第7卷 机械工程材料（一） 吉林省（对口招生）《机械基础》（高教版·第3版） 单元过关卷

吉林省（对口招生）装备制造类 《机械基础》（高教版·第3版） 机械工程材料（一） 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20小题，每题3分，共60分） 1. 金属材料抵抗塑性变形或断裂的能力称为（ ） A. 塑性 B. 硬度 C. 强度 D. 韧性 2. 动态力学性能中的疲劳强度是指材料在何种加载条件下的抵抗能力？（ ） A. 静态加载 B. 动态加载 C. 反复循环加载 D. 压缩加载 3. 实际生产中，应用最广的硬度指标是（ ） A. 布氏硬度 B. 洛氏硬度 C. 维氏硬度 D. 华氏硬度 4. 三种材料的应力-应变曲线分别如图所示，其中强度最高、刚度最大、塑性最好的材料分别是（ ） A. a、b、c B. b、c、a C. b、a、c D. c、b、a 5. 测量用Q215材料制成的轴套产品硬度宜采用实验方法是（ ） A. HB B. HRA C. HRC D. HRB 6. 拉伸试验时，试样拉断前能承受的最大应力称为材料的（ ） A. 屈服点 B. 抗拉强度 C. 弹性极限 D. 屈服极限 7. 在作低碳钢拉伸试验时，应力与应变成正比，该阶段属于（ ） A. 弹性阶段 B. 屈服阶段 C. 强化阶段 D. 缩颈阶段 8. 下列关于低碳钢拉伸试验曲线的说法，错误的是（ ） 低碳钢拉伸曲线 A. 碳钢的强度、刚度、弹性和塑性可以通过拉伸试验来测定 B. 硬度是指材料表面抵抗比它更硬的物体压入的能力，主要有HBW和HRC两个指标，检测H70的硬度通常选用HRC C. 强度是金属材料在静载荷作用下抵抗永久变形和断裂的能力 D. 疲劳强度是金属材料在交变载荷作用下经受无限多次循环而不断裂的能力 9. 在机械制造中，拉伸与压缩时材料的力学性能表现为（ ） A. 硬度 B. 韧性 C. 强度 D. 塑性 10. 用直径为中10mm、长度为100mm的碳钢标准试样做拉伸试验，试样拉断后标距长度为116mm，则试样含碳量的范围是（ ） A. 0.02181%~0.25% B. 0.25%~0.6% C. 0.6%~2.11% D. 2.11%~4.3% 11. 在作低碳钢拉伸试验时，出现45°暗纹的阶段是（ ） A. 弹性阶段 B. 屈服阶段 C. 强化阶段 D. 局部变形阶段 12. 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 C. 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 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% 13. _______变形改变了金属内部的组织结构，引起力学性能的变化。（ ） A. 弹性 B. 可恢复 C. 以上都不对 D. 冷塑性 14. 纯铁700℃时称为（ ） A. α-Fe B. γ-Fe C. δ-Fe D. 以上都不对 15. 下列哪种铸铁具有较好的韧性和塑性，可用于制造承受冲击载荷的零件？（ ） A. 白口铸铁 B. 灰铸铁 C. 球墨铸铁 D. 马氏体铸铁 16. 如图所示，下列关于铸铁和有色金属的表述，正确的是( )。 A. 发动机箱体可用灰铸铁 HT150 制造，其抗拉强度为150 MPa， 碳主要以片状石墨形态存在 B. 风机叶轮工作要求具有较高的强度、较好的塑性和韧性，可选用蠕墨铸铁 RuT260制造 C. 散热器外壳可选用H68 制造，表示含铜量为68%，含锌量为32%的特殊黄铜 D. 飞机的螺旋桨可采用铸造铝合金 ZL301 制造，属于铝镁系合金，具有良好的综合力学性能 17. 铸铁中的碳以石墨形态析出的过程称为（ ） A. 石墨化 B. 变质处理 C. 球化处理 D. 孕育处理 18. 铸铁中，力学性能最好的是（ ） A. 球墨铸铁 B. 蠕墨铸铁 C. 灰铸铁 D. 可锻铸铁 19. 常用来测定铸铁、有色金属及退火、正火、调质处理后的软钢硬度是（ ） A. HV B. HBW C. HRA D. HRC 20. 铸铁不适用于制造：（ ） A. 管道 B. 发动机缸体 C. 机床导轨 D. 齿轮 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 布氏硬度试验法中所用的压头是120°金刚石圆锥。（ ） 22. 塑性材料在断裂前的塑性变形很小，脆性材料则有显著塑性变形。（ ） 23. 