060242 机械工程材料
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1 置换固溶体中，溶质在溶剂中的溶解度与溶质和溶剂的（ 溶剂晶格间隙的大小和形状 ）无关。
2 低碳钢的应力-应变曲线可划分为（ 四 ）个基本阶段。
3 金属冷、热加工相比较，（ 能保证工件具有较高的尺寸精度）不是金属热加工具有优点。
4 试样材料被拉断前的最大承载应力值称之为（ 抗拉强度 ）。
5 春秋时期，我国开始大量使用（ 铁器）。
6 金属结晶后的晶粒越细小，则金属的（ 强度越高，塑性和韧性也越好 ）。
7 通过金属材料的冷塑加工，使金属出现（ 强度、硬度上升，塑性、韧性下降 ）的现象称为冷加工硬化现象。
8 试样材料被拉断前的最大承载应力值称之为（ 抗拉强度 ）。
9 下列非金属工程材料选项中，（ 陶瓷 ）不属于高分子材料。
1 力学性能中，属于动载作用的性能有（ 疲劳强度 韧性 ）。
2 下列选项中，属于体心立方晶格的金属有（ Aδ-Fe BMo Cα-Fe(<912℃) ）。
3 加工硬化的实际意义在于（ 是提高金属材料强度、硬度和耐磨性的重要方法之一 对不能用热处理方法强化的合金材料尤为重要
对提高纯金属的材料强度尤为重要 ）。
4 机械工程材料课程学习的内容包含了下列选项中的（ 非金属材料 热处理工艺 金属材料 选材 ）方面。
5 影响液体金属结晶晶粒粗细的因素有（ 过冷度、晶核生成率、金属的种类、晶核长大速度、冷却速度 ）。
6 金属材料切削性是指金属材料接收切削加工(获得良好表面)难易程度的性能，通常与材料的（ 导热性、塑性、冷形变强化、硬
度 ）等因素有关。
1 在今后相当长的时间内，在机械制造工业中应用最多的仍然是金属 材料。
2 屈服强度和抗拉强度是选择金属材料及机械零件强度设计时的重要依据。
4 金属冷、热加工相比较，热加工一般是用来制造一些截面比较大、加工变形量大的半成品。
5 工程材料的性能包括使用性能和工艺性能二方面。
6 将材料加热到再结晶温度以上的一定温度进行压力加工称为热加工。
7 机械工程材料课程是机械类专业研究金属学基础知识、常用工程材料、热处理工艺等综合性技术必修的专业基础课。
1 绝大多数钢材在高温锻造或轧制时所要求的组织是（ 奥氏体 A）。
2 铁素体 F 为碳在（ 体心立方 ）中的间隙固溶体。
3 机械工程中，应用最广的铸铁是（ 亚共晶铸铁 ）。
4 低温莱氏体是（ 渗碳体和珠光体 ）组成的机械混合物。
5 铁碳合金的组织中，（ 渗碳体 ）的硬度值很高，而塑性很差，伸长率 =0。
6 工具、模具类用钢通常选用（过共析钢 ）。
7 为保证常用的钢具有一定的塑性与韧性，钢中碳的质量分数（或含碳量）一般不超过（ ％ ）。
1 在 Fe-Fe3C 相图中相应有（ 铁素体 液相 L 奥氏体 δ固相 渗碳体 ）单相区。
2 按铁碳合金在 Fe-Fe3C 状态图中的位置，碳钢可分为：（ 亚共析钢 共析钢 过共析钢 ）
3 铁碳合金室温时的基本组织结构是（ 珠光体 渗碳体 铁素体 ）。
4 按铁碳合金在 Fe-Fe3C 状态图中的位置分类，铁碳合金可分为：（ 铸铁 工业纯铁 钢 ）
1 渗碳体为铁和碳的化合物，用分子式 Fe3C 表示。
2 铁碳合金相图中，纵轴坐标反映铁碳合金的温度（℃）高低，横轴坐标反映铁碳合金的百分含碳量（w%）。
3 低温莱氏体为珠光体和渗碳体的机械混合物，用符号 L′d 表示。
4 铁素体为碳在α-Fe(体心立方)中的间隙固溶体，用符号 F 表示。
5 珠光体为铁素体和渗碳体组成的机械混合物，用符号 P 表示。
6 奥氏体为碳在γ-Fe(面心立方)中的间隙固溶体，用符号 A 表示。
1 热塑性玻璃钢与热固性玻璃钢相比，不正确的选项是前者的（ 生产效率低 ）。
2（ 灰口 ）铸铁其性能是硬度较低，塑性和韧性较差，但铸造性、可加工性好，而且生产设备和工艺简单，成本低
3 下列选项中，（ 加热软化成型的同时发生固化反应，具备重复加工性 ）不是热塑性塑料的特性。
4 在低应力、低冲击载荷条件下工作的不太重要的齿轮，可选用（ 灰口铸铁 ）材料。
5 钢是以铁为主要元素，含碳量一般小于（2% ），并含有其他元素的材料，是工业上应用最为广泛的金属材料。
6（ 锰（Mn ）的影响：其形成的固溶也能提高钢的硬度和强度，且能消除 S 的有害作用；但过量(＞%)会使冲击韧性大大下降。
7 在下列选项的工程材料中，通常（ 高分子材料 ）材料的屈服强度最低。
8 下列选项中，（ 纳米晶体 ）是不属于按材料物性分类的纳米材料。
1 以（ 合成橡胶合成纤维塑料 ）产量最大，称为三大合成材料。
2 纳米材料是一种典型的介观系统，具有（ 表面宏观量子隧道小尺寸量子尺寸 ）效应的特性。
3 根据主要性能的不同，变形铝合金可分为（ 硬锻超硬防锈 ）铝合金。
4、陶瓷具有如下（ 抗压强度很高，抗拉强度较低，具有优于金属的高温强度、有高于金属几十倍的弹性模量、韧性低、脆性大(为
脆性材料，常温下塑性几乎为零、硬度很高，耐磨性好 ）的力学性能。
5 耐磨合金铸铁中，主加的元素有（ 铜（Cu）磷（P）锰（Mn）铬（Cr） ）。
6 选材时首要的任务就是要在分析机械零件工作条件的基础上，判断零件所要求的主要使用性能有哪些。零件工作条件的分析包括
（ 特殊要求环境状况、受力状况 ）方面。
1 复合材料可看成是起粘结剂作用的基体相和起提高强度与韧性作用的增强相二部分构成。
2 根据铝合金合金含量在其状态图中的位置情况，变形铝合金可分成不可热处理强化的铝合金和可热处理强化的铝合金二种类型。
3 可锻铸铁的碳主要以团絮状石墨存在于铸铁中。
4 根据树脂在加热和冷却时所表现的性质，塑料可分为热塑性塑料和热固性塑料两种。
5 按化学成分的不同，钢可分为非合金钢、低合金钢和合金钢。
6 牌号为 H62 铜合金，其字母“H”代表黄铜的意思，其数字“62”代表铜成分含量平均为 62%。
7 依据承受载荷的不同，轴可分为转轴、传动轴和心轴三种。
8 材料的比强度是材料的抗拉强度与材料的密度之比。
1 批量生产，且形状简单主轴，其最常用的表面淬火方法是（ 感应淬火 ）
2 为防止奥氏体晶粒粗化，过共析钢的淬火加热温度一般限制在（ Ac1 ）+(30～50℃)范围。
3 热处理的基本工艺过程是（ 加热→保温→冷却）。
4 不同（由小到大）过冷温度下的等温转变组织依次为（ 珠光体 P、索氏体 S、托氏体 T、贝氏体 B、马氏体 M ）。
5 热处理工艺区别于其他加工工艺(如铸造、锻造、焊接等)的特征是（ 不改变工件的宏观形状 ）。
6（ 球化 ）退火主要用于过共析钢及合金工具钢。
7 热处理工艺曲线通常是用描绘热处理工艺过程的（ 温度-时间）坐标曲线图来描述。
8 下列等温转变组织中，（ 马氏体 M ）机械性能是硬度很高，塑性、韧性几乎为零。
1 下列组织中，（ 珠光体(P)、索氏体(S)、 托氏体(T) ）并无本质区别，也无严格界限，只是形态上不同(等温温度越低，铁素体
层和渗碳体层越薄，层间距越小，硬度越高)。
2 加热中，影响奥氏体 A 转变的主要因素有（ 化学成分 加热速度 加热温度 原始组织 ）。
3 根据热处理工艺中冷却速度等的不同，普通热处理可分为（ 回火 退火正火淬火 ）热处理。
1、根据工艺类型和实现工艺的加热、冷却方法不同，热处理可分为（ 化学表面普通 ）热处理。
5 除（ 钴 Co 铝 Al ）外，适量的其它合金元素溶入奥氏体后，都使过冷奥氏体稳定，即能使等温转变 C 曲线右移。
6 根据加热所用电流频率的不同，感应淬火通常分为（ 工频中频高频 ）淬火。
1 低温回火主要用于要求高硬度及耐磨的各类高碳钢工具、量具、冷冲模具、滚动轴承、表面渗碳淬火件等。
2 根据马氏体的组织形态情况，马氏体通常分为板条状马氏体和片针状马氏体两种基本类型。
3 马氏体(M)组织就是碳在α-Fe 中的过饱和固溶体。
4 热处理的基本工艺过程是加热、保温和冷却
5 完全退火是将铁碳合金完全 A 化随之缓慢冷却，获得接近平衡状态组织的退火。
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6 钢性能改善的两个主要途径：一是调整钢的化学成分，二是进行钢的热处理
7 等温温度不同，贝氏体的形态也不同，分为上贝氏体和下贝氏体。
8 应去力退火工艺将工件缓加热到 Ac1 下 100～200℃(一般为 500～600℃)，保温一定时间，然后随炉缓慢冷却至 200℃再出炉冷却。
9 按照热处理工艺在零件生产过程中的位置和作用不同，又可以将热处理工艺分为预备热处理和最终热处理两类。
1、由于溶质原子的溶入，导致固溶体晶格畸变。溶入的溶质原子越多，晶格畸变就越严重，不但有较高的强度、硬度，并保持有足
够的韧性和塑性，这种现象称为固溶强化。
2、某-组元晶格(称为固溶体的溶剂)内溶解了其它组元的原子(称为固溶体的溶质),所形成的金属晶体称为固溶体。
3、纯金属的结晶过程包含着晶核的不断生成与不断长大两个过程。
4、除了金属的性质(或种类)外，液体金属结晶的晶粒粗细取决于金属结晶时的晶核生成率 N 和晶核长大速度 G.
1、工程材料的性能包括使用性能和工艺性能二方面。
2、屈服强度和抗拉强度是选择金属材料及机械零件强度设计时的重要依据。
3、硬度是指材料表面抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力。
4、韧性是强度和塑性的综合表现，是材料从塑性变形到断裂全过程中吸收能量的能力。
5、低碳钢的应力-应变曲线可分为弹性变形、屈服变形、硬化变形和缩颈四个阶段。
1、下列材料性能中，( 工艺性能)不属于材料的使用性能。. ;
2、试样材料被拉断前的最大承载应力值称之为( 抗拉强度) 。
3、塑性材料的屈服强度是用符号( Rel) 表示。
4、低碳钢的应力应变曲线可划分为( 四) 个基本阶段。
5、金属材料的锻造性能是指金属材料用锻压方法制成工件而不致开裂、破坏的性能，主要取决于金属材料的(塑性 )。
1、下列材料性能中，属于材料使用性能的有(力学;铸造切削;热处理;)性能。
2、力学性能中，属于静载作用的性能有(强度;塑性;弹性硬度 )。
3、力学性能中，属于动载作用的性能有(疲劳强度;韧性 )。
4、从机械工程的角度，常考虑的材料物理性能有(材料密度; 熔点; 热膨胀性; ;导热性 )。
5、下列选项中, (焊接性;锻造性; 热处理性; 切削性 ) 是属于材料的工艺性能。
6、金属材料切削性是指金属材料接收切削加工(获得良好表面)难易程度的性能，通常与材料的(硬度;、塑性; 、导热性; 冷形变强化;)
等因素有关。
1、下列选项中，关于实际金属的晶体说法不正确的是实际金属的晶体具有各向异性的特征，即在晶体的各个晶向上具有不同的化学、
光学和电学性能;
2、置换固溶体中，溶质在溶剂中的溶解度与溶质和溶剂的(溶剂晶格间隙的大小和形状) 无关。
3、间隙固溶体中溶质在溶剂中的溶解度与( 溶质和溶剂的晶格类型是否相同) 无关。
4、纯金属的结晶条件是:理论结晶温度 To 应(大于 ) 实际结晶温度 In。
5、金属结晶后的晶粒越细小，则金属的(强度越高，塑性和韧性也越好 )。
6、下列选项中，铁金属同素异构转变的正确说法是(铁金属有二次同素异构转变; )
三、多选题(2~5 个选项)
1、下列选项中，属于体心立方晶格的金属有(a-Fe(<912C); Mo; C、Cu; 6-Fe; )。
2、下列选项中，属于面心立方晶格的金属有(Al; Ni; y-Fe(912~ 1394C)。
3、下列选项中，属于密排六方晶格的金属有(Mg; Zn; )。
4、在实际的金属晶体中，常见的点缺陷形式有(晶格空位; 置换原子; 间隙原子; )。
5、晶体点缺陷的出现，可促使周围的原子发生靠拢或撑开的现象，造成金属晶格发生畸变，从而使金属的(强度增大; 硬度升高; 塑性
降低; ; 电阻增大）
6、合金组元间的结构类型可分为: (固溶体; 金属化合物; 机械混合物)
7、合金组元机械混合物的性能取决于各组元的(性能; 形状; 大小;相对数量; 分布状态 )。
8、影响液体金属结晶晶粒粗细的因素有(金属的种类; 过冷度; 冷却速度;晶核生成率; 晶核长大速度)。
9、细化晶粒是提高金属材料力学性能的一个重要途径。常用控制晶粒度的方法有)。增大过冷度;变质处理; 结晶时振动; 热处理; 压励
加工
1、铁碳合金相图中，纵轴坐标反映铁碳合金的温度("C) 高低，横轴 坐标反映铁碳合金的百分含碳量(w%)。
2、奥氏体为碳在:y-Fe(面心立方)中的间隙固溶体，用符号 A 表示。
3、铁素体为碳在 中的间隙固溶体，用符号 F 表示。
4、渗碳体为铁和碳的化合物，用分子式 Fe;C 表示。
5、珠光体为铁素体 和渗碳体组成的机械混合物，用符号 P 表示。
6、低温莱氏体为珠光体和渗碳体的机械混合物，用符号 L'd 表示。
1、铁素体 F 为碳在(体心立方)中的间隙固溶体。
2、奥氏体 A 为碳在(面心立方 )中的间隙固溶体。
3、绝大多数钢材在高温锻造或轧制时所要求的组织是(奥氏体 A )。
4、珠光体是(铁素体和渗碳体 )组成的机械混合物。
5、低温莱氏体是(渗碳体和珠光体 )组成的机械混合物。
6、铁碳合金的组织中，(渗碳体 )的硬度值很高，而塑性很差，伸长率 A113=0.
