《材料力学》
实验指导书
材料教研室力学小组编
华北电力大学
二零零七年四月
1. 实验总体目标
培养学生利用万能试验机测定低碳钢、铸铁的拉伸、压缩力学性能曲线，利用电测法测量矩形截面梁在纯弯曲时横截面上正应力的分布规律的实验动手能力、数据处理能力，运用应力状态分析方法解释材料的破坏现象的综合分析能力，以提高学生的实验技能和工作实践能力，提高学生综合素质、分析和解决问题的能力。
2. 适用专业
材料科学与工程、热能与动力工程、水利水电工程、核技术和核工程、风能与动力工程
3. 先修课程
高等数学、大学物理
4. 实验课时分配
⒌ 实验环境（对实验室、机房、服务器、打印机、投影机、网络设备等配置及数量要求）
1．10t微机控制电子万能试验机；
2．30t微机控制电液伺服万能试验机；
3．多用电测实验台；
4．YJ一25型电阻应变仪；
5．P20R－25到预调平衡箱；
6．游标卡尺、钢板尺。
⒍ 实验总体要求
熟悉低碳钢、铸铁的拉伸、压缩力学性能曲线测定，断口形貌观察以及塑形指标的测量，并能综合运用应力状态分析方法解释材料破坏的现象；熟悉测量矩形截面梁在纯弯曲时横截面上正应力的分布规律。
⒎ 本实验的重点、难点及教学方法建议
本实验的重点是熟悉低碳钢、铸铁的拉伸、压缩力学性能曲线测定、断口形貌观察以及塑形指标的测量以及测量矩形截面梁在纯弯曲时横截面上正应力的分布规律。
本实验的难点是综合运用应力状态分析方法解释材料的破坏现象。
实验一 塑性材料和脆性材料的力学性能测试与分析
一、实验目的
1．熟悉万能材料试验机的使用方法。
2．低碳钢、铸铁拉伸、压缩力学性能曲线的测定。
3．测定低碳钢的力学性能参数：ss、sb、y、d，测定铸铁的力学性能参数sb。
4．应用应力状态分析方法解释材料的破坏现象。
二、实验类型（含验证型、设计型或综合型）
综合型
三、实验仪器
1．10t微机控制电子万能试验机；
2．30t微机控制电液伺服万能试验机；
3．游标卡尺、钢板尺。
四、实验原理
（一）拉伸和压缩试样
按照国家标准GB6397—86《金属拉伸试验试样》，金属拉伸试样的形状分为圆形截面试样、矩形截面试样、异形截面试样和不经机加工的全截面形状试样四种。其中最常用的是圆形截面试样和矩形截面试样。
如图1-1所示，圆形截面试样和矩形截面试样均由平行、过渡和夹持三部分组成。平行部分的试验段长度l0称为试样的标距。
圆形截面比例试样通常取：
图1-1 拉伸试样
矩形截面比例试样通常取：
。
对试样的形状、尺寸和加工的技术要求参见国家标准GB6397—86。
图1-2 压缩试样
按照国家标准GB7314—87《金属压缩试验方法》，金属压缩试样分为圆柱体试样、正方形柱体试样两种。如图1－2所示。材料的抗压能力与试件高度l和直径d的比值l/d有关，比值愈大，铸铁的抗压强度极限就愈小。因此，压缩实验必须在相同的实验条件下进行，这样才能使不同材料的压缩性能具有可比性。金属材料压缩破坏实验所用的试件，一般规定为：
（二）低碳钢、铸铁的拉伸、压缩实验
1．低碳钢、铸铁拉伸实验
在实验过程中，与微机控制电子万能试验机联机的计算机的显示屏上实时绘出试样的拉伸曲线(也称为F ―Δl 曲线)，如图1-3所示。
图1-3 低碳钢、铸铁拉伸图
低碳钢试样的拉伸曲线(图1-3a)分为四个阶段―弹性、屈服、强化、局部变形阶段。铸铁试样的拉伸曲线(图1-3b)比较简单，既没有明显的直线段，也没有屈服阶段，变形很小时试样就突然断裂，断口与横截面重合，断口形貌粗糙。抗拉强度sb较低，无明显塑性变形。与电子万能试验机联机的微型电子计算机自动给出低碳钢试样的屈服载荷Ps、最大载荷Pb和铸铁试样的最大载荷Pb。
取下试样测量试样断后最小直径d1和断后标距l1，由下述公式：
， 
， 
， 
