第7卷 机械工程材料（一） 安徽省（分类招生和对口招生）《机械基础》（高教版·第3版） 单元过关卷

安徽省（分类招生和对口招生）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. 纯金属结晶时，冷却速度越快，则实际结晶温度将（ ） A. 越高 B. 越低 C. 越接近理论结晶温度 D. 没有变化 【答案】B 【解析】冷却速度快，过冷度大，实际结晶温度降低，这有利于晶粒细化。 2. 奥氏体的最大的溶碳量为（ ） A. 0.77% B. ＞1.0% C. 1.0% D. 2.11% 【答案】D 【解析】奥氏体是碳在γ-铁中的固溶体。在铁碳合金相图中，奥氏体在1147℃时的最大溶碳量为2.11%，因此选D。0.77%是共析成分，并不是奥氏体的最大溶碳量。 3. 下面关于金属材料的描述，错误的是（ ） A. 零件1可以选用45钢，具有良好的综合力学性能 B. 零件2用在一般场合，可以选用ZG200400 C. 零件10用在一般场合，可以选用锻件或轧制钢材 D. 零件8是变速箱体，可以选用RuT300 【答案】B 4. 铸铁主要是指什么（ ） A. 含有较高碳含量的铁 B. 含有较低碳含量的铁 C. 不含有碳的铁 D. 含有特殊合金元素的铁 【答案】A 【解析】铸铁是一种含有较高碳含量的铁，通常碳含量在2%以上。 5. 下列哪种铸造方法不属于特种铸造方法？（ ） A. 凝固定型铸造 B. 真空铸造 C. 压力铸造 D. 低压铸造 【答案】C 【解析】压力铸造不属于特种铸造方法，而是一种常规的铸造方法。 6. 球墨铸铁和灰铸铁相比，以下说法错误的是（ ） A. 球墨铸铁的力学性能比灰铸铁高 B. 球墨铸铁的力学性能与钢接近，屈强比比钢高 C. 球墨铸铁的塑性、韧性虽然大为改善，仍比钢差 D. 球墨铸铁有很差的减震性，减摩性和高的缺口敏感性 【答案】D 【解析】球墨铸铁中的石墨呈球状，减少了对基体的割裂作用，因此其强度、塑性和韧性均明显高于灰铸铁，力学性能可接近钢，且屈强比通常高于钢。球墨铸铁的塑性和韧性虽有较大改善，但一般仍低于钢。与灰铸铁相比，球墨铸铁的减震性和减摩、耐磨性能有所降低，缺口敏感性有所增加，但不能笼统地说其减震性和减摩性“很差”，因此D项表述错误。 7. 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 【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。 8. 下列材料中，可锻性能好的材料是（ ） A. 可锻铸铁 B. 中碳钢 C. 低碳钢 D. 合金钢 【答案】C 【解析】低碳钢的可锻性最好。 原因如下：低碳钢为塑性材料，含碳量越低，塑性（可锻）性能越好，因此低碳钢的可锻性要好于中碳钢和高碳钢。 9. T12A表示的是（ ） A. 合金工具钢 B. 合金结构钢 C. 碳素工具钢 D. 碳素结构钢 【答案】C 【解析】T表示碳素工具钢，A表示高级优质。T12A含碳量高，硬度高，耐磨性好，用于制造量具、刀具等。 10. 有关下图所示各零部件的表述，正确的是______。（ ） 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. T12钢的含碳量为（ ） A. 12％ B. 1.2％ C. 0.2％ D. 4.3％ 【答案】B 【解析】T12属于碳素工具钢。牌号中“T”表示碳素工具钢，数字表示钢中平均碳含量的千分数，因此T12的平均含碳量约为1.2%，选B。 12. 正确选用下列零件材料：车床主轴；板弹簧；滚动轴承；汽车变速齿轮（ ） ①.60Si2Mn ②.40Cr ③GCr15 ④.20CrMnTi A. ①②③④ B. ①②④③ C. ②①③④ D. ④③②① 【答案】C 【解析】车床主轴要求具有较高的强度、韧性和综合力学性能，通常选用40Cr，即②；板弹簧要求具有高弹性极限，选用60Si2Mn，即①；滚动轴承要求高硬度、耐磨性和接触疲劳强度，选用GCr15，即③；汽车变速齿轮要求表面高硬度、心部高韧性，选用20CrMnTi，即④。因此排列为②①③④，选C。 13. 