,考试作弊将带来严重后果！
华南理工大学期末考试
《机械工程材料》试卷A（闭卷部分）
100分， 考试时间120分钟。
题 号 一 得 分 评卷人 二
三
四
五
总分
分， 每格0.5分)
BCC和FCC晶格中，单位晶胞内的原子数分别为 和 ，其致密度分
别为 和 。
−
−
2、在一个立方晶胞（右图）中绘出(110)晶面和[010]3、已知纯金属铝的原子半径为0.1434nm，则其晶格常数
为 nm。
4、与理想晶体比较，实际金属的晶体结构是 晶体，而且存在 。 5、随着塑性变形量的增大，金属的强度和硬度升高，塑性和韧性下降的现象称为 现象，这种现象可通过 处理加以消除。
6、液态金属总是在过冷的条件下结晶，其冷却速度越快，则过冷度越 ，实际结晶温度越 ，形核率越 ，结晶后的晶粒便越 ，其强度越 ，塑性和韧性越 。
7、合金中的基本相结构, 有 和 两类。
8、二元合金相图中，三相共存表现特征为 线。我们学过的有 、
等都是三相平衡线。
9、金属的塑性变形在大多数情况下是以 的方式进行的，它是在
作用下发生，常沿晶体中 的晶面及晶向发生。
10、碳在α-Fe中的间隙固溶体称为 ，它具有 晶体结构，
在 ℃时碳的最大溶解度为 %。
11、共析钢加热时奥氏体化形成是由 、 、
及 等四个基本过程所组成。
12、碳钢中马氏体组织形态主要有 、 两种，其中
强韧性较好。
13、除Co外，大多数合金元素溶入奥氏体后，总是不同程度地使”C”曲线向 移
动，使钢临界冷却速度VK ，淬透性 。 14、右图为T8等温冷却转变C曲线，
若以V1、V2和V3冷却方式冷却， 得到的组织是：
V1 ， V2 ， V3 。
15、淬火钢一般不在250~350℃回火，是为了避免出现 ；而某些合金钢
在450~650℃回火时，较快冷却，目的是防止产生 。 16、高速钢W18Cr4V中合金元素W
的作用是_______________________________________，
Cr的作用是______________________，V的作用是_____________________________。高速钢的锻造不仅是为了成型，而且是为了________________ ____________。高速钢要经过三次回火的目的是_____________________________。
17、 白口铸铁中的碳主要以 形式存在, 而灰口铸铁中的碳主要以_____ ___形
式存在。
18、Al-4.5%Cu合金的热处理强化，是先进行_____________处理，得到 组
织，这时强度仍较低，接着经 处理，强度、硬度才明显提高。 19. 为下列零件选择合适的材料和最终热处理方法：
零 件 例:滚动轴承
材 料 牌 号 GCr15
最 终 热 处 理 淬火+低温回火
1 汽车板簧 2 手锯锯条 3 汽车齿轮
二. 选择题 (15分, 每题 1 分, 答案写在题号前的括号中 )
( ) 1. 实际金属存在很多缺陷，其中刃型位错属于_________。 A. 点缺陷 B. 线缺陷 C. 面缺陷 ( ) 2. 体心立方晶格原子密度最大的晶面和晶向分别是 。 A．{111}、 B．{110}、 C．{100}、 ( ) 3. 冷处理的目的是为了消除_________。
A．应力 B. 残余奥氏体 C. 成分偏析
( ) 4. 金属结晶后晶粒大小取决于结晶时的形核率N和长大速度G，要细化晶粒必须
_________。
A．增大N和G B．增大N、降低G C．降低N、增大G
( ) 5. BCC金属与FCC金属在塑性上的的差别，主要是由于两者的 。
A．滑移系数目不同 B．滑移方向数不同
C．滑移面数不同 D．滑移面和滑移方向的指数不同