可计算低碳钢的拉伸屈服强度σs、抗拉强度σb 、伸长率δ和断面收缩率ψ；铸铁的抗拉强度极限σb。若实验前将试样的初始直径d0、初始标距长度l0等数据输入计算机，计算机可直接计算出以上数据并在实验结束后给出该材料的屈服强度σs 和强度极限σb。
在测量断后标距l1时，若断口位置到最临近的标距线大于l0/3，则可直接测量试样标距两端的距离得到l1。否则就要采用断口移位法使断口居于标距的中央附近。具体方法是，在进行实验前，先把试样在标距内n等份（一般以10mm为一份），并打上标记。试件拉断后，将拉断的试件断口对紧（如图1-4所示），以断口O为起点，在长段上取基本等于短段格数得B点。若长段所余格数为偶数（图1-4（a）），则取其所余格数的一半得出C点，将BC段长度移到试件左端，此时，l1=AB+2BC。若长段所余格数为奇数时（图1-4（b）），可在长段上量取所余格数减1后的一半得C点，再量取长段上所余格数加1后的一半得C1点，此时，l1= AB+BC+BC1。若断口落在标距之外则实验无效，需重作实验。
图1-4 断口移位法
2．低碳钢、铸铁压缩实验
试验机上一般均应附有球形承垫，如图1-5所示。球形承垫位于试件下端或上端。当试件两端面稍有不平行时，球形承垫可以起调节作用，使压力通过试件轴线。
图1-5压缩时球形承垫 图1-6 低碳钢压缩图 图1-7 铸铁压缩图
进行低碳钢压缩试验时，为测取材料的压缩屈服点，应缓慢加载，同时仔细观察F—Δl 曲线的发展情况，曲线由直线变为曲线的拐点处所对应的载荷即为屈服载荷Fs。材料屈服之后开始强化，由于压缩变形使试样的横截面积不断增大，尽管载荷不断增大，但是，直至将试样压成饼形也不会发生断裂破坏，如图1-6所示。因此无法测量低碳钢的抗压强度Fb，压缩试验载荷—变形曲线如图1-6所示。低碳钢的屈服极限公式为：
铸铁压缩试验时，由压缩试验载荷—变形曲线(图1-7)可看出，随着载荷的增加，破坏前试样也会产生较大的变形，直至被压成“微鼓形”之后才发生断裂破坏，破坏的最大载荷即为断裂载荷。破坏断口与试样加载轴线约成45º角(如图1-7)。由于单向拉伸、压缩时的最大切应力作用面与最大正应力作用面约成45º角，因此，可知上述破坏是由最大切应力引起的。仔细观察试样断口的表面，可以清晰地看到材料受剪切错动的痕迹。铸铁的极限强度公式为：
（三）应力状态分析方法
轴向拉伸和压缩时任一斜截面上的正应力和剪应力可用如下公式表示：
图1-8 轴向拉伸时任一斜截面上的正应力和剪应力
其中：
----横截面上的正应力
----斜横截面外法线与x轴的夹角。
从以上两式中可以看出：
的截面（即横截面）上正应力最大，
的截面上剪应力最大，且
。
根据低碳钢、铸铁在拉伸、压缩时的断口特征和应力状态分析方法即可分析出低碳钢、铸铁在拉伸和压缩时的破坏现象。
五、实验内容和要求
1．低碳钢、铸铁的拉伸实验及力学性能曲线测定，低碳钢的力学性能参数ss、sb、y、d和铸铁的力学性能参数sb的测定。
2．低碳钢、铸铁的压缩实验力学性能测定，低碳钢的力学性能参数ss和铸铁的力学性能参数sb的测定。
3．观察低碳钢、铸铁在拉伸、压缩破坏时断口特征，应用应力状态分析方法解释低碳钢、铸铁在拉伸和压缩时的破坏现象。
六、注意事项
1．实验前认真预习、阅读实验指导书，明确实验原理、任务、操作步骤；
2．实验过程中严格遵守操作规程，自觉遵守实验室各项规章制度；
3．认真观察和分析实验现象，作好实验数据记录；
4．按照格式要求认真撰写实验报告，不得抄袭。
七、思考题
1．分别画出低碳钢、铸铁拉伸时的σ－ε曲线
2．试分别比较低碳钢和铸铁在轴向拉伸和压缩下的力学性能。
3．比较低碳钢、铸铁拉伸和压缩的断口形貌，应用应力状态分析方法解释其破坏的原因。
实验二 梁的弯曲正应力测定
一、实验目的
1.熟悉电测法的基本原理和静态电阻应变仪的使用方法。
2.测量矩形截面梁在纯弯曲时横截面上正应力的分布规律。
3.比较正应力的实验测量值与理论计算值的差别。
二、实验类型（含验证型、设计型或综合型）
