物理性能檢驗(yàn)員(高級(jí)工)技能鑒定考試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題1分，共30分。每題只有一個(gè)正確答案，錯(cuò)選、多選、不選均不得分）1.某合金鋼試樣經(jīng)拉伸試驗(yàn)測得屈服強(qiáng)度Rp0.2=785MPa，抗拉強(qiáng)度Rm=920MPa，斷后伸長率A=14%。若采用GB/T228.12021方法，原始標(biāo)距L0=50mm，則斷裂后標(biāo)距Lf最接近A.53.5mm??B.55.0mm??C.57.0mm??D.58.5mm答案：C解析：A=(Lf?L0)/L0×100%?Lf=L0(1+A)=50×1.14=57mm。2.用ASTME11213比較法評(píng)定奧氏體不銹鋼晶粒度，在100×視場下與標(biāo)準(zhǔn)圖片比對(duì)，觀察到晶粒截距數(shù)為32個(gè)/mm。則其晶粒度級(jí)別指數(shù)G最接近A.6.0??B.7.0??C.8.0??D.9.0答案：B解析：n=32個(gè)/mm?N=32×100/1000=3.2個(gè)/mm2，G=?3.2877+6.6439log10(N)=6.96≈7.0。3.依據(jù)GB/T2292020，夏比V型缺口沖擊試樣厚度為10mm，試驗(yàn)測得沖擊吸收能量KV2=42J，若斷口纖維率≥85%，則該材料韌脆轉(zhuǎn)變溫度估算方法宜采用A.能量法??B.剪切斷面率法??C.側(cè)膨脹值法??D.落錘試驗(yàn)法答案：B解析：纖維率≥85%對(duì)應(yīng)剪切斷面率法，可直接查表估算50%FATT。4.采用HBW10/3000布氏硬度試驗(yàn)，測得壓痕直徑d=3.90mm，則HBW為A.241??B.250??C.259??D.268答案：C解析：HBW=0.102×2F/(πD(D?√(D2?d2)))=0.102×2×29420/(π×10×(10?√(100?15.21)))=259。5.依據(jù)GB/T43362016，火花源原子發(fā)射光譜分析低合金鋼時(shí)，若分析C元素選用193.09nm譜線，其內(nèi)標(biāo)元素宜選A.Fe187.7nm??B.Fe271.4nm??C.Ar404.4nm??D.Cu324.7nm答案：A解析：187.7nmFe線與C193.09nm相鄰，激發(fā)條件一致，基體補(bǔ)償最佳。6.用超聲縱波直探頭檢測φ60mm×8mm無縫鋼管，儀器顯示第一次底波B1與第二次底波B2波高差為12dB，則該管材質(zhì)的衰減系數(shù)α約為A.0.002dB/mm??B.0.004dB/mm??C.0.006dB/mm??D.0.008dB/mm答案：B解析：Δ=12dB，聲程差=2×8=16mm，α=Δ/(2S)=12/32=0.375dB/mm，但需除以2（往返），α≈0.004dB/mm。7.依據(jù)GB/T63942017，采用截距法測定平均晶粒尺寸，若200mm測量線上共截獲晶粒120個(gè)，則平均截距l(xiāng)?為A.1.20mm??B.1.67mm??C.2.00mm??D.2.40mm答案：B解析：l?=L/N=200/120=1.67mm。8.用磁性法測得某滲氮層表面維氏硬度HV0.3=1150，基體硬度HV0.3=320，則滲氮層有效硬化層深度DN應(yīng)根據(jù)A.HV+50??B.HV+100??C.HV+200??D.HV+400答案：C解析：滲氮層按ISO18203:2016取基體+200HV作為界限，即520HV。9.依據(jù)GB/T30752020，疲勞試驗(yàn)R=?1時(shí)，若最大應(yīng)力σmax=450MPa，則最小應(yīng)力σmin為A.?450MPa??B.0MPa??C.225MPa??D.?225MPa答案：A解析：R=σmin/σmax=?1?σmin=?σmax。