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1、课程名称:工程材料及成形技术根底课程类别:考查考试方式:闭卷考前须知:1、本试卷总分值100分。2、考试时间120分钟。一、填(每空1分,共评阅人20分)1 .机械设计时常用屈服强度和抗拉强度两种强度指标。2 .纯金属的晶格类型主要有面心立方、体心立方和密排六方三种。3 .实际金属存在比、线_和面缺陷等三种缺陷。4 .F和A分别是碳在qZ及、Y-Fe中所形成的间隙固溶体。5 .加热是钢进行热处理的第一步,其目的是使钢获得奥氏体组织。6 .QT600-3中,QT表示球墨铸铁,600表示抗拉强度不小于600MPa7 .金属晶体通过滑移和挛生两种方式来发生塑性变形。8 .设计锻件时应尽量使零件工作时
2、的正应力与流线方向相吼,而使切应力与流线方向相垂直9 .电焊条由药皮和焊芯两局部组成。10 .冲裁是冲孔和落料工序的简称。二、单项选择题(每题1分,共15分)徂八得分1 .在铁碳合金相图中,碳在奥氏体中的最大溶解度为(ba、0.77%b、2.11%c、0.02%d、4.0%2 .低碳钢的焊接接头中,(b)是薄弱局部,对焊接质量有严重影响,应尽可能减小。a、熔合区和正火区b、熔合区和过热区c、正火区和过热区d、正火区和局部相变区3 .碳含量为Wc=4.3%的铁碳合金具有良好的(c)。a、可锻性b、可焊性c、铸造性能d、切削加工性4 .钢中参加除CO之外的其它合金元素一般均能使其C曲线右移,从而(
3、b)a、增大VKb、增加淬透性c、减少其淬透性d、增大其淬硬性5 .高碳钢淬火后回火时,随回火温度升高其(a)a、强度硬度下降,塑性韧性提高b、强度硬度提高,塑性韧性下降c、强度韧性提高,塑性硬度下降d、强度韧性下降,塑性硬度提高6 .感应加热外表淬火的淬硬深度,主要决定于因素(d)a、淬透性b、冷却速度c、感应电流的大小d、感应电流的频率7 .珠光体是一种(b)a8.a9.单相间隙固溶体b、两相混合物c、Fe与C的混合物d、单相置换固溶体灰铸铁的石墨形态是(a)片状b、团絮状c、球状d、蠕虫状反复弯折铁丝,铁丝会越来越硬,最后会断裂,这是由于产生了(a)a加工硬化现象b、再结晶现象10.以下
4、说法不正确的选项是(cc、去应力退火d、扩散退火)a.b.c.调质处理=淬火+高温回火。过共析钢淬火温度越高,淬火后马氏体的含碳量越高,剩余奥氏体越多。可锻铸铁具有一定的塑性和韧性,因此可以通过锻造成形。d、40Cr钢一种常用的合金结构钢,11.钢中常存的有害杂质元素是(ba、12.铳和硅b、硫和磷c、具有良好的综合力学性能。)硅和硫d、镒和磷综合评定金属可锻性的指标是(c强度及硬度.c、塑性及变形抗力b、13.模锻件上必须有模锻斜度,这是为了(a便于充填模膛c、节约能量b、14.冲孔模设计时的凹模尺寸应等于(a)韧性及塑性d、韧性及硬度d)减少工序d、便于取出锻件)a、凸模尺寸加间隙c、设计
5、孔的尺寸减间隙15.电焊条药皮的作用之一是(ba防止焊芯生锈c、增加焊接电流b、凸模尺寸减间隙d、等于设计孔的尺寸)b、稳定电弧燃烧d、降低焊接温度三、判断题(正确的请在括号中打J,错误的打X)1.2.3.4.5.6.7.(每题I分,共K)分)。渗碳体是钢中的强化相,所以钢的组织中渗碳体量越多,强度也越高。淬透性好的钢,其淬硬性也一定好。为保证铸件,尤其薄壁铸件成形好,浇注温度越高越好。钢的碳当量越高,其焊接性能越好.凡间隙固溶体必是有限固溶体.铁碳合金平衡结晶时,只有成分为077%的共析钢才能发生共析反响。(X得分(X)()()()8.9.晶体缺陷的的共同之处是它们都能引起晶格畸变。()固溶