验证型
三、实验仪器
1．多用电测实验台；
2．YJ一25型电阻应变仪；
3．P20R－25到预调平衡箱；
4．游标卡尺及钢尺。
四、实验原理
实验装置如图2-1所示，矩形截面梁采用低碳钢或中碳钢制成。在梁承发生纯弯曲变形梁段的侧面上，沿与轴线平行的不同高度的线段
、
、
、
、
（线位于中性层上，线位于梁的上表面，线位于梁的下表面，和、和各距线等距，其距离分别用
和
表示）上粘贴有五个应变片作为工作片，另外在梁的右支点以外粘贴有一个应变片作为温度补偿片。
将五个工作片和温度补偿片的引线以半桥形式分别接入电阻应变仪后面板上的五个通道中，组成五个电桥（其中工作片的引线接在每个电桥的
和
端，温度补偿片接在电桥的和
端）。当梁在载荷作用下发生弯曲变形时，工作片的电阻值将随着梁的变形而发生变化，通过电阻应变仪可以分别测量出各对应位置的应变值
。根据胡克定律，可计算出相应的应力值
式中，
为梁材料的弹性模量。
梁在纯弯曲变形时，横截面上的正应力理论计算公式为
式中：
为横截面上的弯矩；
为梁的横截面对中性轴的惯性矩；
为中性轴到欲求应力点的距离。
在实验指定截面的电阻片布置如图2－1所示，各电阻片的应变值测出后就能计算出其应力大小和分布．并与理论值比较。
图2-1 矩形截面梁的纯弯曲
五、实验内容和要求
1. 测量矩形截面梁在纯弯曲时横截面上正应力的分布规律。
2. 比较正应力的实验测量值与理论计算值的差别。
六、注意事项
1．实验前认真预习、阅读实验指导书，明确实验原理、任务、操作步骤；
2．实验过程中严格遵守操作规程，自觉遵守实验室各项规章制度；
3. 加载时要缓慢，防止冲击。
4. 读取应变值时，应保持载荷稳定。
5. 各引线的接线柱必须拧紧，测量过程中不要触动引线，以免引起测量误差。
6．认真观察和分析实验现象，作好实验数据记录；
7．按照格式要求认真撰写实验报告，不得抄袭。
七、思考题
1. CD段梁的挠曲线形状如何？AC和CB段的挠曲线是否与CD段相同？为什么？
2．关系式
和
成立的前提条件是否相同？
第二篇：材料
《工程材料与成形技术》课复习提纲
一、工程材料部分
1.常见金属晶格类型。 2. 三种晶体缺陷。
3. 相的概念。 4.固态合金有哪些相。
5.过冷度的概念。 6.过冷度与晶粒度的关系。
7.结晶过程的普遍规律。 8.控制晶粒度的方法。
9.同素异构转变的概念。
10.绘制铁碳合金相图（各线、特殊点、成份、温度、组织、相）。
11.分析钢从奥氏体缓冷至室温时的结晶过程，画出典型铁碳合金（钢）显微组织示意图。
12.共晶反应式和共析反应式。
13.金属塑性变形的两种方式。 14.加工硬化的概念。
15再结晶温度的计算。 16热加工与冷加工的区别。
17.钢的热处理概念。 18.热处理工艺分类。
19.过冷奥氏体转变的产物。 20.决定奥氏体转变产物的因素。
21.马氏体的概念。
22会分析过冷奥氏体转变曲线。知道淬透性与C曲线的关系。
23.退火和正火的目的。 24.淬火的概念。
25.一般怎样确定碳钢的淬火温度？ 26.影响淬透性的因素。
27.回火的目的。 28.何为回火脆性？
29.回火的种类。
30.一般表面淬火的预备热处理方法和表面淬火后的组织。
31渗碳的主要目的。 32.钢按化学成分分类。
33.钢按质量分类。 34 钢按用途分类。
35. 机器结构钢的分类。 36 钢中S、P杂质的影响。
37合金元素在钢中的作用。 38.结构钢牌号表示的含义。
39.能区别渗碳钢、调质钢、弹簧钢、轴承钢的牌号和一般采用的热处理方法。
40按刃具钢的工作条件，提出哪些性能要求？
41.根据碳钢在铸铁中存在形式及石墨形态，铸铁的分类。
二、材料成形技术部分
1、 铸造工艺参数主要包括哪些内容？
2、 流动性对铸件质量的影响。
3、 什么合金易于形成缩孔、什么合金易于形成缩松？。
4、 铸造应力分为哪几类？
5、 减小和消除铸造应力的主要方法。
6、 绘制自由锻件图主要考虑哪些问题？。
7、 何谓拉深系数？有何意义？ 8.焊接的实质。
9. 碱性焊条的最主要优点。
10.焊接接头由哪几部分组成？
11.低碳钢焊接热影响区的划分。
12.焊接变形的基本形式。
13.防止和消除焊接应力的措施。
14.如何根据碳当量的高低评估钢的焊接性？为什么？
15.工程材料及成形工艺选用的基本原则。
题型：
题 库
一、名词解释
1．固溶强化；2．结晶；3．加工硬化；4．回火脆性； 5、再结晶；6．钢的热处理；7．结晶；8、马氏体；9、钢的淬火……10、相……11. 淬透性； 12铸造 13. 同素异构转。。 14. 淬硬性
三、填空题：（每空0.5分，共15分）
6．20CrMnTi钢中Ti元素的主要作用是 。
A.强化铁素体 B.提高淬透性 C.细化晶粒 Ｄ. 提高回火稳定性
7．铸铁中碳以石墨形态析出的过程称为 。
A.变质处理 B.石墨化 C.球化过程 Ｄ. 孕育处理
8．体心立方晶格的晶胞中独立原子数为 。
A.9 B.2 C.1 Ｄ. 4
9．在Fe-Fe3C相图中，GS线也称为 。
A．共晶线 B.共析线 C. Acm线 D. A3线
10．40钢中，珠光体的含量大约 。
A.20％ B.35％ C.50％ D.70％
11．35钢淬火加热温度为 。
A.730℃ B.780℃ C.820℃ D.880℃
1、固溶体可分为（ ）和（ ）。
2、普通热处理是指（ ）、（ ）、（ ）、（ ）。
3、金属结晶后的晶粒大小主要取决于结晶时的（ ）和（ ）。
。
5、铸铁具有良好的耐磨性和消振性,是因为其组织中有( )存在。
6、共析钢过冷奥氏体等温转变所产生的三种类型产物是（ 织 ）、（ ）、（ ），在较高温度转变产物是（ ）。
7、要使钢材的焊接性能良好，其碳当量值应（ ）。
8、过共析钢的含碳量范围是（ ）%。
9、T12按成分分类是属于（ ）析钢，其平均碳含量为（ ）%。
10．奥氏体和渗碳体组成的共晶组织称为 ，其含碳量为 ，当温度低于727℃，转变为珠光体加渗碳体，又称为 。
11．钢的热处理是通过钢在固态下 、 和 的操作来改变 ，从而获得所需要的 的工艺方法。
12．马氏体的转变温度范围是 ，马氏体的显微组织与含碳量有关，含碳量高的马氏体呈 状，含碳量低的马氏体呈 状。
13．常用淬火冷却介质有 、 、 、和 。
14．常用淬火方法有 淬火、 淬火、 淬火和 淬火。
15．共析钢的等温转变曲线中，高温转变温度在 ，转变产物为 ；中温转变温度为贝氏体组织，转变产物为 贝氏体组织和 贝氏体组织。
16．化学热处理都是通过 、 和 三个基本过程完成的。
17．选材的一般原则是在满足 的前提下，再应考虑 、 等
18．铸件常见的缺陷有 、 、 等。
19．金属材料冷热加工的区别是 加热温度是否高于再结晶温度 ； 钨在1 1 0 0 ℃加工属于 冷 加工。( 其中钨的熔点是3 4 1 0 ℃) 。
20．砂型铸造造型方法分为 和 两大类。
21．工业用钢按用途分为 钢、 钢、 钢。
22．结晶时,细化晶粒的途径有 、 、。
23．金属的可锻性常用 和 来综合衡量。
24．固溶体根据溶质原子在晶格中位置的不同可分为 和 两类。
25．冷变形后的金属被加热，当温度不太高时，金属内部的晶格畸变程度 ，内应力 ，这个阶段称为 ；当加热到较高温度，不但晶格畸变减少 ，金属的位错密度 ，使变形的晶粒逐步变成等轴晶粒，这一过程为 。
26．含碳量小于 %的铁碳合金称为钢，根据钢的组织不同将钢分为 钢、共析钢 、 钢，其相应的组织为 、 珠光体、 。
27. 零件的失效形式有 、 和表面磨损失效三种形式 。
28. 拉深过程中常见的缺陷是破裂和
29. 焊接接头包括焊缝区和热影响区。热影响区又分为融合区、过热区、正火区和部分相变区；其中 的性能最差。
30; 是指钢在淬火时所能得到的淬硬层 (马氏体组织占50%处) 的深度分布特性
37．合金的相结构通常可分为 和化合物。
38．金属结晶后的晶粒大小主要取决于结晶时的 和 。
39．金属的晶体缺陷主要有 、 和 。
40. 铸铁根据石墨的形态，可以分为 、
、 和 。
42．单晶体的塑性变形主要以 的方式进行，它是在 作用下，使晶体的一部分沿一定的 相对于另一部分发生滑动. 单晶体塑性变形的主要方式是 和 孪生
43．碳在奥氏体中的溶解度随温度而变化，在1148℃时溶解度为 ％，在727℃时达 ％。
44．填写下列组织的符号：奥氏体 、铁素体 、渗碳体 、珠光体 、高温莱氏体 、低温莱氏体 。
45．T10钢加热到900℃时为 组织；加热到780℃时为 组织；室温下为 组织。
46．过冷奥氏体转变为马氏体仅仅是 改变，而无 的改变，所以马氏体是碳在 铁中的 。
47.钢中常存杂质元素中，有益元素是 有害元素是
49、钢按用质量可分为：（ ）、（ ）、（ ）、（ ）。
50、45调质钢要求有较高的综合机械性能，所以这种钢常采用（ ）的热处理工艺方法进行热处理，使用状态下的组织为（ ）。
51铸铁中碳的存在形式有：渗碳体和 两种形式
55.常用的硬度测试方法有 、 及维氏硬度测试法等。
56. 过冷奥氏体的转变方式有 和 两种方式。
5711. 钢材焊接性的估算方法是（ ）。
58. 手工电弧焊焊条按药皮组成分为酸性焊条和 焊条两种；其中焊芯的主要作用是充当电极和 ；药皮的主要作用是 、 和起机械保护作用。
59.机器零件选材的三个基本原则是 （ ）、（ ）、（ ）。
60.机床轻载主轴（载荷小，冲击不大，磨损较轻）用（ ）钢制造并进行（ ）热处理；机床中载主轴（载荷中等，磨损较严重）用（ ）钢制造并进行（ ）热处理；机床重载主轴（载荷大，磨损和冲击严重）用（ ）钢制造并进行（ ）热处理。
61.连杆材料一般选用（ ），采用（ ）成形方法。
62常用活塞材料是（ ），并对该材料进行（ ）处理，采用（ ）成形方法。
63.缸体一般用材为（ ），也可以用（ ），采用（ ）成形方法。
64.汽车变速齿轮一般选用（ ）材料，并对该材料进行（ ）热处理，采用（ ）成形方法。
1） 汽车油箱生产时常采用的焊接方法是：
2） 车刀刀头一般采用的焊接方法是：
3） 焊接时刚性夹持可以减少工件的：
4） 结构钢件选用焊条时，必须考虑的是：
5） 点焊属于：
6） 铝合金板最佳焊接方法是：
7） 厚度为0.5mm的结构钢焊件一般采用：
8） 可焊性最好的材料是：
9） 减少焊接变形的措施是：
10） 结构钢焊条的选择原则是：
11） J422焊条可焊接的母材是（ ），数字42表示（ ）。
12） 焊接熔池的冶金特点是（ ）和（ ）。
13） 按照药皮类型可将电焊条分为（ ）两类，常用的是（ ）性焊条。
14） 常用的电阻焊方法除点焊外，还有（ ）和（ ）。
15） 有20钢、40钢、T8钢三种材料，可焊性最好的是（ ），最差的是（ ）。
16） 改善合金结构钢的可焊性可采用（ ）和（ ）工艺措施。
17） 酸性焊条的稳弧性（ ）碱性焊条，其焊接工艺性（ ）碱性焊条但是焊缝的塑韧性（ ）碱性焊条。
18） 结构钢工件焊接时焊条的选用原则是（ ），不锈钢工件则为（ ）原则。
19） 球墨铸铁牌号的数字表示：
20） 一般情况，铸件的加工余量大小的排列顺序是：
21） 选择毛坯时优先选用铸件是因为：
22） 卡车的后桥桥壳的铸造材料是：
23） 铁路道叉采用铸造成形，可以使用的材料为：
24） 下列材料中，液态流动性能最好的合金是：
25） 与结晶温度范围宽的合金相比，纯金属和共晶合金铸件倾向于产生：
26） 合金液体的浇注温度越高，则合金的充型能力就越：
但是体收缩则越：
27） 大批量生产双联齿轮坯，最合理的锻造方法为：
