项目一 汽车工程材料

一、填空题

1.低碳钢的拉伸过程大致可分为______、______、______和______四个阶段。

2.洛氏硬度测试法测量材料硬度，使用金刚石压头时，常数K为 。

3.材料由韧性状态向脆性状态转变的温度称为____________。

4.熔点高的金属称为______，可用来制造耐高温零件。

5.金属的导热性以______为最好，______、______次之。

6.在制造汽车活塞等零件时，为了散热要选用______好的金属材料。

7.金属材料的氧化随温度的升高而加速，因此，加热时常在工件的周围制造一种______气体，以避免金属材料的氧化。

8.金属材料的工艺性能包括______、______、焊接性能、______和热处理性能。

9.一般金属材料的硬度为____________时，有较好的切削加工性能。

10.固态物质根据原子排列特征可分为______和______两类。

11.实际金属材料是______晶体。

12.实际结晶温度与平衡结晶温度的差值称为______。

13.晶核的长大方式包括______和______两种。

14.固态合金的组织可分为______、______和______三类。

15.奥氏体用符号______表示，珠光体用符号______表示，渗碳体用符号______表示。

16.室温时，铁碳合金只有______和______两个相。

17.______钢的强度较高、塑性和韧性较好，具有较好的综合力学性能。

18.钢的热处理工艺过程包括______、______和______三个阶段。

19.______的强度、塑性、韧性较差，工业上无使用价值；______有较高的强度、较好的塑性和韧性，是理想的热处理组织。

20.根据热处理的作用不同，热处理一般可分为______和______。

21.钢的______和______是合理选材和确定热处理工艺的两项重要指标。

22.在钢的热处理中，通常把______加______的操作，称为调质处理。

23.在汽车生产中，感应加热表面淬火广泛应用于______、______的热处理。

24.化学热处理渗入元素的过程包括______、______和______三个基本过程。

25.通常把含碳质量分数小于2.11%的铁碳合金称为______，把含碳质量分数大于2.11%的铁碳合金称为______。

26.金属材料分为______和______。

27.灰铸铁具有良好的铸造性能、减震性和耐磨性，主要是由于组织中存在______。

28.曲轴所用材料一般为____________和______。

29.______仅作为汽车后窗玻璃和侧窗玻璃的材料。

30.功能陶瓷材料主要用于制造汽车______。

二、单项选择题

1.金属材料的主要性能是指______。

A.力学性能

B.使用性能和工艺性能

C.物理性能和化学性能

D.铸造性能和锻造性能

2.金属材料的力学性能是指______。

A.金属材料在应用时表现出来的特性

B.金属材料的强度

C.金属材料在外力作用下所表现出来的特性

3.用拉伸试验可测定材料的______性能指标。

A.强度

B.硬度

C.冲击韧性

D.疲劳强度

4.低碳钢拉伸试验中，______阶段试样将产生塑性变形。

A.弹性

B.屈服

C.强化

D.缩颈

5.金属材料在常温下的力学性能包括硬度、强度、疲劳强度、冲击韧性和______。

A.塑性

B.弹性

C.热硬性

D.脆性

6.金属材料的屈服强度用______表示。

A.σs

B.σb

C.σe

7.金属材料的塑性通过______指标来表示。

A.αK

B.σs和σb

C.δ和ψ

D.HB和HRC

8.低碳钢做成的d0=10mm的圆形短试样经拉伸试验，得到如下数据：Fs=21100N，则求低碳钢的σs为 MPa。

