第9卷 机械工程材料（三） 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（三） 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. 下列有色金属中，属于轻金属的是（ ） A. 铝 B. 镍 C. 铬 D. 钛 2. 饮料罐常用______制造。（ ） A. 锻铝 B. 硬铝 C. 超硬铝 D. 防锈铝 3. 下图所示的飞机蒙皮常采用______制造（ ） A. 防锈铝 B. 硬铝 C. 超硬铝 D. 锻铝 4. HPb59—1表示（ ） A. 灰铸铁 B. 铅黄铜 C. 铅青铜 D. 锡青铜 5. 工业上广泛应用的铜合金按化学成分的不同分为（ ） A. 黄铜、青铜和白铜 B. 普通黄铜和特殊黄铜 C. 锡青铜和铝青铜 D. 铜锌合金和铜镍合金 6. 超导材料的特点是？（ ） A. 高温下具有超导性 B. 低温下具有超导性 C. 具有高强度 D. 具有高硬度 7. 下列为铜材料应用的示例，关于铜及铜合金，下列说法错误的是（ ） A. 纯铜是玫瑰红色的金属，表面形成氧化铜膜后，外观呈紫红色，俗称紫铜 B. 纯铜具有优良的导电性、导热性，抗大气腐蚀，塑性很好 C. 铜合金是以铜为基体，加入合金元素形成的合金，与纯铜比强度更高 D. 黄铜是以镍为主要添加元素的铜合金 8. 触头材料的主要要求是？（ ） A. 高导电性和耐磨性 B. 高绝缘性和低硬度 C. 高磁性和低成本 D. 高热导性和低密度 9. 氧气瓶、氢气瓶及液化气瓶等压力容器采用的材料是（ ） A. 1Cr18Ni9 B. 45 C. T10 D. Q345 10. 现有低碳钢和铸铁两种材料可供选择合理的选择是（ ） A. ①杆为铸铁，②杆为铸铁； B. ①杆为铸铁，②杆为低碳钢； C. ①杆为低碳钢，②杆为铸铁； D. ①杆为低碳钢，②杆为低碳钢。 11. 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 12. 在建筑工程中，主要作为受力构件的材料是哪种（ ） A. 功能材料 B. 结构材料 C. 复合材料 D. 工程塑料 13. 钢件退火处理的主要目的是（ ） A. 提高材料的硬度和耐磨性 B. 降低硬度并改善切削加工性 C. 提高材料的淬透性和淬硬层深度 D. 提高材料的表面硬度和抗疲劳性 14. 可进行锻造加工的材料是（ ） A. 灰铸铁 B. 球墨铸铁 C. 高碳钢 D. 低碳钢 15. 机床的床身可以用______制造。（ ） A. QT800-2 B. KTH350-10 C. KTZ650-02 D. HT300 16. 绝缘漆主要用于哪种电气设备的绝缘？（ ） A. 变压器 B. 电动机 C. 电容器 D. 所有以上设备 17. 制造形状复杂、承受冲击载荷的小型零件，适宜选用（ ） A. 铸钢 B. 灰铸铁 C. 可锻铸铁 D. 球墨铸铁 18. 轴类零件在选择材料时，主要考虑的因素不包括（ ） A. 载荷的性质 B. 转速 C. 零件的颜色 D. 精度和表面粗糙度要求 19. 下列材料中，属于有色金属材料的是（ ） A. 铸铁 B. 碳素工具钢 C. 铝合金 D. 合金结构钢 20. 在机械零件选材时，以下哪项不是必须考虑的因素（ ） A. 材料的可靠性 B. 材料的成本 C. 材料的颜色 D. 材料的可加工性 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 特殊青铜是在锡青铜的基础上再加入其他元素的青铜。（ ） 22. 含锌量为30%左右的普通黄铜，塑性最好。（ ） 23. 材料的工艺性能好，其使用性能一定也好。（ ） 24. 锡基轴承合金，由于锡熔点低，工作温度应高于150℃。（ ） 25. 玻璃钢具有优良的综合性能，在航空、国防、汽车等方面应用广泛（ ） 26. 超导材料在任何温度下都表现出零电阻性。（ ） 27. 下图为某减速器轴及轴上零件的结构简图，A段装有件1(两个圆螺母)，B段装有件2(轴承)，C段装有件3(直齿圆柱齿轮)，D段装有件4(套筒)和件2(轴承)，F段装有件5(带轮)。 