第9卷 机械工程材料（三） 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（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. 塑料的主要缺点是（ ） A. 密度小 B. 耐腐蚀性好 C. 强度低 D. 绝缘性好 【答案】C 【解析】塑料具有密度小、耐腐蚀性好、绝缘性好等优点，但其刚度和强度通常低于金属材料，耐热性也相对较差。因此，塑料的主要缺点是强度较低，选C。 2. PVC（聚氯乙烯）是一种______塑料（ ） A. 通用 B. 工程 C. 特种 D. 都不是 【答案】A 【解析】习惯上塑料也可以分为通用塑料、工程塑料和特种塑料。 通用塑料主要是指产量大、价格低、应用范围广的一类塑料。常用的有聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、酚醛塑料等，主要用来制造日常生活用品、包装材料和工农业生产用的一般机械零件。 3. 下列关于刀具的选择，错误的是（ ） A. 粗加工零件1时，可以使用YT5硬质合金刀具 B. 精加工零件7时，可以使用YG3硬质合金刀具 C. 粗加工零件8时，可以使用YG8硬质合金刀具 D. 精加工零件10时，可以使用YG3硬质合金刀具 【答案】D 4. 玻璃钢是（ ） A. 复合材料 B. 塑料 C. 一种钢 D. 陶瓷 【答案】A 【解析】玻璃钢是玻璃纤维增强塑料，是典型复合材料，具有质量轻、强度高、耐腐蚀等优点。 5. 采用________对机械关键零部件进行金属表面相应材料涂层处理，可以提高机械设备的耐磨性、硬度和使用寿命（ ） A. 形状记忆材料 B. 新型高温材料 C. 纳米材料 D. 超导材料 【答案】C 【解析】采用纳米材料技术对机械关键零部件进行金属表面纳米粉涂层处理，可以提高机械零部件的耐磨性、硬度和使用寿命。如纳米硬质合金的出现是硬质合金制造技术的飞跃，由于纳米硬质合金具有纳米级显微结构，所以它具有极高的硬度和韧性，拓展了硬质合金的应用范围。 6. 难熔金属合金通常用于哪些领域（ ） A. 航空航天 B. 汽车制造 C. 日常生活用品 D. 建筑行业 【答案】A 【解析】难熔金属合金因其高温强度好、耐蚀性强，通常用于航空航天领域。 7. 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. 球墨铸铁 D. 可锻铸铁 【答案】D 【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 。 8. 下列哪种材料属于智能材料？（ ） A. 铝合金 B. 形状记忆合金 C. 聚乙烯 D. 钢铁 【答案】B 【解析】智能材料可以对外界环境作出响应，例如形状记忆合金可以恢复原来的形状，选项 B 正确。 9. 高分子材料属于以下哪种类型的材料？（ ） A. 金属材料 B. 非金属材料 C. 合金材料 D. 复合材料 【答案】B 【解析】高分子材料是由高分子化合物构成的材料，属于非金属材料的范畴。 10. 可进行锻造加工的材料是（ ） A. 灰铸铁 B. 球墨铸铁 C. 低碳钢 D. 高碳钢 【答案】C 【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 。 11. 瑞典皇家科学院2009年6日宣布，华人科学家高锟以及两名美国科学家Willard Boyle和George Smith获得2009年诺贝尔物理学奖，以奖励他们在光纤和半导体领域上的开创性研究。下列有关光导纤维和半导体的有关说法错误的是（ ） A. 工业上，利用二氧化硅热分解法冶炼硅 B. 作半导体材料的硅位于周期表中金属与非金属分界线附近 C. 二氧化硅是制备光导纤维的原料，光导纤维遇碱会“短路” D. 晶体硅可用作计算机芯片 【答案】A 【解析】工业上，利用碳还原二氧化硅的方法冶炼硅，而不是二氧化硅热分解法。 12. 以下哪种材料通常不属于高分子材料？（ ） A. 橡胶 B. 陶瓷 C. 工程塑料 D. 合成纤维 【答案】B 【解析】高分子材料主要包括工程塑料、橡胶、合成纤维等，而陶瓷通常不属于高分子材料，选项 B 正确。 13. 超导材料在以下哪个温度范围内有较好的超导性能？（ ） A. 室温 B. 高温 C. 冰点 D. 低温 【答案】D 【解析】超导材料通常需要在低温下才能展现出较好的超导性能，选项 D 正确。 14. 