第四章 机械工程材料《机械基础》（高教版·第3版）天津市（职教高考）机械类 单元过关卷

天津市（职教高考）机械类 《机械基础》（高教版·第3版） 第四章 机械工程材料 单元过关卷 考试时间：90分钟 满分：100分 班级：__________ 姓名：__________ 学号：__________ 成绩：__________ 一、单项选择题（每小题 3 分，共 60 分） 1．在机械工程材料的选用中，选材的一般原则是？（ ） A．选择价格最低的材料 B．选择密度最小的材料 C．根据零件的用途和工作条件选择合适的材料 D．选择加工难度最低的材料 【答案】C 【详解】在选材时，应根据零件的用途、工作条件、所需性能等因素选择合适的材料，以确保零件具有良好的性能和可靠性。 2．金属材料的韧性是指什么（ ） A．材料的塑性变形能力 B．材料的脆性 C．材料的抗拉强度 D．材料的硬度 【答案】A 【详解】韧性是指材料在受到冲击或拉伸时能够发生塑性变形而不断裂的能力。 3．金属材料的工艺性能主要包括铸造性能、锻造性能、焊接性、切削加工性能和（ ） A．耐磨性 B．韧性 C．塑性 D．热处理工艺性 【答案】D 【详解】金属材料的工艺性能主要包括铸造性能、锻造性能、焊接性、切削加工性能和热处理工艺性 4．通过拉伸试验可以测得金属材料力学性能中的（ ） A．强度 B．硬度 C．韧性 D．疲劳强度 【答案】A 【详解】通过拉伸试验能测定金属材料的弹性模量、泊松比、屈服强度、规定塑性延伸强度、抗拉强度、断后伸长率、断面收缩率、应变硬化指数和塑性应变比等。选A 5．在一定的应力作用下，金属材料的刚度越大，则其变形量（ ） A．越大 B．越小 C．不变 D．不一定 【答案】B 6．材料抵抗局部变形、压痕及划痕的能力称为（ ） A．强度 B．韧性 C．硬度 D．塑性 【答案】C 7．钢是以铁为主要元素的铁碳合金，一般含碳量小于（ ） A．0.77% B．2.11% C．4.3% D．6.69% 【答案】B 【详解】钢含碳量小于2.11%，大于此为铸铁。含碳量影响钢性能，含碳量越高硬度越高，塑性韧性越低。 8．下列哪种铸铁的韧性最好（ ） A．球墨铸铁 B．灰铸铁 C．可锻铸铁 D．蠕墨铸铁 【答案】A 9．HT200是灰铸铁的牌号，牌号中数字200表示其______不低于200 N／mm2（ ） A．屈服强度 B．抗拉强度 C．疲劳强度 D．伸长率 【答案】B 10．下列牌号的材料：①HT200；②ZGMn13；③Q235AF；④60Si2Mn，含碳量由小到大排序正确的（ ） A．①②③④ B．①②④③ C．②④③① D．③④②① 【答案】D 11．______中的碳几乎全部以渗碳体的形式存在（ ） A．灰铸铁 B．可锻铸铁 C．球墨铸铁 D．白口铸铁 【答案】D 12．铁素体为______晶格（ ） A．面心立方晶格 B．密排六方晶格 C．复杂晶格 D．体心立方晶格 【答案】A 13．Fe—FC相图中的共晶转变是在1148℃的恒温下进行的，反应过程中三相共存，直到转变结束，这三相是（ ） A．L，A，´ B．L，A，F C．P，A，F D．L，A，FC 【答案】D 14．在铁碳合金相图中，表示共析线的是（ ） A．ACD线 B．AECF线 C．ECF线 D．PSK线 【答案】D 15．对于过共析钢，适宜的淬火加热温度是（ ）。（ ） A．以上 B．线以上 C．以上 D．以上 【答案】A 【分析】过共析钢的淬火加热温度不能低于，因为此时钢材尚未奥氏体化。若加热到略高于温度时，珠光体不完全转变成奥氏体，并又少量的渗碳体溶入奥氏体。此时奥氏体晶粒细小，且其碳的质量分数已稍高于共析成分。如果继续升高温度，则二次渗碳体不断溶入奥氏体，致使奥氏体晶粒不断长大，其碳浓度不断升高，会导致淬火变形倾向增大、淬火组织显微裂纹增多及脆性增大。同时由于奥氏体含碳量过高，使淬火后残余奥氏体数量增多，降低工件的硬度和耐磨性。