6、体的强度和硬度比溶剂的强度和硬度高。()珠光体、索氏体、屈氏体都是铁素体和渗碳体组成的机械混合物。()10.由于钢回火的加热温度在Al以下,所以淬火钢在回火时没有组织变化。()四、工艺分析题(共15分)得分1、以下焊接结构设计与焊缝布置是否合理?如不合理请改良。(3分)答:设计不合理,因为焊缝设置必须留有足够的操作空间以满足焊接运条的需要,电弧焊时,应使焊条能伸到待焊部位,改良如图:2、以下铸件结构设计是否合理?如不合理请改良。(3分)答:设计不合理,因为铸件内腔设计应减少型芯的数量,应把闭式结构改为开式结构,如图:3、用45钢来制造机床齿轮,加工工艺路线为:下料一锻造一(正火)一粗加工一(调
7、质)一半精加工一高频感应加热淬火一(低温回火)一精磨一成品。请在括号内填出适宜的工艺方法,并说明选取该工艺的目的。(9分).答:正火可使组织均匀化,消除锻造应力,调整硬度,改善切削加工性能。调质可使齿轮具有较高的综合力学性能,提高齿心的强度和韧性,使齿轮能承受较大的弯曲应力和冲击载荷,并减小淬火变形。低温回火是在不降低外表硬度的情况下消除淬火应力,防止产生磨削裂纹和提高齿轮抗冲击的能力。得分五、简答题(每题4分,共20分)-j1、什么是细晶强化?生产中主要采取哪些措施来细化晶粒?答:细晶强化:一般情况下金属的强度、塑性和韧性都随晶粒的细化而提高的现象。措施:1)增加冷却速度可增大过冷度,使晶核
8、生成速率大于晶粒长大速率,因而使晶粒细化。但增加冷却速度受铸件的大小、形状的限制。2)变质处理是在液态金属中加少量变质剂(又称孕育剂)作为人工晶核,以增加晶核数,从而使晶粒细化。3)在结晶过程中采用机械振动、超声波振动和电磁振动,也有细化晶粒的作用。2、共析钢在加热时,奥氏体的形成过程有哪些阶段?答:1)奥氏体晶核的形成;2)奥氏体晶核的长大;3)剩余渗碳体的溶解;4)奥氏体的均匀化。3、铸件中的缩孔和缩松是如何形成的?生产工艺上有哪些预防措施?答:铸件中产生缩孔和缩松的主要原因是合金的液态收缩和凝固收缩。在实际生产中,通常采用顺序凝固原那么,并设法使分散的缩松转化为集中的缩孔,再使集中的缩孔
9、转移到冒口中,最后将冒口去除,即可获得完好铸件。即通过设置胃口和冷铁,使铸件从远离冒口的地方开始凝固并逐渐向冒口推进,冒口最后凝固。4、简叙模锻时选择分模面的原那么?答:1)能从模膛中顺利取出;2)金属易于充满模膛;3)能及时发现错模;4)减少余块,节约金属。5、焊接生产中,产生焊接应力和变形的原因是什么?焊接变形有哪些根本形式?答:在焊接过程中,对焊件进行局部的不均匀加热,会产生焊接应力和变形。焊接变形有五种根本形式:1)收缩变形;2)角变形;3)弯曲变形;4)扭曲变形;5)波浪形变形。得分六、材料选择题(8分)从以下材料中为表中工件选择材料,T8、20CrMnTi、45、Q235、得分HT
10、20065MnW18Cr4VCrl2MoV.9SiCnGCr9工件车床主轴机床床身载重汽车齿轮弹簧材料45HT20020CrMnTi65Mn工件板牙木工锤头冷作模具高速切削刀具材料9SiCrT8Crl2MoVW18Cr4V七、相图分析题(共12分)1、根据铁碳合金相图答复下面的问题。标注共晶点和共析点的位置。(2分)(2)标注A1、A3线和ACnl线的位置。(3分)(3)大致标出T13钢的位置,并分析T13钢从液态缓冷至室温的平衡结晶过程。(7分)答:(1)共晶点:C点;共析点S点。(2) Al线是PSK线;4线是GS线;ACm线是ES线。(3) T13钢从液态缓冷至室温的平衡结晶过程:LL+AAA+Fe3C11As+Fe3CP+Fe3C111点以上为液态,1-2点之间为液相向奥氏体转变的过程,2点转变结束;2-3没有发生相变;3-4之间,随温度下降,析出二次渗碳体;在温度4时,发生共析转变,奥氏体转变为珠光体。