94年 - 94 二技統測_機械類_專業科目(一)：機械材料、工程力學#144364

1. 在常溫下，下列何種鋼材組織是屬於不安定的狀態？ (A) 波來鐵 ( pearlite ) (B) 麻田散鐵 ( martensite ) (C) 沃斯田鐵 ( austenite ) (D) 變韌鐵 ( bainite )

2. 下列有關鋁和鋁合金的敘述，何者正確？ (A) 鋁的特點是重量輕，為目前機械製造業使用的金屬中比重最小者 (B) 常見鋁合金之主要分類為鑄造用鋁合金和鍛造用鋁合金 (C) 鋁合金的時效硬化處理是利用鋁合金的同素變態特性 (D) 高強度鍛造用鋁合金因為含有銅，故其耐蝕性良好

3. 某一立方晶體構造之金屬，其中某一格子面 ( lattice plane ) 與結晶格子主軸之 X 軸的 截距為 0.5，Y 軸的截距為 1，且平行於 Z 軸，則此格子面的米勒指標 ( Miller index ) 為何？ (A) ( 2 1 0 ) (B) ( 0 0 1 ) (C) ( 1 1 1 ) (D) ( 1 2 0 )

4. 經正常化 ( normalizing ) 處理後，下列有關鋼材組織之敘述，何者正確？ (A) 肥粒鐵之含碳量為 0.2 ~ 0.5 % (B) 亞共析鋼含碳量在 0.8 %以下，會形成波來鐵與初析雪明碳鐵之組織 (C) 共析鋼含碳量在 0.8 %，會形成波來鐵與初析肥粒鐵之組織 (D) 過共析鋼含碳量在 0.8 %以上，會形成波來鐵與初析雪明碳鐵之組織

5. 金屬熱作加工之定義是指工件在何種溫度以上所實施之加工？ (A) 熔點 (B) 再結晶溫度 (C) 共析溫度 (D) 共晶溫度

6. 工業用金屬材料大都是以合金 ( alloy ) 狀態被使用。下列有關合金的敘述，何者正確？ (A) 合金是指兩種或兩種以上的金屬或非金屬，組合成具有金屬性質的物質，且其中所含 不同元素之間存在一定重量百分比的關係 (B) 碳鋼主要是由鐵和碳兩種元素所組成的合金，此外尙含有少量的矽、錳、磷、硫等元 素，這些元素對碳鋼的性質會有影響 (C) 碳鋼主要是由鐵和碳兩種元素所組成的合金，其組成為碳原子以取代的方式佔有原先 在鐵結晶格子上的鐵原子，形成所謂的置換式固溶體 ( substitutional solid solution ) (D) 合金與其主要成分金屬元素比較時，最大的差異處是合金在固態時不具有結晶構造

7. 下列有關金屬材料塑性變形的敘述，何者不正確？ (A) 金屬材料在塑性變形時，應力 ( stress ) 與應變 ( strain ) 成正比關係，其比值稱為 楊氏係數 ( Young’s modulus ) E (B) 金屬材料發生塑性變形的方式主要包括滑動 ( slip ) 和雙晶 ( twin ) 二種 (C) 差排 ( dislocation ) 是金屬材料結構中的線缺陷，可用來解釋金屬材料塑性變形時所 需剪應力 ( shear stress ) 之理論值和實際量測值的差異 (D) 金屬材料在常溫加工產生塑性變形時，隨著變形量的增加，其強度和硬度會跟著增 加，稱為加工硬化 ( work hardening ) 共 8 頁 第 2 頁 機械類 專業科目(一)

8. 鐵和鋼在固態時，具有以某一溫度為界，發生結晶構造改變的同素變態(allotropic transformation) ，以及在某一溫度以上即會失去磁性的磁性變態 (magnetic transformation)。依此，則下列 何者為鋼所擁有，但是鐵卻沒有的變態？ (A) A4變態 (約為 1400 o C) (B) A3變態 (約為 910 o C) (C) A2變態 (約為 780 o C) (D) A1變態 (約為 727 o C)

