三峡大学考研专业课试题823机械工程材料2016.doc

1、第1页共7页三 峡 大 学2016年硕士研究生入学考试试题(A卷)科目代码： 823 科目名称： 机械工程材料 考试时间为3小时，卷面总分为150分答案必须写在答题纸上一、 填空体（共30分，每空1分）1. 材料在外力作用下抵抗变形和破坏的能力称为 ， 强度反映材料抵抗永久变形的能力， 强度反映材料抵抗断裂破坏的能力。2. 某体心立方晶格的金属，在某一温度范围内其冲击韧性随温度的降低而急剧下降的现象称为 。3. 体心立方晶格的晶格常数是a，其原子半径为 ，配位数为 ，晶包中有 个原子。4. 晶体中的缺陷按几何形态分为点缺陷、线缺陷和面缺陷三种。金属中的置换原子属于 缺陷，位错属于 缺陷，晶面属

2、于 缺陷。5. 纯铁固态下从室温加热到912会发生晶体结构变化，从-Fe-Fe，相应的，晶体结构从 立方转变为 立方。6. 金属的结晶过程主要由形核（即晶核的形成）和 两个基本过程组成。如果晶核完全由液态金属中瞬时短程有序的原子团形成，这种形核方式称为_形核，如果依靠液态金属中存在的固体杂质形核，这种形核方式称为_形核。7. 采用T12碳素工具钢制备锉刀，预备热处理一般为正火球化退火，最终热处理为 加 ，得到的最终组织为M回颗粒状CmA。8. 钢的热脆性是由于 元素与铁在晶界上形成低熔点共晶引起的。一般可以通过在钢中加入 元素来消除热脆性。第2页9. 除Co外，凡能溶入奥氏体的合金元素都使C曲

3、线向 移动，使钢的临界冷却速度降低，其淬透性 。10. 常温下，金属单晶体的塑性变形方式有 和 两种。11. 金属晶粒的尺寸越细小，其室温强度越 ，高温强度越 。12. 关于冷加工和热加工，钨（熔点为3380）在1100时的变形加工为_加工，锡（熔点为232）在10时的变形加工为_加工。13. 30Cr13纲中的Cr的主要作用是提高_性。14. 防止第二类回火脆性的方法有：回火后_；加入适量合金元素如W或者M。15. 含碳量在0.250.6之间的碳素钢为_碳钢。二、 选择题（共30分，每小题2分）1. 材料的使用温度：A. 应在其韧脆转变温度以上 B. 应在其热脆转变温度以下C. 应与其热脆转

4、变温度相等 D. 与其韧脆转变温度无关2. 两金属组元组成的固溶体，其晶体结构：A. 与溶剂金属的相同 B. 与溶质金属的相同C. 与溶剂、溶质金属都不同 D. 视具体情况而定3. 在立方晶系中，（110）晶面与110晶向：A. 相互平行 B. 相互垂直C. 相互重叠 D. 交替分布4. 面心立方晶格中，密排面和密排向分别是：A. 110和 B. 110和C. 111和 D. 111和5. 二元合金发生共晶转变时，其相组成是：A. 单一液相 B. 两相共存C. 单一固相 D. 三相共存第3页6. 金属在结晶时，冷却速度越快，其过冷度：A. 越小 B. 不变C. 越大 D. 可能变大也可能变小7

5、. 固态相变往往伴随着体积的变化，其主要原因是A. 晶粒度发生变化 B. 溶解度发生变化C. 致密度发生变化 D. 过冷度发生变化8. 共析碳素钢发生共析转变时：A. 各相成分变化，质量不变 B. 各相成分固定，质量变化C. 各相成分变化，质量变化 D. 各相成分固定，质量不变9. 随着冷塑性量增加，45钢的：A. 强度下降，塑性提高 B. 强度增加，塑性下降C. 强度下降，塑性下降 D. 强度增加，塑性提高10. 金属中的第二相颗粒细小而均匀地分布于基体中，使其强度硬度升高，而塑性韧性略有下降，这种强化方式称为：A. 加工硬化 B. 细晶强化C. 固溶强化 D. 弥散强化11. 铜只有通过冷

6、加工并经过随后加热才能使晶粒细化，而铁则不需要冷加工，只需要加热到一定温度便可使晶粒细化，其原因是：A. 铁固态下有同素异构转变，铜没有 B. 冷加工不能使铁产生加工硬化C. 铜固态下有同素异构转变，铁没有 D. 冷加工不能使铜产生加工硬化12. 铁丝在室温下反复弯折会越弯越硬最后断裂，而铅丝在室温下反复弯折适中处于软态，其原因是铁丝发生加工硬化不发生再结晶，而铅丝：A. 不发生再结晶 B. 不发生加工硬化C. 铅丝本身太软 D. 加工硬化的同时发生再结晶13. 马氏体的硬度主要取决于：A. 过冷奥氏体的转变温度 B. C曲线的位置C. 过冷奥氏体的冷却速度 D. 马氏体的含碳量14. 过共析