28)薄壁套管类中空铸件适于采用 铸造工艺
29) 焊接变形的基本方式主要有（ ） （ ） （ ） （ ）。
三填空题
1、用20钢制造在工作中受冲击载荷和表面耐磨的齿轮零件，应采用（）。
A、调质加表面淬火处理；B、渗碳处理加淬火加低温回火；C、调质处理；D、正火处理。
2.铁素体是（ ）。
A、碳在γ-Fe的间隙固溶体； B、碳在α-Fe中的过饱和间隙固溶体；C、碳在α-Fe中的间隙固溶体，D、碳在γ-Fe中的过饱和间隙固溶体。
3.为使高碳钢便于切削加工和为最终热处理作组准备，常预先进行（ ）。
A、淬火；B、完全退火；C、球化退火；D、回火
4、下列材料中，（ ）的铸造性能最好。
A、普通灰铸铁；B、45钢；C、T12；D、铸造铜合金。
5、亚共析钢进行淬火处理，其加热温度应在（ ）以上30~50℃。
A、Ac3；B、Ac1；C、Accm；D、A2。
6、要消除焊件的焊接应力，应采用（ ）处理
A、完全退火；B、正火； C、去应力退火；D、高温回火。
7、过冷奥氏体是指冷却到 温度下，尚未转变的奥氏体。
A、 Mf B、 Ms C、 A1 D 、A3
8.下列材料中，（ ）锻造性能最好。
A、30钢；B、50钢；C、HT200、D、T12A。
9.下列材料中，（ ）的焊接性能最差。
A、T8；B、20钢；C、45钢；C、HT250。
10. （ ）过共析钢加热到 线以上，会转变为单相奥氏体。
A A1 B A2 C A3 D Acm
11. 共析钢加热奥氏体化后，冷却速度很快，获得的室温组织为（）。
A、马氏体；B、贝氏体；C、珠光体、 D、托氏体。
12.根据铁-碳合金相图，过共析钢室温组织由（ ）组成。
A、铁素体+珠光体； B、珠光体+二次渗碳体；
C、珠光体+莱氏体，D、铁素体+二次渗碳体。
13.消除金属的加工硬化，可用（ ）
A、再结晶退火；B、回复；C、球化退火；D、回火。
14、为使低碳钢便于切削加工，可预先进行（ ）处理。
A、完全退火；B、正火；C、球化退火；D、回火。
15、45钢要得到回火索氏体，应进行（ ）
A、淬火+中温回火；B、淬火+高温回火；C、等温淬火；D、淬火+低温回火。
16、用调质钢制造在工作中受较大冲击载荷和表面有一定耐磨性的零件，应采用（ ）
A、表面淬火+高温回火处理； B、渗碳处理+淬火+低温回火；C、渗碳处理+淬火+中温回火； D、调质+表面淬火+低温回火处理。
18、下列合金中，铸造性能最好的是（ ）。
A、灰口铸铁； B、铸钢；C、铸造铝合金；D、白口铸铁。
19、下列材料中，锻造性能最好的材料是（ ）。
A、低碳钢；B、高碳钢； C、灰口铸铁；D、可锻铸铁。
20、下列材料中，焊接性能最好的是（ ）。
A、 45钢；B、50钢；C、20钢 D、20Cr。
21.共析钢加热奥氏体化后，冷却时转变的组织主要取决于（ ）
A、奥氏体化的加热温度；B、奥氏体化后的成分均匀程度；C、奥氏体冷却时的转变温度。
22马氏体是（ ）
A、碳在α-Fe的固溶体； B、碳在α-Fe中的过饱和间隙固溶体；
C、碳在γ-Fe中的置换固溶体，D、碳在γ-Fe中的过饱和间隙固溶体。
23消除金属的加工硬化，可用（）
A、再结晶退火；B、回复；C、球化退火；D、回火。
24 . （ ）根据钢的用途来分，可以分为结构钢、工具钢以及 钢。
A 桥梁 B 特殊 C 不锈 D 模具
25.50钢要得到回火索氏体，应进行（ ）
A、淬火+中温回火；B、调质处理；（淬火+高温回火）；C、等温淬火；D退火。
28、下列合金中，铸造性能最好的是（ ）。
A、铸钢；B、灰口铸铁；C、铸造铝合金；D、铸造铜合金。
29、下列材料中，最适于制造板料冲压件的是（ ）。
A、低碳钢；B、中碳钢； C、灰口铸铁；D、可锻铸铁。
30、焊接普通的钢结构，一般选用（）。
A、酸性焊条 B、碱性焊条 C、中性焊条
31. （ ）65Mn钢通常用作 钢。