因此过共析钢的淬火加热温度高于太多是不合适的，加热到完全奥氏体化的或以上温度就更不合适。 【详解】对于过共析钢，适宜的淬火加热温度是以上30-50℃。故选A。 16．将钢件加热至或以上温度，保温后在静止空气中自然冷却的工艺称为（ ） A．正火 B．回火 C．退火 D．淬火 【答案】A 17．为了消除过共析钢中的网状渗碳体，改善钢的力学性能，并为球化退火作准备，常用_______热处理（ ） A．正火 B．退火 C．淬火 D．调质 【答案】A 18．亚共析钢的淬火温度应选择在（ ） A．Ac1线+30～50℃ B．Ac3线+30～50℃ C．Accm 线以上30～50℃ D．ECF线+30～50℃ 【答案】B 19．如图所示是含碳量对钢力学性能的影响，下列有关叙述中，错误的是（ ） A．利用拉伸试验得到的数据可以确定材料的屈服强度、抗拉强度和断后伸长率、断面收缩率等力学性能指标 B．在金属材料性能指标中，随着碳含量的增加，钢的塑性、韧性降低，硬度提高。当碳含量小于0.9%时，随着碳含量的增加，碳钢的强度提高，但当钢的碳含量大于或等于0.9%时，碳钢的强度有所降低 C．在Q195钢、45钢、T8A钢和T13钢这四种钢中，塑性、韧性最差的是Q195钢，硬度最大的是T8A钢，强度最大的是T13钢 D．因为钢的含碳量超过1.4%后，钢的强度、硬度较低，塑性、韧性较差，表现出很大的硬脆性并且加工困难，失去生产和使用价值，所以工业上使用的钢的含碳量一般不超过1.4% 【答案】C 【详解】四种材料中，Q195塑性、韧性最好，硬度最大的是T13钢，强度最大的是T8钢。 20．下图为简化的Fe-FC相图，其中碳质量分数4.3%的点C是（ ） A．共析点 B．共晶点 C．包晶点 D．液相点 【答案】B 【详解】点C为共晶点，碳质量分数4.3%，温度1148℃，发生共晶反应生成莱氏体（Ld）。 二、判断题（每小题 2 分，共 20 分。请在括号内正确的打 “A”，错误的打 “B”） 21．涂油、涂漆以及表面处理可提高耐锈蚀能力。（ ） 【答案】A 22．材料的工艺性能好，其使用性能一定也好。（ ） 【答案】B 【详解】工艺性能和使用性能是不同概念，工艺性能好便于加工成型，使用性能是满足实际工作要求的性能，二者没有必然联系，如一些材料加工容易但强度等使用性能一般 。 23．纯金属的熔点和凝固点是同一个温度。（ ） 【答案】A 【详解】固态纯金属都是晶体，晶体有固定的熔点，熔点和凝固点是一个温度。 24．渗碳体是铁与碳的化合物。（ ） 【答案】A 【详解】渗碳体是金属化合物。 25．碳在中的溶解度比在中的溶解度小。（ ） 【答案】B 26．弹簧类零件使用的热处理是淬火加中温回火。（ ） 【答案】A 【详解】中温回火的目的是使淬火钢件具有高的弹性极限、屈服强度和适当的韧性，主要用于弹性零件（如弹簧、发条）和热作模具等。 27．表面淬火的目的是提高钢的表面硬度和耐磨性。（ ） 【答案】A 【详解】钢进行表面淬火的主要目的是为了提高钢的表面硬度和耐磨性。表面淬火是一种热处理工艺，通过快速加热和冷却，使钢件表面形成硬化的马氏体组织，从而提高其硬度和耐磨性。这一过程通常应用于中碳钢和高碳钢，以增强其表面性能，同时保持心部材料的韧性和塑性。本题正确 28．淬火工件内部有较大的内应力，为防止变形、开裂，淬火后应及时回火。（ ） 【答案】A 29．正火比退火的冷却速度快。（ ） 【答案】A 30．钢的淬透性是指钢淬火时能够达到的最高硬度。（ ） 【答案】B 【详解】淬透性是钢经淬火后获得淬硬层深度的能力，淬透性越好，淬硬层越厚，淬透性主要取决于钢的化学成分和淬火冷却方式。 三、简答题（每小题 4 分，共 12 分） 31．简述选择机械工程材料的基本原则。 【答案】使用性能原则：根据零件的工作条件（如载荷类型、大小、温度、环境介质等）和性能要求（如强度、硬度、耐磨性、耐腐蚀性等），选择能满足这些要求的材料。