7、工具、模具类用钢通常选用(过共析钢 )。
8、机械工程中，应用最广的钢是(亚共析钢 )。
9、机械工程中，应用最广的铸铁是(亚共晶铸铁 )。
10、在 Fe-Fe:C 相图中有(七 ) 个双相区。
11、为保证常用的钢具有一定的塑性与韧性，钢中碳的质量分数(或含碳量)一般不超.过(% )。
1、铁碳合金室温时的基本组织结构是(铁素体;渗碳体; 珠光体)。
2、在 Fe-FesC 相图中相应有( 液相 L;δ固相; 奥氏体; 铁素体; ) 单相区，
3、按铁碳合金在 Fe-Fe;C 状态图中的位置分类，铁碳合可分为: (工业纯铁;钢; 铸铁;)
4、按铁碳合金在 Fe-Fe;C 状态图中的位置，碳钢可分为: (亚共析钢; 共析钢; 过共析钢 )
1、金属单晶体塑性变形的主要形式是滑移
2、用细化晶粒提高金属性能的方法称为细晶强化。
3、金属材料在加工过程中，由于金属内部位错密度的增大而引起金属材料的冷塑硬化(强度、硬度上升，塑性、韧性下降)称之为冷加
工硬化现象。
4、通过温度的变化，金属从一种固态变为另一种固态(如面心立方的γ -Fe 变为体心立方的 a-Fe)的过程叫着再（或重）结晶。
5、冷塑性变形指金属在室温或较低的温度下发生的永久变形。
6、金属冷、热加工相比较，冷加工能保证工件具有较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度。
7、金属冷、热加工相比较,热加工一 般是用来制造一些截面比较大、 加工变形大的半成品。
8、将材料加热到再结晶温度以上的一定温度进行 压力加工称为热加工。
1、通过金属材料的冷塑加工，使金属出现(强度硬度上升，塑性、韧性下降;)的现象称为冷加工硬化现象。
2、研究表明，(亚晶界的存在 ) 使晶体的变形抗力增加，是引起加工硬化的重要因素之一。
3、在塑性变形过程中，当变形量达到(70%; ) 以上时，原取向各不相同的晶粒会转动到取得接近一致的位向，这种现象称为择优取向，
形成的有序化的方向性结构称为形变织构。
4、金属冷、热加工相比较，(加工耗能少 )不是金属热加工具有优点。
5、金属冷、热加工相比较，(加工的工件表面较粗糙，尺寸精度较低 )是金属热加工的缺点。
1、金属材料可以通过(加热温度; 加热速度; 保温时间; 冷却速度)等的合理控制，细化晶粒，改善金属组织结构，来改善、调整和提
高金属的机械性能。2、冷塑性变形会对金属组织有如下(形成纤维组织; 形成亚结构细化;形成择优取向的形变织构) 的影响。
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3、冷塑性变形对金属性能的影响可归纳为(加工硬化; ; 产生残余内应力;物理性能上的变化; 化学性能上的变化 ) 几方面。
4、加工硬化的实际意义在于(是提高金属材料强度、硬度和耐磨性的重要方法之一;对提高纯金属的材料强度尤为重要;对不能用热处
理方法强化的合金材料尤为重要) 。
1.屈服强度和抗拉强度是选择金属材料及机械零件强度设计时的重要依据。
2.除了金属的性质(或种类)外，液体金属结晶的晶粒粗细取决于金属结晶时的晶核生成率 N 和晶核长大速度 G.
3.冷塑性变形指金属在室温或较低的温度下发生的永久变形。.
4.珠光体为铁素体和渗碳体组成的机械混合物，用符号 P 表示。
5.马氏体(M)组织就是碳在 a-Fe 中的过饱和固溶体。
6.高温回火主要用于中碳钢制成的各种重要的结构零件如各种交变负荷下工作的轴、齿轮、螺栓、连杆等。
7.按钢的质量分，钢可分为普通碳素钢、优质碳素钢和特级优质碳素钢。
8.按来源分，聚合物材料可分为天然高分子材料和合成高分子材料。
9.复合材料可看成是起粘结剂作用的基体相和起提高强度与韧性作用的增强相二部分构成。
10.传动轴是只传递转矩不承受(或承受较小弯矩的轴，如汽车的传动轴等。
1.金属材料的锻造性能是指金属材料用锻压方法制成工件而不致开裂、破坏的性能，主要取决于金属材料的( 塑性)。
2.间隙固溶体中溶质在溶剂中的溶解度与(溶质和溶剂的晶格类型是否相同; ) 无关。
3.通过金属材料的冷塑加工，使金属出现(强度、硬度上升，塑性、韧性下降 ) 的现象称为冷加工硬化现象。
4.铁碳合金的组织中，(渗碳体 ) 的硬度值很高，而塑性很差，伸长率 A113=0。
5. ( 球化)退火主要用于过共析钢及合金工具钢。
6.可锻铸铁中的碳，主要以(团絮状石墨 )存在于铸铁中。
7.热塑性玻璃钢与热固性玻璃钢相比，不正确的选项是前者的(生产效率低 )
需要质轻、比强度高的零件材料应选( 钛合金)材料。
1.细化晶粒是提高金属材料力学性能的一个重要途径。常用控制晶粒度的方法有(增大过冷度; 变质处理; 结晶时振动; 热处理; 压力加
工
2.冷塑性变形对金属性能的影响可归纳为(加工硬化; 生残余内应力;物理性能上的变化; 化学性能上的变化 ) 几方面。
3.铁碳合金室温时的基本组织结构是(铁素体; 渗碳体;珠光体;)。
4.根据加热所用电流频率的不同，感应淬火通常分为(工频;;中频;高频; ) 淬火。
5.陶瓷具有如下(热膨胀系数比高聚物和金属低得多;导热性比金属差，多为较好的绝热材料;多数陶瓷的抗热震性差;大多数陶瓷具有良
好的绝缘性，为传统的绝缘材料 )的物理性能。
6.某重要螺栓在“拉应力或交变拉应力,冲击负荷”的工作条件下,其主要损失形式有(过量塑性变形; 弹力丧失;)。
1.低碳钢的应力-应变曲线可分为弹性变形、屈服变形、硬化变形和缩颈四个阶段。
5.热处理的基本工艺过程是加热、保温和冷却。
6.不完全(或球化)退火只使珠光体发生转变,组织中的另一部分铁素体(亚共析钢)和渗碳体(过共析钢)并不发生转变。
7.牌号为 H62 铜合金，字母“H”代表黄铜的意思，其数字“62”代表铜成分含量平均为 62%。
8.根据树脂在加热和冷却时所表现的性质，塑料可分为热塑性塑料和热固性塑料两种。
9.材料的比强度是材料的抗拉强度与材料的密度之比。
10.转轴既传递转矩又承受弯矩。
1.试样材料被拉断前的最大承载应力值称之为(抗拉强度 )。
2.金属结晶后的晶粒越细小，则金属的(强度越高，塑性和韧性也越好 )。
3.金属冷、热加工相比较，( 加工的工件表面较粗糙，尺寸精度较低;)是金属热加工的缺点。
4.机械工程中，应用最广的铸铁是(亚共晶铸铁;)。
5.正与退火的主要工艺区别是(冷却速度 )的不同。
6.下列选项中，( 非合金钢)金属材料由于价格低廉、易于获取，通过碳含量的控制和热处理可使其性能得到改善，能满足生产的基本
需求，因而应用广泛
7. 下列选项中，(产量大、用途广、价格低; )不是热固性塑料的特性。
8.在低应力、低冲击载荷条件下工作的不太重要的齿轮，可选用(灰加铸铁 )材料。
1.合金组元间的结构类型可分为: (固溶体; 金属化合物; 机械混合 )
2.金属材料可以通过(加热温度; 加热速度;保温时间; 冷却速度工 )等的合理控制，细化晶粒，改善金属组织结构，来改善、调整和提
高金属的机械性能。
3.按铁碳合金在 Fe-Fe;C 状态图中的位置，碳钢可分为: (亚共析钢; 共析钢; 过共析钢)
4.下列组织中，(珠光体(P); 索氏体(S); 托氏体(T); ) 并无本质区别，也无严格界限，只是形态上不同(等温温度越低，铁素体层和渗碳
体层越薄，层间距越小，硬度越高)。
5.纳米材料是一种典型的介观系统，具有(快时; 表面; 子尺寸; 宏观量子隧道)效应的特性。
6.选材时，零件的环境状况分析是根据零件工作周围的环境，如(温度; 湿度; 介质情况;)，使零件材料在高温和腐蚀介质中满足化学稳
定性(即抗氧化性)、耐蚀性及抗高温蠕变性能的要求。
1、钢性能改善的两个主要途径: -是调整钢的化学成分，二是进行钢的热处理。
3、按照热处理工艺在零件生产过程中的位置和作用不同，又可以将热处理工艺分为预备热处理和最终热处理两类。
4、等温冷却是将已 A 化的钢迅速冷却到临界点以下的给定温度进行保温，使其在该等
温温度下发生组织转变。
4、连续冷却是将已 A 化的钢以某种冷却速度连续冷却，使其在临界点以下的不同温度进行组织转变。
5、马氏体(M)组织就是碳在 a-Fe 中的过饱和固溶体。7、马氏体(M)组织就是碳在 中的过饱和固溶体。
8、根据马氏体的组织形态情况，马氏体通常分为板条状马氏体和片针状马氏体两种基本类型。
9、等温温度不同，氏体的形态也不同，分为上贝氏体和下贝氏体。
10、 完全退火是将铁碳合金完全 A 化随之缓慢冷却，获得接近平衡状态组织的退火。
11、 去应力退火工艺将工件缓加热到 Ac1 下 100~200C(一 般为 500~600C), 保温一定时间，然后随炉缓慢冷却至 200C 再出炉冷却。
12、 球化退火又称为不完全退火。
13、不完全(或球化)退火只使珠光体发生转变，组织中的另一部分铁素体(亚共析钢)和渗碳体(过共析钢)并不发生转变。
14、低温回火主要用于要求高硬度及耐磨的各类高碳钢工具、具冷冲模具、滚动轴承、表面渗碳淬火件等。
15、中温回主要应用于各种弹簧、冲击工具及强度要求较高的零件。
16、高温回火主要用于中碳钢制成的各种重要的结构零件如各种交变负荷下工作的轴、齿轮、螺栓、连杆等。加热中，影响奥氏体 A
转变的因素有原始组织； 化学成分；加热温度； 加热速度
实际生产过程中，钢经加热 A 化后，在不同的（加热速度；冷却方式；冷却速度）下会得到不同的产物，对钢的组织和性能都有很
大影响。
2.下列（铬 Cr 铬 Ni 钼 Mo ）适量的合金元素溶入奥氏体后，都使过冷奥氏体稳定，即能使等温转变 C 曲线右移。
根据钢的成分、退火的目的，退火常分为：（完全退火 等温退火 球化退火 去应力退火 均匀化退火）和再结晶退火等。
根据加热所用电流频率的不同，感应淬火通常分为（工频；中频；高频）淬火。
1、合理的使用性原则就是指机械零件必须满足 力学 、 物理 、 化学 等性能要求。
2、对零件特殊要求分析的选材就是对 电 性能、 磁性能、热性能和密度等 有特殊要求时， 根据材料的物理和化学性能进行选材。
3、产品或零件的总成本， 一般是由材料的成本、加工制造成本以及售后服务成本等构 成的。对于选材的经济性，主要考虑 材料的
成本和加工制造 成本两方面。
4、低碳钢经淬火及低温回火的热处理后，其屈服强度可高于经调质处理的中碳钢。
5、零件在重复或交变 应力作用下工作易发生疲劳断裂破坏，选材时应着重考虑抗疲劳性能。
6、依据承受载荷的不同，轴可分为 转轴 传动轴 和 心轴 三种。
7 、转轴既传递转矩又承受弯矩。
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8 、传动 轴是只传递转矩不承受(或承受较小)弯矩的轴， 如汽车的传动轴等。