A 调质 B 渗碳 C 工具 D 弹簧
32. （ ）下列哪种工艺不属于塑性加工？
A 旋压 B 挤压 C 注塑 D 轧制
17．铸铁中碳以石墨形态析出的过程称为 。
A.变质处理 B.石墨化 C.球化过程 Ｄ. 孕育处理
18. 5. （ ）铁碳平衡相图中，含碳量为1.2％的铁碳合金是 。
A 亚共析钢 B 共析钢 C 过共析钢 D 铸铁
19．在Fe-Fe3C相图中，GS线也称为 。
A．共晶线 B.共析线 C.A3线 D.Acm线
20．40钢中，珠光体的含量大约 。
A.20％ B.35％ C.50％ D.70％
21. （ ）在Fe-Fe3C相图中，钢与铁的分界点的含碳量为（）。
A．2％ B．2.06％ C．2.11％ D．2.2％
22．球化退火一般适用于
A 合金结构钢 B 碳素结构钢 C 碳素工具钢 D 合金刃具钢
23．确定碳钢淬火加热温度的基本依据是
A C曲线 B Fe－Fe3C相图 C 钢的Ms 线 D CCT曲线
24．亚共析钢加热到AC1～AC3之间某温度，水冷后组织为 .
A 马氏体+珠光体；B 马氏体+铁素体；C 马氏体+残余奥氏体；D 铁素体+渗碳体
25．钢的质量等级的分类是按钢的 区分的。
A 力学性能 B 钢的含碳量 C 杂质S、P D 有益的Mn、Si
26．合金渗碳钢渗碳后必须进行 热处理。
A 淬火+高温回火； B 淬火+中温回火； C 淬火+低温回火；D 淬火+退火
27．合金固溶强化的原因是 。
A 晶格类型的改变；B 晶粒细化；C 晶格发生畸变；D 发生了化学反应
28. 晶格中原子偏离平衡位置的现象称为
A 位错 B 间隙原子 C晶格畸变 D 空位原子
29．拉伸试验时，试样断裂前所能承受的最大应力称为材料的 。
A 屈服强度 B 弹性极限 C 抗拉强度 D 疲劳强度
30.化学热处理与其他热处理方法的根本区别是
A 加热温度 B 组织变化 C 钢成分变化 D 性能变化
31．要制造一批锉刀，请选择合适的材料 。
A.45 B.9Mn2V C.T12 D.7Cr17
32. （ ）通常铸锭可由三个不同外形的晶粒区所组成，其晶粒区从表面到中心的排列顺序为（ ）。
A．细晶粒区－柱状晶粒区－等轴晶粒区
B．细晶粒区－等轴晶粒区－柱状晶粒区
C．等轴晶粒区－细晶粒区－柱状晶粒区
D．等轴晶粒区－柱状晶粒区－细晶粒区
33. （ ）薄壁套管类中空铸件适于采用 铸造工艺。
A 砂型 B 熔模 C 金属型 D 离心
34.机床床身的制造工艺适于下列那种工序？
A 锻造 B 铸造 C 锻焊 D 冲压
37．纯铁在912℃时由γ－Fe转变为α－Fe的这种转变称为
A 结晶 B 再结晶 C 重结晶 D 同素异构现象
38．在Fe－Fe3C相图上，共析线是 线。
A ECF线 B ACD线 C PSK线 D ES线
39．过冷奥氏体是指冷却到 温度下尚未转变的奥氏体。
A A3 B A1 C Mf D Ms
40. 确定碳钢热处理加热温度的基本依据是
A C曲线 B Fe－Fe3C相图 C CCT曲线 D 钢的Ms 线
41．马氏体转变是在 以下进行的。
A A1 B Ms C Mf D A3
43．45钢淬火加热温度为 。
A.700℃ B.750℃ C.790℃ D.840℃
44. （ ）HRA是 硬度。
A 布氏 B 洛氏 C 维氏 D 肖氏
45. （ ）确定分型面时，尽量使铸件全部或大部分放在同一砂箱中，其主要目的是
A. 利于金属液充填型腔 B. 利于补缩铸件
C. 防止错箱 D. 操作方便
46. （ ）有色金属的焊接适于下列哪种焊接工艺？
A 手工电弧焊 B CO2保护焊 C 氩气保护焊 D 埋弧焊
53．确定过冷奥氏体等温冷却产物的基本依据是 。
A.C曲线图；B. Fe-Fe3C相图；C.钢的Ms线；D.半马氏体曲线
四、判断题：（每小题1分，共15分）（在括号里正确的划“√”，错误的划“×”；）