例如，承受冲击载荷的零件需选择韧性好的材料；在腐蚀环境下工作的零件要选择耐腐蚀材料 。- 工艺性能原则：考虑材料的加工难易程度和加工成本。材料应具有良好的铸造、锻造、焊接、切削加工、热处理等工艺性能，以保证零件的加工质量和生产效率。如焊接性能差的材料，在制造焊接结构件时会增加难度和成本 。- 经济性原则：在满足使用性能和工艺性能的前提下，尽量选择成本低的材料。同时要考虑材料的供应情况和可回收性，避免选用稀缺或难以获取的材料，降低生产成本和环境影响 。 【详解】选择合适的机械工程材料，需综合考虑多方面因素，确保零件既能满足使用要求，又能在加工和经济方面具有可行性 。 32．铁碳合金有哪几种基本组织？其中哪种组织的含碳量最高？ 【答案】铁碳合金有五种基本组织，分别是：铁素体F、奥氏体A、渗碳体Fe3C、珠光体P和莱氏体Ld。其中渗碳体Fe3C的含碳量最高，可达6.69%。 33．什么是淬透性？什么是淬硬性？淬透性与淬硬性有什么关系？ 【答案】淬硬性：淬火后钢所能达到的最高硬度；淬透性：淬火后工件获得淬硬层深度的能力。淬硬性取决于钢的碳的质量分数，低碳钢中由于碳的质量分数较低，其淬硬性差；而高碳钢中由于碳的质量分数较高，因此淬硬性较好。淬透性主要取决于钢的化学成分和淬火冷却方式。一般来说，碳的质量分数相同的碳钢与合金钢的淬硬性没有差别，而合金钢的淬透性高于碳钢。淬硬性与淬透性是两个不同的概念，他们没有直接的联系，即淬透性好的钢，淬硬性不一定好，反之亦然。 四、综合题（共 8 分） 34．如图所示的机床主轴采用45钢制造，要求其具有较高的强度及足够的塑性和韧性。热处理技术条件为整体调质220~250HBW，轴颈、锥孔表面淬火52~58HRC。初步的加工路线为“锻造→热处理1→粗加工→热处理2→半精加工→热处理3→磨削”。试分析各热处理工序的名称、加热温度范围及作用。 【答案】机床主轴加工热处理工序名称、加热温度范围及作用分析序号热处理名称性质加热温度（℃）作用1正火预备热处理855~875消除毛坏的锻造应力，降低硬度，改善切削加工性能：均匀组织，细化晶粒，为后续热处理做好组织准备2调质预备热处理淬火：840~860高温回火：500~550获得高的综合力学性能和疲劳强度3表面淬火及低温回火最终热处理760~780采用表面淬火使表面获得针状马氏体，经回火后轴颈、锥孔硬度达到52~58HRC，心部保持调质后得到的回火索氏体组织，具有较高的强度和韧性 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $ 天津市（职教高考）机械类 《机械基础》（高教版·第3版） 第四章 机械工程材料 单元过关卷 考试时间：90分钟 满分：100分 班级：__________ 姓名：__________ 学号：__________ 成绩：__________ 一、单项选择题（每小题 3 分，共 60 分） 1．在机械工程材料的选用中，选材的一般原则是？（ ） A．选择价格最低的材料 B．选择密度最小的材料 C．根据零件的用途和工作条件选择合适的材料 D．选择加工难度最低的材料 2．金属材料的韧性是指什么（ ） A．材料的塑性变形能力 B．材料的脆性 C．材料的抗拉强度 D．材料的硬度 3．金属材料的工艺性能主要包括铸造性能、锻造性能、焊接性、切削加工性能和（ ） A．耐磨性 B．韧性 C．塑性 D．热处理工艺性 4．通过拉伸试验可以测得金属材料力学性能中的（ ） A．强度 B．硬度 C．韧性 D．疲劳强度 5．在一定的应力作用下，金属材料的刚度越大，则其变形量（ ） A．越大 B．越小 C．不变 D．不一定 6．材料抵抗局部变形、压痕及划痕的能力称为（ ） A．强度 B．韧性 C．硬度 D．塑性 7．钢是以铁为主要元素的铁碳合金，一般含碳量小于（ ） A．0.77% B．2.11% C．4.3% D．6.69% 8．下列哪种铸铁的韧性最好（ ） A．球墨铸铁 B．灰铸铁 C．可锻铸铁 D．蠕墨铸铁 9．