2020 金属工艺学(西北大学) 最新满分章节测试答案

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本课程起止时间为:2020-03-02到2020-07-10
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第1周：金属材料的主要性能、合金的晶体结构 第1周 单元测验

1、 问题:某金属零件有耐磨性要求，在选材时应优先考虑下列哪个力学性能指标？
选项：
A:强度
B:硬度
C:塑性
D:韧性
答案: 【硬度】

2、 问题:面心立方晶格的晶胞包含（ ）个原子？
选项：
A:2
B:3
C:4
D:6
答案: 【4】

3、 问题:属于体心立方晶格的金属是（ ）
选项：
A:α-Fe
B:γ-Fe
C:铝
D:铜
答案: 【α-Fe 】

4、 问题:碳溶解在α-Fe中形成的间隙固溶体称为（ ）
选项：
A:铁素体
B:奥氏体
C:珠光体
D:渗碳体
答案: 【铁素体】

5、 问题:下列铁碳合金组织属于机械混合物的是（ ）
选项：
A:铁素体
B:奥氏体
C:珠光体
D:渗碳体
答案: 【珠光体】

6、 问题:材料刚度与（ ）有关
选项：
A:弹性模量
B:屈服强度
C:抗拉强度
D:伸长率
答案: 【弹性模量】

7、 问题:金属材料在载荷作用下抵抗变形和破坏的能力称为（ ）
选项：
A:硬度
B:强度
C:塑性
D:弹性
答案: 【强度】

8、 问题:每个体心立方晶胞中包含有（ ）个原子
选项：
A:1
B:2
C:3
D:4
答案: 【2】

9、 问题:属于面向立方晶格的金属有（ ）
选项：
A:α-Fe，铜
B:α-Fe，钒
C:γ-Fe，铜
D:γ-Fe，钒
答案: 【γ-Fe，铜】

10、 问题:下列哪种铁碳合金组织硬度最高（ ）。
选项：
A:铁素体
B:奥氏体
C:珠光体
D:渗碳体
答案: 【渗碳体】

11、 问题:材料的强度越高，其塑性、韧性也越好。
选项：
A:正确
B:错误
答案: 【错误】

12、 问题:纯铁发生同素异构转变时，其晶体结构由体心立方变为面心立方时，金属体积保持不变。
选项：
A:正确
B:错误
答案: 【错误】
分析：【由于体心立方晶胞所包含的原子数为2，而面心立方晶胞所包含的原子数为4，所以晶体结构由体心立方变为面心立方时，体积将缩小。】

13、 问题:钢液为一个相，称为液相，但在结晶过程中液相和固态钢共存，此时，它们各是一个相。
选项：
A:正确
B:错误
答案: 【正确】

14、 问题:金属化合物是合金组元相互作用形成的，其晶格类型和晶格特征可以与合金某一组元相同。
选项：
A:正确
B:错误
答案: 【错误】
分析：【金属化合物是合金组元相互作用形成的，其晶格类型和晶格特征完全不同于任一组元。】

15、 问题:机械混合物各相均保持自身原有的晶体结构，其力学性能介于各相之间，取决于各相的性能和比例，并且与各相的形状、大小、数量和分布有关。
选项：
A:正确
B:错误
答案: 【正确】

16、 问题:铁素体因溶碳极少，固溶强化作用甚微，故力学性能和纯铁相近，表现为强度、硬度低，塑性、韧性好。
选项：
A:正确
B:错误
答案: 【正确】

17、 问题:碳溶解在γ-Fe中形成的置换固溶体称为奥氏体。
选项：
A:正确
B:错误
答案: 【错误】
分析：【碳溶解在γ-Fe中形成的间隙固溶体称为奥氏体。】