下列合金牌号中，合金弹簧钢是（ ） A. 60Si2MnA B. ZGMn13 C. Cr12MoV D. 3Cr13 【答案】A 【解析】合金弹簧钢是指通过在钢中添加一种或多种合金元素来改善其性能的弹簧用钢，以提高其弹性极限、屈服强度、抗疲劳性能、淬透性等特性。以下是一些常见的合金弹簧钢型号： 1. 硅锰弹簧钢：如60Si2Mn、55Si2Mn等，其中60Si2Mn是一种应用广泛的硅锰弹簧钢，具有较高的强度、弹性和淬透性。 2. 铬锰弹簧钢：如50CrMn等，此类钢种通过加入铬和锰元素来提高钢的淬透性和强度。 3. 铬钒弹簧钢：如50CrV、50CrV4等，这些钢种添加了钒元素，有助于提高钢的弹性极限和抗疲劳性能。 4. 钨铬钒弹簧钢：如35CrMoV等，添加了钨、铬、钒等元素，以提高弹簧钢的综合性能。 5. 钼铬弹簧钢：如30CrMo等，加入钼和铬元素，可以改善钢的淬透性和耐热性能。 6. 不锈钢弹簧钢：如304、316等不锈钢型号，适用于需要耐腐蚀弹簧。 7. 高速工具钢：如SK4、SK5、SK7等，虽然主要用于制造刀具和模具，但也可用于制造特殊性能要求的弹簧。 14. 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 15. 下列钢铁材料牌号中，可用于制造热锻模具的是（ ） A. 40Cr B. 5CrNiMo C. 20CrMnTi D. GCr15 【答案】B 【解析】热锻模具在工作时承受冲击载荷、较高温度和反复冷热作用，要求材料具有较高的强度、韧性、热疲劳抗力和淬透性。5CrNiMo属于合金工具钢，具有良好的综合力学性能、淬透性和热稳定性，常用于制造热锻模具，因此选B。40Cr主要用于轴类等调质件，20CrMnTi主要用于渗碳齿轮，GCr15主要用于滚动轴承。 16. 金属材料在受到外力作用时，抵抗弹性变形和永久性变形的能力称为材料的什么？（ ） A. 强度 B. 塑性 C. 刚度 D. 韧性 【答案】D 【解析】韧性是材料在外力作用下吸收能量并抵抗冲击断裂的能力，体现材料抵抗变形及破坏的综合性能，故选D。 17. 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. 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 D. 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 【答案】C 18. 测定淬火钢件的硬度，一般选用______试验法来测试其硬度（ ） A. 布氏硬度 B. 洛氏硬度 C. 维氏硬度 D. 莫氏硬度 【答案】B 【解析】布氏硬度主要用于铸铁、有色金属等硬度不高的材料；维氏硬度主要用于较薄材料及渗碳件。 19. 现需测定某灰铸件的硬度， 一般应选用______来测定（ ） A. 布氏硬度 B. 洛氏硬度 C. 维氏硬度 D. 肖氏硬度 【答案】A 【解析】灰铸铁组织中含有片状石墨，材料不均匀且通常硬度范围较宽，适合采用压入法测定硬度。布氏硬度试验压痕较大，能够反映较大范围内材料的平均硬度，常用于铸铁等铸态材料，因此选A。洛氏硬度适用于批量快速检测，维氏硬度适用于薄件、表面层和小区域，肖氏硬度主要用于特定便携式或动态硬度测量。 20. 金属材料的弹性模量是指什么（ ） A. 材料在受力时的弹性变形能力 B. 材料的硬度 C. 材料的韧性 D. 材料的疲劳强度 【答案】A 【解析】弹性模量是材料在受力时抵抗弹性变形的能力，通常用来衡量材料的刚度。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 可锻铸铁比灰铸铁的塑性好，因此可以进行锻压加工。（ ） 【答案】错误 【解析】可锻铸铁是由一定化学成分的铁液浇注成白口坯件，再经退火而成的铸铁。它有较高的强度、塑性和冲击韧度，可以部分代替碳钢。可锻铸铁的这种特性使得它可以进行锻打和轧制，而灰铸铁则不具备这样的性能。 22. 下图，根据各杆的受力情况，AB杆的材料为铸铁，AC杆的材料为低碳钢，这种设计是合理的。