第7卷 合金钢 内蒙古自治区（对口招生）《机械基础》（高教版·第二版） 单元过关卷

内蒙古自治区（对口招生）机电类 《机械基础》（高教版·第二版） 合金钢 单元过关卷 时间：60分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 1. 对质量要求高的合金钢铸锭、铸件和锻坯，常采用的热处理工艺是（ ） A. 正火 B. 球化退火 C. 完全退火 D. 均匀化退火 2. 下列有关金属材料的表述错误的是（ ） A. 图（a）所示为不锈钢餐具，其采用镍铬不锈钢制造，是应用最广泛的不锈钢 B. 图（b）所示为发动机箱体，通常采用蠕墨铸铁制造，它的力学性能与球墨铸铁接近，强度、塑性和韧性优于灰铸铁 C. 图（c）所示为电动机转子，通常采用黄铜制造，具有较好的塑性和较高的强度，适于冷、热变形加工 D. 图（d）所示为硬质合金铣刀，粗加工灰铸铁、可锻铸铁和有色金属时，宜采用牌号为YG8N的硬质合金 3. 下列关于合金钢的说法，正确的是（ ） A. 只含碳和铁，不含其他元素 B. 在碳钢基础上有意加入合金元素 C. 其含碳量一定高于碳素钢 D. 只能用于制造刀具和模具 4. 下列材料，适合制造挖土机铲齿的是（ ） A. 合金调质钢 B. 不锈钢 C. 碳素工具钢 D. 高锰耐磨钢 5. 下图所示，表述错误的是______。（ ） A. 一般工况下，内燃机曲轴可选用球墨铸铁替代碳素铸钢、合金铸钢来制造。 B. 自行车的轮辋一般采用铝合金制造，具有质轻、抗氧化性好等特点。 C. 反应釜在工业生产中用作强酸溶液反应的容器，应采用铬不锈钢制造。 D. 灰铸铁具有较高的耐磨性、减振性和低的缺口敏感性，普通车床的床身一般采用灰铸铁制造。 6. 在钢中加入一定数量的一种或几种（ ）、磷、铅、钙、硒、碲等易切削元素，可以改善切削加工性，这种钢称为自动机床加工用钢，简称自动钢 A. 铬 B. 硅 C. 碳 D. 硫 7. 合金钢是在碳素钢的基础上添加适量的一种或多种合金元素的钢。下列关于合金钢的说法中错误的是 （ ） A. 9SiCr是平均含碳量为0.9%的低合金工具钢，它是在碳素工具钢的基础上添加合金元素而成的，适合制造丝锥、板牙等形状复杂的小型工具 B. Q460是一种低合金高强度结构钢，它在受力强度达到460 MPa时才会发生塑性变形，是我国科研人员自主创新，研制出的具有知识产权的国产钢材，是国家体育场“鸟巢”的特定材料 C. 滚动轴承钢GCr15具有高而均匀的硬度和耐磨性以及高的耐压强度和疲劳强度，也可用于制造冷冲模具、量具等 D. 不锈钢餐具因使用中受力较小，故可选用含碳量较低的铬不锈钢，如12Cr13、20Cr13等 8. 下列为合金结构钢的部分应用示例，关于其说法正确的是（ ） A. 合金结构钢主要用于制造刀具、量具和模具 B. 合金结构钢主要用于制造不锈钢和耐热钢 C. 合金结构钢主要用于制造重要的机械零件和工程结构 D. 合金结构钢主要用于制造滚动轴承 9. 丝锥、板牙宜用（ ）来制造 A. Q195 B. 60Si2Mn C. 20CrMnTi D. 9SiCr 10. 普通、优质和高级优质是______划分的（ ） A. 力学性能 B. S、P的含量 C. Mn、Si的含量 D. Mn、Cr的含量 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 11. 低合金钢与高合金钢的区别是前者合金元素总的质量分数小于5%，后者大于5%。（ ） 12. 游标卡尺、千分尺是用普通碳素钢制造的。（ ） 13. 