1．( )GCr15SiMn钢是滚动轴承钢，Cr12MoV钢是不锈钢， HT150是灰口铸铁。
2. ( )同一金属，结晶时冷却速度愈大，则过冷度愈大，金属的实际结晶温度愈低。
3．( )金属固态一定是晶体，不存在非晶态金属；同样玻璃也不存在晶态玻璃。
4．( )锻造只能改变金属坯料的形状而不能改变金属的力学性能。
5．( )去应力退火一般在A1以下（500℃~650℃）,因此退火过程是没有相变的。
6．( )过共析钢结晶的过程是：L—→L+A—→A—→A+Fe3CⅡ—→P+ Fe3CⅡ。
7．( )可锻铸铁是可以进行段造的。
8．( ) 加工硬化是指在冷变形加工后的金属，产生碎晶、位错密度增加，提高了其强度的现象。
9..金属的抗拉强度越高，金属抗塑性变形的能力也越高。 （ ）
10金属都具有相同的晶格类型。 （）
11.（ ）模锻件的结构斜度通常设在与开模方向相平行的加工表面上。
12.固溶体都是有限溶解的。 （ ）
13.莱氏体的含碳量为6.69。 （ ）
14（）金属在回复过程中，其加工硬化现象会减弱。
15 （ ）共析钢在常规淬火工艺中，必有残余奥氏体存在。
16.（ ）变质处理是一种有效细化晶粒的热处理工艺。
17. （ ）L1表示含铝量为1％的铝合金。
19．淬透性好的钢淬火硬度一定好。 （ ）
20淬火钢在回火时无组织变。 （ ）
21可锻铸铁可以进行锻造。 （ ）
22渗氮零件渗氮后必须经淬火、回火后方可使用。 （）
23（ ）铁碳合金中，一次渗碳体、二次渗碳体、三次渗碳体的成分和晶体结构相同，是同一相。
24. （ ）对钢进行淬火热处理，只能改变材料的组织，不能改变其化学成分。
25. （ ）铸铁的含碳量高，其焊接工艺性能比低碳钢好。
26.（）同一铸件中化学成份不均的现象称为偏析。
27．金属在固态下都是晶体，而非金属都是非晶体。
28．珠光体的含碳量为0.77％。
29．高温下进行的塑性变形加工称为热加工。
30．纯金属的结晶都是在恒温下进行的。
31．金属材料的力学性能都是通过拉伸试验测定的。
32．钢的含碳量愈高，淬火加热温度愈高。
33．渗碳零件经渗碳后就可以加工使用。
34．碳素工具钢都是优质钢或高级优质钢。
35．同一金属，结晶时冷却速度愈大，则过冷度愈大，金属的实际结晶温度愈低。
36．金属固态一定是晶体，不存在非晶态金属；同样玻璃也不存在晶态玻璃。
37．锻造只能改变金属坯料的形状而不能改变金属的力学性能。
38．去应力退火一般在A1以下（500℃~650℃）,因此退火过程是没有相变的。
39．( ) 淬火后的钢在回火时，回火温度越高，其强度和硬度越高。
41．()过共析钢结晶的过程是：L—→L+A—→A—→A+Fe3CⅡ—→P+ Fe3CⅡ。
42. （ ）含磷量增高会使钢冷脆性增加。
43. （ ）一般钢材在600℃左右会产生第一类回火脆性，应避免在此温度区回火。
五、简答题
1. 简述W18Cr4V高速钢锻造、球化退火、1280±10℃淬火+560℃三次回火的作用。
2. 指出下列金属牌号各属于什么材料或钢种？各符号（数字）代表什么？
1、Q325：2、65Mn：3、HT200：4、GCr9： 5、9SiCr：6.Q225 7. 20
8. GCr15；9、45, 10,W18Cr4V; 11. T12A; 12. 20CrMnSi, 13,ZGMn13
14.1Cr13; 15.Cr12
3、试述合金元素在钢中的作用。
4. 试述正火的目的。
5. 有一含碳量为0.45%的铁碳合金,请指出该合金在以下状态的组织：(1)退火；（2）淬火；（3）淬火加高温回火。
6．在T8钢等温转变C曲线上画出常用的几种淬火方法，并说明单液淬火方法的优缺点. 7. 什么是马氏体？马氏体转变有什么特点？
8、绘制铁碳合金（Fe—Fe3C）相图（包晶转变区可以简化）；