( ) 6. 钢经调质处理后，得到的组织是_________。 A. 大片状珠光体 B. 索氏体 C. 回火托氏体 D. 回火索氏体
( ) 7. 一个存在严重网状二次渗碳体的T12钢锻件，其正确的预先热处理工艺为
_______。
A. 球化退火 B. 扩散退火 C. 正火+球化退火
( ) 8. 铁丝在室温下反复弯折，会越变越硬，直到断裂；而铅丝在室温下反复弯折，
则始终处于软态，其原因是_________。
A. Pb不发生加工硬化，不发生再结晶，Fe发生加工硬化，不发生再结晶
B. Fe不发生加工硬化，不发生再结晶，Pb发生加工硬化，不发生再结晶 C. Pb发生加工硬化，发生再结晶，Fe发生加工硬化，不发生再结晶 D. Fe发生加工硬化，不发生再结晶， Pb发生加工硬化，不发生再结晶
( ) 9. 经淬火后钢的晶粒大小主要取决于_________。
A. 淬火冷却速度 B. 奥氏体化的温度 C.奥氏体的成分均匀度 ( ) 10. 对球墨铸铁进行热处理，是通过改变 来改善性能的。 A. 石墨形态 B. 石墨数量 C. 基体组织 D. 基体组织以及石墨的形态和数量
（ ） 11. 大多数机械零件的热处理技术要求只标注 。
A. 硬度指标 B. 强度指标 C. 塑性指标
( ) 12. 马氏体的硬度决定于 。
A. 冷却速度 B. 转变温度 C. 碳的质量分数
( ) 13. 钢感应加热表面淬火的淬硬层深度，主要取决于 。 A. 钢的含碳量 B. 冷却介质的冷却能力 C. 感应电流频率 D. 感应电流电压
( ) 14．45钢调质处理后硬度偏低，补救的方法是 。
A. 适当提高温度，再一次回火 B. 适当降低温度，再一次回火 C. 重新加热淬火后，选用低一点温度回火
( ) 15．坦克履带受到严重摩擦磨损及承受强烈冲击作用，应选用 。
A. 20Cr钢渗碳+淬火、低温回火 B. ZGMn13钢经水韧处理 C. W18Cr4V钢淬火+三次回火 D.GCr15钢经淬火、低温回火
三. 是非题 (10分, 每题 1 分, 答案写在题号前的括号中 )
( ) 1. 在立方晶系中，晶向[123]与晶面（123）互相垂直。
( ) 2. 珠光体、索氏体和托氏体均为铁素体与渗碳体的机械混合物，其区别在于渗碳体
的含量不同。
( ) 3. 再结晶过程是有晶格类型变化的结晶过程。
( ) 4. 固溶体的强度和硬度，比组成固溶体的溶剂金属的强度和硬度高。
( ) 5. 平衡状态的铁碳二元合金在室温下都是由F+Fe3C两个基本相组成，含碳量不同，
只是这两个相的数量、形态和分布不同而已。
( ) 6. 40Cr钢的淬透性与淬硬性都比T10钢要高。
3) Please draw the microstructure of T12 steel. (1point)
4) Using the lever rule, calculate the relative amount(%) of the constituents in
T12 steel at room temperature. (2 points)
2、在拉拔铜材的过程中，需要进行中间退火时，其退火温度约为多少（即确定其再结晶退
火的温度，铜的熔点为1083℃）？（3分）
华南理工大学期末考试
《机械工程材料》试卷A（开卷部分）
分）
1、在分析正火作用时，是应根据C曲线、CCT曲线，还是Fe-Fe3C相图呢？（5分） 2、试分析上贝氏体和下贝氏体的形成机理、组织特征及性能特点。 （10分）
3、现要设计一汽车发动机凸轮轴，要求凸轮表面要耐磨，凸轮轴要有足够的韧性和刚度。请回答以下问题：