下图所示为高碳铬轴承钢的应用，0.95%~1.15%，主加元素铬的质量分数为0.40%~1.65%（ ） 14. 为了避免热脆，必须严格控制钢的含硫量，通常应小于0.05%。（ ） 15. 不锈钢在任何情况下都不会生锈。（ ） 16. 主要用来做卡尺、塞规、千分尺等量具，具有高硬度、高耐磨性和高的尺寸稳定性、足够韧性的合金量具钢，又称为微变形钢，如CrWMn。（ ） 17. 在下图所示的应用场景中，常采用合金结构钢（ ） 18. 对于承受频繁正反转的轴，采用合金钢作为材料一定比优质碳素钢更合适。（ ） 19. 氢对钢的危害很大，它使钢变脆（称氢脆），也可使刚产生微裂纹（称白点）。（ ） 20. 低合金钢是指含碳量低于0.25%的合金钢。（ ） 三、填空题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 按合金元素总含量分类，合金钢可分为低合金钢、______和______。 22. 普通低合金结构钢的使用状态为______。 23. 钢中所含有害杂质元素主要是______、______。 24. 合金元素铬能提高钢的______，镍能改善钢的______。 25. 铬不锈钢为了达到耐腐蚀的目的，其铬的质量分数必须大于______。 26. 常用的不锈耐酸钢中，铬的含量不低于______，分为______和______两类。 27. 超高强度钢按化学成分和强韧化机制分，可分为______钢、______钢、______钢和______钢四类。 28. 高速钢经过适当热处理后，具有高的______度、______性和______性等性能。主要用于制造中速切削刃具和______复杂、负荷较重的______刀具。此外，高速钢还可以用于制造______、冷挤压模以及某些耐磨零件。 29. 不锈钢是一种具有良好______的金属材料，适合用于腐蚀环境中的零件制造。 30. 用于制造刃具、量具和模具的合金钢，通常称为______；用于制造轴、齿轮和连杆等零件的合金钢，通常称为______。 四、计算题（本大题共5小题，每题4分，共20分） 31. 某批低合金钢质量为800 kg，锰的质量分数为1.5%，计算其中锰的质量。 32. 现有300 kg钢水，要求硅的质量分数达到0.60%，而当前仅为0.35%。若忽略烧损，需补加多少千克纯硅？ 33. 某合金钢锭质量为250 kg，其中铬质量为5 kg，镍质量为7.5 kg。计算铬和镍的总质量分数。 34. 某合金钢要求碳质量分数为0.40%。现有400 kg钢中已含碳1.20 kg，问是否达标？若不达标，还差多少千克碳？ 35. 某批合金钢总质量为1.25 t，其中合金元素总质量分数为4.8%。计算合金元素总质量。 五、简答题（本大题共5小题，每题4分，共20分） 36. 与非合金钢相比，合金钢有什么优点？ 37. 工程结构合金钢与普通碳素结构钢相比，有什么优点？ 38. 为什么在非合金钢中要严格控制硫、磷元素的质量分数，而在易切削结构钢中又要适当地提高硫、磷元素的质量分数？ 39. 简述合金钢的定义和主要优点。 40. 简述合金钢按合金元素总含量通常可分为哪几类。 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 $ 内蒙古自治区（对口招生）机电类 《机械基础》（高教版·第二版） 合金钢 单元过关卷 时间：60分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 1. 