18、 问题:金属的同素异构转变会发生晶格转变，转变时不会产生内应力。
选项：
A:正确
B:错误
答案: 【错误】

19、 问题:对同一成分的金属，晶粒越细，其强度、硬度愈高，而且塑性和韧性也越好。
选项：
A:正确
B:错误
答案: 【正确】

20、 问题:金属结晶时冷却速度越快，结晶后的晶粒越细小。
选项：
A:正确
B:错误
答案: 【正确】

21、 问题:溶质原子与溶剂原子的半径相差不大时，容易形成置换固溶体。
选项：
A:正确
B:错误
答案: 【正确】
分析：【只有溶质与溶剂原子的原子半径相差不到±15%时，两者形成的固溶体中才会溶入较多的溶质原子。比如铜和镍混合形成的固溶体就是置换固溶体，这两种元素以任何比例混合都是完全互溶，铜和镍的原子半径分别为0.128nm和0.125nm。】

【作业】第2周：铁碳合金相图、钢的热处理 第2周 单元作业

1、 问题:晶粒大小对材料的力学性能有何影响？（4分）如何控制液态金属的结晶过程，以获得细小晶粒？（6分）
评分规则: 【 该题共有两问，第一问满分为4分，第二问满分为6分，该题共10分。第一问主要考查晶粒的粗细对常见力学性能的影响，如强度、塑性、韧性等指标，答案中出现“晶粒越细，材料强度、硬度越高，塑性、韧性越好”，可以给3分；如结论不正确，“晶粒越粗，材料强度、硬度越高，塑性、韧性越好”，给0分： 晶粒越细，晶界就越多，晶界处的晶格排列方向极不一致，犬牙交错、互相咬合，从而增加了塑性变形的抗力，提高了金属的强度。同时，金属的塑性和韧性也可得到提高。第二问主要考查液态金属结晶过程中细化晶粒的措施，下面每条措施2分，答案中出现“提高冷却速度”、“变质处理，增加外来晶核”、“振动、搅拌”等关键词，每条措施均可以给2分：提高冷却速度，增大过冷度，以增加晶核的数目；在金属浇注之前，向金属液内加入变质剂（孕育剂）进行变质处理，以增加外来晶核；在金属液凝固过程中采用机械、超声波振动、电磁搅拌等；
】

2、 问题:柴油机凸轮轴，要求凸轮表面有高的硬度(HRC>50)，而心部具有良好的韧性(Ak>40J)，原来用含碳量为0.45%的碳钢调质，再在凸轮表面进行高频淬火，最后低温回火。现因库存钢材用完，拟用含碳量为0.15%的碳钢代替。试说明：（1）原含碳量为0.45℅钢的各热处理工序的作用。（4分）（2）改用含碳量为0.15℅钢后，仍按原热处理工序进行，能否满足性能要求?为什么?（4分）（3）改用含碳量为0.15℅钢后，采用何种热处理工艺能达到所要求的性能?（4分）
评分规则: 【 该题有3小问，每问4分，共12分。第一问，调质的作用2分，高频淬火+低温回火的作用2分： 调质：提高心部综合力学性能； 高频淬火+低温回火：提高硬度、耐磨性，降低脆性，保证要求的硬度值。第二问，结论1分，理由3分： 不能 因为含碳量为0.15%淬不硬，表面硬度不足，耐磨性不够。第三问，工艺措施正确给4分 渗碳+淬火+低温回火
】

3、 问题:分析含碳量分别为0.2%、0.77%的铁碳合金从液态缓慢冷至室温的结晶过程和室温组织。（8分）
评分规则: 【 每种铁碳合金的结晶过程和室温组织各4分，共8分，其中结晶过程2分，室温组织2分。0.2%的铁碳合金： 结晶过程：L→L+A→A→A+F→P+F，室温组织：F、P0.77铁碳合金： 结晶过程：L→L+A→A→A+P→P，室温组织：P
】

第2周：铁碳合金相图、钢的热处理 第2周 单元测试

1、 问题:下列哪个元素在钢中会增加钢的热脆性？（ ）
选项：
A:Mn
B:S
C:P
D:Si
答案: 【S】

2、 问题:下列哪个元素在钢中会增加钢的冷脆性？（ ）
选项：
A:Mn
B:S
C:P
D:Si
答案: 【P】