9. 下列有關非鐵系金屬及合金的敘述，何者正確？ (A) 鎂 (Mg) 的結晶構造為六方密格子 (HCP)，因此，鎂合金在常溫時的加工性不佳，但 是在 300 ~ 400 o C時的加工性良好 (B) 鈦 (Ti) 具有同素變態的特性，在常溫時為體心立方格子 (BCC)，因此，鈦合金在常 溫時的加工性良好 (C) 以鋅 (Zn) 為主要成分所形成的鋅基軸承合金，具有高抗拉強度、高抗壓強度和良好 耐衝擊性，故適合製造各種場合使用的軸承 (D) 鎳 (Ni) 和鐵 (Fe ) 形成的Invar合金 (又稱為不變鋼)，在溫度高於A1變態 ( 727 o C ) 時，其特性為熱膨脹係數趨近於零，但是在 727 o C以下時，則無此特性

10. 下列有關合金鋼之敘述，何者正確？ (A) 碳工具鋼的特性為硬化深度深且高溫硬度高，故適合做為高速切削金屬材料用之刀具 (B) 不銹鋼之主要添加元素是鈦，因為，鈦易於鋼的表面產生對鋼具有保護作用的氧化膜 (C) 耐熱鋼之特性為在高溫下具有良好的耐蝕性、耐氧化性及潛變強度大 (D) 高速鋼是指於碳鋼中添加特殊元素，因而，在切削加工時，其切屑易形成細片狀

11. 下列有關金屬材料之性質及應用的敘述，何者正確？ (A) 導熱度 ( thermal conductivity ) 大的金屬受熱時，因傳熱較快，故材料內部較不易 發生熱應力 (B) 金屬與氧產生化學反應，在其表面形成氧化物時，會隨著時間的增加，所形成的 氧化物也會不斷地增加，直到全部的金屬都變成氧化物 (C) 硬度是金屬材料機械性質之一，可利用萬能試驗機 ( universal testing machine ) 直接測量得到 (D) 金屬材料在高溫環境下，可能發生潛變 ( creep )，利用潛變試驗所得到的應變與時間 關係圖形為一斜率為正的直線

12. 下列有關鋼之表面硬化法的敘述，何者正確？ (A) 火焰硬化法和高週波硬化法均屬於使鋼材表面硬化的熱處理，兩者都不會改變鋼材 表面的化學成分，處理過程都是利用急速加熱，使鋼之表面層材料形成沃斯田鐵組織 後，再置於空氣中冷卻到常溫而得 (B) 氣體滲碳法和固體滲碳法都會使鋼之表面層材料的含碳量增加，並形成滲碳層，因而， 達到硬化效果；滲碳層的厚度主要與鋼材本身的成分、滲碳劑的種類及時間有關， 但與溫度無關 (C) 氣體氮化法是使氨氣 ( NH₃ ) 在氮化爐內遇熱分解生成初生態的氮，經擴散作用滲入 鋼之表面層，並與鐵結合形成氮化層，且其厚度通常為 2 mm以上 (D) 將鋼浸入以氰化鈉 ( NaCN ) 為主要成分的熔融鹽浴中，可同時進行滲碳及氮化處理， 但是當溫度在 700 ℃以上時，則以滲碳作用為主 

13. 下列有關鑄鐵的敘述，何者正確？ (A) 鑄鐵為鐵碳合金中，含碳量在 2.0 %以上，且所含石墨 ( graphite ) 之型態主宰其 組織及性質 (B) 制震能是指材料吸收震動能量之能力，而鑄鐵的制震能比鋼高，故使震動之振幅逐漸 減弱至靜止所需的時間，鑄鐵比鋼長 (C) 利用接種 ( inoculation ) 操作可以使鑄鐵中的石墨凝聚成較粗大的球狀，且集中分佈 在波來鐵基地的晶界上，形成高級鑄鐵，例如米漢納 ( Meehanite ) 鑄鐵 (D) 在普通鑄鐵中添加特殊元素可改良其各種機械性質，即形成高合金鑄鐵；其中，耐熱 鑄鐵主要是添加錳元素，使鑄鐵中錳含量在 2.0 %以上而得 

14. 一向量 r = 3 i – 4 j，則 r 之單位向量為何？ (A) ( 3/ 7 ) i - ( 4 / 7 ) j (B) ( 3/ 5 ) i - ( 4 / 5 ) j (C) ( 1 / 3 ) i - ( 1 / 4 ) j (D) ( 1 / 4 ) i - ( 1 / 3 ) j