对质量要求高的合金钢铸锭、铸件和锻坯，常采用的热处理工艺是（ ） A. 正火 B. 球化退火 C. 完全退火 D. 均匀化退火 【答案】D 【解析】合金钢铸锭、铸件和锻坯易成分不均，需用均匀化退火消除偏析，故选D。 2. 下列有关金属材料的表述错误的是（ ） A. 图（a）所示为不锈钢餐具，其采用镍铬不锈钢制造，是应用最广泛的不锈钢 B. 图（b）所示为发动机箱体，通常采用蠕墨铸铁制造，它的力学性能与球墨铸铁接近，强度、塑性和韧性优于灰铸铁 C. 图（c）所示为电动机转子，通常采用黄铜制造，具有较好的塑性和较高的强度，适于冷、热变形加工 D. 图（d）所示为硬质合金铣刀，粗加工灰铸铁、可锻铸铁和有色金属时，宜采用牌号为YG8N的硬质合金 【答案】C 【解析】电动机转子通常采用以下材料制造： 纯铜：具有良好的导电性和导热性，适用于需要高效传导电流的场合。 铝合金：具有较低的密度和良好的机械性能，是电动机转子的常用材料。 硅钢片：用于制造电动机的铁芯部分，因为具有良好的磁性能和较低的磁损耗。 3. 下列关于合金钢的说法，正确的是（ ） A. 只含碳和铁，不含其他元素 B. 在碳钢基础上有意加入合金元素 C. 其含碳量一定高于碳素钢 D. 只能用于制造刀具和模具 【答案】B 【解析】合金钢是在碳钢基础上有目的地加入一种或多种合金元素制成的钢。A把合金钢误认为纯碳钢，C把含碳量作为合金钢的必然特征，D把用途缩小为刀具和模具，均不正确。 4. 下列材料，适合制造挖土机铲齿的是（ ） A. 合金调质钢 B. 不锈钢 C. 碳素工具钢 D. 高锰耐磨钢 【答案】D 【解析】挖土机铲齿需要耐磨性好的高锰耐磨钢。 5. 下图所示，表述错误的是______。（ ） A. 一般工况下，内燃机曲轴可选用球墨铸铁替代碳素铸钢、合金铸钢来制造。 B. 自行车的轮辋一般采用铝合金制造，具有质轻、抗氧化性好等特点。 C. 反应釜在工业生产中用作强酸溶液反应的容器，应采用铬不锈钢制造。 D. 灰铸铁具有较高的耐磨性、减振性和低的缺口敏感性，普通车床的床身一般采用灰铸铁制造。 【答案】C 【解析】反应釜应采用镍铬不锈钢制造。 6. 在钢中加入一定数量的一种或几种（ ）、磷、铅、钙、硒、碲等易切削元素，可以改善切削加工性，这种钢称为自动机床加工用钢，简称自动钢 A. 铬 B. 硅 C. 碳 D. 硫 【答案】D 【解析】硫、磷、铅、钙、硒、碲等属易切削元素，加入钢中可改善切削加工性，形成自动机床加工用钢，故选D。 7. 合金钢是在碳素钢的基础上添加适量的一种或多种合金元素的钢。下列关于合金钢的说法中错误的是 （ ） A. 9SiCr是平均含碳量为0.9%的低合金工具钢，它是在碳素工具钢的基础上添加合金元素而成的，适合制造丝锥、板牙等形状复杂的小型工具 B. Q460是一种低合金高强度结构钢，它在受力强度达到460 MPa时才会发生塑性变形，是我国科研人员自主创新，研制出的具有知识产权的国产钢材，是国家体育场“鸟巢”的特定材料 C. 滚动轴承钢GCr15具有高而均匀的硬度和耐磨性以及高的耐压强度和疲劳强度，也可用于制造冷冲模具、量具等 D. 不锈钢餐具因使用中受力较小，故可选用含碳量较低的铬不锈钢，如12Cr13、20Cr13等 【答案】C 【解析】不锈钢餐具选用镍铬不锈钢，如12Cr18Ni9。 8. 下列为合金结构钢的部分应用示例，关于其说法正确的是（ ） A. 合金结构钢主要用于制造刀具、量具和模具 B. 合金结构钢主要用于制造不锈钢和耐热钢 C. 合金结构钢主要用于制造重要的机械零件和工程结构 D. 合金结构钢主要用于制造滚动轴承 【答案】C 【解析】合金结构钢主要用于制造重要的机械零件和工程结构。