判断下面小题。 （1）此轴在工作时传递动力与运动，受到转矩与弯矩作用，属于典型的传动轴。（ ） （2）A段用两个圆螺母进行轴向固定，主要目的是加强螺母的固定强度，防止滑牙。（ ） （3）如件2轴承的代号为6210，则此轴承为深沟球轴承，轴承公称内径为50 mm。（ ） （4）件5为V型腹板带轮，如用于一般场合，应选用铸钢材料制造。（ ） 28. 低碳钢经过淬火处理后，通常能够获得与高碳钢淬火后相同的高硬度。（ ） 29. 导电材料中的电热材料主要用于制造导线和电缆等电器设备。（ ） 30. 灰铸铁中的片状石墨会割裂基体，因而其抗拉强度和塑性通常低于相同基体的球墨铸铁。（ ） 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 请简述几种常见非铁金属在机械领域的应用特点及优势，并举例说明。 32. 下图所示为试制的碳纤维复合材料地铁车体，简述该材料的优势。 33. 与金属材料相比，非金属材料在机械基础应用中有哪些独特优势？请举例说明。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 某减速器传动轴的结构简图如图所示。图中存在错误和不合理的地方，分析该图，回答下列问题： （1）若齿轮7的材料为20CrMnTi，则其属于______钢，为了满足使用性能要求，常采用______最终热处理。 （2）元件8采用了______和______实现轴向固定。 （3）轴段④处，槽的名称是______，其作用是______。 （4）元件2的轴向固定采用双螺母，可起到______填“机械”或“摩擦力”)防松的 效果，此处螺纹一般采用______(填“粗牙”或“细牙”)螺纹，且右侧一般加工______槽。 （5）元件4与箱体间安装调整垫片的目的是，调整轴承的______。 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（三） 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. 下列有色金属中，属于轻金属的是（ ） A. 铝 B. 镍 C. 铬 D. 钛 【答案】A 【解析】铝是一种轻金属，密度小于4500kg/m³。 2. 饮料罐常用______制造。（ ） A. 锻铝 B. 硬铝 C. 超硬铝 D. 防锈铝 【答案】D 【解析】饮料罐通常采用防锈铝制造。防锈铝具有密度小、耐大气腐蚀、塑性和成形性能较好等特点，适合进行冲压、拉深等加工，能够满足饮料罐对轻量化、耐腐蚀性和成形性的要求。硬铝和超硬铝虽然强度较高，但塑性和耐蚀性相对不适合作为饮料罐的常用材料；锻铝主要用于锻造零件。因此选A。 3. 下图所示的飞机蒙皮常采用______制造（ ） A. 防锈铝 B. 硬铝 C. 超硬铝 D. 锻铝 【答案】B 4. HPb59—1表示（ ） A. 灰铸铁 B. 铅黄铜 C. 铅青铜 D. 锡青铜 【答案】B 【解析】HPb59—1是铜合金牌号。其中H表示黄铜，Pb表示含铅，59表示铜的质量分数约为59%，1表示铅等成分及牌号序号。因此HPb59—1属于铅黄铜，选B。灰铸铁不属于铜合金；铅青铜和锡青铜分别以青铜为基体，牌号表示方法不同。 5. 工业上广泛应用的铜合金按化学成分的不同分为（ ） A. 黄铜、青铜和白铜 B. 普通黄铜和特殊黄铜 C. 锡青铜和铝青铜 D. 铜锌合金和铜镍合金 【答案】A 【解析】黄铜是铜锌合金，青铜主要是铜锡合金，白铜是铜镍合金，各有特点和应用。 6. 超导材料的特点是？（ ） A. 高温下具有超导性 B. 低温下具有超导性 C. 具有高强度 D. 具有高硬度 【答案】B 【解析】超导材料的特点是在低温下（通常是接近绝对零度）具有超导性，即电阻为零。 7. 下列为铜材料应用的示例，关于铜及铜合金，下列说法错误的是（ ） A. 纯铜是玫瑰红色的金属，表面形成氧化铜膜后，外观呈紫红色，俗称紫铜 B. 纯铜具有优良的导电性、导热性，抗大气腐蚀，塑性很好 C. 铜合金是以铜为基体，加入合金元素形成的合金，与纯铜比强度更高 D. 