應力狀態(tài)，壓應力狀態(tài)下鍛造性能好。2.自由鍛造的特點：設(shè)備簡單，通用性強；工具簡單，成本低；能鍛造形狀簡單的大型鍛件；鍛件質(zhì)量不易控制，精度低。適用范圍：適用于單件、小批量生產(chǎn)，鍛造大型鍛件，以及鍛造形狀簡單的零件，如軸類、齒輪坯等。3.鍛造工藝過程：下料，根據(jù)零件尺寸計算下料長度并截斷；加熱，將坯料加熱到合適的鍛造溫度范圍；鐓粗，使坯料高度減小，直徑增大，改善內(nèi)部組織；拔長，沿坯料軸向進行鍛造，減小直徑，增加長度；沖孔（若需要），在坯料上沖出通孔或盲孔；修整，對鍛件進行最后的尺寸和形狀修整；冷卻，采用合適的冷卻方式，防止產(chǎn)生裂紋等缺陷。4.焊縫區(qū)呈現(xiàn)柱狀晶組織，這種組織較為致密，但存在方向性，可能導致焊縫區(qū)性能不均勻。熔合區(qū)組織復雜，是焊縫與母材的過渡區(qū)域，性能較差，是焊接接頭的薄弱環(huán)節(jié)。過熱區(qū)晶粒粗大，塑性和韌性降低。正火區(qū)晶粒細化，力學性能較好。不完全重結(jié)晶區(qū)部分晶粒發(fā)生重結(jié)晶，性能介于過熱區(qū)和正火區(qū)之間。這些不同區(qū)域的組織特點決定了焊接接頭不同部位的性能差異，影響著焊接接頭的整體質(zhì)量。5.選擇中碳鋼制造大型齒輪，是因為中碳鋼具有一定的強度和韌性，能滿足齒輪的使用要求。調(diào)質(zhì)處理是為了改善材料的綜合力學性能，提高硬度、強度和韌性，使其具有良好的耐磨性和