10.用差示掃描量熱法(DSC)測定PA66玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，若升溫速率為20℃/min，則Tg取A.第一次升溫曲線拐點(diǎn)??B.第二次升溫曲線中點(diǎn)??C.第一次降溫曲線拐點(diǎn)??D.恒溫段基線突變答案：B解析：消除熱歷史需第二次升溫，Tg取臺(tái)階中點(diǎn)。11.依據(jù)GB/T228.12021，引伸計(jì)標(biāo)距Le=25mm，測得最大力延伸率Ag=8.5%，則最大力塑性延伸率Agt與Ag之差為A.0%??B.彈性延伸率??C.頸縮延伸率??D.均勻延伸率答案：B解析：Agt=Ag+彈性延伸率，差值即彈性部分。12.用渦流電導(dǎo)儀測得鋁合金試塊電導(dǎo)率為34.5MS/m，若標(biāo)準(zhǔn)試塊標(biāo)稱值為35.0MS/m，則溫度補(bǔ)償系數(shù)設(shè)為0.6%/℃時(shí)，現(xiàn)場溫度比標(biāo)定溫度高10℃，修正后電導(dǎo)率為A.33.9MS/m??B.34.5MS/m??C.35.1MS/m??D.35.7MS/m答案：A解析：ΔT=+10℃，電導(dǎo)率下降0.6%/℃×10=6%，34.5×(1?0.06)=33.9MS/m。13.依據(jù)GB/T230.12018，洛氏硬度HRC試驗(yàn)中，若總試驗(yàn)力F=1471N，初試驗(yàn)力F0=98N，則主試驗(yàn)力F1為A.1373N??B.1471N??C.1569N??D.1079N答案：A解析：F=F0+F1?F1=1471?98=1373N。14.用X射線衍射法測定淬火馬氏體塊體殘余奧氏體體積分?jǐn)?shù)，若(200)α峰積分強(qiáng)度Iα=2850，(220)γ峰Iγ=320，已知Rα=2.06，Rγ=1.92，則Vγ為A.8.9%??B.10.2%??C.11.5%?D.12.8%答案：B解析：Vγ=(Iγ/Rγ)/(Iγ/Rγ+Iα/Rα)=(320/1.92)/(320/1.92+2850/2.06)=10.2%。15.依據(jù)GB/T105612020，A類夾雜物細(xì)系最小寬度判定為A.2μm??B.4μm??C.6μm??D.8μm答案：B解析：A類細(xì)系寬度2–4μm，最小4μm起計(jì)。16.用激光閃射法測熱擴(kuò)散率，若試樣厚度d=2.00mm，半升溫時(shí)間t1/2=0.052s，則熱擴(kuò)散率α為A.4.0mm2/s??B.5.5mm2/s??C.6.6mm2/s??D.7.8mm2/s答案：C解析：α=0.1388d2/t1/2=0.1388×4/0.052=6.6mm2/s。17.依據(jù)GB/T2322010，彎曲試驗(yàn)支輥間距離應(yīng)為A.d+2a??B.d+3a??C.d+4a??D.d+5a答案：B解析：d為彎心直徑，a為試樣厚度，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定d+3a。18.用磁性法測得鐵素體不銹鋼α相體積分?jǐn)?shù)為18%，若標(biāo)定曲線斜率為0.85，則真實(shí)α相含量為A.15.3%??B.18.0%??C.21.2%??D.24.5%答案：A解析：真實(shí)值=儀器讀數(shù)×斜率=18×0.85=15.3%。19.依據(jù)GB/T63962008，高溫拉伸試驗(yàn)若引伸計(jì)桿自熱膨脹導(dǎo)致應(yīng)變讀數(shù)偏大，應(yīng)A.降低試驗(yàn)溫度??B.采用陶瓷桿引伸計(jì)??C.增加保溫時(shí)間??D.縮短原始標(biāo)距答案：B解析：陶瓷桿熱膨脹系數(shù)小，可消除系統(tǒng)誤差。20.用氦質(zhì)譜背壓法測定陶瓷基復(fù)合材料開孔孔隙率，若試樣體積V=4.00cm3，開孔體積Vo=0.12cm3，則開孔孔隙率為A.2.0%??B.3.0%??C.3.5%??D.4.0%答案：B解析：Po=Vo/V×100%=0.12/4×100%=3.0%。21.依據(jù)GB/T124442019，磨損試驗(yàn)銷盤法，若銷直徑d=6mm，試驗(yàn)力F=200N，則初始接觸壓強(qiáng)為A.5.66MPa??B.7.07MPa??C.8.84MPa??D.10.61MPa答案：B解析：A=πd2/4=28.27mm2，p=F/A=200/28.27=7.07MPa。22.用臨界裂紋張開位移CTOD試驗(yàn)評(píng)定管線鋼韌性，若試樣厚度B=20mm，a/W=0.5，測得臨界載荷Fp=85kN，塑性因子η=2.1，則換算CTODδc約為A.0.15mm??B.0.25mm??C.0.35mm??D.0.45mm答案：B解析：δc=(Fp2S2(1?ν2))/(2ησyEB2)，代入典型X70參數(shù)得δc≈0.25mm。23.依據(jù)GB/T30772015，合金鋼40Cr標(biāo)準(zhǔn)調(diào)質(zhì)硬度要求為A.220–250HBW??B.250–280HBW??C.280–320HBW??D.320–360HBW答案：C解析：40Cr調(diào)質(zhì)后硬度280–320HBW。24.用紅外熱像法檢測復(fù)合材料分層，若激發(fā)熱源為鹵素?zé)?，調(diào)制頻率0.5Hz，則熱擴(kuò)散長度μ約為（熱擴(kuò)散率α=0.8mm2/s）A.0.4mm??B.0.6mm??C.0.8mm??D.1.0mm答案：B解析：μ=√(α/πf)=√(0.8/π×0.5)=0.6mm。25.依據(jù)GB/T29752018，鋼板拉伸試樣取樣方向若合同未規(guī)定，則默認(rèn)A.橫向??B.縱向??C.45°??D.軋向答案：B解析：默認(rèn)縱向，即軋制方向。26.用差熱分析DTA測定高純Al熔點(diǎn)，若升溫速率10℃/min，則熔點(diǎn)取A.外推起始點(diǎn)??B.峰頂點(diǎn)??C.峰終止點(diǎn)??D.基線拐點(diǎn)答案：A解析：按ISO113573取外推起始點(diǎn)，消除熱滯后。27.依據(jù)GB/T230.22018，洛氏硬度標(biāo)準(zhǔn)塊不均勻度最大允許A.±0.5HRC??B.±1.0HRC??C.±1.5HRC??D.±2.0HRC答案：A解析：標(biāo)準(zhǔn)塊不均勻度≤0.5HRC。28.用超聲TOFD檢測，若探頭中心距2s=100mm，板厚t=30mm，則直通波與底波時(shí)間差Δt約為（縱波聲速cl=5900m/s）A.8.5μs??B.10.2μs??C.11.9μs??D.13.6μs答案：C解析：Δt=(√(s2+t2)?s)/cl×2=11.9μs。29.依據(jù)GB/T63942017，晶粒度截距法測量線長度應(yīng)≥A.300mm??B.400mm??C.500mm??D.600mm答案：C解析：標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定≥500mm。30.用激光共聚焦顯微鏡測量涂層粗糙度Sa，若掃描面積1mm×1mm，則垂直分辨率主要取決于A.激光波長??B.數(shù)值孔徑??C.步進(jìn)電機(jī)精度??D.探測器像素尺寸答案：B解析：垂直分辨率≈λ/(2NA)，NA為物鏡數(shù)值孔徑。二、多項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分。每題有兩個(gè)或兩個(gè)以上正確答案，多選、少選、錯(cuò)選均不得分）31.下列哪些因素會(huì)導(dǎo)致夏比沖擊吸收能量偏高A.試樣缺口根部半徑偏大??B.試驗(yàn)機(jī)擺錘軸承銹蝕??C.試樣冷卻溫度低于規(guī)定??D.對(duì)中不良??E.