A.268.8

B.235.2

C.267.3

D.305.6

9.低碳钢做成的d0=10mm的圆形短试样经拉伸试验，得到如下数据：d1=6mm，则求低碳钢的ψ为 。

A.64%

B.14%

C.44%

D.54%

10.国家标准中规定，将产生______残余伸长变形时对应的应力值作为材料的屈服强度。

A.0.02%

B.0.05%

C.0.2%

D.0.5%

11.金属材料的塑性常用δ表示，其中δ5表示 。

A.标距长度为其直径的10倍

B.标距长度为其直径的5倍

C.标距长度为其直径的100倍

D.标距长度为其直径的50倍

12.脆性材料的断后伸长率一般为______。

A.＜1%

B.≥1%

C.＜5%

D.≥5%

13.塑性材料的断后伸长率一般为______。

A.≥3%

B.≥5%

C.≥7%

D.≥9%

14.下列数值中，硬度最大的是______。

A.500HBW

B.20HBS

C.17HRC

D.58HRC

15.下列数值中，表示布氏硬度的是 。

A.75HRA

B.150HBS

C.700HV

D.65HRC

16.关于材料的硬度，下列叙述不正确的是______。

A.洛氏硬度用HRA、HRB、HRC表示

B.布氏硬度用HBS和HBW表示

C.维式硬度用HV表示且压痕最小

D.布氏、洛氏、维氏硬度计均采用金刚石作压头

17.冲击韧度值αK。

A.与温度无关

B.随温度的降低而减小

C.与温度有关

D.随温度的降低而增大

18.疲劳强度是指金属材料经历无限次交变应力循环而不破坏的最大应力，其中钢的应力循环次数不低于______。

A.105

B.106

C.107

D.108

19.金属材料的工艺性能指______。

A.金属被加工成合格零件的难易程度

B.金属的化学成分

C.金属材料的硬度

20.下列指标属于金属材料的工艺性能的是______。

A.热膨胀性

B.铸造性能

C.冲击韧性

D.耐腐蚀性

21.下列金属材料中，焊接性能最好的是______。

A.低碳钢

B.中碳钢

C.高碳钢

D.铸铁

22.金属材料的切削加工性能与其硬度有关，一般容易切削加工的硬度是______。

A.＜100HBS

B.160～230HBS C.40HRC

D.＜60HRC

23.绝大多数的金属具有的晶格结构是______。

①体心立方晶格

②面心立方晶格 ③正交晶格

④密排六方晶格

A.①+②+③

B.②+③+④

C.①+②+④

D.①+③+④

24.实际金属晶体存在大量的晶体缺陷，按其形态分，主要有______。

A.点缺陷、位错、线缺陷

B.点缺陷、线缺陷、面缺陷

C.线缺陷、面缺陷、亚晶界

D.面缺陷、亚晶界、晶体缺陷

25.下列属于面缺陷的是______。

A.空位

B.位错

C.晶界

D.晶界与亚晶界

26.金属的结晶过程包含______。

A.晶核不断形成/晶核长大

B.晶粒/晶界

C.晶界/亚晶界

D.晶核/晶核长大

27.关于金属结晶过程中过冷度的描述，下列说法错误的是______。

A.实际结晶温度高于理论结晶温度

B.过冷度是理论结晶温度与实际结晶温度差值

C.冷却速度越大，过冷度则越大

D.过冷度是实际液态金属结晶的必要条件

28.纯铁由γ-Fe到α-Fe的转变属于 。

A.共析转变

B.共晶转变

C.等温转变

D.同素异晶转变

29.组成合金的最基本、独立的物质叫______。

A.化合物

B.固溶体

C.元素

D.组元

30.合金的相为机械混合物时，其力学性能______。

A.介于相组成物之间

B.取决于化学成分

C.取决于物理性能

31.碳溶于γ-Fe的晶格中所形成的固溶体称为 。

A.铁素体