黄铜是以镍为主要添加元素的铜合金 【答案】D 【解析】黄铜是以锌为主要添加元素的铜合金，白铜是以镍为主要添加元素的铜合金，青铜是除黄铜和白铜外，其余铜合金的总称。 8. 触头材料的主要要求是？（ ） A. 高导电性和耐磨性 B. 高绝缘性和低硬度 C. 高磁性和低成本 D. 高热导性和低密度 【答案】A 【解析】触头材料的主要要求是高导电性和耐磨性。 9. 氧气瓶、氢气瓶及液化气瓶等压力容器采用的材料是（ ） A. 1Cr18Ni9 B. 45 C. T10 D. Q345 【答案】D 【解析】氧气瓶、氢气瓶及液化气瓶等压力容器承受较高内压，要求材料具有较高的强度、韧性、焊接性能和良好的综合力学性能。Q345属于低合金高强度结构钢，具有较好的强度、塑性、韧性和焊接性能，常用于压力容器及受压结构。45钢属于中碳钢，焊接性较差；T10为高碳工具钢，脆性较大；1Cr18Ni9虽具有耐蚀性，但通常不是此类普通压力容器的首选材料。因此选A。 10. 现有低碳钢和铸铁两种材料可供选择合理的选择是（ ） A. ①杆为铸铁，②杆为铸铁； B. ①杆为铸铁，②杆为低碳钢； C. ①杆为低碳钢，②杆为铸铁； D. ①杆为低碳钢，②杆为低碳钢。 【答案】B 【解析】低碳钢抗拉伸，高碳钢抗压缩。 11. 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 【解析】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。 12. 在建筑工程中，主要作为受力构件的材料是哪种（ ） A. 功能材料 B. 结构材料 C. 复合材料 D. 工程塑料 【答案】B 【解析】结构材料是以承受载荷、保证构件强度和刚度为主要功能的材料。在建筑工程中，梁、柱、桁架等主要受力构件需要由结构材料制造，因此选B。功能材料主要利用其特殊物理、化学或生物性能，复合材料是按组成和结构划分的一类材料，工程塑料则属于非金属材料中的塑料材料。 13. 钢件退火处理的主要目的是（ ） A. 提高材料的硬度和耐磨性 B. 降低硬度并改善切削加工性 C. 提高材料的淬透性和淬硬层深度 D. 提高材料的表面硬度和抗疲劳性 【答案】B 【解析】退火可细化组织、降低钢的硬度和内应力，从而改善切削加工性能。提高表面硬度和耐磨性通常采用淬火、渗碳等处理。 14. 可进行锻造加工的材料是（ ） A. 灰铸铁 B. 球墨铸铁 C. 高碳钢 D. 低碳钢 【答案】D 【解析】锻造要求材料具有良好的塑性，低碳钢塑性较好，适合锻造；灰铸铁和球墨铸铁塑性差，一般不进行锻造；高碳钢塑性相对低碳钢差，锻造难度较大 。 15. 机床的床身可以用______制造。（ ） A. QT800-2 B. KTH350-10 C. KTZ650-02 D. HT300 【答案】D 【解析】石墨虽然降低了铸铁的抗拉强度和塑性，但也给铸铁带来了一系列的优越性能，如优良的铸造性能、良好的切削加工性能、良好的减摩性和减振性，因而被广泛用于制造各种承受压力和要求具有减振性的床身、机架、结构复杂的箱体、壳体和经受摩擦的导轨、缸体等 16. 绝缘漆主要用于哪种电气设备的绝缘？（ ） A. 变压器 B. 电动机 C. 电容器 D. 所有以上设备 【答案】D 【解析】绝缘漆主要用于变压器、电动机和电容器的绝缘。 17. 制造形状复杂、承受冲击载荷的小型零件，适宜选用（ ） A. 铸钢 B. 灰铸铁 C. 可锻铸铁 D. 球墨铸铁 【答案】C 【解析】可锻铸铁具有一定的塑性和韧性，能够承受一定的冲击载荷，且适合制造形状复杂的小型零件；铸钢成本较高；灰铸铁韧性差，不适合承受冲击载荷；球墨铸铁一般用于制造受力较大的零件 。 18. 轴类零件在选择材料时，主要考虑的因素不包括（ ） A. 载荷的性质 B. 转速 C. 零件的颜色 D. 精度和表面粗糙度要求 【答案】C 【解析】轴类零件通常承受扭转载荷、弯曲载荷或交变载荷，材料选择需要考虑载荷性质、转速、精度和表面粗糙度要求，以及强度、刚度、耐磨性、热处理性能和加工工艺等因素。