选项A为合金工具钢的应用，选项B为特殊钢的应用，选项D为滚动轴承钢的应用。 9. 丝锥、板牙宜用（ ）来制造 A. Q195 B. 60Si2Mn C. 20CrMnTi D. 9SiCr 【答案】D 【解析】答案是D。 Q195：属于普通碳素结构钢，强度和硬度较低，且热处理性能不佳，无法满足丝锥、板牙对硬度、耐磨性和切削性能的要求。 60Si2Mn：是弹簧钢，主要用于制造弹簧等弹性元件。其含碳量较高，具有较高的强度和弹性极限，但它的硬度和耐磨性对于丝锥、板牙来说并非最佳选择，且其切削性能不如专门的工具钢。 20CrMnTi：是合金渗碳钢，通常用于制造承受冲击载荷和摩擦的零件，如齿轮、轴类等。它需要进行渗碳等复杂的热处理工艺来提高表面硬度和耐磨性，但其心部韧性较好，整体性能更侧重于承受冲击和交变载荷，不太适合用于制造丝锥、板牙这种主要要求高硬度、高耐磨性和较好切削性能的工具。 9SiCr：是一种低合金刃具钢，具有较高的硬度、强度和耐磨性，热处理变形小，且有较好的切削性能。这些特性使其非常适合用于制造丝锥、板牙等切削工具，能够保证在切削过程中保持锋利的刃口和稳定的尺寸精度。 10. 普通、优质和高级优质是______划分的（ ） A. 力学性能 B. S、P的含量 C. Mn、Si的含量 D. Mn、Cr的含量 【答案】B 【解析】钢按质量等级分为普通、优质、高级优质，主要依据有害杂质硫、磷含量划分，故选B。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 11. 低合金钢与高合金钢的区别是前者合金元素总的质量分数小于5%，后者大于5%。（ ） 【答案】错误 【解析】低合金钢合金元素总质量分数小于5%；高合金钢通常应大于10%，题干表述错误。 12. 游标卡尺、千分尺是用普通碳素钢制造的。（ ） 【答案】错误 【解析】工具钢或特殊合金钢是制造高精度测量工具的理想选择，因为它们能够提供所需的机械强度、耐用性和稳定性。 13. 下图所示为高碳铬轴承钢的应用，0.95%~1.15%，主加元素铬的质量分数为0.40%~1.65%（ ） 【答案】正确 【解析】高碳铬轴承钢属于特殊质量合金钢，常用于轴承滚动体和内外圈。0.95%~1.15%，主加元素铬的质量分数为0.40%~1.65%，其目的在于增加钢的淬透性和耐磨性。 14. 为了避免热脆，必须严格控制钢的含硫量，通常应小于0.05%。（ ） 【答案】正确 【解析】硫易使钢产生热脆，故应严格控制含硫量，通常小于0.05%。 15. 不锈钢在任何情况下都不会生锈。（ ） 【答案】错误 【解析】不锈钢只是耐蚀性较强，并非绝对不生锈；在腐蚀介质或钝化膜受损时仍会生锈。 16. 主要用来做卡尺、塞规、千分尺等量具，具有高硬度、高耐磨性和高的尺寸稳定性、足够韧性的合金量具钢，又称为微变形钢，如CrWMn。（ ） 【答案】正确 【解析】CrWMn属微变形量具钢，具高硬度、高耐磨性、尺寸稳定性和足够韧性，适合制作卡尺、塞规、千分尺，故正确。 17. 在下图所示的应用场景中，常采用合金结构钢（ ） 【答案】错误 【解析】图示船舶和桥梁的建造常采用低合金高强度结构钢，其具有高强度、高韧性良好的焊接性和一定的耐蚀性。 18. 对于承受频繁正反转的轴，采用合金钢作为材料一定比优质碳素钢更合适。（ ） 【答案】错误 【解析】轴材选择需综合载荷、尺寸、热处理和经济性，合金钢并非一定优于优质碳素钢，故判断错误。 19. 氢对钢的危害很大，它使钢变脆（称氢脆），也可使刚产生微裂纹（称白点）。