B.奥氏体

C.马氏体

D.索氏体

32.渗碳体的性能特点是______。

A.硬度低、塑性好

B.硬度高、塑性好

C.硬度高、塑性差

D.硬度低、塑性差

33.共析钢的室温组织为______。

A.铁素体和珠光体

B.奥氏体和珠光体

C.莱氏体和珠光体

D.珠光体

34.共晶铸铁的室温组织为______。

A.铁素体和珠光体

B.奥氏体和珠光体

C.莱氏体和珠光体

D.低温莱氏体

35.在铁碳合金相图上，温度为1148℃、含碳量为4.3% 的C点称为 。

A.共析点

B.共晶点

C.熔点

D.晶格转变点

36.在铁碳合金相图上，A1、A3、Acm是 。

A.理论临界温度

B.实际临界温度

C.实际加热温度

D.实际冷却温度

37.由A转变为P属于______。

A.同素异晶转变

B.共析转变

C.共晶转变

38.Fe3C的含碳量为______。

A.0.77%

B.2.11%

C.4.3%

D.6.69%

39.P的含碳量为______。

A.0.45%

B.0.0218%

C.0.77%

D.2.11%

40.铁碳合金组织的组成物中，______在室温下不能存在。

A.A

B.P

C.F

D.Fe3C

41.含碳量为0.45%的铁碳合金属于______。

A.低碳钢

B.中碳钢

C.高碳钢

D.铸铁

42.含碳量为3.5%的铁碳合金属于______。

A.亚共晶白口铸铁

B.共晶白口铸铁

C.过共晶白口铸铁

43.以下符合低碳钢力学性能特点的是______。

A.强度较低而塑性较好

B.强度较低而塑性较差

C.强度较高而疲劳性能低

D.强度较低和韧性较差

44.珠光体是______。

A.铁素体与奥氏体组成的混合物

B.奥氏体与渗碳体组成的混合物

C.铁素体与渗碳体组成的混合物

D.铁素体、奥氏体与渗碳体组成的混合物

45.含碳量对碳素钢性能的影响，正确的是______。

A.随着含碳量的增多，钢的强度上升

B.随着含碳量的增多，钢的塑性上升

C.随着含碳量的增多，钢的硬度下降

D.随着含碳量的增多，钢的韧性上升

46.金属化合物的性能是______。

A.塑性和韧性较好

B.强度较低

C.硬度较低

D.硬度高、脆性大

47.钢的热处理是通过加热、保温和冷却实现性能改变的工艺过程，此时钢处于______。

A.液态

B.固态

C.过冷态

D.饱和态

48.普通热处理是通过加热、保温和冷却来改变钢的______。

A.成分

B.温度

C.组织

D.组元

49.属于普通热处理的是______。

①退火 ②正火 ③表面淬火 ④渗碳 ⑤淬火 ⑥回火

A.①+②+③+④

B.②+③+④+⑥

C.③+④+⑤+⑥

D.①+②+⑤+⑥

50.对钢进行热处理时，为使钢的室温组织奥氏体化，需对材料进行______。

A.加热

B.保温

C.加热和保温

D.加热或保温

51.下列组织在实际生产中不能使用的是______。

A.珠光体

B.索氏体

C.上贝氏体

D.下贝氏体

52.钢的硬度较高时，为降低硬度可采用的热处理方法是______。

A.正火

B.退火

C.淬火

D.回火

53.淬火钢进行中温回火的目的是为了提高钢的______。

A.硬度

B.塑性

C.弹性

D.刚度

54.淬火与高温回火结合起来称为______。

A.球化处理

B.冷处理

C.孕育处理

D.调质处理

55.调质处理得到的组织所具有的力学性能______。

A.硬而脆

B.综合力学性能好

C.硬度高，塑性好

D.强度低，塑韧性好

56.连杆、螺栓一般需要______。

A.淬火+低温回火

B.淬火+中温回火

C.淬火+高温回火

D.正火

57.钢经过淬火后，为消除脆性应进行______。

A.退火

B.正火

C.回火

D.调质

58.一般的工具要求硬度高、耐磨性好、有一定的韧性，这时最好采用的热处理是______。

A.淬火

B.淬火+中温回火

C.淬火+低温回火

D.淬火+高温回火

59.使表面具有高的硬度和耐磨性，而心部具有一定的强度和良好韧性的热处理是______。

A.淬火+回火

B.退火

C.正火

D.渗碳

60.需采用淬火+中温回火热处理的主要是各种尺寸的______。

A.齿轮

B.弹簧

C.气阀

D.刀具

61.用65Mn制作的直径5mm弹簧，要求高弹性，硬度为38HRC～40HRC回火屈氏体，可采用______。

A.渗碳

B.调质处理

C.淬火+中温回火

D.正火

62.表面淬火可使零件表面获得的性能是______。

A.耐热性好

B.强度高

C.硬度高、耐磨性好

D.耐腐蚀性好

63.活性碳原子渗入零件表层的工艺称为______。

A.渗碳

B.渗氮

C.碳氮共渗

D.渗硫

64.汽车发动机上的活塞销、凸轮等零件渗碳后应立即进行______。

A.淬火

B.低温回火

C.淬火+低温回火

D.调质

65.工程中常用______作为制造机械零件的材料。

A.纯金属

B.合金

C.钢

D.铸铁

66.合金结构钢主要用于制造______。

A.各种量具

B.各种机器零件和工程构件

C.各种模具

D.各种刃具

67.______是决定钢性能的主要元素。

A.锰

B.碳

C.硫

D.硅

68.铁碳合金中的有益元素是______。

A.磷

B.硫

C.硅

D.钨

69.磷、硫对铁碳合金性能的影响是 。

A.都是冷脆

B.都是热脆

C.硫是冷脆，磷是热脆

D.磷是冷脆，硫是热脆

70.导致“泰坦尼克”号轮船沉没的最可能原因是______。

A.船体钢板硬度过低

B.船体钢板弹性模量过低

C.船体钢板磷含量过高

D.船体钢板屈服强度过低

71.桥梁等钢结构应用的材料是______。

A.优质碳素结构钢

B.普通低合金高强度钢

C.合金调质钢

D.高合金钢

72.活塞销或十字头具有心部强韧的性能要求，应选用 。

A.08

B.20Cr

C.16Mn

D.35CrMo

73.下列牌号中为合金渗碳钢的是 。

A.16Mn

B.16Si

C.20Cr

D.40Cr

74.柴油机曲轴可选用______。

A.低碳钢

B.高碳钢

C.合金调质钢

D.滚动轴承钢

75.有关45钢，正确的叙述是______。

A.含碳量为4.5%

B.优质碳素结构钢

C.低碳钢

D.过共析钢

76.下列不属于优质碳素结构钢的是______。

A.Q235

B.15

C.15Mn

D.45

77.合金调质钢常选用的材料是______。

A.20Cr

B.40Cr

C.4Cr9Si2

D.4Cr13

78.合金弹簧钢常用的材料有______。

A.20CrMnTi

B.60Si2Mn

C.40Cr

D.16Mn

79.较重要的轴宜选用______材料。

A.16Mn

B.20Cr

C.Q235

D.40Cr

80.W6Mo5Cr4V2平均含铬量约为______。

A.4%

B.0.04%

C.0.4%

D.40%

81.GCr15中Cr的含量为______。

A.15%

B.0.15%

C.1.5%

D.0.015%

82.铸造碳钢ZG270-500，其中“270”和“500”分别表示材料的______。

A.冲击韧性和断后伸长率

B.屈服强度和冲击韧性

C.抗拉强度和断面收缩率

D.屈服强度和抗拉强度

83.碳素工具钢的数字表示钢中平均含碳量的______。

A.十倍

B.百倍

C.千倍

D.万倍

