第18练 低合金钢应用 广西壮族自治区（对口招生）《金属材料与热处理》（科学版·第二版） 一课一练

编写说明：考虑到中职学生普遍基础知识相对薄弱的情况，我们依据支架式教学理念，精心编制了广西壮族自治区（对口招生）《金属材料与热处理》（科学版·第二版）一课一练。专辑里的每一份练习，都与课堂所授知识点紧密相关，题目围绕课堂所学知识点呈现。目的在于激发学生的学习兴趣，培养他们的学习自觉性，帮助学生扎实掌握课程的基本概念与基本方法。 本卷是广西壮族自治区（对口招生）《金属材料与热处理》（科学版·第二版）一课一练的第18练，内容为：低合金高强度结构钢等的性能与典型应用。 广西壮族自治区（对口招生）一课一练 《金属材料与热处理》（科学版·第二版） 第18练 低合金钢应用 一、单项选择题 1. 某大型焊接承重构件要求具有较高强度和良好焊接性能，选用下列材料最合适的是（ ） A. Q355B低合金结构钢 B. T10A碳素工具钢 C. HT200灰铸铁 D. W18Cr4V高速钢 2. 低合金耐磨钢最适合用于制造下列哪类工程部件（ ） A. 精密车床的主轴轴颈 B. 矿山自卸车的车厢衬板 C. 高速铣刀的切削刃部 D. 铸铁机座的整体承载件 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 4. 汽车悬架螺旋弹簧要求具有较高的弹性极限和疲劳强度，通常选用的低合金钢是（ ） A. GCr15轴承钢 B. 20CrMnTi渗碳钢 C. 60Si2Mn弹簧钢 D. 9SiCr工具钢 5. 锅炉和压力容器的筒体需要承受较高温度和压力，宜选用具有良好焊接性能的（ ） A. 高碳工具钢板材 B. 低合金耐热钢板材 C. 普通灰铸铁板材 D. 高速工具钢板材 二、填空题 6. 低合金高强度结构钢常用于制造桥梁、船舶、车辆和______等焊接结构。 7. 桥梁采用低合金高强度结构钢，主要利用其较高的______和良好的______性能，从而在满足承载要求的同时减轻结构______。 8. 20CrMnTi属于低合金渗碳钢，常用于制造汽车变速器中的______和______等表面耐磨、心部承受冲击的零件。 9. 低合金钢按主要质量等级分______、______和______。 三、综合应用题 10. 某工程机械制造厂拟采用Q355B低合金高强度结构钢板制作起重机臂架拉杆。拉杆承受轴向拉力180 kN，钢板有效宽度为100 mm，厚度不超过16 mm时屈服强度取355 MPa。按安全系数1.5进行简化计算，钢材密度为7.85 g/cm3，标准板厚可选6 mm、8 mm、10 mm和12 mm。拉杆长度为1.5 m。（1）计算Q355B钢板的许用应力、所需最小截面积和最小厚度，并选择合适的标准板厚；再计算所选钢板的质量。（2）若改用屈服强度为235 MPa的Q235B钢板，按相同方法计算所需最小厚度，并比较两种钢板在相同长度和宽度下的质量。（3）结合低合金高强度结构钢的性能，分析Q355B适用于起重机臂架拉杆的主要原因，并说明焊接制造时应采取的一项工艺措施。 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 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 编写说明：考虑到中职学生普遍基础知识相对薄弱的情况，我们依据支架式教学理念，精心编制了广西壮族自治区（对口招生）《金属材料与热处理》（科学版·第二版）一课一练。专辑里的每一份练习，都与课堂所授知识点紧密相关，题目围绕课堂所学知识点呈现。目的在于激发学生的学习兴趣，培养他们的学习自觉性，帮助学生扎实掌握课程的基本概念与基本方法。 本卷是广西壮族自治区（对口招生）《金属材料与热处理》（科学版·第二版）一课一练的第18练，内容为：低合金高强度结构钢等的性能与典型应用。 广西壮族自治区（对口招生）一课一练 《金属材料与热处理》（科学版·第二版） 第18练 低合金钢应用 一、单项选择题 1. 某大型焊接承重构件要求具有较高强度和良好焊接性能，选用下列材料最合适的是（ ） A. Q355B低合金结构钢 B. T10A碳素工具钢 C. HT200灰铸铁 D. W18Cr4V高速钢 【答案】A 【解析】Q355B属于低合金高强度结构钢，具有较高的强度和良好的焊接性能，适合制造桥梁、船舶及大型焊接承重构件。其他材料分别主要用于工具、铸件和高速切削刀具。 2. 低合金耐磨钢最适合用于制造下列哪类工程部件（ ） A. 精密车床的主轴轴颈 B. 矿山自卸车的车厢衬板 C. 高速铣刀的切削刃部 D. 铸铁机座的整体承载件 【答案】B 【解析】低合金耐磨钢具有较好的强度和耐磨性，适合制造矿山车辆衬板、挖掘机斗齿等承受冲击和磨损的部件。