《机械基础》机械工程材料（2）（举一反三考点练）讲义

举一反三考点练 《机械基础》机械工程材料（2）-讲义 知识点四 钢的热处理 一、退火 将钢材缓慢升温到适当温度，保持一定时间，随后缓慢冷却的热处理工艺称为退火。退火是通过控制加热和冷却过程来改变钢材内部组织结构的一种热处理方法。其主要目的是降低硬度、提高塑性和韧性，便于后续加工；消除内应力，防止变形和开裂。 二、正火 正火是将钢材缓慢升温到适当的正火温度，保温适当的时间后，在静止的空气中冷却的热处理工艺。正火的主要目的是细化晶粒，改善组织和切削加工性能，提高力学性能。 三、淬火 淬火是指将钢件加热到规定的淬火温度，保持一定时间，然后以适当速度冷却到室温的热处理工艺。通过快速冷却，使工件表层迅速硬化，形成高硬度和耐磨性的组织结构。通常淬火用油、空气或其他冷却介质。 四、回火 回火是指将淬硬后的钢件再加热到某一温度，保持一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺。淬火钢件回火的主要目的是稳定组织和形状尺寸；消除淬火应力；调整硬度，提高塑性，以改善工件的力学性能。 五、表面热处理 表面热处理是指仅对工件表面进行热处理以改变其组织和性能的工艺。通常分为表面淬火和化学热处理两类。表面淬火是通过快速加热使工件表层迅速达到淬火温度，然后快速冷却。化学热处理是将金属或合金工件置于含有适当的活性介质中加热、保温，使一种或几种元素渗入它的表层，以改变其化学成分、组织和性能。 （单项选择题）下列关于退火的说法正确的是（ ） A. 退火可以提高钢材的硬度 B. 退火可以消除钢中的残余应力，防止变形和开裂 C. 退火只能用于灰铸铁和球墨铸铁 D. 退火不能改善钢材的组织结构 【答案】B 【解析】退火的主要目的是降低硬度，提高塑性和韧性，便于切削加工和冷变形加工；消除内应力，细化晶粒，改善组织，为后续工序作组织准备，消除钢中的残余应力，防止变形和开裂。 1.（单项选择题）下列关于淬火的说法正确的是（ ） A. 淬火可以降低钢材的硬度 B. 淬火通常使用水作为冷却介质 C. 淬火可以提高工件的硬度和耐磨性 D. 淬火不能改变钢材的力学性能 【答案】C 【解析】淬火主要是为了提高强度、硬度和耐磨性，经淬火后，使工件获得高硬度和耐磨性，通常淬火用油、空气或其他冷却介质。 2. （单项选择题）根据钢的成分、原始组织和不同目的，退火可分为多种类型，下列不属于退火类型的是（ ） A. 均匀化退火 B. 完全退火 C. 球化退火 D. 快速退火 【答案】D 【解析】教材原文中提到的退火类型包括均匀化退火（扩散退火）、完全退火、球化退火、等温退火、去应力退火和再结晶退火等，并没有快速退火这一类型。 3. （单项选择题）下列关于表面热处理的说法正确的是（ ） A. 表面热处理只能改变工件内部的组织 B. 表面淬火可以使工件表层得到淬火组织而心部组织不变 C. 化学热处理不能改变工件表层的化学成分 D. 表面热处理只能用于低碳钢 【答案】B 【解析】表面淬火是指仅对表层进行淬火的工艺。其方法是通过快速加热使工件表层迅速达到淬火温度，而心部还未达到临界淬火温度时立即快速冷却，使其表层得到淬火组织而心部组织不变，以满足“表硬心韧”的性能要求。 1. （单项选择题）正火与退火相比，下列说法正确的是（ ） A. 正火的生产效率低 B. 正火的成本高 C. 正火的组织与退火有本质区别 D. 正火的生产效率高，成本低 【答案】D 【解析】教材原文指出，正火与退火从所得到的组织上没有本质区别，目的均为细化晶粒，改善组织和切削加工性能，但正火的生产效率高，成本低。因此，选项D说法正确。 2. （单项选择题）目前生产中常用的表面淬火方法有火焰淬火和________。（ ） A. 感应加热淬火 B. 空气淬火 C. 油淬火 D. 水淬火 【答案】A 【解析】教材原文中提到，目前生产中常用的表面淬火方法有火焰淬火和感应加热淬火。 3. （单项选择题）下列关于淬火的说法错误的是（ ） A. 淬火主要是为了提高强度、硬度和耐磨性 B. 经淬火后，使工件获得高硬度和耐磨性 C. 淬火通常用油、空气或其他冷却介质 D. 