65HRC表示洛氏硬度C标尺，硬度值是65。（ ） 24. 铸铁的抗拉强度低于非合金钢。（ ） 25. 金属材料的弹性模量越大，其刚度越好。（ ） 26. 对低碳钢进行拉伸试验时，试样的伸长量与拉伸力成正比。（ ） 27. 反映金属材料塑性的指标是A、Z。（ ） 28. 材料的强度越高，其塑性一定越低。（ ） 29. 机械制造中常用的金属材料以纯金属为主（ ） 30. 可锻铸铁只适用于制造薄壁铸件。（ ） 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 简述铸铁压缩时的力学性能特点。 32. 什么是材料的塑性？塑性材料与脆性材料在力学性能上有何区别？ 33. 什么是金属的同素异构转变？以纯铁为例说明金属的同素异构转变。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 三根试件的尺寸相同，但材料不同，其δ-ε曲线如图所示，说明： （1）哪一种材料强度高。 （2）哪一种材料塑性好。 （3）哪一种材料刚度大。 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 $ 吉林省（对口招生）装备制造类 《机械基础》（高教版·第3版） 机械工程材料（一） 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20小题，每题3分，共60分） 1. 金属材料抵抗塑性变形或断裂的能力称为（ ） A. 塑性 B. 硬度 C. 强度 D. 韧性 【答案】C 【解析】强度是金属材料在外力作用下抵抗塑性变形和断裂的能力。塑性是材料发生塑性变形而不断裂的能力，硬度是材料抵抗局部塑性变形或压入的能力，韧性是材料抵抗冲击载荷并在断裂前吸收能量的能力。因此应选C。 2. 动态力学性能中的疲劳强度是指材料在何种加载条件下的抵抗能力？（ ） A. 静态加载 B. 动态加载 C. 反复循环加载 D. 压缩加载 【答案】C 【解析】疲劳强度是指材料在反复循环加载下的抵抗能力。 3. 实际生产中，应用最广的硬度指标是（ ） A. 布氏硬度 B. 洛氏硬度 C. 维氏硬度 D. 华氏硬度 【答案】B 【解析】洛氏硬度试验操作简便、测量迅速，硬度值可直接读出，适合生产现场和批量检验，因此实际生产中应用最广的硬度指标通常是洛氏硬度，应选B。 4. 三种材料的应力-应变曲线分别如图所示，其中强度最高、刚度最大、塑性最好的材料分别是（ ） A. a、b、c B. b、c、a C. b、a、c D. c、b、a 【答案】A 5. 测量用Q215材料制成的轴套产品硬度宜采用实验方法是（ ） A. HB B. HRA C. HRC D. HRB 【答案】D 【解析】Q215属于低碳钢，硬度较低，适合采用洛氏硬度B标尺进行测量。HRB采用钢球压头和较小试验力，适用于退火、正火状态的低碳钢等较软金属，因此应选D。 6. 拉伸试验时，试样拉断前能承受的最大应力称为材料的（ ） A. 屈服点 B. 抗拉强度 C. 弹性极限 D. 屈服极限 【答案】B 【解析】拉伸试验中，试样拉断前所承受的最大应力为抗拉强度，通常记为Rm。因此应选B。屈服点表示开始产生明显塑性变形时的应力，弹性极限表示保持弹性变形的最大应力。 7. 在作低碳钢拉伸试验时，应力与应变成正比，该阶段属于（ ） A. 弹性阶段 B. 屈服阶段 C. 强化阶段 D. 缩颈阶段 【答案】A 【解析】低碳钢拉伸曲线的弹性阶段内，应力与应变近似成正比，卸载后变形可以恢复，符合胡克定律。因此该阶段属于弹性阶段，应选A。 8. 下列关于低碳钢拉伸试验曲线的说法，错误的是（ ） 低碳钢拉伸曲线 A. 碳钢的强度、刚度、弹性和塑性可以通过拉伸试验来测定 B. 硬度是指材料表面抵抗比它更硬的物体压入的能力，主要有HBW和HRC两个指标，检测H70的硬度通常选用HRC C. 强度是金属材料在静载荷作用下抵抗永久变形和断裂的能力 D. 疲劳强度是金属材料在交变载荷作用下经受无限多次循环而不断裂的能力 【答案】B 9. 在机械制造中，拉伸与压缩时材料的力学性能表现为（ ） A. 硬度 B. 韧性 C. 强度 D. 塑性 【答案】C 【解析】在机械制造中，拉伸与压缩时材料的力学性能主要表现为强度。强度是指材料在外力作用下抵抗破坏的能力。而硬度、韧性和塑性虽然都是材料的力学性能，但它们主要表现在其他的力学行为中。 10. 