（ ） 【答案】错误 【解析】AB杆是拉杆，应用塑性材料；AC杆是压杆，应用脆性材料 23. 碳主要以团絮状石墨形式存在的铸铁称为灰铸铁。（ ） 【答案】错误 【解析】(1)灰铸铁碳主要以片状石墨形式存在的铸铁。 (2)球墨铸铁碳主要以球状石墨形式存在的铸铁。 (3)可锻铸铁碳主要以团絮状石墨形式存在的铸铁。 (4)蠕墨铸铁碳主要以蠕虫状石墨形式存在的铸铁。 24. 球墨铸铁有较好的力学性能，可替代钢生产一些零件。（ ） 【答案】正确 【解析】球墨铸铁是指石墨以球状形式存在的铸铁。球墨铸铁是在浇注前往铁水中加入适量的球化剂和孕育剂（即球化处理），浇注后可使石墨呈球状分布的铸铁。由于石墨呈球状分布在基体上，对基体的割裂作用降到最小，可以充分发挥基体的性能，所以球墨铸铁的力学性能比灰铸铁和可锻铸铁都高，其抗拉强度、塑性、韧性与相应基体组织的铸钢相近。球墨铸铁兼有铸铁和钢的优点，因而得到广泛应用。它可以用来代替非合金钢、合金钢、可锻铸铁等材料制造受力复杂，强度、硬度、韧性和耐磨性要求较高的零件，如柴油机曲轴、减速器齿轮及轧钢机轧辊等。 25. 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。 26. 碳素工具钢主要用于制造刃具、量具和模具（ ） 【答案】正确 【解析】碳素工具钢具有较高的硬度和耐磨性，经过适当热处理后可用于制造一般的切削刃具、量具和模具。因此该说法正确。 27. 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%。 28. 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。 29. 合金钢中的铬元素主要用于提高钢的耐腐蚀性能。（ ） 【答案】正确 【解析】铬能在钢表面形成致密的钝化膜，显著提高合金钢的耐腐蚀性能，因此判断正确。 30. 铸铁的抗拉强度通常低于抗压强度，因此不宜用于主要承受拉伸载荷的零件。（ ） 【答案】正确 【解析】铸铁的组织中含有片状、团絮状或球状石墨，石墨会削弱材料承受拉伸载荷的能力，因此铸铁的抗拉强度通常低于抗压强度，主要承受拉伸载荷的零件一般不选用铸铁。 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 抗拉强度。 【答案】材料在拉断前所能承受的最大标称拉应力 【解析】抗拉强度是材料在拉伸试验中从开始受力到断裂过程中所承受的最大工程应力，通常用Rm表示，计算式为Rm=Fm/S0，其中Fm为试样承受的最大拉力，S0为试样原始横截面积。题目答案“材料在拉断前所能承受的最大标称拉应力”符合抗拉强度的定义。 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. 简述金属材料的硬度与其耐磨性之间的关系。 【答案】金属材料的硬度越高，其耐磨性越好。硬度是指材料抵抗更硬物体压入其表面的能力，因此硬度高的金属材料更能抵抗磨损。 【解析】硬度表示材料抵抗表面压入和塑性变形的能力。硬度越高，接触表面越不易被划伤、压陷或剥落，因而通常具有更好的耐磨性。 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 $ 安徽省（分类招生和对口招生）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. 纯金属结晶时，冷却速度越快，则实际结晶温度将（ ） A. 越高 B. 越低 C. 越接近理论结晶温度 D. 没有变化 2. 奥氏体的最大的溶碳量为（ ） A. 0.77% B. ＞1.0% C. 1.0% D. 2.11% 3. 下面关于金属材料的描述，错误的是（ ） A. 零件1可以选用45钢，具有良好的综合力学性能 B. 零件2用在一般场合，可以选用ZG200400 C. 零件10用在一般场合，可以选用锻件或轧制钢材 D. 零件8是变速箱体，可以选用RuT300 4. 铸铁主要是指什么（ ） A. 含有较高碳含量的铁 B. 含有较低碳含量的铁 C. 不含有碳的铁 D. 含有特殊合金元素的铁 5. 下列哪种铸造方法不属于特种铸造方法？（ ） A. 