9 、心 轴是只承受弯矩不传递转矩的轴， 如自行车的前轴等。
1、选材时考虑的最主要的原则是（ 使用性）原则。
2、需要有高导电性的零件材料应选（ 铜 ）材料。
3、需要有绝缘性的零件材料应选（ 高分子或陶瓷 ）材料。
4、需要质轻、比强度高的零件材料应选（钛合金 ）材料。
5、（金属 ）材料的工艺性能主要有铸造性能、压力加工性能、焊接性能、切削加工性能 和热处理工艺性能等。
6、相比较，金属的铸造性能中，（ 青铜 ）的体收缩性最小。
7、相比较，金属的铸造性能中，（ 球墨铸铁 ）的偏析倾向小。
8 、相比较，金属的铸造性能中，（ 灰口铸铁 ）的流动性很好。
9 、相比较，（ 低合金结构钢 ）金属材料的焊接性能良好，
10、当钢材中碳的质量分数大于（ ）％时，采用球化退火可以改善可加工性能 11、采用适当的热处理可调整某些材料的硬度，
如钢的硬度在（ 240～330 HBW 时其可加工 性较好
12、在下列选项的工程材料中， 通常（ 陶瓷 ）材料的弹性模量最高
13、在下列选项的工程材料中， 通常（ 高分子 ）材料的弹性模量最低。
14、在下列选项的工程材料中， 通常（ 高分子材料 ）材料的屈服强度最低。
15、在下列选项的工程材料中， 通常（ 钛合金 ）材料的屈服强度最高。
16、机械工程中，轴最常选用的材料是（ 金属材料 ）金属材料。
17、在低应力、低冲击载荷条件下工作的不太重要的齿轮，可选用（灰口铸铁 ）材料
18、在低应力、低冲击载荷条件下工作的较为重要的齿轮，可选用（ 中碳钢 ）材料
1、机械零件在选材时一般应遵循以下（使用性；工艺性；经济性；可持续发展 ）原则 2、选材时首要的任务就是要在分析机械零
件工作条件的基础上， 判断零件所要求的主 要使用性能有哪些。零件工作条件的分析包括（ 受力状况； 环境状况；特殊要求；）
方面。
3、零件受力状况的分析就是根据零件的（特殊要求；受力种类；载荷性质；力分布特点 ）等，分析零件的主要损坏形式， 找 出零
件材料对应所需要的抗力指标， 以满足零件的力学性能要求。
4、选材时， 零件的环境状况分析是根据零件工作周围的环境， 如（ 温度；湿度；介质情况；），使零件材 料在高温和腐蚀介质
中满足化学稳定性(即抗氧化性)、耐蚀性及抗高温蠕变性能的要求。
5、重要传动齿轮在“承受交变弯曲应力，交变接触压应力， 冲击负荷， 齿表面受带有 滑动的滚动摩擦”工作条件下， 其主要损失形
式有（ 齿的折断；过度磨损 疲劳麻点； ）
6、某弹簧在“交变应力，振动”的工作条件下，其主要损失形式有（弹力丧失；疲劳破坏造成断裂；）。
7、某重要螺栓在“拉应力或交变拉应力，冲击负荷”的工作条件下，其主要损失形式 有（ 过量塑性变形；弹力丧失 ）。
8、曲轴、轴类在“交变弯曲应力， 扭转应力， 冲击负荷，磨损”的工作条件下，其主 要损失形式有（疲劳破坏造成断裂；过度磨
损； ）。
9、金属材料的铸造性能可通过（流动性；收缩性；偏析倾向；吸气性；）和熔点等判据加以综合评定。
10、冷成形加工时， 主要以材料的（ 塑性；变形抗力；加工表面质量；产生裂纹倾向 ）等来衡量其压力加工性能的。
11、设计中坚持（以铁代钢； 以铸代锻； 以型材代替锻件；以型材代替焊件 ）的原则， 都是降低材料或制造成本的良好措施。
12、下列选项中，（ 机床主轴；机床导轨；镗杆；机座 ）等零件的失效形式多以过量弹性变形为主。
13、钢材的屈服强度主要取决于其化学成分和组织，通过（增加碳含量；合金化；进行热处理；冷变形强化）等可显著提高钢的屈服
强度。
14、下列选项零件中，滑动轴承；轴套；蜗轮；齿轮；）零件属于磨损失效为主的零件。
15、对于钢来说，有利于提高疲劳抗力的组织有（ 低碳的回火 M；回火 T；回火 S；回火
16、轮齿失效的主要形式有（ 轮齿疲劳折断；齿面磨粒磨损；D 、齿面疲劳点蚀；齿面胶）。
聚合物材料特征为高分子材料。
3、按来源分，聚合物材料可分为天然高分子材料和合成高分子材料。
4、根据树脂在加热和冷却时所表现的性质，塑料可分为热塑性塑料和热固性塑料两种。
5、按照塑料的用途分为，塑料可分为通用塑料和工程塑料。
6、按照橡胶原料来源，可分为天然橡胶和合成橡胶。
7、纤维是指长度比直径大很多倍，且具有一定柔韧性的纤细物。
8、化学纤维是指随着石油工业、合成技术及化学技术的不断进步，出现的人造纤维及合成纤维的统称。
9、按用途和性能分，工业陶瓷又分为强调强度、耐热、耐蚀等性能的工程陶瓷，以及具有特殊电、磁、光、热等效应的功能陶瓷。
6.合成材料碳纤维 II-环氧树脂的密度为 ·cm-3，抗拉强度为 1472MPa，则其比强度为 1015MPa·(g/cm3)（数据保留整数）；若钢
的比强度是 129MPa·(g/cm3)，则碳纤维 II-环氧树脂的比强度是钢的 倍（数据保留小数点后 2 位数）。
1、合成材料碳纤维 II-环氧树脂的密度为 ·cm-3，弹性模量为 137GPa，则其比模量为 95GPa·(g/cm3)（数据保留整数）；若钢的
比模量是 26GPa·(g/cm3)，则碳纤维 II-环氧树脂的比模量是钢的 倍（数据保留小数点后 2 位数）。
2、合成材料硼纤维-环氧树脂的密度为 ·cm-3，抗拉强度为 1344MPa，则其比强度为 640MPa·(g/cm3)（数据保留整数）；若钢的
比强度是 129MPa·(g/cm3)，则碳纤维 II-环氧树脂的比强度是钢的 倍（数据保留小数点后 2 位数）。
4、合成材料硼纤维-环氧树脂的密度为 ·cm-3，弹性模量为 206GPa，则其比模量为 98GPa·(g/cm3)（数据保留整数）；若钢的比模
量是 26GPa·(g/cm3)，则碳纤维 II-环氧树脂的比模量是钢的 倍（数据保留小数点后 2 位数）。
1.塑料、合成橡胶、合成纤维产量最大，称为三大合成聚合物材料。（对）
3、与金属相比，塑料的强度、刚度低，比强度低的特性。（错）
4、常用的酚醛塑料(PF)(俗称“电木”)属于热塑性塑料。（错）
5、常用的有机玻璃(PMMA)属于热固性塑料。（错）
6、合成橡胶又分成通用合成橡胶和特种合成橡胶两类，通用合成橡胶则是指可以代替天然橡胶的合成橡胶。（对）
6、广义上的陶瓷除包括狭义上的陶瓷外，还包括玻璃、耐火材料、砖瓦、水泥、石膏等。（对）
1、在同一合金系中，以共晶成分或在共晶点附近成分的合金铸造性能最好。( 对 )
2、通常流动性好， 收缩性和偏析倾向小金属材料， 其铸造性能差。(错 )
3、通常合金钢的压力加工性能好于相同碳含量的非合金钢。(错 )
4、通常低碳钢的压力加工性能不如高碳钢。( 错 )
5、批量生产时应选用质优价廉的灰铸铁，但在单件生产时，选用钢板焊接反而更经济。 ( 对 )
6、从材料角度上考虑，防止零件弹性变形失效的方法就是采用弹性模量低的材料。( 对 )
7、从材料角度上考虑，防止零件弹性变形失效的方法就是采用屈服强度较高的材料。( 错 )
1.金属热处理只适用于固态下能发生组织转变的材料，无固态相变的材料则不能用热处理来进行强化。（对）
1、加热时，铁碳合金固态相变的实际临界线温度要比理论平衡转变线温度要高。（对）
2、冷却时，铁碳合金固态相变的实际临界线温度要比理论平衡转变线温度要高。（错）
3、加热速度越快，发生奥氏体 A 转变的温度越高。（对）
4、加热速度越快，完成奥氏体 A 转变的时间越长。（错）
6、在奥氏体 A 转变中，珠光体 P 越细的钢，其 A 形成速度变快。（对）
7.马氏体的硬度主要取决于组织，而塑性和韧性主要取决于组含碳量。（错）
8.片状马氏体具有比板条马氏体更高的硬度，但脆性较大，韧性很低，塑性几乎为零。（对）
9、板条马氏体具有较高硬度、强度和较好韧性与一定的塑性。（对）
10.除 Co、Al 以外，适量的其它合金元素溶入奥氏体后，都使过冷奥氏体稳定，即能使等温转变 C 曲线左移。（错）
11..完全退火主要用于亚共析钢，球化退火主要用于过共析钢及合金工具钢。（对）
12.目前还没有找到理想的淬火介质。（对）
1.布氏硬度比起洛氏硬度来说，后者的测量值要准确。( 错)
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2.在通常的液体金属过冷范围内，过冷度℃T 越大，液体金属的晶核形核率 N 和长大速度 G 都增大。(对)
3.金属材料的冷塑性变形，不仅改变了它的形状和尺寸，而且其内部组织结构和性能也随之发生一系列的变化。(对 )
4.强度、塑性和韧性都较好的材料应选珠光体组织稍多，含碳量为 %~%的中碳钢。(对)
5.上贝氏体组织形态呈黑色针状，强度较高,塑性和韧性也较好，即具有良好的综合力学性能。(错)
6.磷(P)对碳钢的影响是:形成的固溶体将使钢的塑性和韧性显著下降，低温时尤为严重(即所谓“热脆”),应严格限制在 %以下。
(错 )
7.常用的酚醛塑料(PF)(俗称 “电木”)属于热塑性塑料。( 错)
8.从材料角度上考虑,防止零件弹性变形失效的方法就是采用弹性模量高(低)的材料。(对)
1.所谓材料的机械性能就是指材料的力学性能。(对 )
2.当合金中出现化合物时，将使合金的强度、硬度降低，塑性、韧性提高。(错 )
3.冷加工变形会导致加工硬化，加大金属的变形抗力，因此若继续进行冷加工，则需要进行中间退火处理工序，重新软化后才能继续
进行加工，否则会造成工件开裂而成废品。( 对)
4.碳在奥氏体 A 中的溶解度远比在铁素体 F 中的溶解小。(错 )
5.所谓的氰化热处理就是指碳氮共渗与氮碳共渗两种情况。(对 )
6.纯铜加工产品有 T1、T2、T3 和 T4 四种牌号，牌号中数字越小，表示杂质的含量越高，其导电性越差。( 错)
7.比强度大实质是单位质量所提供的变形抗力大。( 错)
8.通常合金钢的压力加工性能不如相同碳含量的非合金钢。(对 )
1、晶粒越细，不仅提高了材料的塑性变形抗力(即强度、硬度)，而且使塑性、韧度也较好。对
2、金属材料的冷塑性变形，不仅改变了它的形状和尺寸，而且其内部组织结构和性能也随之发生一系列的变化。( 对)
3、冷塑性变形使金属材料产生残余内应力的原因是金属材料在外力作用下各部分发生不均匀的塑性变形而产生的。(对 )
4、在制定锻造加工工艺时，应使流线分布合理，流线尽量与拉应力方向垂直。( 错)
5、锻造曲轴的力学性能要比切削加工曲轴的力学性能好很多。( 对)
6、热加工变形会导致加工硬化，加大金属的变形抗力，因此若继续进行冷加工，则需要进行中间退火处理工序，重新软化后才能继
续进行加工，否则会造成工件开裂而成废品。(错)
7、冷加工将会同时发生加工硬化和再结晶软化两个过程，而热加工有加工硬化过程,没有再结晶软化的过程。( 错)
8、具有同素异晶的金属，才有可能发生再结晶(或重结晶)的情况。(对 )