HT200是灰铸铁的牌号，牌号中数字200表示其______不低于200 N／mm2（ ） A．屈服强度 B．抗拉强度 C．疲劳强度 D．伸长率 10．下列牌号的材料：①HT200；②ZGMn13；③Q235AF；④60Si2Mn，含碳量由小到大排序正确的（ ） A．①②③④ B．①②④③ C．②④③① D．③④②① 11．______中的碳几乎全部以渗碳体的形式存在（ ） A．灰铸铁 B．可锻铸铁 C．球墨铸铁 D．白口铸铁 12．铁素体为______晶格（ ） A．面心立方晶格 B．密排六方晶格 C．复杂晶格 D．体心立方晶格 13．Fe—FC相图中的共晶转变是在1148℃的恒温下进行的，反应过程中三相共存，直到转变结束，这三相是（ ） A．L，A，´ B．L，A，F C．P，A，F D．L，A，FC 14．在铁碳合金相图中，表示共析线的是（ ） A．ACD线 B．AECF线 C．ECF线 D．PSK线 15．对于过共析钢，适宜的淬火加热温度是（ ）。（ ） A．以上 B．线以上 C．以上 D．以上 16．将钢件加热至或以上温度，保温后在静止空气中自然冷却的工艺称为（ ） A．正火 B．回火 C．退火 D．淬火 17．为了消除过共析钢中的网状渗碳体，改善钢的力学性能，并为球化退火作准备，常用_______热处理（ ） A．正火 B．退火 C．淬火 D．调质 18．亚共析钢的淬火温度应选择在（ ） A．Ac1线+30～50℃ B．Ac3线+30～50℃ C．Accm 线以上30～50℃ D．ECF线+30～50℃ 19．如图所示是含碳量对钢力学性能的影响，下列有关叙述中，错误的是（ ） A．利用拉伸试验得到的数据可以确定材料的屈服强度、抗拉强度和断后伸长率、断面收缩率等力学性能指标 B．在金属材料性能指标中，随着碳含量的增加，钢的塑性、韧性降低，硬度提高。当碳含量小于0.9%时，随着碳含量的增加，碳钢的强度提高，但当钢的碳含量大于或等于0.9%时，碳钢的强度有所降低 C．在Q195钢、45钢、T8A钢和T13钢这四种钢中，塑性、韧性最差的是Q195钢，硬度最大的是T8A钢，强度最大的是T13钢 D．因为钢的含碳量超过1.4%后，钢的强度、硬度较低，塑性、韧性较差，表现出很大的硬脆性并且加工困难，失去生产和使用价值，所以工业上使用的钢的含碳量一般不超过1.4% 20．下图为简化的Fe-FC相图，其中碳质量分数4.3%的点C是（ ） A．共析点 B．共晶点 C．包晶点 D．液相点 二、判断题（每小题 2 分，共 20 分。请在括号内正确的打 “A”，错误的打 “B”） 21．涂油、涂漆以及表面处理可提高耐锈蚀能力。（ ） 22．材料的工艺性能好，其使用性能一定也好。（ ） 23．纯金属的熔点和凝固点是同一个温度。（ ） 24．渗碳体是铁与碳的化合物。（ ） 25．碳在中的溶解度比在中的溶解度小。（ ） 26．弹簧类零件使用的热处理是淬火加中温回火。（ ） 27．表面淬火的目的是提高钢的表面硬度和耐磨性。（ ） 28．淬火工件内部有较大的内应力，为防止变形、开裂，淬火后应及时回火。（ ） 29．正火比退火的冷却速度快。（ ） 30．钢的淬透性是指钢淬火时能够达到的最高硬度。（ ） 三、简答题（每小题 4 分，共 12 分） 31．简述选择机械工程材料的基本原则。 32．铁碳合金有哪几种基本组织？其中哪种组织的含碳量最高？ 33．什么是淬透性？什么是淬硬性？淬透性与淬硬性有什么关系？ 四、综合题（共 8 分） 34．如图所示的机床主轴采用45钢制造，要求其具有较高的强度及足够的塑性和韧性。热处理技术条件为整体调质220~250HBW，轴颈、锥孔表面淬火52~58HRC。初步的加工路线为“锻造→热处理1→粗加工→热处理2→半精加工→热处理3→磨削”。试分析各热处理工序的名称、加热温度范围及作用。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $