课题一:汽车工程材料概述
1.填空题
(1)固体中的结合键有四种:离子键、共价键、金属键和分子
键。相应地,固体可分为离子晶体、共价晶体、金属晶体和分子晶体。
(2)工程材料的分类方法有很多,一般根据材料的本性或其结合键的性质进行分类,可分为金属材料、陶瓷材料、高分子材料和复合材料四大类。
(3)汽车工程材料根据材料的性能使用来分,可分为汽车结构材料和汽车功能材料;根据材料的用途来分,可分为汽车制造材料和汽车运行材料。
(4)其中以碳为主要合金元素的钢称为碳素钢,其价格低廉,工艺性能好。
为了提高或改善钢的性能,向钢中加入某些合金元素,就得到合金钢,用于制造性能要求更高的重要零件。
(5)陶瓷材料在汽车上的应用主要包括结构陶瓷和功能陶瓷。
轻骑游侠
(6)汽车高分子材料主要包括车用橡胶和工程塑料。
2.选择题:
(1)熔点和硬度最高,耐磨性最好的材料是(A)。
A.陶瓷材料      B. 金属材料    C.高分子材料    D.玻璃钢(2)小轿车的轮毂一般由(C)制作。
A.合金钢        B.镁合金        C.铝合金    D.碳纤维增强金属(3)汽车的( A)一般由工业铸铁制造而成。
A.发动机缸体    B.发动机曲轴    C.车门        D.减振弹簧(4)下列不属于汽车运行材料的是(B)。
A.制动液        B.挡风玻璃      C.机油      D.轮胎
(5)下列不属于汽车轻量化发展方向的选材是(C)。
A.工程塑料      B.铝合金        C.镁合金  D. 铜合金3.判断题:
(1)金属材料比高分子材料和陶瓷材料的强度、硬度都高。(×)(2)金属材料具有良好的导热导电性是因为结合键中有自由电子。(√)(3)因为有金属及合金性能优良,是汽车工业中用量最大
的金属材料。(×)(4)玻璃钢就是钢化玻璃。(×)(5)为了保证使用寿命,汽车发动机汽缸体一般由高强度合金钢制作。(×)4.简答题
(1)工程材料按组成特点和性质分为哪几类?主要性能有何区别?
答:工程材料按其组成特点和性质可分为金属材料(如钢铁、铝合金)、有机高分子材料(如塑料、橡胶)、无机非金属材料(如陶
瓷、水泥、玻璃)及复合材料(由前三种材料中的两种或以上的材料复合而成,如钢筋混泥土、碳纤维增强塑料)四大类。金属材料导电导热,具有较好的塑性和韧性;高分子材料熔点低,无机非金属材料一般不导电,硬度高,质脆;复合材料结合了各材料的性能。
(2)汽车制造材料和汽车运行材料各分为几大类?各自的主要用途是什么?
答:汽车制造材料又可分为汽车金属材料、汽车陶瓷材料、汽车高分子材料、汽车复合材料等。汽车运行材料包括轮胎、燃油、润滑油和工作液。
其中:金属材料是汽车的主要结构材料,汽车车身、底盘、发动机、变速箱等核心零部件都主要由金属材料制造而成。陶瓷材料最早在汽车上的应用主要是车窗玻璃及火花塞陶瓷。到目前为止,已经在汽车上实际使用的陶瓷部件约有30余种,主要包括结构陶瓷和功能陶瓷。
由于高分子材料具备价格便宜、质量轻,易于加工成型等特点,现已广泛应用于汽车内饰件、外装件及机能结构件。汽车高分子材料主要包括车用橡胶和工程塑料。在汽车工业上应用的复合材料主要有纤维增强塑料(FRP)和纤维增强金属(FRM)。
汽车运行材料是指汽车在运行过程中所消耗的材料
(3)在实现汽车轻量化方面,汽车工程材料应用有哪些发展趋势?
