第8卷 机械工程材料（二） 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（二） 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. ______有一定的强度，塑性、韧性、焊接性，易于冲压，可满足钢结构的要求，应用广泛。（ ） A. Q175 B. Q215 C. Q235 D. Q275 【答案】C 【解析】Q235属于碳素结构钢，具有适当的强度，并且塑性、韧性和焊接性能较好，易于冲压成形，能够满足一般钢结构的使用要求，因此应用广泛。Q175强度较低，Q275强度较高但塑性和焊接性相对较差，Q215的综合性能和应用广泛程度不如Q235，所以选C。 2. 下列钢中，最适合用来制造汽车与拖拉机变速箱齿轮的是（ ） A. 08 B. Q235 C. 20CrMnTi D. Q640 【答案】C 【解析】20CrMnTi属于低碳合金渗碳钢，具有良好的淬透性和渗碳性能，渗碳淬火后齿面具有高硬度和高耐磨性，心部仍具有较好的韧性，适合制造承受冲击和交变载荷的汽车、拖拉机变速箱齿轮。08为低碳钢，Q235和Q640为结构钢，均不适合作为齿轮的常用材料，因此选C。 3. 碳钢牌号Q235中的“Q”代表什么（ ） A. 屈服点 B. 拉伸强度 C. 碳含量 D. 硬度 【答案】A 【解析】在碳素结构钢牌号中，字母“Q”表示屈服强度或屈服点，后面的数字表示屈服强度的最低值，单位通常为MPa。因此，Q235表示屈服强度不低于235MPa的碳素结构钢，选A。 4. 20Mn牌号中， 20表示其平均含碳量为（ ） A. 0.02% B. 0.20% C. 2% D. 20% 【答案】B 【解析】在钢的牌号中，数字通常表示钢的平均含碳量。对于20Mn牌号的钢，数字"20"表示其平均含碳量大约为0.20%。这个数字是以万分之几来表示的，即0.20%的碳含量。 5. 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滚动轴承 D. 合金结构钢主要用于制造重要的机械零件和工程结构 【答案】D 【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C为滚动轴承钢的应用。 6. 合金钢按用途又可分为合金结构钢、______和特殊性能钢等。（ ） A. 铝合金 B. 不锈钢 C. 碳合金 D. 合金工具钢 【答案】D 【解析】合金钢按用途通常分为合金结构钢、合金工具钢和特殊性能钢。合金工具钢用于制造各种刀具、模具和量具；不锈钢属于特殊性能钢的一类，碳合金不是规范分类名称，铝合金也不属于合金钢。因此选A。 7. 下列牌号中，不属于不锈钢的是（ ） A. 1Cr13 B. 2Cr13 C. 3Cr13 D. T10 【答案】D 【解析】1Cr13、2Cr13和3Cr13均属于铬不锈钢，含铬量达到不锈钢的基本要求。T10是平均含碳量约为1.0%的碳素工具钢，不属于不锈钢，因此选D。 8. 属于高速工具钢的牌号是（ ） A. 60Si2Mn B. W6Mo5Cr4V2 C. 40MnVB D. GCr12 【答案】B 【解析】W6Mo5Cr4V2是典型的钨钼系高速工具钢，含有钨、钼、铬、钒等合金元素，具有较高的硬度、耐磨性和红硬性，适合制造高速切削刀具。60Si2Mn属于弹簧钢，40MnVB属于合金结构钢，GCr12属于滚动轴承钢，因此选B。 9. 下列热处理工艺中，_____的主要目的是获得马氏体，提高钢的强度和硬度。（ ） A. 淬火 B. 正火 C. 退火 D. 回火 【答案】A 【解析】淬火是将钢加热到临界温度以上，保温后快速冷却，使奥氏体转变为马氏体，从而显著提高钢的强度和硬度。正火主要用于细化晶粒和改善综合力学性能，退火主要用于降低硬度、消除应力，回火主要用于调整淬火后的组织和性能。因此选A。 10. 有关下图所示各零部件的表述，正确的是______。（ ） C620 车床主轴 加工中心主轴 电接触器 挖掘机 A. C620 车床主轴承受不大的工作应力和冲击载荷，可选用 45 号普通碳素结构钢制造 B. 加工中心主轴综合力学性能要求很高，强度、塑性和韧性要求配合良好，可选用 40MnB合金渗碳钢制造。 C. 电接触器中电路元件应有良好的导电性、耐腐蚀性和耐磨性，可选用 QBe2 铍青铜制造。 D. 挖掘机铲斗的斗齿在工作时受冲击载荷作用，需具备高强度、高硬度和高耐磨性，可选用 ZG200-400 钢制造。 【答案】C 【解析】45钢为优质碳素结构钢；40MnB为合金调质钢；挖掘机铲斗的斗齿应选用ZGMn13。 11. 高碳钢淬火后回火时，随回火温度升高其（ ） A. 强度硬度下降，塑性韧性提高 B. 强度硬度提高，塑性韧性下降 C. 强度韧性提高，塑性韧性下降 D. 强度韧性下降，塑性硬度提高 【答案】A 【解析】温度升高则强度硬度下降，塑性韧性提高 12. 钢的回火温度越高，以下哪个性能会越明显（ ） A. 硬度提高 B. 耐磨性增强 C. 韧性提高 D. 脆性增加 【答案】C 【解析】淬火钢在回火过程中，随着回火温度升高，马氏体逐渐分解，内应力降低，组织趋于稳定，硬度和强度通常下降，而塑性和韧性提高。因此，回火温度越高，韧性提高越明显，选C。 13. 哪种热处理工艺能够显著提高钢的硬度和耐磨性（ ） A. 退火 B. 正火 C. 淬火 D. 回火 【答案】C 【解析】淬火通过快速冷却使奥氏体转变为马氏体，能够显著提高钢的硬度和耐磨性。退火和正火不能达到淬火所产生的最高硬度，回火通常是在淬火后降低脆性、调整硬度和韧性，因此选C。 14. 钢的回火处理是在（ ） A. 退火后进行 B. 正火后进行 C. 淬火后进行 D. 难以确定 【答案】C 【解析】淬火后钢硬度高、脆性大，回火可消除内应力、稳定组织、调整硬度和韧性，一般在淬火后进行。 15. 下图所示箱体类零件，一般采用铸铁材料制造，但对承受负荷较大的减速箱箱体，常采用（ ）材料 A. 低合金高强度钢 B. 铸钢 C. 滑动轴承合金 D. 高级碳素工具钢 【答案】B 【解析】铸钢用于制造受冲击载荷作用的复杂形状件。 16. 用40Cr制造齿轮、常采用的热处理方法是（ ） A. 淬火+低温回火 B. 淬火+中温回火 C. 表面淬火+低温回火 D. 调质处理 【答案】D 【解析】用40Cr制造齿轮、常采用的热处理方法是调质处理 17. 钢的淬火主要目的是为了提高钢的什么性能？（ ） A. 延展性 B. 硬度 C. 导电性 D. 抗腐蚀性 【答案】B 【解析】钢的淬火主要目的是提高钢的硬度。 18. 消除工件淬火时产生的残余应力，防止变形和开裂，应采用的热处理是（ ） A. 淬火 B. 退火 C. 回火 D. 正火 【答案】C 【解析】回火是将淬火后的钢加热到A1以下的某一温度，保温后冷却的热处理工艺，能够使淬火马氏体发生分解，降低内应力和脆性，稳定组织，减少工件变形和开裂倾向。因此，消除淬火残余应力应采用回火，选C。 19. 下列哪种热处理方法可以提高钢的疲劳强度？（ ） A. 退火 B. 淬火加回火 C. 表面渗氮 D. 正火 【答案】B 【解析】淬火加回火可以显著提高钢的综合机械性能，包括疲劳强度。 20. 调质处理的目的，其中说法错误的是（ ） A. 高韧性、中等硬度 B. 高强度和高疲劳强度 C. 综合机械性能 D. 高弹性和高耐磨性 【答案】D 【解析】习惯上把淬火后再进行高温回火的热处理工艺称为调质。调质后得到的组织为回火索氏体，具有良好的综合力学性能。调质后的硬度一般为25~35HRC。这种方法广泛应用于受力较大的重要结构零件，如连杆螺栓、齿轮、轴类等零件。调质处理的钢与正火相比，不仅强度高，而且塑性、韧性也远高于正火钢。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 与其他铸铁相比,球墨铸铁力学性能和铸造性能都是最好的。（ ） 【答案】错误 【解析】铸造性能最好的是灰铸铁。 22. 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。 23. 30Cr13表示含碳量为0.3%，含铬量为1.3%。（ ） 【答案】错误 【解析】30Cr13含铬量为13%。 24. 钢的主要特点是强度高、韧性差、导电性良好。（ ） 【答案】错误 【解析】钢的特点是强度高、韧性好、可塑性大，并且具有良好的导电性能。 25. 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。 26. 钢的回火是指将淬火后的钢材再次加热并迅速冷却，以提高其硬度。（ ） 【答案】错误 【解析】回火是将淬火后的钢材加热至适当温度后保温一段时间，然后缓慢冷却，以调节硬度和韧性。 27. 钢回火的加热温度在A1以下，回火过程中无组织变化。（ ） 【答案】错误 【解析】该说法错误。回火加热温度虽然低于A1，但淬火马氏体在回火过程中会发生分解，过饱和碳从马氏体中析出并形成碳化物，残余奥氏体也可能发生转变，同时内应力得到消除或降低。