用直径为中10mm、长度为100mm的碳钢标准试样做拉伸试验，试样拉断后标距长度为116mm，则试样含碳量的范围是（ ） A. 0.02181%~0.25% B. 0.25%~0.6% C. 0.6%~2.11% D. 2.11%~4.3% 【答案】B 【解析】试样断后伸长率为δ=(L1-L0)/L0×100%=(116-100)/100×100%=16%。碳钢的含碳量越高，通常塑性和伸长率越低；16%的断后伸长率一般对应中碳钢，其含碳量范围为0.25%~0.6%，因此应选B。 11. 在作低碳钢拉伸试验时，出现45°暗纹的阶段是（ ） A. 弹性阶段 B. 屈服阶段 C. 强化阶段 D. 局部变形阶段 【答案】B 【解析】低碳钢进入屈服阶段后，试样表面会出现与轴线约成45°的斜向暗纹，即吕德斯带。这是局部塑性变形逐渐扩展的表现，因此应选B。 12. 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 C. 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 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】B 【解析】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。 13. _______变形改变了金属内部的组织结构，引起力学性能的变化。（ ） A. 弹性 B. 可恢复 C. 以上都不对 D. 冷塑性 【答案】D 【解析】冷塑性变形是在再结晶温度以下发生的塑性变形，会引起晶粒拉长、晶格畸变和内应力增加，从而改变金属内部组织结构，并导致强度、硬度升高而塑性、韧性降低。因此应选C。 14. 纯铁700℃时称为（ ） A. α-Fe B. γ-Fe C. δ-Fe D. 以上都不对 【答案】A 【解析】纯铁的晶格会随着温度的变化发生变化，进行同素异构转变。纯铁在常温下为体心立方晶格，称为 ，升温到912ºC，转变为面心立方晶格，称为 ，再升温到1394ºC时，转变为体心立方晶格，称为 。 15. 下列哪种铸铁具有较好的韧性和塑性，可用于制造承受冲击载荷的零件？（ ） A. 白口铸铁 B. 灰铸铁 C. 球墨铸铁 D. 马氏体铸铁 【答案】C 【解析】球墨铸铁中的石墨呈球状，对基体的割裂作用小，因而具有较高的强度、塑性和韧性，能够承受较大的冲击载荷。白口铸铁脆性大，灰铸铁和马氏体铸铁的塑韧性相对较低，因此应选C。 16. 如图所示，下列关于铸铁和有色金属的表述，正确的是( )。 A. 发动机箱体可用灰铸铁 HT150 制造，其抗拉强度为150 MPa， 碳主要以片状石墨形态存在 B. 风机叶轮工作要求具有较高的强度、较好的塑性和韧性，可选用蠕墨铸铁 RuT260制造 C. 散热器外壳可选用H68 制造，表示含铜量为68%，含锌量为32%的特殊黄铜 D. 飞机的螺旋桨可采用铸造铝合金 ZL301 制造，属于铝镁系合金，具有良好的综合力学性能 【答案】D 17. 铸铁中的碳以石墨形态析出的过程称为（ ） A. 石墨化 B. 变质处理 C. 球化处理 D. 孕育处理 【答案】A 【解析】铸铁凝固或冷却过程中，铸铁中的碳从化合态渗碳体中析出并以游离石墨形态存在的过程，称为石墨化。变质处理、球化处理和孕育处理都是促进或改善石墨形态与分布的工艺，不是该过程本身的名称。因此应选A。 18. 铸铁中，力学性能最好的是（ ） A. 球墨铸铁 B. 蠕墨铸铁 C. 灰铸铁 D. 可锻铸铁 【答案】A 【解析】球墨铸铁中的石墨呈球状，降低了石墨对金属基体的割裂作用，因此其强度、塑性和韧性通常优于灰铸铁、蠕墨铸铁和可锻铸铁。在所给选项中，球墨铸铁的综合力学性能最好，应选A。 19. 常用来测定铸铁、有色金属及退火、正火、调质处理后的软钢硬度是（ ） A. HV B. HBW C. HRA D. HRC 【答案】B 【解析】布氏硬度适用于测定铸铁、有色金属以及退火、正火、调质处理后的软钢等硬度。HBW表示采用硬质合金球压头的布氏硬度，因此应选C。HV为维氏硬度，HRA和HRC为洛氏硬度标尺。 20. 铸铁不适用于制造：（ ） A. 管道 B. 发动机缸体 C. 机床导轨 D. 齿轮 【答案】D 【解析】铸铁具有良好的铸造性能和耐磨性，适用于制造发动机缸体和机床导轨等，但不适合制造承受高速和高弯曲应力的齿轮。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 布氏硬度试验法中所用的压头是120°金刚石圆锥。（ ） 【答案】错误 【解析】布氏硬度试验采用硬质合金球作为压头，通过测量压痕直径计算硬度值。