試樣表面存在脫碳答案：A、E解析：缺口半徑大、脫碳層軟，均使能量偏高；軸承銹蝕、冷卻低、對(duì)中不良使能量偏低。32.依據(jù)GB/T228.12021，引伸計(jì)系統(tǒng)應(yīng)滿足A.1級(jí)引伸計(jì)對(duì)應(yīng)最大允許誤差±1.0%??B.測定Rp0.2需至少1級(jí)??C.測定Ag需至少0.5級(jí)??D.標(biāo)距誤差≤±1%??E.系統(tǒng)濾波頻率≥500Hz答案：A、B、C、D解析：濾波無≥500Hz要求。33.用X射線應(yīng)力測定，下列哪些條件必須滿足A.衍射峰半高寬≥3°??B.無織構(gòu)或弱織構(gòu)??C.表面粗糙度Ra≤10μm??D.采用側(cè)傾法可消除剝層應(yīng)力??E.采用CrKα輻射測鐵素體(211)峰答案：B、C、E解析：半高寬過大精度差；側(cè)傾法不能消除剝層應(yīng)力。34.依據(jù)GB/T105612020，非金屬夾雜物分類包含A.A類??B.B類??C.C類??D.D類??E.DS類答案：A、B、C、D、E解析：標(biāo)準(zhǔn)五類全含。35.用DSC測定比熱容，需進(jìn)行哪些校準(zhǔn)A.溫度??B.熱流??C.熱焓??D.時(shí)間常數(shù)??E.基線斜率答案：A、B、C解析：時(shí)間常數(shù)、基線斜率非必須。36.下列哪些缺陷可用超聲表面波檢測A.表面裂紋??B.近表面夾渣??C.深層氣孔??D.表面劃痕??E.皮下折疊答案：A、B、E解析：表面波滲透深度約1λ，深層氣孔無法檢出。37.依據(jù)GB/T230.12018，HRC試驗(yàn)對(duì)試樣厚度要求A.≥1.5mm??B.壓痕深度≤試樣厚度1/10??C.試樣背面無可見變形??D.表面粗糙度Ra≤1.6μm??E.曲率半徑≥15mm答案：B、C、D解析：厚度≥1.5mm非硬性，曲率半徑≥3mm即可。38.用激光衍射法測粉末粒度，需輸入的光學(xué)參數(shù)有A.顆粒折射率??B.分散介質(zhì)折射率??C.顆粒吸收率??D.激光波長??E.散射角范圍答案：A、B、C、D、E解析：全需輸入Mie模型。39.依據(jù)GB/T29752018，沖擊試樣缺口軸線應(yīng)A.垂直于軋制面??B.平行于軋制方向??C.缺口根部在1/4厚度??D.對(duì)于圓鋼在半徑1/2處??E.允許在表面脫碳區(qū)答案：A、C、D解析：缺口不允許在脫碳區(qū)。40.用氦氣密度計(jì)測真密度，下列哪些操作錯(cuò)誤A.粉末未烘干??B.使用氮?dú)獯婧??C.樣品室溫度波動(dòng)±2℃??D.未進(jìn)行空白校準(zhǔn)??E.粉末粒度>5mm答案：A、B、D、E解析：溫度波動(dòng)±2℃可接受。三、判斷題（每題1分，共10分。正確打“√”，錯(cuò)誤打“×”）41.依據(jù)GB/T228.12021，斷后伸長率A可直接用移位法測量，無需引伸計(jì)。答案：√解析：移位法適用于無引伸計(jì)情況。42.用布氏硬度試驗(yàn)時(shí)，壓痕直徑越大，HBW值越高。答案：×解析：d越大，HBW越小。43.依據(jù)GB/T2292020，沖擊試樣缺口對(duì)稱面偏離2mm仍判合格。答案：×解析：偏離>1mm即判廢。44.X射線應(yīng)力測定中，采用側(cè)傾法可消除表面粗糙度影響。答案：√解析：側(cè)傾法ψ幾何不受表面粗糙影響。45.用DSC測Tg時(shí)，第二次升溫曲線可消除熱歷史。答案：√解析：標(biāo)準(zhǔn)程序要求二次升溫。46.超聲TOFD檢測中，缺陷高度可通過衍射信號(hào)時(shí)間差直接計(jì)算，無需聲速校準(zhǔn)。答案：×解析：必須精確校準(zhǔn)聲速。47.依據(jù)GB/T230.12018，洛氏硬度試驗(yàn)可在鍍層表面直接進(jìn)行。答案：×解析：鍍層厚度需≥壓痕深度10倍。48.用金相法測定滲碳層深度，需經(jīng)5%硝酸酒精腐蝕。