1、碳在奥氏体 A 中的溶解度远比在铁素体 F 中的溶解大。(对 )
2、奥氏体 A 一般存在于常温下。( 错)
3、铁素体 F 一般存在于室温下。(对 )
4、铁碳合金的共析组织珠光体是由铁素体和奥氏体组成的机械混合物。(错 )
5、铁碳合金的共晶组织高温莱氏体是由渗碳体和奥氏体组成的机械混合物。(对 )
6、硬度高、耐磨性好的材料应选铁素体组织多含碳量>%的高碳钢。(错 )
7、强度、塑性和韧性都较好的材料应选珠光体组织稍多，含碳量为 %~%的中碳钢。(对)
8、塑性好、韧性高的材料应选渗碳体组织多，含碳量<%的低碳钢。(错 )
1、晶格的致密度越大，其原子排列紧密程度越大。(对 )
2、体心立方晶胞的致密度要比面心立方晶格和密排六方晶格的致密度都要大。(错 )
3、一种金属(如铁)从面心立方晶格(y-Fe)向体心立方晶格(a-Fe)转变时， 会伴随体积的收缩。(错)
4、加热铁金属，a-Fe(体心立方晶格)向 y-Fe(面心立方晶格)转变时，会伴随体积的收缩。(对)
5、单晶体具有各向异性的特征，即在晶体的各个晶向上具有不同的化学、光学和电学性能。(对)
6、晶界和亚晶界都能提高金属的强度及改善塑性和韧性，称为细晶强化。(对 )
7、金属经过冷塑性变形后，使金属材料中位错缺陷大量增加，金属的强度大幅度提高，这种方法称为形变强化。(对 )
8、间隙固溶体中溶质的原子直径要小于溶剂的原子直径(小于溶剂原子直径的 59%时)。(对)
9、当合金中出现化合物时，将使合金的强度硬度降低，塑性、韧性提高。(错 )
10、过冷度℃T 与冷却速度的关系:冷却速度越大，过冷度 OT 越小。(错 )
11、过冷度℃T 越大，液态金属结晶的倾向也越小。(错 )
12、在通常的液体金过冷范围内，过冷度 OT 越大，液体金属的晶核形核率 N 和长大速度 G 都增大。(对 )
1 简说冷、热加工对金属性能影响的过程主要差异。
冷、热加工对金属性能影响的过程主要差异是：热加工将会同时发生加工硬化和再结晶软化两个过程，而冷加工有加工硬化过程，
没有再结晶软化的过程。
2 简答材料比强度的概念，飞机零件为什么常选用比强度大的材料来制造？
材料的比强度是指材料强度与相对密度的比值。飞机零件选用比强度大的材料来制造，可以满足飞机相同材料强度的条件下，减轻
飞机的整体重量，以提高飞机的运载能力
3 简答什么是金属的同素异构转变。
金属在固态下随温度的改变，由一种晶格转变为另一种晶格的现象，称为同素异构转变(或称同素异晶转变)。
4 简要回答机械工程材料课程学习目的。
通过本课程的学习，使学生获得有关机械结构与零件常用工程材料的基本理论知识和性能特点；初步具备合理选择材料和使用材料；
正确选择加工方法及安排制订加工工艺路线的能力；为后继有关课程的学习奠定必要的材料学基础。
5 纯金属液体结晶时的实际结晶温度 Tn 为什么会小于理论的结晶温度 T0？
因为金属结晶时需要释放出结晶潜热，只有实际结晶温度小于理论的结晶温度 T0 时，结晶潜热才能向外界传递，即才有结晶的驱
动力，所以金属液体的结晶条件是：实际结晶温度小于理论的结晶温度 T0。而且，过冷度ΔT（=T0-Tn）越大，结晶的驱动力也越大，
液态金属结晶的倾向也越大。
1 简说含碳量对铁碳合金性能的影响。
当含碳量<％时，随着含碳量的增加，钢的强度和硬度不断上升，而塑性与韧性不断下降；当含碳量>％时(由于网状渗碳体的
存在)，钢的硬度继续上升，而塑性与韧性进一步下降，强度也明显下降。
2 什么是铁碳合金相图？
它是指在极其缓慢加热或冷却的(实验)条件下，不同成分的铁碳合金，在不同的温度下所处组织状态的一种图形。
3 简说铁碳合金基本组织珠光体的机械性能情况。
珠光体的机械性能介于铁素体和渗碳体之间，即：强度较高，硬度适中，并具有一定的塑性和韧性。
4 简说铁碳合金基本组织渗碳体的机械性能情况。
硬度值很高(约 800HBW，它是钢铁中一种强化相)，而塑性很差，伸长率 =0。
5 简说铁碳合金状态图内容和意义。
铁碳合金状态图是研究在平衡状态下不同成分的铁碳合金，在不同温度时所具有的状态、组织和性能变化关系的简明图，是研究钢
铁材料的重要理论基础，是制定钢的热加工及热处理工艺的重要依据。
1 简说加热时粗大的奥氏体 A 对热处理效果和钢性能有何影响？：
加热时，粗大的 A 晶粒在随后的冷却过程中会得到粗大晶粒的转变产物，从而使得钢的强度、塑性、韧性显著下降。
2 简说渗碳的目的。 渗碳的目的是使渗碳的工件表面层经淬火加低温回火后，能获得高的硬度、耐磨性和抗疲劳强度，而心部保持
原有的良好强度和韧性。
3 为什么通过热处理能提高或改善金属材料的性能？
因为金属材料的性能除与钢的化学成分有关外，还与金属的内部组织结构（基本组织结构的类型、形态、粗细等）有密切关系，而
普通热处理则可改变金属的内部组织结构，化学热处理可改变金属表层组织结构和化学成分，故通过热处理能提高或改善金属材料的
性能。
4 试问奥氏体 A 在连续冷却的中途不分解珠光体 P 类型组织，而直接转变为 M 组织的冷却条件是什么？
奥氏体 A 在连续冷却的中途不分解珠光体 P 类型组织，而直接转变为 M 组织的冷却条件是：连续冷却的速度 v℃vk(临界冷却速
度)，即冷却速度线与奥氏体 A 等温转变 C 曲线的“鼻头”相切或碰不到 C 曲线。
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5 简答含碳量对钢等温转变 C 曲线的影响：
对于亚共析钢来说，含碳量增加，会使等温转变 C 曲线位置相对右移；对于过共析钢来说，含碳量增加，则会等温转变 C 曲线位置
相对左移。即共析钢的过冷 A 的稳定性最大(或过冷 A 转变所需孕育期最长)。
1 简说纳米材料在力学方面的应用。
纳米材料在力学方面可以作为高温、高强、高韧性、耐磨、耐腐蚀的结构材料。
例如，金属陶瓷作为刀具材料已有 50 多年的历史，原金属陶瓷的混合烧结和晶粒粗大的原因使其力学强度一直难以有大的提高。
应用纳米技术制成超细或纳米晶粒材料时，其韧性、强度、硬度大幅提高，使其在难加工材料刀具等领域占据了主导地位。
使用纳米技术制成的陶瓷、纤维广泛地应用于航空航天、航海、石油钻探等恶劣环境中。
2 简述杂质硫 S、磷 P 对碳钢的性能有何影响？
（1）S 的影响：在晶界处会形成低熔点的 FeS，在钢件锻压时极易破裂而“热脆”，应严格限制在 %以下。
（2）P 的影响：形成的固溶体将使钢的塑性和韧性显著下降，低温时尤为严重(即所谓“冷脆”)，应严格限制在 %以下
3 简述橡胶的特性。
橡胶具有高弹性、耐蚀性和较高的强度与优异的积储能量的能力，具有耐磨、隔音、绝缘等性能；缺点是易老化。
4 对主要受弯曲、扭转的轴，应选择怎样的材料与热处理？
这类轴在整个截面上所受的应力分布不均匀，表面应力较大，心部应力较小，淬透性要求不很高，通常选用中碳钢，如 45 钢、
45Cr、40MnB 等，既经济，韧性又高。
5 解释钢牌号为 Q235 的字母、数字的含义。
字母“Q”是普通碳素钢的屈服强度符号，后面的数字“235”表示钢的屈服强度平均值为 235MPa（或 235N/mm2）。
1、材料的弹性可用弹性模量(E)指标来衡量。请解答弹性模量的概念和其大小的含意。
《答》:弹性模量指材料在外力作用下产生变形，当外力去掉后能恢复其原来形状(不产生永久变形)的性能，即为单位弹性变形时所需
的应力。E 越大，材料抵抗弹性变形的应力也越大; E 越小，则在越小的应力作用下就可以发生越大的弹性变形。
2、材料的塑性是反映材料什么性能的?材料的塑性大小是用什么指标衡量的?
《答》:塑性是反映材料材料在外力作用下，产生塑性变形而不断裂的性能。大小是通过材料的拉伸试验获知的伸长率或断面收缩率
指标衡量的。
3、简答材料比强度的概念， 飞机零件为什么常选用比强度大的材料来制造?
《答》:材料的比强度是指材料强度与相对密度的比值。飞机零件选用比强度大的材料来制造，可以满足飞机相同材料强度的条件下，
减轻飞机的整体重量，以提高飞机的运载能
力。
4、简答材料热膨胀性的概念与衡量指标。
《答》:材料的热膨胀性是反映材料加热后体积增大的性质。常用线膨胀系数 a(m/m'C 或 C-)或体线膨胀系数 B (m2/m3C 或 C-4)指标
来衡量材料热膨胀性的大小的。
5、从机械工程的角度来讲，材料的化学性能主要是指材料的什么能力?
《答》:从机械工程的角度来讲，材料的化学性能主要是指材料在常温或高温时，抵抗各种介质侵蚀的能力，如耐酸性、耐碱性、抗
氧化性等。
1、什么是材料的屈强比?工程上材料选用时，屈强比过大和过小对材料使用有何影响?
《答》:材料的屈强比是指材料的屈服强度与抗拉强度之比值。工程上选用材料时，除要求有较高的抗拉强度外，还希望有适当的屈
强比。屈强比过小，零件可靠性较高(使用中若超载不会立即断裂)，但材料强度的有效利用率降低;而屈强比过大，虽然材料强度的利
用率提高了，但零件可靠性会过低(使用中若超载易发生断裂)。.
2、材料的韧性是反映材料什么性能的?它是用什么指标衡量的?有哪些因素影响材料韧性的大小?并对这些因素对韧性的影响作定性的
讲述。
《答》:材料的韧性是反映材料抵抗冲击载荷作用而不被破坏的能力性能的。材料的韧性是用摆锤式冲击试验测定的冲击韧度 an 值来
衡量的。它不仅与材料的强度、塑性有关，还与材料试样的形状、表面粗糙度、内部组织及试验时的环境温度等很多因素有关。随着
材料强度的上升，塑性的下降，和材料表面粗糙度的增加，内部组织晶粒的粗大、缺陷存在以及环境温度的下降等，通常会使材料的
韧性降低。
3、材料的疲劳强度是用什么指标衡量的?简说影响金属疲劳强度的因素及提高工件疲劳强度的措施。
《答》:疲劳强度(或疲劳极限)是用材料在 N 次(如钢铁材料取 107 次;有色金属取 108 次)对称交变应力作用下不致引起断裂的最大应
力(用符号 表示)来衡量的。影响金属疲劳强度的因素很多，除与材料的性质有关外，还与零件的外形、受力状态、表面质量有关
等。所以，可通过合理设计零件结构，避免应力集中，降低表面粗糙度值以及进行表面强化(如提高零件的表面质量、喷丸处理、表
面热处理等)等来提高工件的疲劳强度。
1、简要回答机械工程材料课程学习目的。
《答》:通过本课程的学习，使学生获得有关机械结构与零件常用工程材料的基本理论知识和性能特点;初步具备合理选择材料和使用
材料;正确选择加工方法及安排制订加工工艺路线的能力:为后继有关课程的学习奠定必要的材料学基础。
2、简要回答机械工程材料课程主要阐述了哪些任务内容。
《答》:主要是阐述常用工程材料的成分组织结构;处理与材料性能以及材料应用之间的关系及其变化规律;改善和提高材料性能的各种
热处理方法;以吸工程中常用的非金属材料等方面的基础知识。
3、什么材料称之为纳米材料?
