适？ 答案：
(1) 主轴的工艺路线：
下料→锻造→正火→粗加工→调质→半精、精加工→表面淬火、低温回火→精加工。 正火处理是为了得到合适的硬度，以便机械加工，同时为调质处理做好组织准备。
调质处理是为了使主轴得到高的综合机械性能和疲劳强度，为了更好地发挥调质效果，将它安排在粗加工后进行。
表面淬火是为了使轴径部分得到所需硬度，以保证装配精度和不易磨损。 (2)
① 缓慢加热至700℃，经长时间保温后随炉冷至室温，小轴的组织无变化。
② 缓慢加热至840℃，经长时间保温后随炉冷至室温，小轴的晶粒得到细化且比较均匀。
③ 缓慢加热至1100℃，经长时间保温后随炉冷至室温，由于加热温度高、加热时间长，会使奥氏体晶粒粗化。
所以，为了要得到大小均匀的细小晶粒，选用第二种方法，即缓慢加热至840℃，经长时间保温后随炉冷至室温。
2007 —2008 学年第2学期工程材料课程期末考试试卷（A卷）答案 本试卷共 六 道大题，满分100 分。
一、 填空题（本大题20分，每空1分） 1、共晶转变和共析转变的产物都属于 两 相混合物。
2、塑性变形后的金属经加热将发生回复、 再结晶 、晶粒长大的变化。 3、共析钢的含碳量为 0.77％ 。
4、Q235钢的含义是为 屈服点数值（屈服强度）为235MPa的碳素结构钢 。 5、单晶体塑性变形中滑移的实质是 在切应力作用下，位错沿滑移面的运动 。 6、体心立方晶格的致密度为 68％ 。
7、根据钢的成分、退火的工艺与目的不同，退火常分为 完全退火 、 等温退火 、 均匀化退火 、 球化退火 、 去应力退火 等几种。
8、钢在奥氏体化后，冷却的方式通常有 等温冷却 和 连续冷却 两种。 9、在铁碳合金的室温平衡组织中，强度最高的合金含碳量约为 0.9 %。
10、工具钢按用途可分为 刃具钢 钢、 模具钢 钢、 量具钢 钢。 得分： 11、常用测定硬度的方法有 布氏硬度 、 洛氏硬度 和 维氏硬度 测试法。 二、判断题（本大题10分，每小题1分） （在括号里正确的划“√”，错误的划“×”）
1、单晶体具有各向同性，多晶体具有各向异性。 （ × ） 2、物质从液体状态转变为固体状态的过程称为结晶。 （ √ ） 3、共晶转变是在恒温下进行的。 （ √ ） 4、铁素体是碳溶解在γ-Fe中所形成的间隙固溶体。 （ × ） 5、热处理选用的钢一般为本质细晶粒钢。 （ √ ）
6、热处理的加热，其目的是使钢件获得表层和心部温度均匀一致。 （ × ） 7、弹簧在热处理后再进行喷丸处理，目的是在表面形成残余压应力。 （ √ ）8、熔点为232℃的锡在室温下的塑性变形是冷加工。 （ × ）
9、金属结晶时，冷却速度愈大，则结晶后金属的晶粒愈粗大。 （ × ） 10、铸铁经过热处理，改变了基体和石墨形态，从而提高了性能。 （ × ）
三、单选题（本大题20分，每小题1分） （不选、错选或多选答案者，该小题不得分)
1、在晶体缺陷中，属于面缺陷的有 。 （ ③） ①间隙原子 ②位错 ③晶界
2、建立相图时采用的冷却速度应为 。 （③）
①快速 ②中速 ③极缓慢
3、在发生共晶转变L→α+β时，L、α、β三相的成分为 。 （②） ①相同 ②确定不变 ③不断变化
4、对板料进行多次拉伸时，为了消除形变强化，中途应进行 。 （②） ①完全退火 ②再结晶退火 ③正火
5、正火是将工件加热到一定温度，保温一段时间，然后采用的冷却方式是 。 （③） ①随炉冷却 ② 在油中冷却 ③在空气中冷却
6、合金固溶强化的基本原因是 。 （②）
①晶粒变细 ②晶格发生畸变 ③晶格类型发生了改变
7、大多数合金元素均在不同程度上有细化晶粒的作用，其中细化晶粒作用最为显著的有 。 （③）
①Mn,P ②Mn,Ti ③Ti,V 8、分级淬火的目的是 。 （②）
①使工件在介质停留期间完成组织转变
②使工件内外温差较为均匀并减小工件与介质间的温差 ③使奥氏体成分趋于均匀
9、一个合金的室温组织为α+二次β+(α+β)，它由 组成。 （①)
①二相 ②三相 ③四相
10、制造普通螺母的钢应选用 。 （①）
①Q235 ②65Mn ③T12 11、渗碳体的性能特点是 。 （②）
①强度和硬度不高，塑性良好 ②硬度高，极脆，塑性几乎等于零 ③强度较高，硬度适中，有一定的塑性
12、一个理想的淬火冷却介质应具有的冷却特性是 。 （②）
①在约550℃以上高温区冷速应尽可能缓慢，在低于约250℃的低温区应具有足够快的冷速 ②在约550℃以上高温区冷速应具有足够快的冷速，在低于约250℃的低温区应尽可能缓慢 ③从高温至低温一直保持足够快的冷却速度