答案：√解析：GB/T94502005規(guī)定。49.激光閃射法測熱擴(kuò)散率時(shí)，試樣表面涂石墨是為了增加吸收率與發(fā)射率。答案：√解析：石墨涂層提高能量吸收與紅外發(fā)射。50.依據(jù)GB/T63942017，晶粒度測定可在拋光未腐蝕表面進(jìn)行。答案：×解析：必須腐蝕顯現(xiàn)晶界。四、計(jì)算題（每題10分，共30分。要求寫出公式、代入數(shù)據(jù)、計(jì)算過程及單位）51.某高溫合金棒材需測定規(guī)定塑性延伸強(qiáng)度Rp0.2。原始直徑d0=10.00mm，引伸計(jì)標(biāo)距Le=50mm，試驗(yàn)機(jī)橫梁位移速率0.5mm/min，彈性模量E=205GPa。當(dāng)引伸計(jì)讀數(shù)增加0.105mm時(shí)，達(dá)到塑性延伸率0.2%對(duì)應(yīng)的力值Fp0.2=48.6kN。求：(1)應(yīng)力速率MPa/s；(2)驗(yàn)證Fp0.2是否滿足GB/T228.12021對(duì)彈性段應(yīng)力速率要求（2–20MPa/s）；(3)計(jì)算Rp0.2并修約至1MPa。答案：(1)應(yīng)力速率σ?=F?/A0，A0=πd02/4=78.54mm2F?=σ?A0=Eε?A0=205000×(0.2%/50)×78.54=205000×0.00004×78.54=644N/sσ?=F?/A0=644/78.54=8.2MPa/s(2)8.2MPa/s在2–20MPa/s范圍內(nèi)，滿足要求。(3)Rp0.2=Fp0.2/A0=48600/78.54=618.8MPa≈619MPa解析：應(yīng)力速率通過彈性段換算，結(jié)果合規(guī)；Rp0.2按力值直接計(jì)算并修約。52.用超聲脈沖回波法測鋼板厚度，已知第一次底波B1與第二次底波B2時(shí)間間隔Δt=8.40μs，鋼板聲速cl=5920m/s，探頭延遲塊厚度td=5.00mm，延遲塊聲速cd=3240m/s。求：(1)鋼板真實(shí)厚度t；(2)若要求測厚精度±0.1mm，則時(shí)間測量精度需優(yōu)于多少ns？答案：(1)鋼板中往返一次時(shí)間Δt′=Δt?2td/cd=8.40?2×5/3.24=5.31μst=clΔt′/2=5920×5.31×10??/2=15.7mm(2)Δtmin=2Δt/cl=2×0.1/5920=33.8ns解析：需扣除延遲塊聲程；厚度誤差與時(shí)間誤差呈線性關(guān)系。53.用布氏硬度HBW5/750測鋁合金，測得壓痕平均直徑d=2.48mm。求：(1)HBW值；(2)若試樣厚度為4mm，驗(yàn)證是否滿足GB/T231.12018厚度要求；(3)若改用HBW10/1000，預(yù)測壓痕直徑d′并判斷適用性。答案：(1)HBW=0.102×2F/(πD(D?√(D2?d2)))=0.102×2×7355/(π×5×(5?√(25?6.15)))=95.3(2)壓痕深度h=(D?√(D2?d2))/2=0.34mm，要求厚度≥8h=2.7mm，實(shí)際4mm滿足。(3)保持相同硬度，F(xiàn)/D2=常數(shù)=750/25=30，新F=30×100=3000kgf=29.4kN，d′=D√(1?√(1?(F/Fref)(d/D)2))=3.50mm，厚度需≥8h′=8×0.48=3.8mm，仍滿足。解析：利用相似原理，F(xiàn)/D2恒定，換算直徑并驗(yàn)證厚度。五、綜合應(yīng)用題（每題15分，共30分）54.某航天用Ti6Al4V鍛件需復(fù)驗(yàn)力學(xué)性能與微觀組織。提供φ20mm棒材，技術(shù)要求：Rm≥895MPa，Rp0.2≥825MPa，A≥10%，Z≥25%，晶粒度≥5級(jí)，α+β區(qū)變形量≥50%。試設(shè)計(jì)完整復(fù)驗(yàn)方案，包括：(1)取樣部