《答》:纳米材料是指纳米级结构材料，即在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围或由它们作为基本单元构成的材料。
1、阐述机械工程材料课程学习的基本要求。
《答》:机械工程材料课程学习的基本要求是:(1)基本理论方面:了解金属及合金的组织结构对金属材料性能的影响;了解再结晶的基本
原理;了解强化金属材料的基本途径;具有分析和应用 Fe-Fe3C 相图和奥氏体等温转变图(C 曲线)的初步能力，熟悉金属热处理原理的
基本概念。(2)热处理工艺方面:掌握热处理在机械零件加工工艺流程中的位置和作用。(3)金属材料方面:熟悉常用金属的牌号、成分、
组织、性能及用途。(4)非金属材料方面:熟悉常用工程塑料的种类、结构特点性能和应用;了解陶瓷、橡胶、复合材料等的特点及应用。
(5)工程技术方面:了解金属材料的力学性能和物理概念在工程技术上的意义。(6)选材方面:要求掌握机械零件的失效类型和选材的基本
原理与方法。
1、简答晶格、晶胞的概念。
《答》:为便于研究金属晶体内部原子排列的规律及几何形状，人为地将原子假想为一个几何结点，用直线连接起来，形成空间格子，
定义为晶格。从晶格中取一-个能够完全反映晶格特征的、最小的几何单元，来分析晶体中原子排列的规律，这个最小的几何单元称
为晶胞。
2、简答什么是晶格的致密度。
《答》:晶格的致密度是晶胞中包含的原子数所占有的体积与该晶胞体积之比。
3、简说纯金属结晶的基本规律。
《答》:纯金属的结晶总是在恒温下进行的，结晶时有结晶港热放出，结晶过程遵循形核和核长大规律，在有过冷度的条件下才能结
晶。
4、在现实生产技术的 OT 条件下，随着 NT 增大，晶核生成率和晶核长大速度都上升，,但为什么 OT 越大，金属晶粒越细呢?
《答》:这是因为在现实生产技术的 OT 条件下，通常晶核生成率 N 的上升速度>晶核的长大速度 G。
5、简答为什么细化晶粒是提高金属材料力学性能的-一个重要途径?
《答》:因为实验和理论都表明:金属结晶后的晶粒越细小，金属的强度越高，同时塑性和韧性也越好，所以细化晶粒是提高金属材料
力学性能的一个重要途径。
6、简答什么是金属的同素异构转变。
《答》:金属在固态下随温度的改变，由一种晶格转变为另一种晶格的现象，称为同素异构转变(或称同素异晶转变)。
7、简答金属同素异构转变(或重结晶)过程的基本规律。
《答》:金属同素异构转变过程同样遵循形核和核长大的基本规律。
1、纯金属液体结晶时的实际结晶温度 In 为什么会小于理论的结晶温度 To?
《答》:因为金属结晶时需要释放出结晶潜热，只有实际结晶温度小于理论的结晶温度 To 时，结晶潜热才能向外界传递，即才有结晶
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的驱动力，所以金属液体的结晶条件是:实际结晶温度小于理论的结晶温度 To。而且，过冷度 AT (=To-In)越大，结晶的驱动力也越大,
液态金属结晶的倾向也越大。
2、为什么变质处理是提高金属材料综合学性能的很好方法?
《答》:所谓变质处理是指有意向液体金属中加入某些与其结构相近的高熔点杂质(充当形核剂，并使晶体长大速度减小)，能使金属结
晶晶粒细化的处理方法。所以通过变质处理，可获得晶粒细小金属材料组织，而晶粒越细小，金属的强度越高，同时塑性和韧性也越
好。所以，变质处理是提高金属材料综合力学性能的很好方法。
1、简答金属单晶体塑性变形的实质。
《答》:金属单晶体塑性变形的实质是在剪切应力作用下位错连续运动，使金属沿一定的滑移面和滑移方向发生位移。
2、简答加工硬化的概念。
《答》:是指金属在塑性变形过程中，随着变形程度增加，强度、硬度上升，塑性、韧性下降的现象，也称形变强化或冷作硬化。
3、钢铁的冷、热塑性加工是如何区别的?
《答》:将钢铁材料加热到再结晶温度以上的一定温度进行压力加工称为热塑性加工,而低于再结晶温度的压力加工称为冷塑性加工。
4、简说冷、热加工对金属性能影响的过程差异。
《答》:冷、热加工对金属性能影响的过程差异是:热加工将会同时发生加工硬化和再结晶软化两个过程，而冷加工有加工硬化过程，
没有再结晶软化的过程。
1、金属单晶体的塑性变形为什么易于多晶体的塑性变形。
《答》:这是因为单晶体内部位错密度较小，变形滑移阻力较小;而多晶体由于各晶粒位向的不同和晶粒晶界处原子排列的紊乱、杂质
聚集的影响，阻碍了位错的运动，使滑移变
形难以进行，使得变形抗力增大。所以，单晶体的塑性变形易于多晶体的塑性变形。且金属晶粒越细(相同体积内晶粒越多)晶粒位向
和晶粒晶界对金属塑性变形的影响就越显著。
2、金属材料晶粒越细，为什么对材料的综合机械性能提高越大?
《答》:因为晶粒越细，晶界面积就越大，每个晶粒周围具有不同取向的晶粒数目也越多，使得变形分散在更多晶粒内进行，变形均
匀，减少了应力集中，不仅提高了材料的塑性变形抗力(即强度、硬度)，且使塑性、韧度也较好，即材料的综合机械性能提高越大。
3. 热塑性加工对金属组织和性能有何影响?
《答》主要有以下三方面的影响：（1）可改善铸态金属的组织、性能：使金属材料内的气孔闭合，致密度增加；金属材料的粗大枝
晶和柱状晶破碎，晶粒细化，偏析消除。（2）形成纤维组织(锻造流线)：使金属材料内的脆性杂质被打碎，沿金属主要伸长方向呈碎
粒状、链状分布；塑性杂质沿主要伸长方向呈带状。（3）形成带状组织，使得材料产生各向异性，特别是横向塑性和冲击韧性会明
显下降。
6、为什么在热加工过程中，保持工件的温度在一定范围内是十分重要的？
《答》：由于在热加工过程中，通常加工硬化与再结晶软化这两个因素不能完全抵消掉。当加热温度过低，变形程度大时，变形所引
起的强化因素占主导(随着加工过程的进行，金属的强度和硬度上升，塑性逐渐下降，金属内部的晶格畸变也得不到完全恢复，变形
阻力越来越大，甚至会使得金属破裂)；而加热温度过高，变形程度较小时，由于再结晶软化和晶粒长大占主导，就会使得金属的晶
粒越来越粗大，造成金属性能下降。因此，在热加工过程中，保持工件的温度在一定范围内是十分重要的。
1、简说铁碳合金基本组织珠光体的机械性能情况。
《答》:珠光体的机械性能介于铁素体和渗碳体之间，即:强度较高，硬度适中，并具有一定的塑性和韧性。
2、简说铁碳合金基本组织铁素体的机械性能情况。
《答》:铁素体的机械性能情况为:与纯铁相近，有良好的塑性、韧性，强度和硬度较低，在机械零件制造中很少直接使用。
3、简说铁碳合金组织奥氏体的机械性能情况。
《答》:奧氏体一般存在于高温下，强度较低，硬度不高，易于塑性变形，是绝大多数钢材在高温锻造或轧制时所要求的组织。
4、简说铁碳合基本组织渗碳体的机械性能情况。
《答》:硬度值很高(约 800HBW,它是钢铁中一种强化相)，而塑性很差,伸长率 4113=0。
5、什么是铁碳合金相图?
《答》:它是指在极其缓慢加热或冷却的(实验)条件下，不同成分的铁碳合金，在不同的温度下所处组织状态的一种图形。
6、简说铁碳合金状态图内容和意义。
《答》:它是研究在平衡状态下不同成分的铁碳合金，在不同温度时所具有的状态、组织和性能变化关系的简明图，是研究钢铁材料
的重要理论基础，是制定钢的热加工及热处理
工艺的重要依据。
7、简说含碳量对铁碳合金组织成分的影响。
《答》:随着含碳量的增大(0%C→%C),组织成分铁素体(F)越来越小(100%F :→0%F),而成分渗碳体(Fe;C)越来越大(0%Fe;C - -
100%Fe;C)。
8、简说含碳量对铁碳合金性能的影响。
《答》:当含碳量<%时， 随着含碳量的增加，钢的强度和硬度不断上升，而塑性与韧性不断下降;当含碳量>%时(由 于网状渗碳
体的存在)，钢的硬度继续上升，而塑性与
韧性进一步下降，强度也明显下降。
9、简说铁碳合金相图在热处理方面的应用。
《答》:进行热处理时与碳合金相图密切相关，它是确定钢的各种热处理(退火、正火、淬火等)加热温度、冷却速度等热处理工艺的依
据。
1、请阐述亚共析钢的结晶过程情况。
《答》:当液相亚共析钢温度降到液相线时，开始从液相 L 中结晶出 A，降到固相线时液相全部结晶为 A，温度继续降低到 A 析出 F
线时，开始从 A 中析出 F，且 F 和 A 碳含量随着温度下降而变化。当冷却到共析线时，剩余 A 为共析点成分(wc=%)，会发生
共析反应，转变为 P，共析线至室温组织不再发生变化。即:
2、请阐述共析钢的结晶过程情况。
《答》:当液相共析钢温度降到液相线时，开始从液相 L 中结晶出 A;降到固相线时液相全部结晶为 A;温度固相线至共析线之间时,A
没有组织变化;继续缓慢冷却到共析点(线)时，开始发生共析反应，A 转变为 P 至室温无组织变化。即:
3、请阐述过共析钢的结晶过程情况。
《答》:当液相过共析钢温度降到液相线时，开始从液相 L 中结晶出 A，降到固相线时液相全部结晶为 A，温度继续降低到 A 析出 Fe;C
线时，开始从 A 中析出 Fe;C，且 Fe;C 和 A 碳含量随着温度下降而变化。当冷却到共析线时，剩余 A 为共析点成分(wc=%)，会
发生共析反应，转变为 P，共析线至室温组织不再发生变化。即:
4、请阐述亚共晶白口生铁的结晶过程情况。
《答》:当液相亚共晶白口生铁温度降到液相线时，开始从液相 L 中结晶出 A，降到固相共晶线时，剩余液相全部共晶为 Ld (亚共晶
白口生铁的组织为 A+Ld);温度继续降低至共析线之间时，从 A 中不断析出二次渗碳体(Fe;Cn);温度达到共析线后，A 发生共析反应，
转变为 P，共析线至室温组织不再发生变化。即:
5、请举例阐述铁碳合金相图在选择材料方面的应用。
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《答》: (1)塑性好、韧性高的材料应选铁素体组织多，含碳量<%的低碳钢。如建筑结构、各种容器和型材等用钢。(2)强度、塑性
和韧性都较好的材料应选珠光体组织稍多，含碳量为 %~%的中碳钢。如齿轮、轴等机器零件用钢。珠光体(3)硬度高、耐磨
性好的材料应选珠光体组织多含碳量>%的高碳钢。如各种模具、刃具、量具等用钢。
6、请阐述铁碳合金相图在铸造方面的应用。
《答》: (1)根据相图选择合适的浇铸温度:铸钢比液态线高约 40~80C，铸铁比液态线高约 50~ 100C. .(2) 由相图可知:共晶成分的铁碳合
金凝固温度区最小，且液相线温度最低。由于浇铸流动性好，分散缩孔少，铸造性能良好，在生产中得到了广泛的应用。(3) 由相图
可知:共晶成分附近的铁碳合金比钢有低得多的凝固温度和浇铸温度。
7、请阐述铁碳合金相图在锻造方面的应用。
《答》: (1)由相图可知:钢处于 A 状态时，强度较低，塑性较好，可锻性好。(2) 可根据铁碳合金相图选择合适的锻造加热温度，即锻
造加热温度控制在单相奥氏体区内固相线“AE”以以吓 200^C 至奥氏体析出铁素体(或渗碳体)线“GSE”上 800C 之间。(3)实践表明，始
锻温度通常在 1150~ 1250C 间(不宜太高，以晚钢材氧化严重);终锻温度通常在 750~850C 间(不能过低，以免钢材塑性变差产生裂纹)。
1.材料的塑性是反映材料什么性能的?材料的塑性大小是用什么指标衡量的?
《答》:塑性是反映材料材料在外力作用下，产生塑性变形而不断裂的性能。大小是通过材料的拉伸试验获知的伸长率或断面收缩率
指标衡量的。
2.简说含碳量对铁碳合金性能的影响。
《答》:当含碳量<%时，随着含碳量的增加，钢的强度和硬度不断上升，而塑性与韧性不断.下降;当含碳量>%时(由于网状渗碳
体的存在)，钢的硬度继续上升，而塑性与韧性进一步下降，强度也明显下降。
3.试问奥氏体 A 在连续冷却的中途不分解珠光体 P 类型组织，而直接转变为 M 组织的冷却条件是什么?
《答》:奥氏体 A 在连续冷却的中途不分解珠光体 P 类型组织，而直接转变为 M 组织的冷却条件是:连续冷却的速度 v℃vc(临界冷却
速度)，即冷却速度线与奥氏体 A 等温转变 C 曲线的鼻头”相切或碰不到 C 曲线。
4.解答钢牌号为 45 钢属于哪一类碳素钢?数字 45 的含义是什么?
