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金属材料考试题库附答案

一、选择题（每题2分，共30分）

1.纯铁在912℃发生同素异构转变时，晶体结构由（）转变为（）。

A.体心立方（BCC）→面心立方（FCC）

B.面心立方（FCC）→体心立方（BCC）

C.体心立方（BCC）→密排六方（HCP）

D.密排六方（HCP）→体心立方（BCC）

答案：A

解析：纯铁的同素异构转变温度为912℃（α-Fe→γ-Fe）和1394℃（γ-Fe→δ-Fe），其中α-Fe和δ-Fe为体心立方（BCC），γ-Fe为面心立方（FCC），因此912℃时由BCC转变为FCC。

2.下列金属中，塑性最好的是（）。

A.镁（HCP）

B.铁（BCC）

C.铜（FCC）

D.锌（HCP）

答案：C

解析：金属的塑性主要取决于滑移系数量。面心立方（FCC）金属的滑移系为{111}110，共12个；体心立方（BCC）金属的滑移系为{110}111等，共12个但密排程度较低；密排六方（HCP）金属的滑移系仅为{0001}11-20，约3个。因此FCC金属（如铜）塑性最好。

3.铁碳合金中，渗碳体（Fe?C）的含碳量为（）。

A.0.0218%

B.0.77%

C.2.11%

D.6.69%

答案：D

解析：渗碳体的化学式为Fe?C，其含碳量计算为（12×1）/(55.85×3+12×1)≈6.69%。

4.下列热处理工艺中，能显著提高钢的硬度和耐磨性的是（）。

A.完全退火

B.正火

C.淬火+低温回火

D.球化退火

答案：C

解析：淬火可使钢获得高硬度的马氏体组织，低温回火（150-250℃）可消除淬火应力，保留高硬度（HRC58-64），主要用于工具、模具等要求高硬度和耐磨性的场合。

5.位错是一种（）。

A.点缺陷

B.线缺陷

C.面缺陷

D.体缺陷

答案：B

解析：位错是晶体中原子排列的线缺陷，其特征是原子偏离平衡位置的区域呈线性分布，包括刃型位错和螺型位错。

6.下列强化机制中，属于“阻碍位错运动”的是（）。

A.细晶强化

B.加工硬化

C.固溶强化

D.以上都是

答案：D

解析：细晶强化通过晶界阻碍位错运动；加工硬化因位错密度增加，位错间交互作用增强；固溶强化因溶质原子与位错弹性交互，阻碍位错滑移，三者均通过阻碍位错运动提高强度。

7.45钢（含碳0.45%）正火后的组织为（）。

A.铁素体+珠光体

B.珠光体+二次渗碳体

C.马氏体+残余奥氏体

D.回火索氏体

答案：A

解析：45钢为亚共析钢，正火是将钢加热至Ac3以上30-50℃（约850℃）后空冷，冷却速度比退火快，室温组织为铁素体+珠光体（含碳量0.45%0.77%，故铁素体多于珠光体）。

8.铝合金的时效强化（沉淀强化）主要利用的是（）。

A.固溶体中溶质原子的固溶强化

B.第二相粒子对位错的钉扎作用

C.晶粒细化

D.位错密度增加

答案：B

解析：铝合金时效时，过饱和固溶体分解出细小弥散的第二相粒子（如θ相），这些粒子阻碍位错运动，从而提高强度。

9.下列材料中，适合制造弹簧的是（）。

A.Q235（低碳钢）

B.T12（高碳钢）

C.60Si2Mn（弹簧钢）

D.20CrMnTi（渗碳钢）

答案：C

解析：弹簧需高弹性极限和疲劳强度，60Si2Mn为中碳合金钢（含碳0.6%，Si、Mn合金化），经淬火+中温回火（350-500℃）后获得回火屈氏体，具有高弹性和耐疲劳性。

10.铁碳相图中，共晶反应的温度是（）。

A.727℃

B.1148℃

C.912℃

D.1394℃

答案：B

解析：铁碳相图中，共晶反应发生在含碳4.3%、温度1148℃，反应式为L→奥氏体（A）+渗碳体（Fe?C），生成莱氏体（Le）。

11.下列关于马氏体的描述，错误的是（）。

A.马氏体是碳在α-Fe中的过饱和固溶体

B.马氏体转变是无扩散相变

C.马氏体的硬度随含碳量增加而升高

D.马氏体转变会导致体积收缩

答案：D

解析：马氏体的比容（单位质量体积）大于奥氏体，因此马氏体转变会导致体积膨胀，易产生淬火应力和变形。

12.下列金属中，属于密排六方结构的是（）。

A.铝（Al）

B.铬（Cr）

C.镁（Mg）

D.银（Ag）

答案：C

解析：铝、银为面心立方（FCC）；铬为体心