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。 15. 纳米材料的尺寸范围通常在多少之间？（ ） A. 纳米米以上 B. 纳米级别 C. 微米级别 D. 亚米级别 【答案】B 【解析】纳米材料的尺寸范围通常在纳米级别，即纳米米以下。 16. 电子束加工和离子束加工的共同特点是（ ） A. 利用粒子束对工件表面进行加工 B. 利用电流对工件进行加工 C. 只适用于特定材料 D. 加工精度低 【答案】A 【解析】电子束加工和离子束加工都是利用粒子束对工件表面进行加工。 17. 下列材料中，硬度最高的是（ ） A. 45钢 B. 铸铁 C. 铝合金 D. 硬质合金 【答案】D 【解析】硬质合金是由难熔金属碳化物和粘结金属通过粉末冶金工艺制成，硬度很高，常用于制造刀具、模具等，远高于45钢、铸铁和铝合金的硬度。 18. 下列材料中，适合制造弹簧的是（ ） A. 40Cr B. 60Si2Mn C. GC-15 D. 1Cr18Ni9 【答案】B 【解析】弹簧材料应具有较高的弹性极限、疲劳强度和淬透性。60Si2Mn属于硅锰弹簧钢，具有较高的强度、弹性和抗疲劳性能，适合制造各种弹簧。40Cr主要用于制造轴类和齿轮等调质零件，GCr15主要用于制造滚动轴承，1Cr18Ni9属于奥氏体不锈钢，均不是该题中最合适的弹簧材料。因此选C。 19. 下列材料中，适合制造铁路道岔辙叉的钢是（ ） A. 1Cr13 B. OCr19Ni9 C. 5GrNiMo D. ZGMn13 【答案】D 【解析】ZGMn13是高锰耐磨钢，受到冲击或摩擦时表面会发生加工硬化，具有良好的耐磨性和抗冲击性能，适合制造铁路道岔辙叉等强烈冲击、磨损部件，因此选D。1Cr13和0Cr19Ni9属于不锈钢，5CrMnMo主要用于制造热作模具，均不适合制造铁路道岔辙叉。需要注意，普通火车钢轨通常采用高碳珠光体钢，不应笼统表述为采用ZGMn13制造。 20. 最常用来制造轴的材料是（ ） A. 20号钢 B. 65号钢 C. 40Cr钢 D. 38CrMoAlA钢 【答案】C 【解析】轴采用30-55的钢来制作。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 塑性材料的硬度通常高于金属材料。（ ） 【答案】错误 【解析】塑性材料的硬度通常远低于金属材料。 22. 所有的陶瓷材料都是良好的绝缘体。（ ） 【答案】错误 【解析】虽然大多数陶瓷材料具有良好的绝缘性，但也存在导电陶瓷，比如锆钛酸铅(PZT)。 23. 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 24. 电工层压制品由多层纸板压制而成，用于制造电力变压器的外壳。（ ） 【答案】错误 【解析】电工层压制品由多层树脂片压制而成，用于制造绝缘零部件和电路板等。 25. 磁性材料中的软磁材料常被用于制造磁铁，具有较高的磁导率。（ ） 【答案】正确 【解析】软磁材料通常用于制造电感、变压器等电器元件，具有较高的磁导率。 26. 自然界中早就存在纳米微粒及纳米固体，如陨石碎片、动物牙齿等（ ） 【答案】正确 【解析】自然界中早就存在纳米微粒及纳米固体，如陨石碎片、动物牙齿都是由纳米微粒构成的。目前较热门的纳米材料有石墨烯材料等。 27. 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 。 28. 氩气是惰性气体，焊接过程中不与金属发生化学反应。（ ） 【答案】正确 【解析】氩气化学性质稳定，高温下不氧化、不氮化、不溶解于金属，能最大程度保证焊缝纯净度。 29. 缩松是铸件内部细小分散的小孔洞，会降低铸件致密性和力学性能。（ ） 【答案】正确 【解析】缩松为微观分散收缩孔洞，虽不似缩孔明显，但会导致铸件疏松、渗漏、强度下降，属于常见内部缺陷。 30. 埋弧焊自动化程度高，对操作人员技术水平要求极低。（ ） 【答案】正确 【解析】埋弧焊为机械化自动焊接，人工仅需设备调试、对位、启停操作，无需手工运条，对焊工操作技能要求低。 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 阐述硅酸盐材料在建筑行业的应用。 【答案】硅酸盐材料，如水泥、玻璃和陶瓷，是建筑行业的基础材料。水泥用于混凝土和砂浆，玻璃用于窗户和装饰，陶瓷用于瓷砖和卫生洁具等。 【解析】硅酸盐材料主要包括水泥、玻璃、陶瓷、砖瓦和岩棉等。