《答》: 45 钢属于优质碳素结构钢(简称优质钢)-类的钢(3 分)，数字“45”表示钢的平均含碳.量为 %。
1.试阐述轴的失效形式与主要性能要求
《答》: (1)防 止轴的过量变形和冲击断裂:应具有良好的综合力学性能，即强度与塑性、韧性有良好的配合; (2)防止轴的疲劳断裂:具有
高的疲劳强度; (3)防止轴颈的过量磨损:应有较高的硬度和良好的耐磨性;(4)特殊条件下的特殊要求:在高温下工作的轴，求有高的高温
强度和高的抗蠕变变形能力;在腐蚀性介质中工作的轴，则要求有良好的耐蚀性。
2.阐述纳米材料的宏观量子隧道效应及其(1~2 个)应用举例。
《答》:宏观量子隧道效应是基本的量子现象之一，即当微观粒子总能量小于势垒高度时，该粒子仍能穿越这一势垒。所谓隧道效应
是指微观粒子具有贯穿势垒的能力;所谓宏观的量子隧道效应是指微颗粒的一些宏观物理量(如磁化强度、磁通量等)也显示出隧道效应
的现象。隧道效应应用举例:是未来电子器件的基础，它确立了现存微电子器件进一步微型化的极限。当电子器件进一步细微化时，
必须要考虑上述的量子效应(2 分)。例如，在制造半导体集成电路时，当电路的尺寸接近电子波长时，电子就通过隧道效应而溢出器
件，使器件无法正常工作，经典电路的极限尺寸大概在
1.简答为什么细化晶粒是提高金属材料力学性能的一个重要途径? .
《答》:因为实验和理论都表明:金属结晶后的晶粒越细小，金属的强度越高，同时塑性和韧性也越好，所以细化晶粒是提高金属材料
力学性能的一个重要途径。
2.钢铁的冷、热塑性加工是如何区别的?
《答》:将钢铁材料加热到再结晶温度以上的一定温度进行压力加工称为热塑性加工，而低于再结晶温度的压力加工称为冷塑性加工。
3.简说化学热处理的概念。
《答》:它是将工件放在某种化学活性介质中加热、保温，使介质中某些元素渗入工件的表层，以改变表面层化学成分和组织，获得
某些特殊性能的热处理工艺。
4.简述热塑性塑料有何特性。
《答》:热塑性塑料加热时变软，冷却后变硬，再加热又可变软，可反复成型，基本性能不变,其制品使用的温度低于 120C。热塑性塑
料成型工艺简单，可直接经挤塑、注射、压延、压制、吹塑成型，生产效率高。
1.某机床主轴受力情况与要求如下:在工作中承受交变弯曲应力与扭转应力，但承受的冲击载
荷并不大，转速也不高且平稳。大端轴颈处，因在使用中常会因轴颈磨损导致精度丧失，造成失效;大端轴向锥孔与外圆锥面处，工
作时易拉毛，这些部位应具有一定的耐磨性。试写出机床主轴用 45 钢制造的主要工艺路线安排，并对所安排的热处理写出其安排的
原因。
《答》:其主要工艺路线安排如下:下料-→锻造-正火-→粗加工- >调质- >精车→(对轴颈、内锥孔、外锥面进行)表面淬火、低温回火- +
磨削其中热处理正火的目的是得到合适的硬度，便于机械加工，同时改善锻造组织，为最终热处理做好准备;热处理调质是为了使主
轴得到良好的综合力学性能和疲劳强度;表面淬火、低温回火是为了提高轴颈、内锥孔、外锥面的硬度，增加耐磨性，延长轴的使用
寿命。
2.试阐述合金元素对钢热处理的基本影响。
《答》:(1)对奥氏体化的影响:除 Mn 外，合金元素形成的合金碳化物使 P 向 A 转变温度升高，时间变长;形成的合金碳化物和氧化物、
氮化物能阻碍 A 长大，能获得较细的晶粒组织而使韧性提高。(2)对淬透性的影响:除 Co 外，所有能溶入 A 的合金元素，都能提高 A
的稳定性，使 A 分解减慢，“C”曲线右移，从而降低淬火的临界冷却速度，提高了钢的淬透性，使淬火变形和开裂倾向极小。(3)对回
火稳定性的影响:能形成合金碳化物的合金元素，能大大延缓 M 的分解及碳化物聚集长大的速度，因而不同程度地提高了淬火钢的回
火稳定性(即淬火 M 组织经回火不易改变的能力),使得回火温度.上升，时间变长。在相同回火条件下，回火后，合金钢比碳钢内应力
小，强度、硬度高。
1.简答金属热处理的概念
《答》：金属热处理是一种将金属在固态下通过不同的加热、保温、冷却来改变金属内部组织结构获得预期性能的工艺。
2、简答热处理重要意义。
《答》：通过适当的热处理，不仅可以提高金属的使用性能，改善金属的工艺性能，而且能够充分发挥金属的性能潜力，提高产品的
质量和效益。
3.简说如何估计钢的过冷奥氏体 A 连续冷却的转变组织？
《答》：钢的过冷奥氏体 A 连续冷却转变的组织，是通过连续冷却曲线绘制在钢的等温转变 C 曲线图上，依据它与 C 曲线所交的位
置来估计的。
4. 简答除 Co、Al 以外，其它合金元素对钢等温转变 C 曲线的影响。
《答》：除 Co、Al 以外，适量的其它合金元素溶入奥氏体后，都使过冷奥氏体稳定，即能使等温转变 C 曲线右移。但过量的合金
元素，会形成太多稳定的碳化物，这些碳化物若在 A 化时未能全部溶解，则会降低过冷 A 的稳定性，使 C 曲线左移。
8、简答退火热处理的目的。
《答》：退火热处理的目的是：降低硬度、改善钢的切削加工性能；消除内应力，防止工件变形及裂纹；细化晶粒、均匀组织，提高
钢的机械性能，或为后续的热处理作准备。9、简答正火热处理的目的。
《答》：与退火的目的相似，降低硬度、改善钢的切削加工性能；消除内应力，防止工件变形及裂纹；细化晶粒、均匀组织，提高钢
的机械性能，或为后续的热处理作准备。但正火态钢的力学性能较高，而且正火生产效率高，成本低。因此在工业生产中应尽量用正
火代替退火。
9、简答淬火热处理的目的。
《答》：淬火热处理的目的是：获得均匀细小的 M 组织、提高工件的耐磨性，保证使用寿命。
10、简答回火热处理的目的
《答》：回火热处理的目的是：降低淬火钢的脆性，减少或消除内应力，使组织趋于稳定并获得所需要的性能。
11、简答亚共析钢正火与退火的工艺区别和热处理后有组织结构与性能的差异。
《答》：工艺区别主要在于冷却速度不同，正火冷却速度较快。热处理后有组织结构与性能的差异为：正火获得的 P 组织较细，强
度和硬度也较高，韧性也较高。
12、怎样的介质才是理想的淬火介质？
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《答》：理想的淬火介质应具有在等温转变 C 曲线鼻尖温度(650～500°C)附近的冷却速度能快冷（冷却速度能℃临界冷却速度 vk），
而在其它温度，特别是在 300°C 以下 M 转变温度时慢冷(以减少 M 转变时产生的应力、变形与开裂的倾向)。此外介质还具有流动性
能稳定，不污染环境，易清洗，不腐蚀工件，安全可靠，价格低廉的优点。
13. 简说淬火介质水的性能。
《答》：淬火介质水的性能是：价格低廉、使用安全、无燃烧、无腐蚀等优点，是目前常用的淬火冷却介质。但水在 300~200°C 冷
却速度仍太快，常会引起淬火钢的开裂。
15、简说单液淬火的特点。
《答》：单液淬火的特点是：方法操作简单，易实现机械化与自动化热处理，但它只用于形状简单的非合金钢和合金钢零件的淬火。
16、简说双液淬火的特点。
《答》：双液淬火的特点是：利用了两种介质的优点，获得了较为理想的冷却条件，在保证工件获得马氏体组织的同时，减小了淬火
应力，能有效防止工件的变形或开裂。
17、简说分级淬火的特点。
《答》：分级淬火的特点是：显著降低了淬火应力，因而更为有效地减小或防止了淬火工件的变形和开裂。但因受熔盐冷却能力的限
制，它只适用于处理尺寸较小的工件。
18、简说等温淬火的特点。
《答》：等温淬火的特点是：工件强度高、韧性好，同时因淬火应力很小，工件淬火变形极小，多用于处理形状复杂、尺寸较小的零
件。
19、相对于普通热处理来说，表面热处理工件的性能有何特点？
《答》：表面热处理工件的性能特点是：能使工件表面具有高强度、高硬度和高耐磨性而心部具有足够的强度、塑性和韧性。
20、与普通加热淬火比，感应表面淬火的主要特点是什么？
《答》：主要特点是：（1）感应淬火加热速度快、时间短；（2）淬火质量好，淬火后晶粒细小，表面硬度比普通淬火高，淬硬层深
度易于控制；（3）劳动条件好，生产率高，适于大批量生产。（4）但感应加热设备较昂贵，对于形状复杂的工件，感应圈不易制造，
不适合于单件生产。
21、与感应加热表面淬火比，火焰表面淬火的主要特点是什么？
《答》：火焰表面淬火的主要特点是：设备简单、成本低，淬硬层一般为 2~6mm，但加热温度及淬硬层深度不易控制。一般用于小
批量生产的大型零件局部表面淬火。
22、简说化学热处理的概念。
《答》：它是将工件放在某种化学活性介质中加热、保温，使介质中某些元素渗入工件的表层，以改变表面层化学成分和组织，获得
某些特殊性能的热处理工艺。
23、简说渗碳的目的。
《答》：渗碳的目的是使渗碳的工件表面层经淬火加低温回火后，能获得高的硬度、耐磨性和抗疲劳强度，而心部保持原有的良好强
度和韧性。
24、简说氰化的特点（与渗碳、氮化相比）。
《答》：氰化的温度比渗碳低，而速度比渗碳、氮化快得多，生产率较高。但因需使用有毒的氰化盐，劳动条件要求高。
25.解说共析钢加热中，珠光体 P 向奥氏体 A 转变的过程。
《答》：P 向 A 转变有四个阶段：（1）A 的形核阶段：在 F 与 Fe3C 的交界处形成 A 的晶核； （2）A 的逐渐长大阶段；（3）残
余 Fe3C 溶解阶段：F 转变为 A 后，残余 Fe3C 不断溶入 A 中；（4）A 成分均化阶段：保温中残余 Fe3C 全部溶解，C 扩散均匀
3、亚共析钢加热中的奥氏体形成过程与共析钢有何差异？
《答》：共析钢的平衡组织中只珠光体 P，当共析钢若加热至共析点温度时，P 就转变为 A，得到单相奥氏体组织。而对于亚共析钢，
由于平衡组织中除了珠光体 P 外，还有先析出的铁素体 F，所以，亚共析钢若加热至共析线 Ac1 温度时，只能使 P 转变为 A，得到
A+F 组织，称为不完全奥氏体化。只有继续加热至 Ac3 温度以上，才能得到单相奥氏体组织，即完全奥氏体化。
4、过共析钢加热中的奥氏体 A 形成过程与共析钢有何差异？
《答》：共析钢的平衡组织中只珠光体 P，当共析钢若加热至共析点温度时，P 就转变为 A，得到单相奥氏体组织。而对于过共析钢，
由于其平衡组织中除了珠光体 P 外，还有先析出的渗碳体 Fe3C。所以，过共析钢若加热至共析线 Ac1 温度时，只能使 P 转变为 A，
得到 A+Fe3C 组织，称为不完全奥氏体化。只有继续加热至 Accm 温度以上，才能得到单相奥氏体组织，即完全奥氏体化。
5、控制奥氏体 A 晶粒长大，可采用怎样的措施？
《答》：控制奥氏体 A 晶粒长大，主要从制订合理的热处理工艺和适量加入能阻碍 A 晶粒长大的合金元素二方面来采取措施。(1)制
订合理的热处理工艺：合理选择加热温度、保温时间和加热速度等。通常将钢加热到临界点以上某一适当温度，保温时间的确定除应
考虑相变需要外，还要考虑使工件内外温度一致。加热温度相同时，加热速度越快，保温时间越短，晶粒越细。因此生产中常采用快
速加热、短时保温的方法来细化晶粒。(2)加入一定量的合金元素(除 Mn、P 外)：如铬、钼、钨、钒、钛等合金元素会阻碍 A 晶粒长
大，从而达到细化晶粒的目的。
6、正火与退火的目的相似，它们相比，正火有何特点，正火主要应用于哪些方面？
《答》：正火与退火的目的相似，它们相比，正火态钢具有力学性能较高，生产效率高，成本低的特点。正火主要应用于以下三方面：
（1）作为普通结构零件的最终热处理；（2）作为低、中碳结构钢的预备热处理，可获得合适的硬度，便于切削；（3）用于过共析
钢消除网状 Fe3CII，为球化退火做好组织准备。
7、正火与退火的目的相似，在工业生产中通常如何选择正火与退火？
《答》：正火与退火的目的相似，但正火态钢的力学性能较高，而且正火生产效率高，成本低，因此在工业生产中应尽量用正火代替
退火。通常：（1）为改善钢的可加工性，低碳钢宜用正火；（2）共析钢和过共析钢宜用球化退火，且过共析钢宜在球化退火前采用
正火消除网状 Fe3CII；（3）中碳钢最好采用退火，但也可采用正火。
8、淬火加热时间(升温+保温时间)为什么要适当长短？以多长加热时间为好？加热时间的长短应考虑哪些因素？
《答》：（1）加热时间太短，可能会造成奥氏体转变不够和奥氏体未能均匀化，达不到淬火的组织结构要求；加热时间太长不仅奥
氏体会粗大，严重影响淬火后的机械性能，也会影响淬火的生产率。 （2）加热时间的长短以“达到加热温度和获得奥氏体均匀化”的
时间为好。（3）加热时间的长短应考虑的因素有：有钢种、加热介质、加热速度、装炉方式、装炉量以及工件的形状、尺寸等。
9、为什么钢淬火后要进行回火？
《答》：（1）由于淬火钢硬度高，脆性大，存在着淬火内应力，且淬火后的组织 M 和残留 A 都处于非平衡状态，是一种不稳定的
组织，在一定条件下，经过一定的时间后，组织会向平衡组织转变，导致工件的尺寸形状改变，性能发生变化。为克服淬火组织的这
些弱点必需采取回火处理。（2）钢淬火后回火，不仅能降低了淬火钢的脆性，减少或消除内应力，使组织趋于稳定，而且能通过回
火温度的控制，可调节或获得所需要的相应机械性能。
10、相对于普通热处理来说，表面热处理工件的性能有何特点？其表面热处理哪些条件下工作的机械零件（请举例）？
《答》：表面热处理工件的性能特点是：能使工件表面具有高强度、高硬度和高耐磨性而心部具有足够的强度、塑性和韧性。表面热
处理表面热处理在冲击载荷、交变载荷及摩擦条件下工作的机械零件，如主轴、齿轮、曲轴等。
11、与渗碳相比，氮化(或叫渗氮)有何特点？
《答》：与渗碳相比，氮化有何如下特点：（1）渗氮件的表面硬度更高，可达到 68HRC～72HRC，渗氮后不经热处理也具有高硬度、
高耐磨性；（2）渗氮的温度较低，所以渗氮件变形很小；（3）氮化层是由致密的、耐腐蚀的氮化物组成，具有较高的耐腐蚀性，疲
劳强度较高；（4）氮化层薄而脆，不宜受集中高负荷的作用；氮化的时间很长。
12、试阐述化学热处理的三个基本过程。
《答》：化学热处理是将工件放在某种化学活性介质中加热、保温，使介质中某些元素渗入工件的表层，以改变表面层化学成分和组
织，获得某些特殊性能的热处理工艺。化学热处理要经过三个基本过程：（1）分解化学介质：在一定的温度下发生分解，产生能够
渗入工件表面的活性原子；（2）吸收活性原子：就是活性原子进入工件表面溶于铁形成固溶体或形成化合物；（3）扩散活性原子：
渗入的活性原子由表面向中心扩散，形成一定厚度的扩散层。
13 牌号为 BMn3-12 的锰白铜中，其铜成分含量 wCu=85%，锰成分含量 wMn=12%。
14.简说杂质硫(S)对碳钢的影响和含量要求。
《答》：硫(S)对碳钢的影响是：在晶界处会形成低熔点的 FeS，在钢件锻压时极易破裂而“热脆”，应严格限制在 %以下。
2、简说杂质磷(P)对碳钢的影响。
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《答》：磷(P)对碳钢的影响是：形成的固溶体将使钢的塑性和韧性显著下降，低温时尤为严重(即所谓“冷脆”)，应严格限制在 %
以下。
10、简说锰(Mn)元素对碳钢的影响及其含量要求。
《答》：锰(Mn)元素对碳钢的影响是：其形成的固溶也能提高钢的硬度和强度，且能消除 S 的有害作用；但过量(＞%)会使冲击
韧性大大下降，应严格限制在 %以下。
11、解释钢牌号为 Q235 的字母、数字的含义。
《答》：字母“Q”是普通碳素钢的屈服强度符号，后面的数字“235”表示钢的屈服强度平均值为 235MPa（或 235N/mm2）。
12、解答钢牌号为 45 钢属于哪一类碳素钢？数字 45 的含义是什么？
《答》：45 钢属于优质碳素结构钢(简称优质钢)一类的钢，数字“45”表示钢的平均含碳量为 %。
13、解答钢牌号为 T8A 钢属于哪一类碳素钢？其字母、数字的含义是什么？
《答》：T8A 钢属于碳素工具钢一类的钢，字母“T”代表碳素工具钢，“A”代表碳素工具钢是含 S、P 较少的高级优质碳素工具钢，数
字“8”表示钢的平均含碳量为 %。
14、解答钢牌号为 60Mn 钢属于哪一类碳素钢？其数字、字母的含义是什么？
《答》：65Mn 钢属于优质碳素结构钢(简称优质钢)一类的钢，数字“65”表示钢的平均含碳量为 %，后面的字母“Mn”表示钢的含
锰量较高（%～%）。
15、解答牌号为 20CrMnTi 合金钢中数字、字母的含义。
《答》：数字“20”表示合金钢的平均含碳量为 %，字母 Cr、Mn、Ti 分别表示合金元素中铬、锰、钛的含量分别<%。
16、解答牌号为 1Cr18Ni9 合金钢中数字、字母的含义。
《答》：数字“1”表示（不锈）合金钢中平均含碳量为 %，字母及数字“Cr18”表示合金元素中铬的平均含量为 18%，“Ni9”表示合金
元素中镍的平均含量为 9%。
17、解答牌号为 W18Cr4V 合金钢中数字、字母的含义。
《答》：本合金钢的含碳量≤1%，字母及数字“W18”表示合金元素中钨的平均含量为 18%，字母及数字“Cr4”表示合金元素中铬的平均
含量为 4%，字母“V”表示合金元素中钒的平均含量<%。
18、解答牌号为 40Cr10Si2Mo 合金钢中数字、字母的含义。
《答》：数字“40”表示合金钢的平均含碳量为 %，字母及数字“Cr10”表示合金元素中铬的平均含量为 10%，“Si2”表示合金元素中
硅的平均含量为 2%，字母“Mo”表示合金元素中钼的平均含量<%。
19、简说纯铝的性能与应用。
《答》：纯铝在固态时具有面心立方晶格，熔点低(为 660°C)，密度小(约为 ×103kg/m3)，具有良好的导电性、导热性及耐蚀性，塑
性好但强度、硬度较低。纯铝主要用于制造导线、电缆、化工容器及餐具等。
20、试简说铸造纯铝的牌号是如何规定的。
《答》：铸造纯铝牌号是由字母“Z”和铝的化学元素符号“Al”及表明铝百分含量的数字组成，例如 ，其中字母“ZAl”表示“铸
铝”，数字“”表示铝的纯度为 %。
21、简说铝合金的状态图反映铝合金什么情况的图？有何用途？
《答》：铝合金的状态图反映了在不同温度下的铝合金组织情况的图，是铝合金基本分类和能否热处理的分析图。
22、简说纯铜(俗称紫铜)的性能与应用
《答》：铜具有面心立方晶格，密度为 1083°C。铜具有良好的导电性和导热性(仅次于金和银)，塑性和抗蚀性也
很好，但强度和硬度较低，主要用于电力、电气、仪表、化工设备等。
23、试解读铜合金牌号为 HSn62-1 的含义。
《答》：牌号中打头字母“H”代表黄铜的意思，其后字母与数字表示铜合金中含铜量 wCu=62％、含锡量 wSn=1％，其余为 Zn 的特
殊黄铜。
24、试解读铜合金牌号为 B30 的含义。
《答》：牌号中打头字母“B”代表白铜的意思，其后数字“30”表示镍含量 wNi=30％、 其余含铜 wCu=70％的普白黄铜。18、试解读铜
合金牌号为 的含义。《答》： 表示主加元素为 Al，且含 wFe 为 3％、含 wMn 为 ％，余量为 Cu 的铝青
铜。
18 杂质硫 S、磷 P、硅 Si 对碳钢的性能有何影响？
《答》：（1）S 的影响：在晶界处会形成低熔点的 FeS，在钢件锻压时极易破裂而“热脆”，应严格限制在 %以下。（2）P 的影
响：形成的固溶体将使钢的塑性和韧性显著下降，低温时尤为严重(即所谓“冷脆”)，应严格限制在 %以下。（3）Si 的影响：其
形成的固溶体能提高钢的硬度和强度，但过量时形成的 SiO2 将引起钢塑性、韧性的较大的下降。
25、试阐述合金元素对钢机械性能的影响。
《答》：(1)对形成合金铁素体的影响：使铁素体的强度、硬度提高，而塑性和韧性有所下降。(2)对形成合金碳化物的影响：能形成
合金碳化物的合金元素有 Nb、V、W、Mo、Cr、Mn、Ti 等，它们都使合金具有更高的熔点和硬度，并能阻碍晶粒的长大，提高钢
的韧性。
26、试阐述合金元素对钢热处理的基本影响。
《答》：(1)对奥氏体化的影响：除 Mn 外，合金元素形成的合金碳化物使 P 向 A 转变温度升高，时间变长；形成的合金碳化物和氧
化物、氮化物能阻碍 A 长大，能获得较细的晶粒组织而使韧性提高。(2)对淬透性的影响：除 Co 外，所有能溶入 A 的合金元素，都
能提高 A 的稳定性，使 A 分解减慢，“C”曲线右移，从而降低淬火的临界冷却速度，提高了钢的淬透性，使淬火变形和开裂倾向极
小。(3)对回火稳定性的影响：能形成合金碳化物的合金元素，能大大延缓 M 的分解及碳化物聚集长大的速度，因而不同程度地提高
了淬火钢的回火稳定性(即淬火 M 组织经回火不易改变的能力)，使得回火温度上升，时间变长。在相同回火条件下，回火后，合金
钢比碳钢内应力小，强度、硬度高。
27、铸铁的石墨化就是使铸铁中的碳原子析出并形成石墨的过程，并阐述铸铁石墨化的目的与影响因素。
《答》：（1）铸铁石墨化的目的：使铸铁中的 Fe3C 分解，过多的碳能以游离状态的(球状、团絮状或蠕虫状)石墨形式存在，形成“钢
基(F、F+P、P+S 或 T+S)+石墨”的铸铁，以减小 Fe3C、石墨对铸铁性能的影响。（2）影响铸铁石墨化因素有：1）化学成分的影响。
如 C、Si、Al、Cu、Co 等是促进石墨化的元素，Cr、W、Mo、V、Mn、Mg 等则为阻碍石墨化的元素。2）冷却速度的影响。若冷
却速度较大，因碳原子来不及扩散而使石墨化难以充分进行，易得到白口组织；冷却速度越慢，越有利于石墨化。而铸造时的冷却速
度又与浇注温度、造型材料、铸造方法和铸件壁厚有直接关联。
7.简答复合材料的概念，并能举二例（或以上的）常见的复合材料。《答》：是指由两种或两种以上性质不同的固体材料经过某种工
艺方法合成的多相材料。如，玻璃钢、硼纤维-环氧树脂、双金属复合板等常用的复合材料。
7、简答树脂基(也称聚合物基)复合材料的概念《答》：树脂基复合材料是指以聚合物(高分子材料)为基体相，以纤维(如玻璃纤维、碳
纤维、硼纤维、碳化硅纤维等)、晶须(短纤维状的单晶体物)等为增强相的复合材料。3、简答金属基复合材料的概念。
8、简答纳米材料的概念《答》：广义上讲，纳米材料是指纳米级结构材料，即在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1～100nm)
或由它们作为基本单元构成(在整个材料颗粒总量中，基本纳米级晶
9、粒的总数量>50％以上)的材料。
10、简说纳米材料在力学方面的应用。《答》：纳米材料在力学方面可以作为高温、高强、高韧性、耐磨、耐腐蚀的结构材料。例如，
金属陶瓷作为刀具材料已有 50 多年的历史，原金属陶瓷的混合烧结和晶粒粗大的原因使其力学强度一直难以有大的提高。应用纳米
技术制成超细或纳米晶粒材料时，其韧性、强度、硬度大幅提高，使其在难加工材料刀具等领域占据了主导地位。使用纳米技术制成
的陶瓷、纤维广泛地应用于航空航天、航海、石油钻探等恶劣环境中。
11、简说纳米材料在磁学方面的应用。《答》：纳米磁性材料具有十分特别的磁学性质(如具有单磁畴结构和矫顽力很高的特性)。例
如，用纳米磁性材料制成的磁记录材料，不仅音质、图像和信噪比较好，而且记录密度比γ-Fe2O3 磁性材料高几十倍。此外，超顺磁