13、将变形金属加热发生再结晶转变时 。 （②）
①只有晶格类型发生变化
②只有晶粒大小、形状发生变化
③晶格类型、晶粒大小、形状都发生变化
14、挖掘机铲齿、坦克和拖拉机履带宜采用 。 （ ③）
①可锻铸铁 ②球墨铸铁 ③高锰钢ZGMn13
15、除 元素外，其它合金元素溶于奥氏体后，均能增加过冷奥氏体的稳定性。 （①）
① Co ② Cr ③ Mn
16、属于体心立方晶格的金属有 。 （②）
①α-Fe、铝 ②α-Fe、铬 ③γ-Fe、铝
17、每个体心立方晶胞中包含有 个原子。 （②）
①1 ②2 ③3
18、在以下晶体中，滑移系数目最多的晶格类型是 。 (② )
①密排六方 ②体心立方 ③简单立方
19、欲要提高18－8型铬镍不锈钢的强度，主要是通过 。 （③）
①时效强化方法 ②固溶强化方法 ③冷加工硬化方法 20、在Fe-Fe3C相图中，共析线也称为 。 （①）
① A1线 ② ECF线 ③ Acm线
四、简答题（共25分） 1、奥氏体形成的四个步骤是什么？（4分） 答：（1）奥氏体晶核的形成；（1分） （2）奥氏体晶核的长大；（1分） （3）残余渗碳体的溶解；（1分） （4）奥氏体成分的均匀化。（1分）
2、按回火温度高低，回火可分为哪几类？主要的温度区间、回火后的得到的组织、性能和用途是什么？（6分） 答：⑴、低温回火(150～250℃)回火后的组织为回火马氏体。这种回火主要保持钢在淬后所得到的高强度、硬度和耐磨性（1分）。在生产中低温回火被广泛应用于工具、量具、滚动轴承、渗碳工件以及表面淬火工件等。（1分）
⑵、中温回火(350～500℃)回火后的组织为回火屈氏体。经中温回火后，工件的内应力基本消除，其力学性能特点是具有极高的弹性极限和良好的韧性（1分）。中温回火主要用于各种弹簧零件及热锻模具的处理。（1分）
⑶、高温回火(500～650℃)高温回火后的组织是回火索氏体。钢的强度、塑性和韧性具有良好的配合，即具有较高的综合机械性能（1分）。因而，调质处理被广泛应用于中碳结构钢和低合金经构钢制造的各种重要的结构零件，特别是在交变载荷下工作的连杆、螺栓以及轴类等。（1分） 3、高分子材料的主要性能特点是什么？（6分） 答：高分子材料性能特点：具有高弹性和粘弹性；（1分） 强度低，比强度高；（1分） 耐磨、减磨性能好；（1分） 绝缘、绝热、绝声；（1分） 耐热性不高，耐蚀性能好；（1分） 存在老化问题。（1分）
4、提高金属耐蚀性的途径是什么？不锈钢中最主要的合金元素是哪一个元素？ （4分） 答：（1）提高金属的电极电位； （1分）
（2）使金属易于钝化，形成致密、完整、稳定的与钢基体结合牢固的钝化膜；（1分） （3）形成单相组织。 （1分） 不锈钢中最主要的合金元素是Cr。 （1分） 5、说明下列符号各是什么指标？各代表什么意思？（5分）
(1) E （2）σ s （3）ψ （4）α k (5)HRC 答：（1）E：弹性模量；刚度指标 （1分）
（2）σs：屈服点（强度） ；强度指标 （1分） （3）ψ：断面收缩率； 塑性指标 （1分） （4）αk ：冲击韧度；韧性指标 （1分） （5）HRC：洛氏硬度；硬度指标 （1分）
五、选材题（本大题10分，每空1分）
从下列钢号中选取合适的钢号填入表中，并说明其热处理工艺。 65Mn、20CrMnTi、GCr9、45、Q345 零件名称 汽车变速齿轮 弹簧 滚动轴承 压力容器 机床主轴 钢号 20CrMnTi 65Mn GCr9 Q345 45 热处理 渗碳+淬火+低温回火 淬火+中温回火 球化退火+淬火+低温回火 热轧状态或正火状态 淬火+高温回火 六、作图题(本大题共15分) 试画出Fe-Fe3C相图中钢的部分(包晶部分可省略)(4分)，并完成下列各题： 1、标明各特征点的成分、温度，按相组成填充各相区；(4分)
2、写出共析反应式，分析含碳量为0.4%的钢的平衡结晶过程；(4分)
3、一种合金的显微组织为珠光体占 94% ，二次渗碳体占 6% ，这种合金属于那一类合金 ? 其含碳量为多少 ? (3分)
答：1、如下图 （8分）
2、A0.77?F0.02＋Fe3C （2分）
L L＋δ L＋δ→A L＋A A A＋F A→P F＋P (2分)
3、过共析钢 （1分） w（C）= 6％（6.69％－0.77％）＋0.77％＝1.125％ (2分)
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