2025年大學(xué)金屬材料工程（金屬材料性能）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30分）（總共10題，每題3分，每題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意，請(qǐng)將正確答案填在題后的括號(hào)內(nèi)）1.金屬材料的強(qiáng)度指標(biāo)不包括以下哪一項(xiàng)？（）A.屈服強(qiáng)度B.抗拉強(qiáng)度C.硬度D.疲勞強(qiáng)度2.金屬材料的塑性指標(biāo)通常用（）來表示。A.伸長(zhǎng)率和斷面收縮率B.沖擊韌性C.硬度D.疲勞壽命3.以下哪種金屬材料的導(dǎo)電性最好？（）A.銅B.鋁C.鐵D.銀4.金屬材料抵抗局部變形，特別是塑性變形、壓痕或劃痕的能力稱為（）。A.強(qiáng)度B.硬度C.韌性D.疲勞5.金屬材料在交變應(yīng)力作用下，發(fā)生破壞的現(xiàn)象稱為（）。A.斷裂B.疲勞斷裂C.韌性斷裂D.脆性斷裂6.金屬材料的耐腐蝕性主要取決于（）。A.化學(xué)成分B.組織結(jié)構(gòu)C.表面狀態(tài)D.以上都是7.以下哪種熱處理工藝可以提高金屬材料的硬度和耐磨性？（）A.退火B(yǎng).正火C.淬火D.回火8.金屬材料的彈性模量反映了材料的（）。A.彈性變形能力B.塑性變形能力C.抵抗彈性變形的能力D.抵抗塑性變形的能力9.金屬材料的沖擊韌性與（）有關(guān)。A.溫度B.應(yīng)力狀態(tài)C.材料的組織結(jié)構(gòu)D.以上都是10.以下哪種金屬材料的密度最大？（）A.鐵B.銅C.鉛D.鋁第II卷（非選擇題共70分）二、填空題（每空1分，共10分）1.金屬材料的力學(xué)性能包括強(qiáng)度、塑性、硬度、韌性和（）等。2.屈服強(qiáng)度是指材料開始產(chǎn)生明顯塑性變形時(shí)的應(yīng)力，用符號(hào)（）表示。3.伸長(zhǎng)率是指材料在拉伸斷裂后，標(biāo)距段的總變形與原標(biāo)距長(zhǎng)度之比，用符號(hào)（）表示。4.硬度測(cè)試方法有布氏硬度、洛氏硬度和（）硬度等。5.金屬材料的疲勞極限是指材料在交變應(yīng)力作用下，經(jīng)過無限次循環(huán)而不發(fā)生斷裂的最大應(yīng)力，用符號(hào)（）表示。6.金屬材料的耐腐蝕性是指材料抵抗周圍介質(zhì)腐蝕破壞作用的能力，包括化學(xué)腐蝕和（）腐蝕。7.退火是將金屬材料加熱到適當(dāng)溫度，保持一定時(shí)間，然后緩慢冷卻的熱處理工藝，其目的主要是消除應(yīng)力、降低硬度、改善（）等。8.正火是將金屬材料加熱到適當(dāng)溫度，保持一定時(shí)間，然后在空氣中冷卻的熱處理工藝，其冷卻速度比退火（）。9.淬火是將金屬材料加熱到適當(dāng)溫度，保持一定時(shí)間，然后迅速冷卻的熱處理工藝，其目的是提高材料的硬度和（）。10.回火是將淬火后的金屬材料加熱到低于淬火溫度的某一溫度范圍，保溫一定時(shí)間后冷卻的熱處理工藝，其目的是消除淬火應(yīng)力、降低材料的脆性、調(diào)整（）等。三、簡(jiǎn)答題（每題10分，共30分）1.簡(jiǎn)述金屬材料強(qiáng)度的概念及其主要指標(biāo)。2.說明金屬材料塑性的重要意義，并列舉常用的塑性指標(biāo)。3.簡(jiǎn)述金屬材料硬度的測(cè)試方法及其適用范圍。