（ ） 【答案】正确 【解析】氢溶入钢中会降低塑性和韧性，导致氢脆，并可形成白点和微裂纹。 20. 低合金钢是指含碳量低于0.25%的合金钢。（ ） 【答案】错误 【解析】合金钢按合金元素总质量分数分类： (1)低合金钢 合金元素总质量分数小于5%。 (2)中合金钢 合金元素总质量分数在5%~10%之间。 (3)高合金钢 合金元素总质量分数大于10%。 三、填空题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 按合金元素总含量分类，合金钢可分为低合金钢、______和______。 【答案】① 中合金钢 ② 高合金钢 【解析】合金钢按合金元素总含量通常分为低合金钢、中合金钢和高合金钢三类。题干已给出低合金钢，因此另外两空应填中合金钢和高合金钢。 22. 普通低合金结构钢的使用状态为______。 【答案】热轧或正火的 【解析】普通低合金结构钢一般以热轧或正火状态供货和使用，故填“热轧或正火的”。 23. 钢中所含有害杂质元素主要是______、______。 【答案】① 硫 ② 磷 【解析】钢中有害杂质主要是硫和磷，它们会降低钢的塑性、韧性和焊接性能。 24. 合金元素铬能提高钢的______，镍能改善钢的______。 【答案】① 淬透性 ② 韧性 【解析】铬是常用的提高钢淬透性的合金元素，镍则能明显改善钢的韧性。题目考查常见合金元素对钢性能的典型影响，答案具有唯一性。 25. 铬不锈钢为了达到耐腐蚀的目的，其铬的质量分数必须大于______。 【答案】12.5% 【解析】铬不锈钢需形成稳定钝化膜，铬的质量分数必须大于，故填。 26. 常用的不锈耐酸钢中，铬的含量不低于______，分为______和______两类。 【答案】① 13% ② 铬不锈钢 ③ 铬镍不锈钢 【解析】常用不锈耐酸钢含铬量不低于，按成分分为铬不锈钢和铬镍不锈钢。 27. 超高强度钢按化学成分和强韧化机制分，可分为______钢、______钢、______钢和______钢四类。 【答案】① 低合金超高强度钢 ② 二次硬化型超高强度钢 ③ 马氏体时效钢 ④ 超高强度不锈钢 【解析】按化学成分和强韧化机制分，超高强度钢可分为低合金超高强度钢、二次硬化型超高强度钢、马氏体时效钢和超高强度不锈钢四类。 28. 高速钢经过适当热处理后，具有高的______度、______性和______性等性能。主要用于制造中速切削刃具和______复杂、负荷较重的______刀具。此外，高速钢还可以用于制造______、冷挤压模以及某些耐磨零件。 【答案】① 硬 ② 红硬 ③ 耐磨 ④ 形状 ⑤ 成形 ⑥ 冷冲模 【解析】高速钢热处理后具高硬度、红硬性和耐磨性，可制造形状复杂、负荷较重的成形刀具及冷冲模。 29. 不锈钢是一种具有良好______的金属材料，适合用于腐蚀环境中的零件制造。 【答案】耐腐蚀性 【解析】不锈钢具有良好的耐腐蚀性，能够在潮湿或腐蚀环境中长期使用。 30. 用于制造刃具、量具和模具的合金钢，通常称为______；用于制造轴、齿轮和连杆等零件的合金钢，通常称为______。 【答案】① 合金工具钢 ② 合金结构钢 【解析】按用途分类，合金钢可分为合金工具钢和合金结构钢。前者主要用于刃具、量具和模具，后者主要用于受力零件，因此两空分别填合金工具钢和合金结构钢。 四、计算题（本大题共5小题，每题4分，共20分） 31. 某批低合金钢质量为800 kg，锰的质量分数为1.5%，计算其中锰的质量。 【答案】12 kg。 【解析】锰的质量=800×1.5%=12 kg。 32. 