答:用轻质合金代替钢铁材料是汽车轻量化的有效手段。目前,国内外应用于汽车的轻质合金主要有铝合金、镁合金、钛合金等。
塑料及其复合材料是另一类重要的汽车轻质材料,它不仅可减轻零部件约40%的重量,而且可以使成本降低40%左右。现在,每辆汽车塑料的用量是衡量汽车生产技术水平的标志之一。日本、美国和德国等发达国家的每辆轿车平均使用塑料已超过100 kg,平均占汽车总重量的8%。中国每辆汽车平均塑料用量为70 kg,平均占汽车总重量的6%左右。
课题二:金属材料的分类与应用
1.填空题
(1)决定钢性能的最主要元素为碳。钢的品质由硫和磷两种有害元素的含量决定。
(2)按含碳量分类,20钢属于低碳钢,其含碳量为20%;45钢属于中碳钢,含碳量为45%;T12属于高碳钢,含碳量为  1.2%。(3)Q235钢牌号中的字母“Q”的含义为屈服强度,235的含义为235MPa 。
(4)合金结构钢根据其用途和热处理特点可分为:合金渗碳钢、合金调质钢及合金弹簧钢。60Si2Mn属于其中的合金弹簧钢。
(5)工程上常用的特殊性能钢有不锈钢、耐热钢、耐磨钢等。(6)常用的高速钢有W18Cr4V和W6Mo5Cr4V2(或6542),其显著特点为具有很好的红硬性(或热硬性)。
(7)工业铸铁一般分为灰铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁和可锻铸铁。它们的性能区别主要由于石墨存在的形态不同。KTH300-06表示最低抗拉强度为300MPa、最低断后伸长率为6%的黑心可锻铸铁。
(8)普通灰铸铁按基体不同可分为铁素体灰铸铁、珠光体灰铸铁、孕育铸铁。其中以孕育铸铁的强度和耐磨性最好。
(9)依据其成分和工艺性能,铝合金可分为变形铝合金和铸造铝合金两大类,ZAl101和7075分别属于铸造铝合金和变形铝合金。(10)不锈钢耐腐蚀性能强的主要原因是因为含Cr元素较多。
(11)以锌为主加元素的铜合金称为黄铜,而以镍为主加元素的铜合金称为白铜。
(12)钢结硬质合金是以难熔金属硬质化合物为硬质相、以合金钢
作黏结剂,用粉末冶金方法生产的一种新型合金。
2.选择题二手宝马
(1)下列牌号的钢中,硬度最低的是(C),硬度最高的是(A)。
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A.T12      B.T7      C.08F    D.20
(2)下列牌号的钢中,强度最高的是(D),塑性最好的是(B)。
A.T8        B.10      C.45钢  D.9SiCr
(3)下列牌号的金属材料中,属于合金工具钢的是(D)。
A.Q235        B. QT450-10      C. ZCuZn38    D.Cr12MoV  (4)下列牌号的铸铁中,性能最好,甚至可“以铁代钢”的是(B)。
A.RuT340      B. QT900-2      C.HT200    D. KTZ650-02  (5)下列合金钢中,属于合金渗碳钢的是(A),属于合金调质钢是(C)。
四轮驱动系统A.20CrMnTi      B. GCr15    C. 38CrMoAl    D.CrWMn
(6)下列牌号的钢中,含碳量最高的是(    C  ),含碳量最低的是(B)。
A.40Cr      B.20CrMnTi      C.T10    D. 9SiCr
(7)下列牌号的铝合金中,用量最大的是(C)
A. LD7    B.LF21    C. LY12    D.7075
(8)下列牌号的铜合金中,最贵的铜合金是(D),属青铜的是(B)。A.ZCuZn38    B. QSn4-3    C. H68    D. B30
(8)下列牌号的金属材料中,硬度和抗压强度最高的是 ( B  )。
A.T12      B.YG15    C. QT900-2    D. Cr12MoV
(10)下列牌号的钢中,常用于制造木工工具的是 (  A  )。
A.T7      B.Q235      C.T12    D.45蓄电池修复
3.判断题
(1)黄铜是人类最早使用的金属材料。(×)(2)45钢的价格较便宜,综合力学性能好,应用广泛。(√)(3)硬质合金硬度很高,而且能进行热处理和切削加工。(×)(4)铝合金的比强度比钢要高,是汽车轻量化的主要应用材料。(√)(5)铸铁中存在的石墨可理解为钢基体组织内分布着不同形状的空洞。(√)(6)滑动轴承的轴瓦为了提高耐磨性,都使用高硬度的合金钢。(×)(7)硬质合金硬度和强度比高速钢高,且价格较便宜,有取代高速钢的趋势。(×)
(8)铸铁的减振性和耐磨性比碳钢好,一般用来制造各类机床底座。(√)(9)可锻铸铁是因为其可锻性好而命名。(×)(10)碳素工具钢与合金工具钢的共同成分特点是含碳量较高,属于高碳钢。(√)4.简答题
(1)普通碳素结构钢与优质碳素结构的成分有何异同?各自如何编号?