凝固定型铸造 B. 真空铸造 C. 压力铸造 D. 低压铸造 6. 球墨铸铁和灰铸铁相比，以下说法错误的是（ ） A. 球墨铸铁的力学性能比灰铸铁高 B. 球墨铸铁的力学性能与钢接近，屈强比比钢高 C. 球墨铸铁的塑性、韧性虽然大为改善，仍比钢差 D. 球墨铸铁有很差的减震性，减摩性和高的缺口敏感性 7. 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% 8. 下列材料中，可锻性能好的材料是（ ） A. 可锻铸铁 B. 中碳钢 C. 低碳钢 D. 合金钢 9. T12A表示的是（ ） A. 合金工具钢 B. 合金结构钢 C. 碳素工具钢 D. 碳素结构钢 10. 有关下图所示各零部件的表述，正确的是______。（ ） 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. T12钢的含碳量为（ ） A. 12％ B. 1.2％ C. 0.2％ D. 4.3％ 12. 正确选用下列零件材料：车床主轴；板弹簧；滚动轴承；汽车变速齿轮（ ） ①.60Si2Mn ②.40Cr ③GCr15 ④.20CrMnTi A. ①②③④ B. ①②④③ C. ②①③④ D. ④③②① 13. 下列合金牌号中，合金弹簧钢是（ ） A. 60Si2MnA B. ZGMn13 C. Cr12MoV D. 3Cr13 14. 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 15. 下列钢铁材料牌号中，可用于制造热锻模具的是（ ） A. 40Cr B. 5CrNiMo C. 20CrMnTi D. GCr15 16. 金属材料在受到外力作用时，抵抗弹性变形和永久性变形的能力称为材料的什么？（ ） A. 强度 B. 塑性 C. 刚度 D. 韧性 17. 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. 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 D. 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 18. 测定淬火钢件的硬度，一般选用______试验法来测试其硬度（ ） A. 布氏硬度 B. 洛氏硬度 C. 维氏硬度 D. 莫氏硬度 19. 现需测定某灰铸件的硬度， 一般应选用______来测定（ ） A. 布氏硬度 B. 洛氏硬度 C. 维氏硬度 D. 肖氏硬度 20. 金属材料的弹性模量是指什么（ ） A. 材料在受力时的弹性变形能力 B. 材料的硬度 C. 材料的韧性 D. 材料的疲劳强度 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 可锻铸铁比灰铸铁的塑性好，因此可以进行锻压加工。（ ） 22. 下图，根据各杆的受力情况，AB杆的材料为铸铁，AC杆的材料为低碳钢，这种设计是合理的。（ ） 23. 碳主要以团絮状石墨形式存在的铸铁称为灰铸铁。（ ） 24. 球墨铸铁有较好的力学性能，可替代钢生产一些零件。（ ） 25. 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。（ ） 26. 碳素工具钢主要用于制造刃具、量具和模具（ ） 27. 低合金钢是指含碳量低于0.25%的合金钢。（ ） 28. 在下图所示的应用场景中，常采用合金结构钢（ ） 29. 合金钢中的铬元素主要用于提高钢的耐腐蚀性能。（ ） 30. 铸铁的抗拉强度通常低于抗压强度，因此不宜用于主要承受拉伸载荷的零件。（ ） 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 抗拉强度。 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. 简述金属材料的硬度与其耐磨性之间的关系。 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 $