现有300 kg钢水，要求硅的质量分数达到0.60%，而当前仅为0.35%。若忽略烧损，需补加多少千克纯硅？ 【答案】0.75 kg。 【解析】应补足的硅含量为0.60%-0.35%=0.25%，所需纯硅质量为300×0.25%=0.75 kg。 33. 某合金钢锭质量为250 kg，其中铬质量为5 kg，镍质量为7.5 kg。计算铬和镍的总质量分数。 【答案】5.0%。 【解析】铬和镍总质量为5+7.5=12.5 kg，总质量分数为12.5÷250×100%=5.0%。 34. 某合金钢要求碳质量分数为0.40%。现有400 kg钢中已含碳1.20 kg，问是否达标？若不达标，还差多少千克碳？ 【答案】不达标，还差0.40 kg碳。 【解析】目标含碳量为400×0.40%=1.60 kg，现有1.20 kg，故还差1.60-1.20=0.40 kg。 35. 某批合金钢总质量为1.25 t，其中合金元素总质量分数为4.8%。计算合金元素总质量。 【答案】60 kg。 【解析】1.25 t=1250 kg，合金元素总质量为1250×4.8%=60 kg。 五、简答题（本大题共5小题，每题4分，共20分） 36. 与非合金钢相比，合金钢有什么优点？ 【答案】随着生产和科技的发展，对钢材的性能提出了更高的要求。为了改善钢的性能或使之具有特殊性能，在炼钢时特意加入其他合金元素。含有一种或多种有意添加的合金元素的钢，称为合金钢。 优势之处具体如下：对大型重要的结构零件，要求有更优良的综合力学性能；对切削速度较高的刀具要求更高的硬度、耐磨性和热硬性；大型电站设备、化工设备等不仅需要良好的力学性能，而且还要求具有耐热、耐蚀、耐磨和抗氧化等特殊性能。非合金钢一般不能满足这些要求，必须采用性能优异的低合金钢和合金钢。 【解析】合金钢在钢中加入合金元素，可显著提高综合力学性能，并获得耐磨、耐热、耐蚀、抗氧化等特殊性能，因此能满足非合金钢难以满足的高要求。 37. 工程结构合金钢与普通碳素结构钢相比，有什么优点？ 【答案】工程结构合金钢与普通碳素结构钢相比，其主要优点：(1)强度高；(2)良好的塑性、韧性、焊接性和耐磨性；(3)使用寿命长；(4)比较经济。 【解析】工程结构合金钢通过加入合金元素，强度更高，并兼具较好的塑性、韧性、焊接性和耐磨性，因此使用寿命更长且更经济。 38. 为什么在非合金钢中要严格控制硫、磷元素的质量分数，而在易切削结构钢中又要适当地提高硫、磷元素的质量分数？ 【答案】在非合金钢中严格控制硫、磷元素的质量分数是为了防止钢产生“热脆”和“冷脆”现象。而在易切削结构钢中适当地提高硫、磷元素的质量分数是为了提高切削效率，减少刀具磨损，提高零件表面质量。 【解析】非合金钢中S、P易致热脆、冷脆，故需严格控制；易切削结构钢中适当提高S、P可改善切削性，降低刀具磨损并提高表面质量。 39. 简述合金钢的定义和主要优点。 【答案】合金钢是在碳钢基础上加入一种或几种合金元素制成的钢。其主要优点是强度、硬度、耐磨性、耐腐蚀性或耐热性较好，综合性能优于一般碳钢。 【解析】合金元素能改善钢的组织和性能，因此合金钢常用于要求较高的机械零件和工程构件。 40. 简述合金钢按合金元素总含量通常可分为哪几类。 【答案】通常可分为低合金钢、中合金钢和高合金钢。一般总合金元素含量小于5%为低合金钢，5%～10%为中合金钢，大于10%为高合金钢。 【解析】这种划分方法是按合金元素总含量来区分的，便于根据成分判断钢材类型和性能特点。 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 $