在建筑行业中，水泥是混凝土和砂浆的重要胶凝材料，用于基础、梁柱、楼板、墙体及路面等工程；玻璃主要用于门窗、幕墙、采光顶、隔断和装饰；陶瓷主要用于内外墙面砖、地砖、卫生洁具和装饰制品；砖瓦可用于砌筑墙体和屋面。硅酸盐材料通常具有较好的耐热性、耐腐蚀性和耐候性，但部分材料脆性较大，因此应根据建筑部位和使用条件合理选用。 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. 说明高分子材料在包装行业的应用。 【答案】高分子材料，如塑料和橡胶，因其轻便、耐用和成本效益高，在包装行业有广泛应用。它们被用于制造各种塑料薄膜、容器和泡沫包装材料。 【解析】高分子材料在包装行业中应用广泛，主要包括塑料、橡胶及部分高分子复合材料。聚乙烯、聚丙烯等可制成包装薄膜、塑料袋、瓶、盒和周转容器；聚苯乙烯、聚氨酯等可制成泡沫塑料，用于缓冲、防震和保温包装；聚对苯二甲酸乙二醇酯可用于饮料瓶等容器；橡胶可用于密封圈、瓶塞和防震部件。其优点是质量轻、耐腐蚀、易成型、密封性较好、成本较低，但部分塑料存在耐热性有限和难以自然降解等问题。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 某卧式车床主轴箱变速滑移齿轮，在工作中承载不大，受冲击不大，转动平稳，工作条件较好。加工工序大致为：下料一锻坯一粗加工（齿坯加工、滚齿）-精加工（剃齿）一精磨（磨齿）。 （1）根据经验，从下列材料中为齿轮选择最合适的材料（45、40Cr、GCr15、1Cr13.20CrMnTi、W18Cr4V）。 （2）若还要考虑热处理中提高淬透性，最合适的材料是哪一个？ （3）在加工过程中，下料、锻坯后，为消除锻造应力、细化和均匀组织，为以后热处理作准备，要进行哪一种整体热处理？ （4）齿轮粗加工之后，精加工之前，为了提高齿轮的心部综合力学性能，以承受较大的交变弯曲应力和一定的冲击载荷，应该还要进行什么热处理？ （5）轮齿在精磨前为提高表面硬度，一般要进行表面感应淬火，为消除淬火应力，防止产生磨削裂纹，最后要对齿轮进行的热处理是什么？ 【答案】（1）45、40Cr （2）40Cr （3）正火 （4）调质（淬火+高温回火） （5）低温回火 【解析】（1）该齿轮承载不大、冲击不大、转动平稳且工作条件较好，采用45钢或40Cr均可满足使用要求。其中45钢经济性好，40Cr经调质后具有较好的综合力学性能。GCr15主要用于轴承，1Cr13为不锈钢，20CrMnTi主要用于要求表面渗碳硬化的齿轮，W18Cr4V为高速工具钢，均不是本工况下的优选材料。 （2）若重点考虑热处理后的淬透性，应选40Cr。铬元素能够提高钢的淬透性，使较大截面零件获得较深的淬硬层，同时40Cr具有较好的强韧性配合。 （3）锻造后进行正火处理，可消除部分锻造应力，细化晶粒，均匀组织，并改善切削加工性能，为后续热处理作组织准备。 （4）粗加工后、精加工前进行调质处理，即淬火后高温回火，可使齿轮心部获得回火索氏体组织，从而提高强度、韧性和疲劳性能，以承受交变弯曲应力和一定的冲击载荷。 （5）齿轮表面感应淬火后，通常进行低温回火，以降低淬火应力、稳定组织并减少变形和磨削裂纹，同时保持较高的表面硬度和耐磨性。 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（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. 塑料的主要缺点是（ ） A. 密度小 B. 耐腐蚀性好 C. 强度低 D. 绝缘性好 2. PVC（聚氯乙烯）是一种______塑料（ ） A. 通用 B. 工程 C. 特种 D. 都不是 3. 下列关于刀具的选择，错误的是（ ） A. 粗加工零件1时，可以使用YT5硬质合金刀具 B. 精加工零件7时，可以使用YG3硬质合金刀具 C. 粗加工零件8时，可以使用YG8硬质合金刀具 D. 精加工零件10时，可以使用YG3硬质合金刀具 4. 玻璃钢是（ ） A. 复合材料 B. 塑料 C. 一种钢 D. 陶瓷 5. 采用________对机械关键零部件进行金属表面相应材料涂层处理，可以提高机械设备的耐磨性、硬度和使用寿命（ ） A. 形状记忆材料 B. 新型高温材料 C. 纳米材料 D. 超导材料 6. 难熔金属合金通常用于哪些领域（ ） A. 航空航天 B. 汽车制造 C. 日常生活用品 D. 建筑行业 7. 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. 球墨铸铁 D. 