零件的颜色通常不影响轴类零件的承载、耐磨和加工性能，因此不是材料选择的主要依据，选C。 19. 下列材料中，属于有色金属材料的是（ ） A. 铸铁 B. 碳素工具钢 C. 铝合金 D. 合金结构钢 【答案】C 【解析】铝合金的主要成分为铝，属于有色金属材料。铸铁、碳素工具钢和合金结构钢均以铁为主要成分，属于黑色金属材料。 20. 在机械零件选材时，以下哪项不是必须考虑的因素（ ） A. 材料的可靠性 B. 材料的成本 C. 材料的颜色 D. 材料的可加工性 【答案】C 【解析】机械零件选材时，通常必须综合考虑材料的可靠性、成本、可加工性，以及强度、刚度、耐磨性、耐腐蚀性和使用环境等因素。材料的颜色一般不影响零件的承载能力、使用寿命和加工制造性能，除非有特殊外观或识别要求，否则不是必须考虑的因素。因此选C。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 特殊青铜是在锡青铜的基础上再加入其他元素的青铜。（ ） 【答案】错误 【解析】特殊青铜是在铜锡合金基础上添加其他元素，如铅、铝等，以改善性能，满足不同需求。 22. 含锌量为30%左右的普通黄铜，塑性最好。（ ） 【答案】正确 【解析】普通黄铜是铜锌合金。含锌量在约36%以下时，组织主要为α固溶体，具有良好的塑性；当含锌量约为30%左右时，普通黄铜的塑性通常达到较高水平，适合冷冲压、冷轧和深冲等塑性加工。因此题干说法正确。 23. 材料的工艺性能好，其使用性能一定也好。（ ） 【答案】错误 【解析】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 。 24. 锡基轴承合金，由于锡熔点低，工作温度应高于150℃。（ ） 【答案】错误 【解析】锡基轴承合金的疲劳强度低，同时由于锡的熔点较低，工作温度不宜高于150℃。 25. 玻璃钢具有优良的综合性能，在航空、国防、汽车等方面应用广泛（ ） 【答案】正确 【解析】纤维复合材料的用途视其性能而定。例如，用玻璃纤维增强的热固性塑料一般称为玻璃钢，它具有优良的综合性能，在航空、国防、汽车、化工等方面应用广泛，是一种重要的复合材料。 26. 超导材料在任何温度下都表现出零电阻性。（ ） 【答案】错误 【解析】超导材料只在低于特定的临界温度时才展现出零电阻性。 27. 下图为某减速器轴及轴上零件的结构简图，A段装有件1(两个圆螺母)，B段装有件2(轴承)，C段装有件3(直齿圆柱齿轮)，D段装有件4(套筒)和件2(轴承)，F段装有件5(带轮)。 判断下面小题。 （1）此轴在工作时传递动力与运动，受到转矩与弯矩作用，属于典型的传动轴。（ ） （2）A段用两个圆螺母进行轴向固定，主要目的是加强螺母的固定强度，防止滑牙。（ ） （3）如件2轴承的代号为6210，则此轴承为深沟球轴承，轴承公称内径为50 mm。（ ） （4）件5为V型腹板带轮，如用于一般场合，应选用铸钢材料制造。（ ） 【答案】错误 28. 低碳钢经过淬火处理后，通常能够获得与高碳钢淬火后相同的高硬度。（ ） 【答案】错误 【解析】低碳钢含碳量较低，淬火时形成的马氏体含碳量有限，因此淬火硬度通常低于高碳钢，不能简单认为二者可获得相同的高硬度。 29. 导电材料中的电热材料主要用于制造导线和电缆等电器设备。（ ） 【答案】错误 【解析】电热材料主要用于加热元件，如电炉、电热器等。 30. 灰铸铁中的片状石墨会割裂基体，因而其抗拉强度和塑性通常低于相同基体的球墨铸铁。（ ） 【答案】正确 【解析】灰铸铁中的石墨呈片状，容易造成应力集中并削弱金属基体的连续性，因此抗拉强度和塑性通常较低。球墨铸铁中的石墨呈球状，对基体的割裂作用较小，综合力学性能较好。 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 请简述几种常见非铁金属在机械领域的应用特点及优势，并举例说明。 