（1）选择合适的材料（标明材料的牌号），并解析选择该材料的理由。 （2）写出加工工艺路线，并分析每个热处理工序的作用及获得的组织。 （3）你所选用的材料厂里缺货，能用什么材料代替？ （4）制定选用替代材料的冷热加工工艺路线。（15分）
2007年《机械工程材料》试卷参考答案
一、填空题
1、 2、4，0.68、0.74 2、 略 3、 0.4056
4、 多，晶体缺陷
5、 加工硬化，再结晶退火 6、 大，低，大，细小，高，好 7、 固溶体、化合物
8、 水平线，共晶、包晶（或共析） 9、 滑移，切应力，原子密度最大 10、铁素体，体心立方，727，0.0218
11、A晶核的形成、A晶核的长大、残余Fe3C的溶解、A的均匀化 12、板条状、针状，板条状 13、右、降低、提高
14、P、M+A′、B+M+A′
15、第一类回火脆性；第二类回火脆性
16、产生二次硬化及细化晶粒，提高淬透性，细化晶粒及产生二次硬化。击碎大块的碳
化物。消除残余奥氏体 17、Fe3C，石墨
18、固溶处理，过饱和固溶体，时效 19、
零 件
材 料 牌 号 60Si2Mn T12 20CrMnTi
最 终 热 处 理 淬火+中温回火 淬火+低温回火 渗碳+淬火+低温回火
1 汽车板簧 2 手锯锯条 3 汽车齿轮
二、选择题
8C
三、是非题
9B
10√ ×
×
√
√
×
√
√
√
√
四、综合题 1、1）略 2）
温度→
3）（略）
4）WP=
时间→
6.69−1.2
×100%=92.7%,WFe3CC=1−92.7%=7.3%
6.69−0.77
2．再结晶温度T再=0.4 T熔=0.4×（1083+273）-273≈270℃ 铜的再结晶退火温度≈270℃+（100~200）℃≈370~470℃
开卷部份： 五、综合题 1、
答：在分析共析钢的正火作用时，确定正火的加热温度范围时应依据变化了的Fe-Fe3C相图；
当判断正火的冷却组织时，则应根据CCT曲线来分析。若查不到有关CCT曲线的资料时，则可利用C曲线近似地估计正火冷却时的组织。
2、
答：上贝氏体：形成温度较高；呈羽毛状特征；由许多从奥氏体晶界向晶内平行生长的板条
状铁素体和在相邻铁素体条间存在的不连续的短杆状的渗碳体组成；铁素体过饱和度低；渗碳体分布在铁素体之间；硬度较低；韧性低；……
下贝氏体：形成温度较低；呈黑色针状特征；大多在奥氏体晶内沿某些晶面单独地
或成堆地长成针叶状；在针状铁素体内分布着微细的ε--碳化物；铁素体过饱和度较高；强度高；韧性好；具有良好的综合力学性能…… 3、
答：（1） 选用45钢
（2） 加工工艺路线：下料→锻造→正火→粗车→调质→精加工→凸轮表面：高频感应
加热表面淬火→低温回火→磨至尺寸。 正火：消除锻造应力，调整硬度、以利切削加工
S+F少
调质：得到S回，保证心部具有良好的综合力学性能
高频感应加热淬火+低温回火：表面获得M回，具有高硬度、高耐磨性
最终组织状态：轴的表层为回火马氏体，心部为回火索氏体。
（3） QT600-2
（4）工艺路线：铸→正火→去应力退火→机加工→凸轮表面：
高频淬火+低温回火→磨
（各部热处理组织及作用：
正火：P细+G球
① 消除铸造缺陷和应力；② 获P细+G球，满足整体性能。 去应力退火：消除正火应力。
高频淬火+低温回火：
表： M回+ G球；
心：P细+G球 ，达到“表硬心韧”，满足使用要求。 ）
（本题答案选用其它调质钢如45钢，40Cr，从经济性考虑也合理；因为工件大，以正火代替调质也是可行的。但如果选用35CrMo，42CrMo，正火会出现脆性的上贝氏体组织，实际生产上是不行的。）
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