2026年工程材料性能與選擇測試題一、單選題（共10題，每題2分，合計20分）針對我國制造業(yè)對高性能材料的迫切需求，結(jié)合長三角地區(qū)工業(yè)發(fā)展特點(diǎn)設(shè)計。1.長三角地區(qū)某汽車零部件企業(yè)需選用耐高溫合金制造渦輪增壓器，以下材料中，最合適的是（）。A.45鋼B.GH4169C.QT800-2D.ZG230-4502.在海洋工程結(jié)構(gòu)中，用于腐蝕環(huán)境的高速列車齒輪箱密封件，應(yīng)優(yōu)先選擇（）。A.NBR橡膠B.FKM氟橡膠C.EPDM三元乙丙橡膠D.SBR丁苯橡膠3.某風(fēng)電葉片制造商需要一種抗疲勞強(qiáng)度高、重量輕的基體材料，以下選項中最符合要求的是（）。A.玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂（GFRP）B.碳纖維增強(qiáng)聚醚醚酮（CF/PEEK）C.鎂合金AZ91DD.鋁合金6061-T64.針對高溫高壓水輪機(jī)密封環(huán)，要求耐磨且導(dǎo)熱性好，推薦采用（）。A.硬質(zhì)合金（WC/Co）B.石墨碳化硅（SiC）C.高碳鉻鋼（Cr12MoV）D.聚四氟乙烯（PTFE）復(fù)合材料5.長三角地區(qū)橋梁建設(shè)需用耐候性強(qiáng)的緊固件，以下材料中最耐大氣腐蝕的是（）。A.10.9級高強(qiáng)度螺栓（Q345）B.鍍鋅鋼螺栓（GB/T3277）C.不銹鋼304螺栓（AISI304）D.熱鍍鋅鋁合金螺栓（ZL-101）6.某鋰電池極片粘結(jié)劑需在-20℃至150℃范圍內(nèi)保持韌性，適合的聚合物是（）。A.腈-丁二烯橡膠（NBR）B.苯乙烯-丁二烯橡膠（SBR）C.聚丙烯酸酯（PAA）D.聚偏氟乙烯（PVDF）7.高速鐵路道岔轉(zhuǎn)轍器需用耐磨接觸材料，以下選項中最適用的是（）。A.巴氏合金（錫基軸承合金）B.硬質(zhì)合金（鎢鈷合金）C.高耐磨鋼（Cr12）D.聚四氟乙烯自潤滑復(fù)合材料8.長三角地區(qū)半導(dǎo)體制造設(shè)備需用耐腐蝕的密封軸承，推薦（）。A.深溝球軸承（608ZZ）B.推力球軸承（51200）C.調(diào)心滾子軸承（23212）D.含氟聚合物自潤滑軸承（PTFE填充軸承）9.針對光伏組件的邊框材料，要求抗紫外線、耐候性好，最優(yōu)選的是（）。A.鋁合金6063-T5B.銅合金（H62）C.鈦合金（TC4）D.鍍鋅鋼（Q235）10.長三角地區(qū)造船業(yè)需用耐海水腐蝕的液壓缸密封件，應(yīng)選用（）。A.氯丁橡膠（CR）B.氟橡膠（FKM）C.丁腈橡膠（NBR）D.腈-丁二烯橡膠（NBR）二、多選題（共5題，每題3分，合計15分）結(jié)合粵港澳大灣區(qū)高端裝備制造對材料性能的特殊要求出題。1.某半導(dǎo)體晶圓廠需用耐高溫（200℃）、耐化學(xué)腐蝕的導(dǎo)熱界面材料，以下選項中適用的有（）。A.硅脂（硅基導(dǎo)熱硅脂）B.導(dǎo)熱凝膠（有機(jī)硅凝膠）C.聚苯硫醚（PPS）基熱界面材料D.銀基導(dǎo)熱膏（Ag-filledthermalpad）2.針對深水油氣平臺結(jié)構(gòu)件，要求抗疲勞且耐H?S腐蝕，合適的材料組合是（）。A.15MnNi63鋼B.雙相不銹鋼（DSS）2205C.鎳基合金（Nimonic80A）D.鈦合金（Ti-6Al-4V）3.長三角地區(qū)新能源汽車電池殼體需用輕質(zhì)高強(qiáng)材料，以下選項中可選的有（）。A.鎂合金（AZ91D）B.鋁合金（6061-T6）C.碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（CFRP）D.高強(qiáng)度鋼（DP500）4.高速鐵路接觸網(wǎng)線材需滿足高導(dǎo)電率、耐磨損，符合要求的材料有（）。A.銅合金（BACu）B.鋁合金（6xxx系）C.鎳鉻合金（NiCr）D.高碳鋼（GCr15）5.針對精密儀器滑動導(dǎo)軌，要求低摩擦、高耐磨，推薦的表面處理技術(shù)有（）。A.PVD類鍍膜（TiN）B.電鍍硬鉻（HardChromePlating）C.磷化處理（Phosphating）D.自潤滑涂層（PTFE復(fù)合涂層）三、判斷題（共10題，每題1分，合計10分）針對京津冀地區(qū)環(huán)保法規(guī)對材料選擇的限制出題。1.環(huán)氧樹脂（EP）基復(fù)合材料在高溫（>200℃）下會完全分解。（×）2.高碳鋼（C>0.6%）具有優(yōu)異的淬透性，適合制造大型模具。（√）3.鎳基高溫合金（Inconel625）在300℃以下抗氧化性能優(yōu)于鈦合金（TC4）。（×）4.長三角地區(qū)風(fēng)電葉片常用環(huán)氧樹脂膠粘劑，因其抗?jié)裥圆睢＃ā粒?.氟橡膠（FKM）耐油性優(yōu)于硅橡膠（VMQ），但耐低溫性較差。（×）6.高強(qiáng)度螺栓（10.9級）的屈服強(qiáng)度不低于1000MPa。（√）7.玻璃纖維增強(qiáng)塑料（GFRP）的密度比鋁合金輕30%，但導(dǎo)熱性更差。（√）8.鈦合金（TC4）在海水環(huán)境中比316L不銹鋼腐蝕更快。（√）9.液壓系統(tǒng)密封件在高溫（>150℃）下推薦使用聚四氟乙烯（PTFE）材料。（×）10.硬質(zhì)合金（WC/Co）的硬度可達(dá)HV800-2000，但韌性較差。（√）四、簡答題（共4題，每題5分，合計20分）結(jié)合粵港澳大灣區(qū)智能制造對材料創(chuàng)新的需求出題。1.簡述碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（CFRP）在5G基站天線支架中的優(yōu)勢及適用條件。答：優(yōu)勢：①密度低，減重效果顯著；②比強(qiáng)度高，抗疲勞性能優(yōu)異；③耐候性好，適合戶外環(huán)境。適用條件：需承受風(fēng)載、抗腐蝕且輕量化場合。2.比較鎂合金與鋁合金在新能源汽車結(jié)構(gòu)件中的應(yīng)用差異及原因。答：差異：①鎂合金密度更低（約1.74g/cm3vs2.7g/cm3），減重更優(yōu)；②鎂合金比強(qiáng)度稍高，但耐腐蝕性差（需表面處理）；③鋁合金成本更低，加工性能更成熟。原因：鎂合金適合對重量敏感的輕量化部件，鋁合金則適用于成本控制要求高的結(jié)構(gòu)件。3.針對半導(dǎo)體設(shè)備真空腔體，為何推薦使用不銹304L不銹鋼？答：①304L含超低碳（≤0.03%C），焊接后不易產(chǎn)生晶間腐蝕；②優(yōu)異的耐蝕性，避免與真空油反應(yīng)；③高潔凈度，符合半導(dǎo)體設(shè)備對材料純度的要求。4.簡述石墨碳化硅（SiC）陶瓷在燃?xì)廨啓C(jī)中的應(yīng)用限制及改進(jìn)措施。答：限制：①脆性大，抗沖擊性差；②高溫下可能發(fā)生相變導(dǎo)致性能下降。改進(jìn)措施：①加入粘結(jié)相（如SiC-SiC復(fù)合材料）；②表面涂層技術(shù)（如SiC/CrAlY涂層）；③優(yōu)化制造工藝（如反應(yīng)燒結(jié)法提高致密度）。五、計算題（共2題，每題10分，合計20分）結(jié)合長三角地區(qū)橋梁工程對材料性能的精確計算需求出題。1.某橋梁斜拉索需用鍍鋅鋼（鍍層厚度50μm）承受靜載荷2000kN，若環(huán)境濕度60%，請計算鍍鋅層的腐蝕速率（mm/a）及剩余壽命（年）。答：①腐蝕速率計算：鍍鋅層在潮濕環(huán)境中年均腐蝕速率約0.1mm/a；②剩余壽命：50μm÷0.1mm/a=0.5年（需考慮陰極保護(hù)措施）。2.若某風(fēng)電葉片制造商采用Epoxy+T300碳纖維復(fù)合材料，已知碳纖維彈性模量E_f=150GPa，基體模量E_m=3GPa，纖維體積含量V_f=60%，請計算復(fù)合材料的層合板彈性模量（E_L）。答：E_L=V_f·E_f+(1-V_f)·E_m=0.6×150+0.4×3=93GPa。六、論述題（共1題，15分）針對京津冀地區(qū)環(huán)保政策對材料回收的推動作用出題。試論述“增材制造（3D打?。Ω咝阅芙饘俨牧匣厥绽玫臐撛谟绊懠疤魬?zhàn)”。答：潛在影響：①廢金屬粉末可直接用于3D打印，減少資源浪費(fèi)；②復(fù)雜結(jié)構(gòu)件可按需制造，降低邊角料產(chǎn)生；③鋁合金、鈦合金等難加工材料回收利用率提升。挑戰(zhàn)：①粉末純度控制難度大，影響打印質(zhì)量；②回收粉末的均勻性難以保證；③現(xiàn)有設(shè)備對回收材料兼容性有限；④環(huán)保法規(guī)對回收過程排放有嚴(yán)格要求。京津冀地區(qū)可依托京津冀協(xié)同發(fā)展戰(zhàn)略，建立金屬材料回收與3D打印產(chǎn)業(yè)聯(lián)動平臺。答案與解析一、單選題1.B（GH4169為鎳基高溫合金，耐600℃以上高溫，符合渦輪增壓器要求）2.B（FKM耐油、耐高溫、耐介質(zhì)腐蝕，適合海洋環(huán)境）3.B（CF/PEEK比GFRP強(qiáng)度更高，抗疲勞性能優(yōu)異）4.B（SiC導(dǎo)熱性高，硬度大，適合高溫耐磨密封）5.C（不銹鋼304耐氯離子腐蝕，符合長三角沿海大氣環(huán)境）6.D（PVDF耐寬溫域、耐化學(xué)腐蝕，適合鋰電池極片）7.B（硬質(zhì)合金耐磨性遠(yuǎn)超其他選項，適合道岔接觸面）8.D（PTFE填充軸承耐腐蝕、自潤滑，適合半導(dǎo)體設(shè)備）9.A（鋁合金6063-T5耐候性優(yōu)異，已廣泛應(yīng)用于光伏邊框）10.B（FKM耐海水、耐油性最佳，適合船舶液壓系統(tǒng)）二、多選題1.ABD（硅脂、凝膠、銀基材料導(dǎo)熱系數(shù)高，PPS基材料需加熱熔融）2.AB（15MnNi63抗疲勞，2205耐H?S腐蝕）3.ABC（鎂合金最輕，鋁合金加工性佳，CFRP強(qiáng)度高）4.AB（銅合金導(dǎo)電率高，鋁合金強(qiáng)度適中）5.ABD（PTFE涂層耐磨自潤滑，PVD類鍍膜減摩，電鍍硬鉻耐磨性一般）三、判斷題1.×（環(huán)氧樹脂熱分解溫度>300℃）2.√（高碳鋼淬透性好，適合模具）3.×（鈦合金抗氧化性優(yōu)于鎳基合金在300℃以下）4.×（環(huán)氧膠耐濕性較好，但需防潮處理）5.×（FKM耐低溫性優(yōu)于硅橡膠）6.√（10.9級屈服強(qiáng)度≥960MPa）7.√（GFRP密度比鋁合金低30%，導(dǎo)熱系數(shù)約1/10）8.√（鈦合金電位更負(fù)，易腐蝕）9.×（PTFE耐溫極限260℃，150℃下性能穩(wěn)定）10.√（硬質(zhì)合金脆性大，但耐磨性極高）四、簡答題1.見題目答案（碳纖維優(yōu)勢及適用條件）2.見題目答案（鎂合金與鋁合金差異及原因）3.見題目答案（304L不銹鋼應(yīng)用原因）4.見題目答案（Si