答:普通碳素结构钢与优质碳素结构钢的成分区别在于质量等级不同,即含硫和含磷量不同:普通钢的含S量为0.035%~0.05%,含P量为0.035%~0.045%;优质钢的含S量和含P量均不大于0.035%。
普通碳素结构钢其牌号由Q(表示屈服强度)、屈服点数值、质量等级符号、脱氧方法等部分按顺序组成:如Q235AF表示屈服点 s=235 MPa,质量为A级的沸腾碳素结构钢。
优质碳素结构钢牌号用两位数(表示平均碳量的万分数)表示,例如,40钢表示平均含碳量为0.40%的优质碳素结构钢
(2)做手工锯条和铁锤的所使用的钢是什么钢种?有何主要区别?
答:手工锯条和铁锤一般都使用碳素工具钢,但手工锯条因受冲击小,常选用含碳量和硬度较高的T10或T11,而铁锤受冲击大,常选用含碳量较低韧性较好的T7或T8.
(3)合金结构钢根据其用途和热处理特点分为哪几种类型的钢?如何编号?
答:合金结构钢根据其用途和热处理特点可分为合金渗碳钢、合金调质钢、合金弹簧钢、滚动轴承钢等。
钢号的首部是表示含碳量的平均值,以平均碳量的万分数表示。;当钢中某合金元素的平均质量分数ωMe<1.5%时,牌号中只标出元素符号,不标明含量;当ωMe=1.5%~2.5%,2.5%~3.5%……时,在该元素后面相应地用整数2、3……注出其近似含量。滚动轴承钢有自己独特的牌号。牌号前面以“G”(滚的拼音字首)为标志,其后为铬元素符号Cr,其质量分数以千分数表示。
(4)观察典型不锈钢、耐热钢及耐磨钢的牌号,分析它们的成分各有何特点。
答:不锈钢成分特点是含铬(Cr)高,所以具有良好的耐腐蚀性;耐热钢除了含铬(Cr),一般还含有硅(Si)和钼(Mo)等合金元素;耐磨钢一般为高锰钢,即合金元素锰(Mn)含量较高。
(5)同样是铁碳合金,铸铁与钢的性能有何区别?为什么?
答:铸铁的强度和硬度比钢较差,但具有良好的减振性能和耐磨性能,因为工业铸铁中的碳以游离的石墨形式存在,石墨形成的空洞帮助减振,石墨本身具有良好的润滑性,剥落所形成的空洞可更好地贮存润滑油,从而起减摩作用。
(6)常用的硬质合金有哪几种?其性能有何异同?
答:常用的硬质合金有两大类:金属陶瓷硬质合金和钢结硬质合金。
金属陶瓷硬质合金的共性是:具有高的硬度、高的抗压强度和高的耐磨性,但脆性大,不能进行锻造、热处理及切削加工。
钢结硬质合金由于含有大量的钢基体,因而具有可热处理性和加工性,同时具有金属陶瓷硬质合金的高强度、高耐磨、高抗压强度。(7)说明下列牌号(代号)的意义:Q235、40、T10A、HT200、QT600-3、W18Cr4V、GCr15、9SiCr、60Si2Mn、1Cr18Ni9Ti、LY12、ZL301、H62、B30、ZSnSb4Cu4、
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