淬火的主要目的是为了降低硬度 【答案】D 【解析】根据教材原文，淬火主要是为了提高强度、硬度和耐磨性，经淬火后，使工件获得高硬度和耐磨性，通常淬火用油、空气或其他冷却介质。而降低硬度并不是淬火的主要目的。 · 钢的热处理包含退火、正火、淬火、回火、表面热处理等。 知识点五 铸铁 一、铸铁 铸铁是一种以铁为主要成分，含有一定比例的碳和硅等元素的合金材料。它具有良好的铸造性、耐磨性、减振性和切削加工性，广泛应用于工业生产中。铸铁是通过将铁与碳、硅等元素熔炼而成的合金材料。根据其内部石墨形态的不同，铸铁可以分为灰铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、白口铸铁和可锻铸铁。 二、灰铸铁 灰铸铁是一种断口呈灰色的铸铁，是工业常用铸铁中价格最低和应用最广泛的一种铸铁。 灰铸铁的牌号以“HT+数字组合”表示，其中“HT”是“灰”和“铁”的汉语拼音字首，表示灰铸铁，数字表示最低抗拉强度。例如，HT150表示灰铸铁的最低抗拉强度为150MPa。 三、可锻铸铁 可锻铸铁是一种具有较高强度和韧性的铸铁，常用于制造形状复杂而减振及强度要求较高的薄壁小型铸件。 可锻铸铁的牌号由三个字母和阿拉伯数字组成。KTH表示黑心可锻铸铁，KTZ表示珠光体可锻铸铁；第一组数字表示最低抗拉强度，第二组数字表示最低断后伸长率。例如KTZ450-06表示珠光体可锻铸铁，最低抗拉强度为450MPa，最低断后伸长率为6%。 四、球墨铸铁 球墨铸铁是一种具有优良性能的铸铁，广泛用于制造性能要求较高的铸件，有时可代替非合金钢或低合金钢来制造某些负荷较大、受力较复杂的零件。 球墨铸铁的牌号由QT和阿拉伯数字组成。QT表示球墨铸铁，第一组数字表示最低抗拉强度，第二组数字表示最低断后伸长率。例如，QT450-10表示球墨铸铁，最低的抗拉强度为450MPa，最低的断后伸长率为10%。 1.（单项选择题）下列关于蠕墨铸铁的说法正确的是（ ） A. 抗拉强度低于灰铸铁 B. 导热性优于球墨铸铁 C. 减震性优于球墨铸铁 D. 切削加工性差于灰铸铁 【答案】C 【解析】教材原文提到蠕墨铸铁的减震性、导热性、耐磨性、切削加工性和铸造性能近似于灰铸铁，而抗拉强度和抗疲劳强度相当于铁素体球墨铸铁，因此减震性优于球墨铸铁。 1. （单项选择题）灰铸铁牌号HT200中的200表示该材料的最低抗拉强度为（ ） A. 200kg B. 200MPa C. 200N D. 200Pa 【答案】B 【解析】根据教材原文，灰铸铁牌号中的数字表示最低抗拉强度，单位为MPa。因此HT200表示该材料的最低抗拉强度为200MPa。 2. （单项选择题）可锻铸铁主要用于制造（ ） A. 形状简单的大尺寸零件 B. 形状复杂的薄壁小型铸件 C. 高温环境下的零件 D. 高速旋转的零件 【答案】B 【解析】根据教材原文，可锻铸铁常用来制造一些形状复杂而减振及强度要求较高的薄壁小型铸件，如管接头、汽车和拖拉机后桥外壳、低压阀门等。 3. （单项选择题）蠕墨铸铁的抗拉强度和抗疲劳强度相当于（ ） A. 灰铸铁 B. 球墨铸铁 C. 铁素体球墨铸铁 D. 可锻铸铁 【答案】C 【解析】根据教材原文，蠕墨铸铁的抗拉强度和抗疲劳强度相当于铁素体球墨铸铁。 1. （单项选择题）在汽车和拖拉机中，铸铁零件约占其总重量的比例为（ ） A. 10%~30% B. 30%~50% C. 50%~70% D. 70%~90% 【答案】C 【解析】根据教材原文，在汽车和拖拉机中，铸铁零件约占其重量的50%~70%。 2. （单项选择题）灰铸铁常用的热处理方法不包括以下哪一项（ ） A. 正火 B. 表面淬火 C. 消除应力退火 D. 降低硬度退火 【答案】A 【解析】 教材原文提到灰铸铁常用的热处理方法有消除应力退火、消除铸件白口、降低硬度退火、表面淬火等，未提及正火。 3. （单项选择题）QT450-10表示球墨铸铁的最低抗拉强度为（ ） A. 350MPa B. 400MPa C. 450MPa D. 500MPa 【答案】C 【解析】 根据教材原文，QT450-10表示球墨铸铁，最低的抗拉强度为450MPa，最低的断后伸长率为10%。 · 铸铁是一种以铁为主要成分，含有一定比例的碳和硅等元素的合金材料。