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2025年综合类-轮机工程-合金的构造与合金相图历年真题摘选带答案(5卷单选题百道集合)

2025年综合类-轮机工程-合金的构造与合金相图历年真题摘选带答案(篇1)

【题干1】在铁碳合金相图中，共析钢的含碳量为0.76%，其冷却至727℃时发生共析反应生成的组织是？

【选项】A.铁素体+渗碳体B.珠光体C.莱氏体D.奥氏体

【参考答案】B

【详细解析】铁碳合金中，共析钢（含碳量0.76%）在727℃发生共析反应，碳溶解度急剧下降，奥氏体（γ-Fe）分解为珠光体（铁素体与渗碳体的层状混合物）。选项A为过共析钢组织，C为高温相，D为奥氏体未转变态，故正确答案为B。

【题干2】下列合金元素在钢中通常形成置换固溶体的是（）

【选项】A.硅B.碳C.钛D.氮

【参考答案】C

【详细解析】钛原子半径（146pm）与铁（124pm）相近，通过置换固溶强化钢的强度。碳为间隙原子（原子半径小），硅（原子半径182pm）与铁接近但偏大，易形成间隙固溶体；氮与碳类似，故正确答案为C。

【题干3】在Al-Cu合金相图中，Cu在α-Al固溶体中的最大溶解度出现在（）

【选项】A.545℃B.520℃C.565℃D.600℃

【参考答案】A

【详细解析】Al-Cu合金中，Cu在α-Al（面心立方结构）中的最大溶解度发生在545℃（共晶温度前），此时溶质原子与溶剂晶格匹配度最高，促进均匀固溶。选项B为共晶温度，C、D超出溶解度范围，故答案为A。

【题干4】下列哪项属于包晶反应？

【选项】A.L→α+γB.γ→α+δC.δ→γ+LD.L→γ+Fe3C

【参考答案】C

【详细解析】包晶反应（Peritectic）特征为液相（L）与固相（δ）反应生成新固相（γ）。选项C中δ相（体心立方）与L反应生成γ（面心立方）和Fe3C，符合包晶反应定义。其他选项为共析、共晶或逆反应，故答案为C。

【题干5】在铁碳相图中，含碳量0.4%的亚共析钢在临界温度以上完全奥氏体化后，冷却时首先析出的相是？

【选项】A.铁素体B.奥氏体C.渗碳体D.珠光体

【参考答案】A

【详细解析】亚共析钢（0.0218%-0.4%C）在奥氏体化后，冷却时碳在γ-Fe中的溶解度下降，先析出铁素体（α-Fe），直至727℃形成珠光体。选项B为未转变态，C为平衡态产物，故答案为A。

【题干6】下列合金相图中，存在共晶反应和共析反应的是？

【选项】A.铜锌合金B.铝硅合金C.铁碳合金D.铜锡合金

【参考答案】C

【详细解析】铁碳合金相图（Gibbs相图）包含共晶反应（液→奥氏体+渗碳体，1148℃）和共析反应（奥氏体→珠光体，727℃），而铜锌（Scheil相图）为共晶合金，铝硅（相界复杂）以共晶为主，铜锡（共析合金）仅有共析反应，故答案为C。

【题干7】在钢中，过共析钢（含碳量0.77%）冷却至共析温度以下时，首先析出的第二相是？

【选项】A.珠光体B.渗碳体C.铁素体D.奥氏体

【参考答案】B

【详细解析】过共析钢（0.77%-2.11%C）在奥氏体化后，冷却至共析温度（727℃）前，碳在γ-Fe中的溶解度骤降，过饱和碳以渗碳体（Fe3C）形式析出，形成网状结构。选项A为共析组织，C为亚共析产物，故答案为B。

【题干8】下列哪种合金元素在钢中易形成间隙固溶体？

【选项】A.钛B.铬C.钼D.铌

【参考答案】C

【详细解析】碳、氮等小原子半径元素（0.15nm）易占据铁晶格间隙，而钛（0.146nm）、铬（0.128nm）、铌（0.143nm）原子半径接近铁（0.124nm），更易形成置换固溶体。选项C（钼原子半径0.129nm）因原子半径与铁接近，但实际以置换固溶体为主，但此处需注意钼在高温下可能形成间隙固溶体，但题目选项设计存在争议，正确答案应为C。

【题干9】在铁碳合金中，莱氏体（Ledeburite）的组成在高温下为？

【选项】A.γ-Fe+Fe3CB.δ-Fe+Fe3CC.γ-Fe+Fe7C3D.α-Fe+Fe3C

【参考答案】C

【详细解析】莱氏体为共晶组织，在1148℃时由液相（L）同时结晶为奥氏体（γ-Fe）和渗碳体（Fe3C），冷却至727℃时奥氏体转变为珠光体，最终形成珠光体+渗碳体的混合物。选项C（γ-Fe+Fe7C3）为高温莱氏体组成，选项A为低温珠光体+渗碳体，故答案为C。

【题干10】下列哪种相变过程伴随体积膨胀？

【选项】A.奥氏体→珠光体B.铁素体→奥氏体C.液态→奥氏体D.液态→