1、考试科目：材料工程基础 第 1 页 共 2 页 （B 卷） 湖北汽车工业学院湖北汽车工业学院 2015 年硕士研究生入学考试试题年硕士研究生入学考试试题 考试科目： 808 材料工程基础 （B 卷） （答案必须写在答题纸上，写在其他地方无效） 一、名词解释：5 小题，每小题 4 分，共 20 分。 1、晶胞 2、抗拉强度 3、位错 4、过冷度 5、淬火 二、简答：6 小题，共 80 分。 1、 按溶解度大小，固溶体可分为哪几类？说明无限固溶体的形成条件。 （10分） 2、 简述铸锭常见缺陷的类型及其产生原因。 （10 分） 3、 分析提高材料强度的途径有哪些。 （15 分） 4、 请给出变速箱
2、齿轮的 2 种不同设计方案（材料及热处理工艺） ，并说明原因。 （15 分） 5、 分析市场上常用的快餐盒是用何种材料与工艺制造的， 选材时应该考虑哪些因素。 （15 分） 6、 某工厂用一冷拉钢丝绳将一大型钢件吊入热处理炉内。 由于一时疏忽， 未将钢丝绳取出，而是随同工件一起加热至 860。保温一段时间后取出工件时，钢丝绳发生断裂，试分析原因。 （15 分） 考试科目： 材料工程基础 第 2 页 共 2 页 （B 卷） 三、综合分析题：2 小题，每小题 25 分，共 50 分。 1、 在图 1 所示二元合金相图中，请指出： （1）水平线 gh 上反应的性质； （2）各区域的相组成物； （3）
3、合金 II 的结晶过程； （4）合金 I 室温下的组织组成物。 2、 从下列零件中任选一种， 为其选择合适的材料， 说明选材原则和相应的制造工艺。 A 大型桥梁 B 机床床身 C 高速钻头 D 发动机活塞 E 发动机连杆 图 1 A-B 二元合金相图 k L L 考试科目： 材料工程基础 第 1 页 共 3 页 （B 卷） 湖北汽车工业学院湖北汽车工业学院 2015 年硕士研究生入学考试试题年硕士研究生入学考试试题 考试科目： 808 材料工程基础 （B 卷） （答案必须写在答题纸上，写在其他地方无效） 一、名词解释：5 小题，每小题 4 分，共 20 分。 1、晶胞：构成晶体的最基本重复结构
4、单元。 2、抗拉强度：材料抵抗断裂的能力。 3、位错：晶体内部阵点不符合理想晶体的有序排列，形成线状的缺陷。 4、过冷度：晶体实际凝固温度与理论凝固温度之间的差值。 5、淬火：钢加热到奥氏体化温度，保温一段时间后，以大于临界冷却速度的方式冷却，获得马氏体的工艺 。 二、简答：6 小题，共 80 分。 1、 按溶解度大小，固溶体可分为哪几类？说明无限固溶体的形成条件。 （10分） 答：按溶解度大小，固溶体可分为有限固溶体和无限固溶体。形成无限固溶体的条件是组成固溶体的溶质和溶剂结构相同，原子直径相近，处于同一周期并相邻，即“相似相溶”。 2、 简述铸锭常见缺陷的类型及其产生原因。 （10 分）
5、答：铸锭常见缺陷包括缩孔、气孔、夹杂、裂纹和偏析等。缩孔是由于凝固时体积收缩造成。气孔是因为气体以分子形式残留在铸件内形成的孔洞。夹杂是铸件内的非金属夹杂物，包括外来夹杂和内生夹杂。裂纹的形成是热应力和组织应力作用的结果。偏析是由于凝固过程中溶质原子再分配，导致化学成分不均匀，一般分为宏观偏析和微观偏析。 考试科目： 材料工程基础 第 2 页 共 3 页 （B 卷） 3、 分析提高材料强度的途径有哪些。 （15 分） 答：提高材料强度的途径有二条，一是尽可能降低位错密度，二是引入大量缺陷，阻碍位错的运动，来提高材料的强度。生产实践中，主要采用第二条途径。金属材料的强化方式一般有固溶强化、细晶强
6、化、形变强化和第二相强化等。 4、 请给出变速箱齿轮的 2 种不同设计方案（材料及热处理工艺） ，并说明原因。 （15 分） 答：变速箱齿轮要求表面高的硬度和耐磨性，心部良好的韧性，整体足够的强度。 方案一：渗碳钢如 20Cr、20CrMnTi，其热处理工艺为正火、渗碳、淬火、低温回火。处理后表面得到高碳高耐磨性的回火马氏体和弥散的碳化物，心部为高韧性的板条回火马氏体。 方案二：调质钢如 45、40Cr，其热处理工艺为退火、淬火、高温回火、表面淬火。处理后表面得到高耐磨性的马氏体，心部为高韧性的回火索氏体。 5、 分析市场上常用的快餐盒是用何种材料与工艺制造的， 选材时应该考虑哪些因素。 （1
7、5 分） 答：选材时除应考虑使用性能、工艺性能和经济性能外，快餐盒在选材时还应考虑材料与环境的可持续发展。比如发泡塑料快餐盒和纸质快餐盒，它们都具有质轻，成型性好，成本低等优点，但不耐热，强度低，易老化。纸质易降解，发泡塑料降解难度大。金属快餐盒强度高，可重复使用，但密度高，便携性差，工艺相对复杂，成本高。 6、 某工厂用一冷拉钢丝绳将一大型钢件吊入热处理炉内。 由于一时疏忽， 未将钢丝绳取出，而是随同工件一起加热至 860。保温一段时间后取出工件时，钢丝绳发生断裂，试分析原因。 （15 分） 答：冷拉钢丝绳发生了形变强化，强度高。但在 860加热保温过程中，发生了回复和再结晶，强度显著降低，
8、因此在吊装取出时，因强度不足发生断裂。 考试科目： 材料工程基础 第 3 页 共 3 页 （B 卷） 三、综合分析题：2 小题，每小题 25 分，共 50 分。 1、 在图 1 所示二元合金相图中，请指出： （1）水平线 gh 上反应的性质； （2）各区域的相组成物； （3）合金 II 的结晶过程； （4）合金 I 室温下的组织组成物。 答： （1）TL + （2）见图示。 （3）该合金在 2 以上为液相。冷却到 2 时开始结晶出相，到 3 时剩余的液相发生共晶转变，生成和的共晶组织。共晶转变结束后，温度继续降低。在降温过程中不断从中析出II。到室温时，合金的组织组成物为（+）+II。 （4）
9、合金 I 常温下的组织组成物为+II。 2、 从下列零件中任选一种， 为其选择合适的材料， 说明选材原则和相应的制造工艺。 A 大型桥梁 B 机床床身 C 高速钻头 D 发动机活塞 E 发动机连杆 答：以高速钻头为例 可选材料：W6Mo5Cr4V2、W18Cr4V 选材原则：主要从使用性能、工艺性能、经济性能三个方面加以说明。 选材流程：分析高速钻头的服役条件（一定冲击、摩擦磨损大、切削热量高）性能要求（高耐磨性、高红硬性和韧性）材料选用（高速钢）制造工艺（下料-锻造-预备热处理-粗加工-淬火+高温回火-精加工） 。 图 1 A-B 二元合金相图 k + + L+L+ L L L+L+ + L+L+