【答案】常见的非铁金属如铝及铝合金，其密度小、质量轻，具有良好的导电性、导热性以及一定的强度，在航空航天领域应用广泛，例如飞机的机身框架部分常采用铝合金制造，能在保证一定结构强度的同时减轻飞行器自重，利于飞行；铜及铜合金有优良的导电性、导热性和良好的耐腐蚀性，常用于制造电线、电缆以及一些散热部件，像电脑中的散热铜管就是利用铜良好的导热性来快速传递热量，保证电子元件正常工作；钛及钛合金强度高、耐腐蚀性极强，并且生物相容性好，在医疗器械领域有重要应用，比如人工关节很多就是采用钛合金制作，能长期在人体复杂环境中使用且不会引发不良反应。总之，不同的非铁金属凭借自身独特的性能优势在相应的机械应用场景中发挥着关键作用。 【解析】非铁金属及其合金主要包括铝及铝合金、铜及铜合金、钛及钛合金、镁及镁合金等。铝及铝合金密度小、比强度较高，具有良好的导电性、导热性、耐蚀性和成形性，常用于航空航天器蒙皮、机身构件、汽车零件和散热器等，以减轻结构质量。铜及铜合金导电性和导热性优良，且具有较好的耐蚀性和耐磨性，常用于制造电线、电缆、接触件、换热器和散热管等，例如电脑中的铜制散热管利用铜的良好导热性传递热量。钛及钛合金具有高强度、低密度、优良的耐蚀性和较好的耐热性，并具有良好的生物相容性，常用于航空发动机部件、化工设备和人工关节等。镁及镁合金密度更小、减振性能好，常用于汽车、航空和电子产品中的轻量化壳体及结构件。不同非铁金属应根据强度、导电导热性、耐蚀性、质量和成本等要求选择。 32. 下图所示为试制的碳纤维复合材料地铁车体，简述该材料的优势。 【答案】碳纤维复合材料已经在航空航天、交通运输等多领域得到应用。图中所示的试制的碳纤维复合材料地铁车体较同类金属车体减重约35%，可提高车体的运载能力、降低能源消耗、降低全寿命周期成本、减少线路损害。 33. 与金属材料相比，非金属材料在机械基础应用中有哪些独特优势？请举例说明。 【答案】非金属材料在机械基础应用中有诸多独特优势。比如塑料，它具有质量轻、成本低、成型容易的特点，常被用于制造一些外观件、小型结构件等，像汽车内饰的很多部件就是采用塑料制成，既美观又能降低成本和车重；橡胶有良好的弹性和密封性能，广泛应用于密封件的制造，例如汽车发动机中的各类橡胶密封圈，能有效防止液体、气体泄漏，保证发动机正常运转；还有陶瓷材料，硬度高、耐高温、耐磨，常用于制造一些高温环境下的耐磨部件，如陶瓷刀具在切削加工时，能在高温工况下保持较好的切削性能，而且耐磨性好，使用寿命长。非金属材料以这些独特优势弥补了金属材料在某些方面的不足，拓展了机械领域的材料选择范围。 【解析】与金属材料相比，非金属材料通常具有密度小、减摩耐磨、耐腐蚀、绝缘、减振、隔热、密封性好以及成形工艺简便等优势，但其强度、刚度和耐高温性能需根据具体材料进行评价。塑料质量轻、成本较低、成形容易，并具有良好的绝缘性和耐腐蚀性，可用于汽车内饰件、齿轮、轴套和外壳等，以实现减重和降低成本。橡胶具有高弹性、良好的密封性和减振性，常用于发动机密封圈、油封、软管和减振垫，以防止液体或气体泄漏并吸收振动。陶瓷具有高硬度、耐高温、耐磨损和耐腐蚀等特点，可用于陶瓷刀具、密封环、绝缘件和高温耐磨部件。工程应用中应综合考虑载荷、温度、摩擦、腐蚀、加工方法和成本等因素选择合适的非金属材料。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 某减速器传动轴的结构简图如图所示。图中存在错误和不合理的地方，分析该图，回答下列问题： （1）若齿轮7的材料为20CrMnTi，则其属于______钢，为了满足使用性能要求，常采用______最终热处理。 （2）元件8采用了______和______实现轴向固定。 （3）轴段④处，槽的名称是______，其作用是______。 （4）元件2的轴向固定采用双螺母，可起到______填“机械”或“摩擦力”)防松的 效果，此处螺纹一般采用______(填“粗牙”或“细牙”)螺纹，且右侧一般加工______槽。 （5）元件4与箱体间安装调整垫片的目的是，调整轴承的______。 【答案】（1）① 合金渗碳钢 ② 渗碳+淬火+低温回火 （2）① 轴肩 ② 端盖 （3）① 越程槽 ② 便于砂轮越过加工表面 （4）① 摩擦力 ② 细牙 ③ 退刀槽 （5）间隙或游隙 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 $