因此，回火过程中存在组织变化。 28. 下图为热处理工艺曲线，其中保温阶段的主要作用是消除工件内应力（ ） 【答案】错误 【解析】保温阶段保持温度恒定，让工件内外温度一致，确保组织充分转变，为后续冷却做准备。 29. 火焰淬火操作简便、生产成本低，适用于局部磨损的工件或特大件。（ ） 【答案】正确 【解析】该说法正确。火焰淬火利用氧乙炔焰等火焰对工件表面进行快速加热，随后立即冷却，使表层形成马氏体而获得较高硬度和耐磨性。该工艺设备和操作相对简单、成本较低，且可对工件局部进行处理，适用于局部磨损的工件以及大型或特大型工件。 30. 钢渗氮后无须淬火即有很高的硬度及耐磨性。（ ） 【答案】正确 【解析】氮化层具有很高的硬度和耐磨性，因而渗氮后不需淬火。 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 什么是退火?退火的目的是什么? 【答案】退火是将钢加热到一定温度,保温一段时间,然后缓慢冷却到室温的一种热处理工艺。退火的目的:降低硬度,以利于切削加工;提高塑性和韧性,以利于冷变形加工;消除钢中的残余内应力,防止变形和开裂。 【解析】退火是将钢加热到适当温度，保温一定时间后随炉缓慢冷却，通常冷却至室温的一种热处理工艺。由于冷却缓慢，退火能够降低钢的硬度和改善切削加工性能；提高塑性和韧性，便于冷变形加工；细化或均匀组织，改善组织缺陷；消除铸造、锻造、焊接及冷加工过程中产生的内应力，减少后续加工和使用中的变形、开裂倾向。 32. 为下列零件选择合适的材料及热处理方法(划线连接即可) 【答案】应根据零件的工作条件选择材料和热处理：要求高耐磨的齿轮、轴颈等可选中碳合金钢并进行渗碳淬火或调质；要求韧性的轴类零件可选中碳钢或合金钢调质；铸造复杂机座可选铸铁。 33. 何谓钢的热处理，钢的热处理有哪几种？ 【答案】钢的热处理是通过加热、保温、冷却等操作方法，使钢的组织结构发生改变，以获得所需性能的一种工艺。钢的热处理分为普通热处理和表面热处理。常用的普通热处理有退火、正火、淬火和回火。表面热处理分为表面淬火和化学热处理两大类。 【解析】钢的热处理是将钢在固态下进行加热、保温和冷却，通过改变其内部组织结构，从而获得所需组织和性能的工艺。按工艺作用范围，钢的热处理可分为普通热处理和表面热处理。普通热处理主要包括退火、正火、淬火和回火；表面热处理主要包括表面淬火和化学热处理。退火、正火、淬火和回火主要改变工件整体的组织和性能，表面热处理则主要改善工件表层的硬度、耐磨性或耐蚀性，同时保留心部较好的韧性。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 如图为过冷奥氏体的等温转变曲线图，试分析并回答问题。 （1）图中横坐标为______坐标，纵坐标为______坐标。 （2）aa’线为过冷奥氏体转变______线，bb’线为过冷奥氏体转变______线。 （3）______线是过冷奥氏体转变为马氏体（M）的开始温度线，______线是过冷奥氏体转变为马氏体的终了温度线。 （4）过冷奥氏体区是①，等温转变进行的过渡区是______，等温转变产物区是______。 【答案】（1）① 时间 ② 温度 （2）① 开始 ② 终了 （3）① Ms ② Mf （4）① ② ② ③ 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（二） 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. ______有一定的强度，塑性、韧性、焊接性，易于冲压，可满足钢结构的要求，应用广泛。（ ） A. Q175 B. Q215 C. Q235 D. Q275 2. 下列钢中，最适合用来制造汽车与拖拉机变速箱齿轮的是（ ） A. 08 B. Q235 C. 20CrMnTi D. Q640 3. 碳钢牌号Q235中的“Q”代表什么（ ） A. 屈服点 B. 拉伸强度 C. 碳含量 D. 硬度 4. 20Mn牌号中， 20表示其平均含碳量为（ ） A. 0.02% B. 0.20% C. 2% D. 20% 5. 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滚动轴承 D. 合金结构钢主要用于制造重要的机械零件和工程结构 6. 合金钢按用途又可分为合金结构钢、______和特殊性能钢等。（ ） A. 铝合金 B. 不锈钢 C. 碳合金 D. 合金工具钢 7. 下列牌号中，不属于不锈钢的是（ ） A. 1Cr13 B. 2Cr13 C. 3Cr13 D. T10 8. 属于高速工具钢的牌号是（ ） A. 60Si2Mn B. W6Mo5Cr4V2 C. 40MnVB D. GCr12 9. 下列热处理工艺中，_____的主要目的是获得马氏体，提高钢的强度和硬度。（ ） A. 淬火 B. 正火 C. 退火 D. 回火 10. 有关下图所示各零部件的表述，正确的是______。（ ） C620 车床主轴 加工中心主轴 电接触器 挖掘机 A. C620 车床主轴承受不大的工作应力和冲击载荷，可选用 45 号普通碳素结构钢制造 B. 加工中心主轴综合力学性能要求很高，强度、塑性和韧性要求配合良好，可选用 40MnB合金渗碳钢制造。 C. 电接触器中电路元件应有良好的导电性、耐腐蚀性和耐磨性，可选用 QBe2 铍青铜制造。 D. 挖掘机铲斗的斗齿在工作时受冲击载荷作用，需具备高强度、高硬度和高耐磨性，可选用 ZG200-400 钢制造。 11. 高碳钢淬火后回火时，随回火温度升高其（ ） A. 强度硬度下降，塑性韧性提高 B. 强度硬度提高，塑性韧性下降 C. 强度韧性提高，塑性韧性下降 D. 强度韧性下降，塑性硬度提高 12. 钢的回火温度越高，以下哪个性能会越明显（ ） A. 硬度提高 B. 耐磨性增强 C. 韧性提高 D. 脆性增加 13. 哪种热处理工艺能够显著提高钢的硬度和耐磨性（ ） A. 退火 B. 正火 C. 淬火 D. 回火 14. 钢的回火处理是在（ ） A. 退火后进行 B. 正火后进行 C. 淬火后进行 D. 难以确定 15. 下图所示箱体类零件，一般采用铸铁材料制造，但对承受负荷较大的减速箱箱体，常采用（ ）材料 A. 低合金高强度钢 B. 铸钢 C. 滑动轴承合金 D. 高级碳素工具钢 16. 用40Cr制造齿轮、常采用的热处理方法是（ ） A. 淬火+低温回火 B. 淬火+中温回火 C. 表面淬火+低温回火 D. 调质处理 17. 钢的淬火主要目的是为了提高钢的什么性能？（ ） A. 延展性 B. 硬度 C. 导电性 D. 抗腐蚀性 18. 消除工件淬火时产生的残余应力，防止变形和开裂，应采用的热处理是（ ） A. 淬火 B. 退火 C. 回火 D. 正火 19. 下列哪种热处理方法可以提高钢的疲劳强度？（ ） A. 退火 B. 淬火加回火 C. 表面渗氮 D. 正火 20. 调质处理的目的，其中说法错误的是（ ） A. 高韧性、中等硬度 B. 高强度和高疲劳强度 C. 综合机械性能 D. 高弹性和高耐磨性 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 与其他铸铁相比,球墨铸铁力学性能和铸造性能都是最好的。（ ） 22. 在下图所示的应用场景中，常采用合金结构钢（ ） 23. 30Cr13表示含碳量为0.3%，含铬量为1.3%。（ ） 24. 钢的主要特点是强度高、韧性差、导电性良好。（ ） 25. 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%（ ） 26. 钢的回火是指将淬火后的钢材再次加热并迅速冷却，以提高其硬度。（ ） 27. 钢回火的加热温度在A1以下，回火过程中无组织变化。（ ） 28. 下图为热处理工艺曲线，其中保温阶段的主要作用是消除工件内应力（ ） 29. 火焰淬火操作简便、生产成本低，适用于局部磨损的工件或特大件。（ ） 30. 钢渗氮后无须淬火即有很高的硬度及耐磨性。（ ） 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 什么是退火?退火的目的是什么? 32. 为下列零件选择合适的材料及热处理方法(划线连接即可) 33. 何谓钢的热处理，钢的热处理有哪几种？ 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 如图为过冷奥氏体的等温转变曲线图，试分析并回答问题。 （1）图中横坐标为______坐标，纵坐标为______坐标。 （2）aa’线为过冷奥氏体转变______线，bb’线为过冷奥氏体转变______线。 （3）______线是过冷奥氏体转变为马氏体（M）的开始温度线，______线是过冷奥氏体转变为马氏体的终了温度线。 （4）过冷奥氏体区是①，等温转变进行的过渡区是______，等温转变产物区是______。 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 $