它具有良好的铸造性、耐磨性、减振性和切削加工性，广泛应用于工业生产中。 · 根据其内部石墨形态的不同，铸铁可以分为灰铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、白口铸铁和可锻铸铁。 知识点六 非铁金属 一、非铁金属 非铁金属是指除铁和铁基材料以外的其他金属，也称有色金属材料。非铁金属种类繁多，主要包括铜及铜合金、铝及铝合金、镁及镁合金、钛及钛合金、滑动轴承合金等。 具有导电性和导热性良好、密度低，熔点低、力学性能和工艺性能优良的特点 二、铜及铜合金 铜及铜合金是以铜为基础，加入适量合金元素而成的金属材料。包括纯铜和各种铜合金，如黄铜、青铜和白铜等。 纯铜：颜色为紫红色，熔点为1082°C，密度为8.98g/cm3，导电性和导热性仅次于金和银，具有良好的抗磁性和耐蚀性。 铜合金：黄铜：以锌为主加元素的铜合金，色黄。青铜：铜和锌以外的铜合金，色青。白铜：以镍为主加元素的铜合金，色白。 三、铝及铝合金 铝及铝合金是以铝为基础，加入适量合金元素组成的金属材料。包括纯铝和各种铝合金，如防锈铝、硬铝、超硬铝等。 纯铝：颜色为银白色，熔点660°C，密度2.72g/cm3，导电性和导热性好，耐蚀性好，塑性好但强度低。 铝合金：变形铝合金：如防锈铝、硬铝、超硬铝等，通过变形和热处理进一步强化。铸造铝合金：如铝-硅系、铝-铜系、铝-镁系、铝-锌系等，具有良好的铸造性能。 （单项选择题）下列关于纯铜的说法正确的是（ ） A. 纯铜的熔点低于铝 B. 纯铜的密度大于铁 C. 纯铜的导电性优于金和银 D. 纯铜具有良好的抗磁性和耐蚀性 【答案】D 【解析】根据教材原文，纯铜的熔点为 1082℃，密度为 8.98g/cm³，且具有良好的抗磁性和耐蚀性。选项A错误，因为铝的熔点为660℃；选项B错误，因为铁的密度为7.87g/cm³；选项C错误，因为纯铜的导电性次于金和银。 1.（单项选择题）下列关于铝合金的说法中，哪一项是不正确的（ ） A. 铝合金的强度比纯铝高得多 B. 铝合金可以通过变形和热处理进一步强化 C. 铝合金分为变形铝合金和铸造铝合金两大类 D. 铸造铝合金可以进行压力加工 【答案】D 【解析】根据教材原文，铸造铝合金与变形铝合金相比，合金元素的含量较高，具有良好的铸造性能，但塑性较低，不能进行压力加工。因此选项D错误。 2. （单项选择题）关于纯铝的性质，下列说法正确的是（ ） A. 纯铝的熔点为 1082℃ B. 纯铝的密度为 8.98g/cm³ C. 纯铝的导电性优于铜 D. 纯铝的密度仅为铁的 1/3 【答案】D 【解析】根据教材原文，纯铝的熔点为 660℃，密度为 2.72g/cm³，仅为铁的 1/3。选项A和B分别是纯铜的熔点和密度；选项C错误，因为铜的导电性优于铝。 3. （单项选择题）下列关于非铁金属的描述正确的是（ ） A. 导电性和导热性较差 B. 密度较大 C. 熔点较高 D. 具有良好的力学性能和工艺性能 【答案】D 【解析】非铁金属具有良好的导电性和导热性、较低的密度和熔点、良好的力学性能和工艺性能。 1. （单项选择题）青铜是指铜和锌以外的铜合金，下列不属于青铜的是（ ） A. 锡青铜 B. 铝青铜 C. 铅青铜 D. 黄铜 【答案】D 【解析】黄铜是以锌为主加元素的铜合金，不属于青铜。 2. （单项选择题）变形铝合金的牌号用四位数字符号表示，前两位数字表示（ ） A. 合金的组别 B. 合金的改型或顺序号 C. 合金的成分 D. 合金的加工方法 【答案】B 【解析】变形铝合金的牌号前两位数字表示原始合金的组别。 3. （单项选择题）铸造铝合金代号由字母ZL及三位数字组成，其中ZL后面的第一个数字表示（ ） A. 合金的组别 B. 合金的改型或顺序号 C. 合金系列 D. 合金的成分 【答案】C 【解析】ZL后面的第一个数字表示合金系列。 · 非铁金属是指除铁和铁基材料以外的其他金属，也称有色金属材料。 · 非铁金属种类繁多，主要包括铜及铜合金、铝及铝合金、镁及镁合金、钛及钛合金、滑动轴承合金等。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$