120°金刚石圆锥压头用于洛氏硬度A、C等标尺，因此题述说法错误。 22. 塑性材料在断裂前的塑性变形很小，脆性材料则有显著塑性变形。（ ） 【答案】错误 【解析】塑性材料断裂前有显著塑性变形（如低碳钢的颈缩），脆性材料（如铸铁）断裂前塑性变形很小。 23. 65HRC表示洛氏硬度C标尺，硬度值是65。（ ） 【答案】正确 【解析】HRC是洛氏硬度C标尺的表示方法，其中65为硬度值。因此65HRC表示采用洛氏硬度C标尺测得的硬度为65，题述说法正确。 24. 铸铁的抗拉强度低于非合金钢。（ ） 【答案】正确 【解析】铸铁由于含碳量较高，其抗拉强度通常低于非合金钢。 25. 金属材料的弹性模量越大，其刚度越好。（ ） 【答案】正确 【解析】弹性模量是衡量材料刚度的重要指标，表示材料在受到外力作用时抵抗形变的能力。弹性模量越大，材料在相同应力下形变越小，刚度也就越好 。 26. 对低碳钢进行拉伸试验时，试样的伸长量与拉伸力成正比。（ ） 【答案】错误 【解析】只有在弹性变性阶段，试样的伸长量与拉伸力的增加量成正比。 27. 反映金属材料塑性的指标是A、Z。（ ） 【答案】正确 【解析】金属材料的塑性通常用断后伸长率A和断面收缩率Z表示。A、Z数值越大，说明材料在断裂前发生的塑性变形越大，塑性越好。因此题述说法正确。 28. 材料的强度越高，其塑性一定越低。（ ） 【答案】错误 【解析】强度和塑性是材料不同方面的力学性能，有些材料强度高同时也能有较好的塑性，如一些高强度合金钢，通过合适的热处理等手段可兼顾强度和塑性 。 29. 机械制造中常用的金属材料以纯金属为主（ ） 【答案】错误 【解析】机械制造中使用最广泛的金属材料主要是钢和铸铁等铁碳合金，也包括有色金属合金，而不是以纯金属为主。合金通常具有比纯金属更好的强度、硬度、耐磨性或耐蚀性，因此题述说法错误。 30. 可锻铸铁只适用于制造薄壁铸件。（ ） 【答案】正确 【解析】碳在可锻铸铁中主要以团絮状石墨存在，因而可锻铸铁强度、韧性很高，广泛用于汽车、拖拉机的前后轮壳，管道的弯头、三通等形状复杂、尺寸不大、强度和韧性要求较高的零件。 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 简述铸铁压缩时的力学性能特点。 【答案】① 压缩强度远高于拉伸强度； ② 断裂前变形小，无屈服现象； ③ 断口与轴线约成45°，属于剪切破坏。 【解析】铸铁中的石墨片或其他石墨形态会造成应力集中，使其抗拉能力和塑性较低；但在受压时，裂纹不易沿垂直于载荷方向扩展，因此铸铁的压缩强度通常远高于抗拉强度。铸铁受压时一般没有明显的屈服阶段，断裂前塑性变形很小，表现为脆性断裂。试样破坏面通常与受力轴线约成45°，主要属于剪切破坏。 32. 什么是材料的塑性？塑性材料与脆性材料在力学性能上有何区别？ 【答案】塑性是材料在外力作用下产生显著塑性变形而不破坏的能力。 区别： - 塑性材料（如低碳钢）：断裂前有显著塑性变形，有屈服阶段，抗压和抗拉强度相近，常用屈服极限作为极限应力。 - 脆性材料（如铸铁）：断裂前塑性变形很小，无屈服阶段，抗压强度远大于抗拉强度，常用强度极限作为极限应力。 【解析】通过变形特征、强度特点等方面区分两类材料，有助于工程中根据使用场景选择合适材料（如承重结构多用塑性材料，受压构件可选用脆性材料） 33. 什么是金属的同素异构转变？以纯铁为例说明金属的同素异构转变。 【答案】金属在固态下随着温度的变化，由一种晶格转变为另一种晶格的现象，称为同素异构转变。纯铁在室温下为α-Fe，具有体心立方晶格；温度升高到912℃时，α-Fe转变为γ-Fe，具有面心立方晶格；温度继续升高到1394℃时，γ-Fe又转变为δ-Fe，具有体心立方晶格。 【解析】同素异构转变是指同一种金属在固态下，随温度或压力变化由一种晶体结构转变为另一种晶体结构的现象。纯铁在室温至912℃时为α-Fe，晶格为体心立方；达到912℃时发生α-Fe向γ-Fe的转变，γ-Fe为面心立方晶格；达到1394℃时发生γ-Fe向δ-Fe的转变，δ-Fe又为体心立方晶格。上述转变均属于纯铁在固态下的同素异构转变。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 三根试件的尺寸相同，但材料不同，其δ-ε曲线如图所示，说明： （1）哪一种材料强度高。 （2）哪一种材料塑性好。 （3）哪一种材料刚度大。 【答案】（1）a强度高 （2）c塑性好 （3）b刚度大 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 $