四、分析題（共15分）現(xiàn)有兩種金屬材料A和B，其力學(xué)性能測(cè)試結(jié)果如下：材料A的屈服強(qiáng)度為300MPa，抗拉強(qiáng)度為400MPa，伸長(zhǎng)率為20%；材料B的屈服強(qiáng)度為400MPa，抗拉強(qiáng)度為500MPa，伸長(zhǎng)率為A的一半。請(qǐng)分析兩種材料的力學(xué)性能特點(diǎn)，并說明哪種材料更適合用于承受較大拉力且需要一定塑性變形能力的場(chǎng)合。五、綜合題（共15分）某金屬零件在使用過程中出現(xiàn)了疲勞斷裂現(xiàn)象，請(qǐng)分析可能導(dǎo)致疲勞斷裂的原因，并提出相應(yīng)的預(yù)防措施。答案：一、選擇題1.D2.A3.D4.B5.B6.D7.C8.C9.D10.C二、填空題1.疲勞2.ReL3.δ4.維氏5.σ-16.電化學(xué)7.切削加工性能8.快9.耐磨性1O.硬度和韌性三、簡(jiǎn)答題1.強(qiáng)度是指金屬材料在外力作用下抵抗塑性變形和斷裂的能力。主要指標(biāo)有屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度。屈服強(qiáng)度是材料開始產(chǎn)生明顯塑性變形時(shí)的應(yīng)力；抗拉強(qiáng)度是材料在拉伸過程中所能承受的最大應(yīng)力。2.塑性的重要意義在于：良好的塑性使材料在加工時(shí)能順利進(jìn)行塑性變形，制成各種形狀的零件；在使用中能避免突然斷裂。常用塑性指標(biāo)有伸長(zhǎng)率和斷面收縮率。伸長(zhǎng)率反映材料在拉伸斷裂后標(biāo)距段的總變形能力；斷面收縮率反映材料在拉伸斷裂后斷面縮小的能力。3.布氏硬度測(cè)試方法：用一定直徑的鋼球或硬質(zhì)合金球，在規(guī)定試驗(yàn)力作用下壓入試樣表面，保持規(guī)定時(shí)間后測(cè)量試樣表面的壓痕直徑，進(jìn)而計(jì)算硬度值。適用于較軟金屬材料。洛氏硬度測(cè)試方法：用頂角為120°的正四棱錐體壓頭，在規(guī)定試驗(yàn)力作用下壓入試樣表面，保持規(guī)定時(shí)間后測(cè)量壓痕深度，進(jìn)而計(jì)算硬度值。適用于較硬金屬材料。維氏硬度測(cè)試方法：用一個(gè)正四棱錐體的壓頭，在規(guī)定試驗(yàn)力作用下壓入試樣表面，保持規(guī)定時(shí)間后測(cè)量壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度，進(jìn)而計(jì)算硬度值。適用于薄件、小件及表面硬化層硬度測(cè)試。四、分析題：材料A屈服強(qiáng)度較低，抗拉強(qiáng)度相對(duì)不高，但伸長(zhǎng)率較大，說明其塑性較好，開始塑性變形所需應(yīng)力較小。材料B屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度均高于材料A，然而伸長(zhǎng)率僅為材料A的一半，塑性較差。對(duì)于承受較大拉力且需要一定塑性變形能力的場(chǎng)合，材料A更合適。因?yàn)樗茉诔惺芤欢ɡr(shí)，憑借較好的塑性變形能力避免突然斷裂，而材料B雖強(qiáng)度高，但塑性不足，在承受拉力時(shí)可能因塑性差而突然斷裂。五分析題：導(dǎo)致疲勞斷裂的原因可能有：交變應(yīng)力幅值較大，超過了材料的疲勞極限；零件表面存在缺陷，如劃痕、裂紋等，成為疲勞裂紋源；材料內(nèi)部組織不均勻，存在應(yīng)力集中；使用環(huán)境的溫度、濕度等因素影響材料性能導(dǎo)致疲勞壽命降低