84.刀具宜选用______材料。

A.铸铁

B.工具钢

C.结构钢

D.低碳钢

85.不锈钢中主要加入的合金元素是______。

A.Mn

B.Si

C.Cr

D.V

86.柴油机排气阀常用的材料是______。

A.球墨铸铁

B.不锈钢

C.合金调质钢

D.耐热钢

87.形状比较复杂尤其是有复杂内腔的零件，宜选用______材料。

A.铸铁

B.工具钢

C.结构钢

D.特殊性能钢

88.灰口铸铁中的碳的存在形式主要是______。

A.渗碳体

B.石墨

C.溶于铁素体中

D.溶于奥氏体中

89.可锻铸铁在钢的基体上分布的石墨形状是______。

A.片状

B.蠕虫状

C.团絮状

D.球状

90.采用灰口铸铁制造气缸体，主要利用其 。

A.耐磨性

B.减摩性

C.铸造性能

D.切削加工性能

91.球墨铸铁的力学性能接近甚至超过某些______。

A.碳素钢

B.低碳钢

C.中碳钢

D.高碳钢

92.目前汽车发动机气缸体最常用的材料是______。

A.球墨铸铁

B.铸钢

C.灰铸铁

D.白口铸铁

93.轿车上活塞采用的主要材料是______。

A.铝合金

B.钛合金

C.轴承合金

D.镁合金

94.铜锌合金是______。

A.黄铜

B.纯铜

C.锡青铜

D.白铜

95.不属于青铜的是______。

A.铜锌合金

B.铜锡合金

C.铜铝合金

D.铜硅合金

96.轿车上采用______制造汽油箱。

A.聚乙烯

B.聚丙烯

C.聚苯乙烯

D.ABS塑料

97.轿车轮胎以______为主要原料。

A.天然橡胶

B.合成橡胶

C.再生胶

D.顺丁橡胶

98.各国已制订有关法规，规定轿车的前挡风必须安装 。

A.钢化玻璃

B.防爆玻璃

C.夹层玻璃

D.防水玻璃

99.钢化玻璃的特点叙述不正确的是______。

A.用于汽车前挡风玻璃

B.普通玻璃通过高温淬火处理的特种玻璃

C.用于汽车侧窗玻璃

D.用于汽车后窗玻璃

100.复合材料的最大优点是______。

A.保留了组成材料各自优点且具有单一材料所不具备的优异性能

B.集组成材料的优点于一身

C.性能优良、价格低廉

三、判断题

1.所有金属材料在拉伸试验时都会出现显著的屈服现象。（　）

2.屈强比小表示材料的塑性较好，零件的安全可靠性较高。（　）

3.布氏硬度测量法不适合于测量成品及较薄的零件。（　）

4.洛氏硬度是没有单位的。（　）

5.洛氏硬度中HRA和HRC采用同样的金刚石压头，因而它们的值有可比性。（　）

6.常见的金属元素具有三种简单的晶格类型。（　）

7.晶体内部的晶格位向完全一致的晶体称为单晶体。（　）

8.实际金属是多晶体，且晶体内部存在着大量的晶体缺陷。（　）

9.金属材料通过凝固形成晶体，则称为结晶。（　）

10.一般条件下，金属的结晶在液体达到理论熔点时就开始。（　）

11.依附于杂质表面而形成晶核的过程称为非自发形核。（　）

12.实际生产中常用加入大量非自发形核来细化晶粒。（　）

13.机械零件通常都是由各种合金制造的。（　）

14.对钢进行热处理的目的都是为了获得细小、均匀的奥氏体组织。（　）

15.金属都可以通过热处理来改善性能。（　）

16.如果零件的性能要求不高，钢的预备热处理也可以作为最终热处理。（　）

17.球化退火主要用于改善过共析钢的切削加工性能。（　）

18.退火与正火的目的大致相同，它们主要的区别是保温时间长短不同。（　）

19.淬火后的钢通常可以直接使用。（　）

20.调质处理是淬火和回火热处理的总称。（　）

21.回火的目的主要是消除应力、降低硬度，便于进行切削加工。（　）

22.工具应采用的热处理为淬火后低温回火。（　）

23.渗氮后工件的表面硬度较高，可达69HRC～72HRC。（　）