15. F₁與F₂之合力為F_R，已知F_R = 5 i – 3 j + 3 k及F₁ = 2 i + 4 j + 6 k，則F2為何？ (A) 10 i – 12 j + 18 k (B) 2.5 i - 0.75 j + 0.5 k (C) 3 i – 7 j – 3 k (D) 7 i + j + 9 k

16. 如圖(一)所示，作用力 F = 500 N 作用於 A 點，則此作用力對於 O 點所產生之力矩為何？ (A) 982 N-m (順時鐘方向) (B) 982 N-m (逆時鐘方向) (C) 2482 N-m (順時鐘方向) (D) 2482 N-m (逆時鐘方向) 

17. 如圖(二)所示，作用於O點之三力的大小分別為F₁ = 100 N，F₂ = 150 N和F₃ = 200 N，則其 合力大小為何？ (A) 274 N (B) 244 N (C) 214 N (D) 184 N

18. 若平面上二平行力F₁與F₂垂直作用於一水平軸上，其中F₁ = 200 N方向為向上，F₂ = 300 N方向為向下，F₁與F₂之水平距離為 2 m，則此二平行力之等效力 ( equivalent force ) 與F₂之水平距離為何？ (A) 2 m (B) 4 m (C) 6 m (D) 8 m

19. 一賽車沿一直徑為 10 m之圓形軌道上行駛，賽車相對於某一固定參考點之位置與時間關 係函數為 r (t) = t3 -2t² +t。其中：r為位置函數，單位為公尺 (m)；t為時間，單位為秒 (s)。 若於運動中某一瞬間，賽車之切線加速度為 8 m/s ² ，則此時賽車之合加速度值為何？ (A) 1.6 m/s ² (B) 3.2 m/s ² (C) 4.7 m/s ² (D) 9.4 m/s ²

20. 平面應力 (plane stress ) 的應力值為 \(\sigma_x\), \(\sigma_y\) 和 \(\tau_{xy}\), 若已知其主應力 (principal stress ) 值分別為 \(\sigma_1 = 90\) MPa, \(\sigma_2 = 60\) MPa, 則下列的敘述, 何者<u>不正確</u> ?
(A) \(\sigma_x + \sigma_y = 150\) MPa
(B) 最大剪應力值 \(\tau_{max} = 15\) MPa
(C) 發生 \(\sigma_1\) 和 \(\sigma_2\) 處的剪應力 \(\tau\) 值為 7.5 MPa
(D) 發生 \(\tau_{max}\) 處的徑向應力 \(\sigma\) 值為 75 MPa

21. 不計空氣阻力，在空中以水平方向發射砲彈，其初速為 1 m/s，若重力加速度為 10 m/s ² ， 當砲彈在垂直方向落下 45 m時，則同時在水平方向前進了多少距離？ (A) 1.5 m (B) 2 m (C) 2.5 m (D) 3 m 

22. 某桿件長 2 m，截面為 20 mm × 50 mm 之矩形，當受 30 kN 之拉力時，桿件材料的變形 量在比例限 ( proportional limit ) 內，且其伸長量為 0.6 mm，則桿件之楊氏係數 ( Young’s modulus ) E 為何？ (A) 80 GPa (B) 100 GPa (C) 120 GPa (D) 140 GPa

23. 有一實心傳動軸直徑 50 mm，長度 2 m，用以傳送 100 N-m 之扭力，若軸材料之剪力模數 ( shear modulus of elasticity ) G 為 80 GPa，求此軸所受之最大剪應力為何？ (A) 4 MPa (B) 6 MPa (C) 8 MPa (D) 10 MPa

24. 於平衡狀態時，如圖(三)所示，有一質量為 10 kg 的箱子懸吊於 B 環下，其中 AB 為繩索， BC 為彈簧且其原始長度為 0.6 m，彈簧常數 k = 200 N/m。若 B 環之直徑與重量可忽略不 計，則 AB 之長度應為何？ (A) 1.59 m (B) 1.69 m (C) 1.79 m (D) 1.89 m 

25. 如圖(四)所示，輪子為半徑 5 m 之圓形均質 ( homogeneous ) 剛體，由水平地面及鉛垂牆 面所支持，輪子質量為 100 kg 且與二接觸面之動摩擦係數均為 0.6。若欲等速轉動此一輪 子，則所需施加力矩 M 之大小為何？ (A) 3462 N-m (B) 4026 N-m (C) 4726 N-m (D) 5771 N-m