可锻铸铁 8. 下列哪种材料属于智能材料？（ ） A. 铝合金 B. 形状记忆合金 C. 聚乙烯 D. 钢铁 9. 高分子材料属于以下哪种类型的材料？（ ） A. 金属材料 B. 非金属材料 C. 合金材料 D. 复合材料 10. 可进行锻造加工的材料是（ ） A. 灰铸铁 B. 球墨铸铁 C. 低碳钢 D. 高碳钢 11. 瑞典皇家科学院2009年6日宣布，华人科学家高锟以及两名美国科学家Willard Boyle和George Smith获得2009年诺贝尔物理学奖，以奖励他们在光纤和半导体领域上的开创性研究。下列有关光导纤维和半导体的有关说法错误的是（ ） A. 工业上，利用二氧化硅热分解法冶炼硅 B. 作半导体材料的硅位于周期表中金属与非金属分界线附近 C. 二氧化硅是制备光导纤维的原料，光导纤维遇碱会“短路” D. 晶体硅可用作计算机芯片 12. 以下哪种材料通常不属于高分子材料？（ ） A. 橡胶 B. 陶瓷 C. 工程塑料 D. 合成纤维 13. 超导材料在以下哪个温度范围内有较好的超导性能？（ ） A. 室温 B. 高温 C. 冰点 D. 低温 14. 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。 15. 纳米材料的尺寸范围通常在多少之间？（ ） A. 纳米米以上 B. 纳米级别 C. 微米级别 D. 亚米级别 16. 电子束加工和离子束加工的共同特点是（ ） A. 利用粒子束对工件表面进行加工 B. 利用电流对工件进行加工 C. 只适用于特定材料 D. 加工精度低 17. 下列材料中，硬度最高的是（ ） A. 45钢 B. 铸铁 C. 铝合金 D. 硬质合金 18. 下列材料中，适合制造弹簧的是（ ） A. 40Cr B. 60Si2Mn C. GC-15 D. 1Cr18Ni9 19. 下列材料中，适合制造铁路道岔辙叉的钢是（ ） A. 1Cr13 B. OCr19Ni9 C. 5GrNiMo D. ZGMn13 20. 最常用来制造轴的材料是（ ） A. 20号钢 B. 65号钢 C. 40Cr钢 D. 38CrMoAlA钢 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 塑性材料的硬度通常高于金属材料。（ ） 22. 所有的陶瓷材料都是良好的绝缘体。（ ） 23. 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。（ ） 24. 电工层压制品由多层纸板压制而成，用于制造电力变压器的外壳。（ ） 25. 磁性材料中的软磁材料常被用于制造磁铁，具有较高的磁导率。（ ） 26. 自然界中早就存在纳米微粒及纳米固体，如陨石碎片、动物牙齿等（ ） 27. 材料的工艺性能好，其使用性能一定也好。（ ） 28. 氩气是惰性气体，焊接过程中不与金属发生化学反应。（ ） 29. 缩松是铸件内部细小分散的小孔洞，会降低铸件致密性和力学性能。（ ） 30. 埋弧焊自动化程度高，对操作人员技术水平要求极低。（ ） 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 阐述硅酸盐材料在建筑行业的应用。 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. 说明高分子材料在包装行业的应用。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 某卧式车床主轴箱变速滑移齿轮，在工作中承载不大，受冲击不大，转动平稳，工作条件较好。加工工序大致为：下料一锻坯一粗加工（齿坯加工、滚齿）-精加工（剃齿）一精磨（磨齿）。 （1）根据经验，从下列材料中为齿轮选择最合适的材料（45、40Cr、GCr15、1Cr13.20CrMnTi、W18Cr4V）。 （2）若还要考虑热处理中提高淬透性，最合适的材料是哪一个？ （3）在加工过程中，下料、锻坯后，为消除锻造应力、细化和均匀组织，为以后热处理作准备，要进行哪一种整体热处理？ （4）齿轮粗加工之后，精加工之前，为了提高齿轮的心部综合力学性能，以承受较大的交变弯曲应力和一定的冲击载荷，应该还要进行什么热处理？ （5）轮齿在精磨前为提高表面硬度，一般要进行表面感应淬火，为消除淬火应力，防止产生磨削裂纹，最后要对齿轮进行的热处理是什么？ 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 $