24.钢中的杂质元素对钢的性能都是有害的。（　）

25.工程铸铁的铸造性能比钢好得多，所以常用来铸造复杂的工件。（　）

26.从灰铸铁的牌号上可以看出它的抗拉强度和冲击韧度值。（　）

27.钢能进行锻造，而铸铁不能锻造。（　）

28.可锻铸铁比灰铸铁的塑性好，因此可以进行锻压加工。（　）

29.功能陶瓷材料在汽车中主要用来制作各种传感器。（　）

30.汽车工业中大量使用塑料的主要目的是减轻自重提高燃料经济性。（　）

四、简答题

1.什么是金属材料的力学性能？根据载荷形式的不同，力学性能的指标主要有哪些？

2.什么是强度？什么是塑性？衡量这两种性能的指标有哪些？各用什么符号表示？

3.常用的硬度测量方法有哪些？各适用于哪些场合？

4.有一段钢丝，如果没有任何工具，如何截断？这属于什么现象？如何避免该现象的发生？

5.为什么将金属的同素异晶转变称作二次结晶或重结晶？

6.说明铁的同素异晶转变规律及其重要意义。

7.铁碳合金的基本组织有哪些？各用什么符号表示？

8.什么是铁碳合金相图？铁碳合金是如何分类的？

9.根据Fe-Fe3C相图分析ωC=0.77%从液态缓冷至室温的组织。

10.分析碳钢的组织、力学性能随含碳量增加的变化规律。

11.什么叫钢的热处理？热处理为什么能改变钢的性能？

12.简述奥氏体的形成过程。

13.钢在冷却时的组织转变与其在加热时的组织转变相比，有什么特点？

14.正火与退火的主要区别是什么？应如何选择正火与退火？

15.淬火后的钢为什么要进行回火处理？淬火后的回火处理分哪几类？

16.什么是表面淬火？常用的表面淬火方法有哪几种？

17.什么是化学热处理？渗碳的目的是什么？

18.碳素钢中常见的杂质元素有哪些？它们对碳素钢的性能有什么影响？

19.为什么低合金高强度结构钢的强韧性较相同含碳量的碳素钢要好？

20.说明下列牌号属于哪类钢，并解释字母和数字的意义及其应用：Q235A、Q345、20、40Cr、45、08F、65Mn、T8、T12A、2Cr13、GCr15、ZG310-570。

21.什么叫铸铁？工程铸铁与钢相比有哪些优缺点？

22.工程铸铁具有哪些优良性能？原因何在？

23.说明下列牌号属于何种铸铁，并解释字母和数字的意义及其应用：HT250、KTH370-12、QT600-3、RuT340。

24.铝合金和铜合金有什么性能特点？在汽车生产中有哪些应用？

25.举例说明有色金属材料在汽车中的应用情况。

26.举例说明塑料和橡胶制品在汽车中的应用情况。

27.汽车常用玻璃有哪几种？

28.汽车摩擦材料的主要功能有哪些？在汽车生产中有哪些应用？

29.汽车用陶瓷材料包括哪两种？主要用于制造哪些汽车零件？

30.什么是复合材料？复合材料在汽车中有哪些应用？

五、扩展思考题

1.汽车制造时，根据哪些指标进行材料选取？

2.汽车曲轴、凸轮轴、齿轮、活塞销、传动轴、弹簧通常采用什么热处理？其作用是什么？

3.说明图1-1所示的汽车零件的选材及选材原因。

4.有一凸轮轴，如图1-2所示，要求表面有高的硬度（大于50HRC），内部具有良好的韧性。原用45钢制造，经调质处理后，高频淬火、低温回火可满足要求。现因工厂库存的45钢已用完，拟改用15钢代替。试问：改用15钢后，若仍按原热处理方法进行处理，能否达到性能要求？为什么？若用原热处理不能达到性能要求，应采用哪些热处理方法才能达到性能要求？

5.根据图1-3所示的零件的性能要求及技术条件，选择热处理工艺方法。

（1）如图1-3（a）所示，用45钢制作直径为18mm的传动轴，要求有良好的综合力学性能，硬度为22HRC～25HRC，回火索氏体组织。

（2）如图1-3（b）所示，用20CrMnTi制作汽车减速器齿轮，要求表面有高硬度（硬度为58HRC～63HRC）、高耐磨性，淬硬层深度为0.8mm。