7、钢正火的目的是：A. 获得回火索氏体 B. 使渗碳体呈片状C. 消除网状二次渗碳体 D. 消除残余内应力15. 拖拉机和坦克履带板受到严重磨损和强烈冲击，应选用：A. GCr15淬火处理 B. ZGMn13水韧处理C. ZGMn13正火处理 D. T12淬火低温回火第4页三、 判断题（共10分，每题1分。正确用“”，错误用“”表示）1. 固溶体的强度和硬度比溶剂金属的强度和硬度高、塑性韧性好；2. 珠光体是一种组织，而铁素体既是一种相，也可以看成是一种组织；3. 纯金属在凝固结晶过程中，冷却速度越快，实际结晶温度越低，结晶组织越细小；4. 共析碳钢缓慢冷却到727将发生共析转变，在共析转变过程

8、中，奥氏体的量不断减少，铁素体和渗碳体的量不断增加，各相成分不变，直到共析转变结束；5. 杠杆定律只适用于两相区，因此，共晶转变的最终产物中各相的相对含量不能采用杠杆定律计算；6. 铁碳合金中，只有具有共晶点成分的合金缓慢冷却到共晶温度时才能发生共晶反应；7. 过共析钢由液态缓慢冷却至室温的过程中所形成二次渗碳体与三次渗碳体在形态上有差别，但其晶体结构是一样的；8. 金属材料预先变形程度越大，再结晶温度就越低，通常把最低再结晶温度称为再结晶温度；9. 金属晶体密排面间的滑移可以沿着任意方向进行，所以金属在宏观上表现出具有较好的塑性；10. GCr15钢中的Cr含量高于40Cr13钢中的Cr含量

9、；四、 简答题（共20分）1. 以共析钢为例，简述奥氏体形成阶段的主要过程；（4分）2. 简述马氏体转变的五大特点；（5分）3. 再结晶过程中有形核和长大现象吗？再结晶是相变吗？为什么？（6分）4. 将两个经过球化退火后的T12钢小试样分别加热到780和860，保温后以大于Vk的速度淬火冷却至室温。请问加热到以上哪个温度保温后淬火比较合适？为什么？（5分）第5页五、 分析计算题（共60分）1. 铜为面心立方晶格，其摩尔质量为A63.5g/mol，如果已知铜的原子半径为m，试计算铜的密度。（阿伏加德罗常数/mol。计算结果用科学记数法表示，保留到小数点后两位，密度单位为kg/m3）（10分）2.

10、 高速工具钢W18Cr4V的加工工艺路线为：下料锻造球化退火机加工淬火+回火喷砂磨削加工，其热处理工艺示意图如图1所示，试回答下面的问题：（20分）（1） 球化退火后的组织是什么？（2分）（2） 淬火后的组织是什么？（3分）（3） 回火的主要目的是什么？（2分）（4） 在回火过程中，钢的硬度为什么不降反升，产生二次硬化？（6分）（5） 为什么采用多次回火？最终的回火组织是什么？（7分）图1 W18Cr4V热处理工艺示意图3. 共析钢C曲线和CCT曲线如图2所示，图中各点的组织组成物为：（10分） ； ； ； ； ； ； ； ； ； ；（请用符号表示，如：P，S，T， A过冷，A，B下，M，M回

11、，S回等）第6页图2 共析钢C曲线和CCT曲线4. 铁碳相图如图3所示，回答下面的问题：（20分）I图3 铁碳相图Fe3CII+第7页（1） 具有共析点成分的铁碳合金（含碳量为0.77）奥氏体化后缓慢冷却到共析转变线（即PSK线，温度727）将发生共析转变，试写出共析转变反应式：_（2分）（2） 具有共晶点成分的铁碳合金（含碳量为4.3）从液相缓慢冷却到共晶转变线（即ECF线，温度1148）将发生共晶转变，试写出共晶转变反应式：_（2分）（3） 两相区BCEJ中的两相分别为：_；（2分）两相区GPS中的两相分别为：_；（2分）（4） 如图3所示，铁碳合金I的含碳量为1.00%，从液态缓慢冷却至室温的过程中，试用杠杆定律计算回答下面的问题：合金I缓慢冷却刚刚到4点时，合金中的相组成为和Fe3CII，计算相的相对含量；（S的含碳量为0.77，Fe3CII的含碳量为6.67）（2分）合金I缓慢冷却到4点，随后相即发生共析转变，试计算共析转变刚完成时，珠光体中的铁素体P和渗碳体Fe3C共析在总合金中的相对含量分别是多少？（P的含碳量为0.0218）（6分）冷却至室温（即图3中的5点）时，合金中包括和Fe3C两相，试计算这两相的相对含量。（室温下中的的含碳量为0.0008）（4分）