的强磁性纳米颗粒还可以制成磁性液体，广泛应用于电声器件、阻尼器件、旋转密封、润滑、选矿、医疗器械、光显示等领域。
12、简说纳米材料在热学方面的应用。《答》：纳米材料的比热和热膨胀系数都大于同类粗晶材料和非晶体材料，因此在储热材料、
纳米复合材料的机械耦合性能应用方面有极其广泛的应用前景。例如 Cr-Cr2O3 颗粒膜对太阳光有强烈的吸收作用，从而有效地将太
阳光能转换为热能；纳米金属材料显著的特点是熔点低，如纳米银粉的熔点低至 100°C。这一优点使纳米金属在低温下烧结成合金制
品成为现实，而且可望将一般不可互熔的金属冶炼成合金，制造诸如质量轻、韧性好的“超级”钢等特种合金。
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13、简说纳米材料在电学方面的应用。《答》：纳米材料在电学方面主要可以作为导电材料、超导材料、电介质材料、电容器材料、
压电材料等。利用纳米粒子的隧道量子效应和库仑堵塞效应制成的纳米电子器件具有超高速、超容量、超微型、低能耗的特点，有可
能在不久的将来全面取代目前的常规半导体器件。纳米导电浆料(导电胶、导磁胶等)可广泛应用于微电子工业中的布线、封装、连接
等，对微电子器件的小型化起着重要用。纳米金属粉末对电磁波有特殊的吸收作用，可作为军用高性能毫米波隐形材料、可见光-红
外线隐形材料和结构式隐形材料。
14、9、简说纳米材料在光学方面的应用。《答》：纳米微粒由于小尺寸效应，使它具有常规材料不具备的光学特性，如光学非线性、
光吸收、光反射、光传输过程中小的能量损耗等都与纳米微粒尺寸有很强的依赖关系。由于量子尺寸效应，纳米半导体微粒的吸收光
谱一般存在蓝移现象，其光吸收率很大，可应用于红外线感测器材料。用 SiO2 纳米微粒制成的光纤对波长>600nm 光的传输损耗
<10dB/km(指 1mW 的光全部耦合入 1km 的光纤，输出端剩余功率为 )。
1 、简答机械零件合理选材的主要意义。
《答》：机械零件选材问题处理得是否合理，不仅对零件的质量和工作寿命起着至关重 要的作用，而且还将影响零件的生产成本和
产品的经济效益。因此，机械零件合理选材是从 事机械设计与制造的每一位工程技术人员都应具备的基本能力。
2 、简答什么是合理选材的使用性原则。
《答》：合理选材的使用性原则就是指机械零件必须满足力学、物理、化学等性能要求。 这是保证零件完成所设计的功能的必要条
件，因而成为选材时考虑的最主要因素。
3 、简答金属材料的焊接性能是怎样来评价的？
《答》：金属材料的焊接性能通常用材料在焊接加工时焊接接头产生裂纹、气孔等缺陷 的倾向以及焊接接头对使用要求的适应性来
评价。
4 、简答金属材料的切削加工性能是怎样来评价的？
《答》：可加工性能一般是用切削抗力大小、加工零件的表面粗糙度、加工时切屑排除 难易程度和刀具磨损的快慢程度来评价。
5 、简答金属材料的热处理工艺性能是怎样来评价的？
《答》：金属材料的热处理工艺性能是常用淬透性、淬硬性、变形开裂倾向、过热倾向、 氧化脱碳倾向、回火脆性倾向和耐回火性
等进行评价。
6 、通常轴有怎样的共同受力特点？
《答》：轴的共同特点是：1)要传递一定的转矩，可能还承受一定的交变弯矩或拉压载荷；2)需要用轴承支持，在滑动轴承轴颈处应
有较高的耐磨性；3)大多要承受一定的冲击载荷。
7 、为什么轴材料几乎都是选用金属材料，而有机高分子材料和陶瓷材料不合适。
《答》： 因为金属材料不具有很好、很宽的综合机械性能，并且还可通过热处理手段调 节轴所要求的机械性能范围。而用有机高分
子材料，其弹性模量小，不合适；用陶瓷材料， 其太脆，韧性差，也不合适。
8 、以刚度和耐磨性为主，只受轻载的轴，应选择怎样的材料与热处理？
《答》： ℃用碳钢或球墨铸铁来制造，并对轴颈有较高耐磨性要求的，则可选用中碳钢 并进行表面淬火，将硬度提高到 52HRC 以
上；℃若要求高精度、高尺寸稳定性及高耐磨性的轴，如镗床主轴，则常选用 38CrMoAlA 钢，并进行调质及渗氮处理。
9 、对主要受弯曲、扭转的轴，应选择怎样的材料与热处理？
《答》：这类轴在整个截面上所受的应力分布不均匀，表面应力较大，心部应力较小， 淬透性要求不很高，通常选用中碳钢，如 45
钢、45Cr 、40MnB 等，既经济，韧性又高。
10 、对同时承受弯曲(或扭转)及拉压载荷的轴，应选择怎样的材料与热处理？
《答》：这类轴在整个截面上应力分布均匀，心部受力也较大，应选用淬透性较高的钢 种，如 50CrVA 、60Si2Mn 、20CrMoAlA
等。
11、通常齿轮有怎样的共同受力特点？
《答》：齿轮的共同特点是：1)由于传递转矩，而使轮齿根部承受较大的弯曲应力；2)齿面在工作过程中相互滚动和滑动，表面受到
强烈的摩擦和磨损；3)由于变速、起动或啮合不良，使轮齿会受到冲击载荷作用。
12 、对齿轮常主要有怎样的机械性能要求？
《答》：主要机械性能要求是：1)高的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度；2)齿面有高的硬度和耐磨性；3)轮齿心部要有足够的强度和韧
性。
1 、阐述零件选材的基本步骤。
《答》：零件选材的基本步骤大致如下：( 1)正确分析零件的工作条件和失效形式，提出零件最关键的性能指标要求，初步确定 候选
材料的类型范围。(2)通过分析计算或加实验的方法分析应力的分布及大小，确定零件应具有的主要力学 性能指标，在特定条件下还
要考虑物理、化学性能判据。(3)在以上工作的基础上，进行材料的预选择。此时不局限于选择一种材料，可提出多 种用材方案，以
便比较。对预选的材料，在经过工艺性和经济性分析之后，进行综合评价。 综合评价应采用定量与定性相结合的方法。由此可确定
零件所用材料的牌号，并同时决定零 件的热处理方法或其他强化处理方法。(4)对于重要的零件应进行产品试制，初步检验所选材料
和热处理方法是否满足所设计 的性能判据要求，以及零件加工过程有无困难。试验结果基本满意后再进行正式投产。
2 、从可持续发展原则的角度，阐述在选择材料时应注意的问题。
《答》：在选择材料时，可持续发展应注意：( 1)尽量选用节约资源、降低能耗的材料。例如，在保证上述性能的条件下选择非调质
钢代替调质钢，既节省了能源，又减少了环境污染。(2)开发与选用环境相容性的新材料。如采用二次精炼、控制轧制与控制冷却等新
技术 而制得的新型工程构件用钢，其综合力学性能有较大幅度提高，节约又降耗。(3)尽可能选用可环境降解材料。如应优先选用可
环境降解的新型塑料制品，不用或少 用不易分解且难于被自然界所吸收聚合物材料可以减少环境污染。
3 、请阐述如何进行以抗磨损性能为主的零件选材。
《答》：(1)对于“受力小，冲击或振动不大，但摩擦较剧烈，塑性与韧性要求不高 ”的 零件(如顶尖、冷冲模、切削刀具、量具等) ，
主要要求是高硬度和高的耐磨性，一般选用：经淬火及低温回火后的高碳钢或高碳合金钢(其组织为高硬度的回火 M 和碳化物)；或
通过适当的表面处理，进一步提高这类零件的表面硬度和耐磨性；有时也可选用硬质合金或 陶瓷材料等；对于不重要的零件，可采
用耐磨铸铁，如白口铸铁、冷硬铸铁等。(2)对同时受磨损与交变应力或冲击载荷作用的零件，其主要失效形式除磨损外，还可 能是
过量变形或断裂，要求零件面硬心韧。例如：机床齿轮、凸轮轴等零件，通常选用中碳钢或中碳合金钢，经正火或调质后再进行表面
淬火或渗氮；汽车变速齿轮、花键轴套等零件(受较高的冲击载荷，心部的塑性、韧性要求 高) ，可选用低碳钢或低碳合金钢，经渗
碳淬火及低温回火处理；挖掘机铲齿、铁路道岔、 坦克履带等零件(受高应力或剧烈冲击载荷，要求有很高的韧性) ，则可用高锰钢
进行水韧处 理(指高锰钢经 1000℃左右水淬处理，成为单一的 A 或 A 加少量碳化物)来满足性能要求； 耐磨的同时还要求有良好的
减摩性(指具有低而稳定的摩擦因数)的摩擦副零件(如滑动轴承、 轴套、蜗轮和齿轮等) ，常使用轴承合金、青铜、灰铸铁和聚四氟乙
烯工程塑料等材料。
4 、请阐述如何进行抗疲劳性能为主的零件选材。
《答》：抗疲劳的零件大多用金属材料制造。对于钢来说，有利于提高疲劳抗力的组织 是回火 M(尤其是低碳 M) 、回火 T 、回火
S 和 B 。一般选用：低碳钢或低碳合金钢经淬火及低温回火；中碳钢或中碳合金钢经调质或淬火及中温回火； 超高强度钢经等温淬
火及低温回火，来获得较高的抗疲劳性能。对产生于零件表层的疲劳裂纹，进行表面强化处理是提高疲劳抗力的有效方法，如表面
淬火、渗碳、渗氮、喷丸和滚压等。
5 、请阐述如何进行综合力学性能为主的零件选材。
《答》：工作时，承受循环载荷与冲击载荷的零件，其主要失效形式是过量变形和疲劳 断裂，它们要求零件要有较高的强度和疲劳
极限，同时还要有良好的塑性和韧性，以增强零 件抵抗过载和断裂的能力。通常：（1）一般零件：可选用调质或正火的中碳钢；淬
火并低温回火状态的低碳钢；正火或 等温淬火状态的球墨铸铁等材料。（2）重要的零件：可选用合金调质钢；或经控制锻造的合金
非调质钢、超高强度钢等。（3）受力较小并要求有较高的比强度或比刚度的零件：选用变形铝合金、镁合金或工 程塑料、复合材料
等。
6 、试阐述轴的失效形式与主要性能要求
《答》：(1)防止轴的过量变形和冲击断裂：应具有良好的综合力学性能，即强度与塑性、 韧性有良好的配合；(2)防止轴的疲劳断裂：
具有高的疲劳强度；(3)防止轴颈的过量磨损：应有较高的硬度和良好的耐磨性；(4)特殊条件下的特殊要求：在高温下工作的轴，要
求有高的高温强度和高的抗蠕变变形能力；在腐蚀性介质中工作的轴，则要求有良好的耐蚀性。
7 、某机床主轴受力情况与要求如下：在工作中承受交变弯曲应力与扭转应力，但承受 的冲击载荷并不大，转速也不高且平稳。大
端轴颈处，因在使用中常会因轴颈磨损导致精度 丧失，造成失效；大端轴向锥孔与外圆锥面处，工作时易拉毛，这些部位应具有一
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定的耐磨 性。试写出机床主轴用 45 钢制造的主要工艺路线安排，并对所安排的热处理写出其安排的 原因。
《答》：其主要工艺路线安排如下：下料→锻造→ 正火→粗加工→调质→精车→（对轴 颈、 内锥孔、外锥面进行）表面淬火、低
温回火→磨削其中热处理正火的目的是得到合适的硬度，便于机械加工，同时改善锻造组织，为最终 热处理做好准备；热处理调质
是为了使主轴得到良好的综合力学性能和疲劳强度；表面淬火、低温回火是为了提高轴颈、内锥孔、外锥面的硬度，增加耐磨性，延
长轴的 使用寿命。
8 、某机床齿轮受力情况与要求如下：运动平稳，转速中等，负荷不大，无强烈冲击， 强度和韧性要求均不太高的机床齿轮，一般
用中碳钢(例如 45 钢)制造，采用高频感应淬火 进行表面强化处理，增加齿面耐磨性。试写出机床齿轮用 45 钢制造的主要工艺路线
安排， 并对所安排的热处理写出其安排的原因。
《答》：其主要工艺路线安排如下：下料→锻造→ 正火→切削→渗碳→淬火→低温回火 → 喷丸→磨削工艺中：正火的目的是使组
织均匀，消除锻造应力，调整硬度，便于切削；调质是可以使齿轮具有良好的综合力学性能，提高齿轮心部的强度和韧度，使齿轮能
承 受较大的弯曲应力和冲击；高频感应淬火的目的是赋予齿轮表面以高硬度、高耐磨性，并使齿轮表面有压应力，从 而增强了抗疲
劳的能力；低温回火是为了消除淬火应力，防止产生研磨裂纹和提高抗冲击能力。