精密主轴、高速铣刀和铸铁机座分别应选用其他类型材料。 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. 汽车悬架螺旋弹簧要求具有较高的弹性极限和疲劳强度，通常选用的低合金钢是（ ） A. GCr15轴承钢 B. 20CrMnTi渗碳钢 C. 60Si2Mn弹簧钢 D. 9SiCr工具钢 【答案】C 【解析】60Si2Mn是常用的硅锰弹簧钢，具有较高的弹性极限、疲劳强度和淬透性，适合制造汽车悬架螺旋弹簧。20CrMnTi主要用于齿轮，GCr15主要用于滚动轴承，9SiCr主要用于工具。 5. 锅炉和压力容器的筒体需要承受较高温度和压力，宜选用具有良好焊接性能的（ ） A. 高碳工具钢板材 B. 低合金耐热钢板材 C. 普通灰铸铁板材 D. 高速工具钢板材 【答案】B 【解析】锅炉和压力容器筒体通常采用低合金耐热钢板材，这类钢具有较好的高温强度、抗氧化性能和焊接性能，能够满足承压和耐热要求。高碳工具钢和高速工具钢主要用于刀具，灰铸铁不适合制造高要求的焊接承压筒体。 二、填空题 6. 低合金高强度结构钢常用于制造桥梁、船舶、车辆和______等焊接结构。 【答案】压力容器 【解析】低合金高强度结构钢具有较高的强度和良好的焊接性能，广泛用于桥梁、船舶、车辆及压力容器等大型焊接结构。 7. 桥梁采用低合金高强度结构钢，主要利用其较高的______和良好的______性能，从而在满足承载要求的同时减轻结构______。 【答案】强度；焊接；自重 【解析】低合金高强度结构钢具有较高的强度和良好的焊接性能，在满足桥梁承载能力的条件下，可以减少材料用量，降低结构自重。 8. 20CrMnTi属于低合金渗碳钢，常用于制造汽车变速器中的______和______等表面耐磨、心部承受冲击的零件。 【答案】齿轮；轴类零件 【解析】20CrMnTi经渗碳和淬火后，表面具有较高硬度和耐磨性，心部保持较好的韧性，适合制造汽车变速器齿轮及轴类零件。 9. 低合金钢按主要质量等级分______、______和______。 【答案】① 普通质量低合金钢 ② 优质低合金钢 ③ 特殊质量低合金钢 【解析】低合金钢按主要质量等级分普通质量低合金钢、优质低合金钢和特殊质量低合金钢 三、综合应用题 10. 某工程机械制造厂拟采用Q355B低合金高强度结构钢板制作起重机臂架拉杆。拉杆承受轴向拉力180 kN，钢板有效宽度为100 mm，厚度不超过16 mm时屈服强度取355 MPa。按安全系数1.5进行简化计算，钢材密度为7.85 g/cm3，标准板厚可选6 mm、8 mm、10 mm和12 mm。拉杆长度为1.5 m。（1）计算Q355B钢板的许用应力、所需最小截面积和最小厚度，并选择合适的标准板厚；再计算所选钢板的质量。（2）若改用屈服强度为235 MPa的Q235B钢板，按相同方法计算所需最小厚度，并比较两种钢板在相同长度和宽度下的质量。（3）结合低合金高强度结构钢的性能，分析Q355B适用于起重机臂架拉杆的主要原因，并说明焊接制造时应采取的一项工艺措施。 【答案】（1）许用应力：σa＝355÷1.5＝236.67 MPa。所需最小截面积：A＝180000÷236.67≈760.56 mm2。最小厚度：t＝760.56÷100≈7.61 mm。应选用8 mm标准钢板。钢板体积：V＝1500×100×8＝1200000 mm3＝1200 cm3；质量：m＝1200×7.85＝9420 g＝9.42 kg。（2）Q235B许用应力：235÷1.5＝156.67 MPa。所需最小厚度：t＝180000÷156.67÷100≈11.49 mm，应选用12 mm钢板。其质量为1500×100×12÷1000×7.85＝14.13 kg。Q355B钢板比Q235B钢板轻约4.71 kg，质量减少约33.3%。（3）Q355B具有较高的强度，可在满足承载要求的条件下减小构件厚度和质量，同时具有较好的韧性及焊接性能，适合制作承载构件。焊接时应按焊接工艺规程控制预热温度、层间温度和热输入，必要时进行焊后检验，以防止焊接冷裂纹。 【解析】（1）先用屈服强度除以安全系数求许用应力，再由截面积等于载荷除以许用应力求厚度，最后按密度公式计算质量。（2）Q235B强度较低，所需厚度和质量均较大，说明高强度钢可实现结构轻量化。（3）题目考查低合金高强度结构钢的强度、韧性、焊接性及典型应用，焊接时重点防止冷裂纹并保证接头质量。 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 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $