工程材料复习题全(12页).doc

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1、- 复习题集一 填空题1 .高速钢锭经锻造退火后的组织为 珠光体 ，淬火后的组织为 马氏体、二次渗碳体 ，淬火后再经多次回火后的组织为 回火索氏体、二次渗碳体 。2.灰铸铁能否充分石墨化，主要决定于 其碳当量和铸后冷却速度 ,一般而言, 碳当量 越 高 ,越 有利于石墨化 ，冷却速度越 大 ，越容易形成白口.3.球墨铸铁件可通过热处理来调整其基本组织， 高温退火 热处理能得到F+G基, 低温正火 热处理能得到F+P+G基，而 高温正火 能获得P+G基。4.普通钢、优质钢的区分是以其中 s 和 p 元素的原子含量来区分的， s 含量高易使钢产生热脆性，而 p 含量高易使钢产生冷脆性。5.对普通灰

2、铸铁工件进行低温退火的目的是为了 消除内应力 ，进行高温退火的目的是为了 消除碳化物，得到单相组织 。6.材料牌号QT600-3中，QT表示 球墨铸铁 ，600 表示最低抗拉强度为 600MPa ，3表示 最低延伸率为3% 。7. 陶瓷组织的基本相有 晶体 相， 玻璃 相，气 相，其中起强化作用的是 晶体 相，而起粘结作用的是 玻璃 相。8. 常见工程塑料有 聚氯乙烯 ， 聚四氟乙烯 ， 尼龙 ，其中自润滑性能良好适合作轴承齿轮的有 尼龙 ，价格低廉，用途非常广泛的是 聚氯乙烯 ，化学稳定性极好,有塑料王之称的是 聚四氟乙烯 。9. 所谓“硅铝明”是指 铝和 硅 的合金 ,该合金工件通常是通过

3、 铸造 成形的。10. 常见的黄铜是指 铜 和 锌 的合金,而青铜的种类较多,主要有 锡 青铜, 铝 青铜等。12. 常用不锈钢按其组织构成分为 马氏体 不锈钢, 铁素体不锈钢, 奥氏体 不锈钢。13. 量具钢除要求高硬度外,还要求有高 耐磨性 性和高 尺寸稳定性 性。14. 不锈钢的成份特点是 碳含量较低 较低 和 铬含量高 含量高。15. 碳在铸铁中主要以 渗碳体 和 石墨 的形式存在16. 提高铸铁中 碳 元素和 硅 元素的含量,有利于其石墨化17. 铝合金按其成份和工艺特点分为 变形 铝合金和 铸造 铝合金两类。18.LG5表示该材料是 高纯铝 ,LY12表示该材料为 铝-铜-镁 铝合

4、金,ZL102表示该材料属于 铸造铝合金 。19.铜合金中,按主加元素不同分为 黄铜 ， 青铜 和 白铜 。20.对于可用热处理强化的铝合金，其热处理方法是： 固溶+时效 21.T12正常淬火后的组织是： 针状马氏体 22.灰口铸铁孕育处理的石墨形貌 细片状 23. 制作锉刀可用 碳素工具钢T12 钢。24. 制作车床齿轮可用 45 钢。25. 40Cr 是一种 调质钢 。26. 制造连杆，通常采用 40Cr 27. 40Cr中Cr 的主要作用是 提高淬透性及固溶强化F 。28. 20CrMnTi中Ti 的作用是 防止渗碳时奥氏体晶粒长大 。29. 20CrMnTi是一种（ 渗碳钢，可制造齿轮

5、 。30. GCr15是一种滚动轴承钢，其碳含量 1%，铬含量1.5% 。GCr15制造的滚珠，最终热处理工艺为 淬火+低温回火 ，组织为 回火M+碳化物+残余A 。31. CrWMn 是一种 冷作模具 钢。32. W18Cr4V中C、W、Cr、V 的含量大约为 0.75%，18%W，4%Cr,1%V 。33. W18Cr4V是一种 高速钢 ，它可制造高速切削用车刀。34.1Cr13, 1Cr17, 1Cr18Ni9都是 不锈钢 。35.0Cr18Ni19钢固溶处理的目的是 提高耐蚀性 。36. 制造耐酸容器，选用的材料是 1Cr18Ni9, 固溶处理 。37. 4Cr9Si2是一种 耐热钢，

6、可制造汽车发动机排气阀 。38. HT200 中石墨的形态为 片 状。 39. QT8002 中石墨的形态为 球 状。 1. 1Cr18Ni9钢是一种 奥氏体不锈钢 。 2. 5CrNiMo钢是 热锻模钢 。 3. 细化晶粒对钢的影响是 不但能提高金属的强度，也降低了金属的脆性 。4. 结构钢的淬透性，随钢中碳含量的变化关系是 随钢中碳含量的增大而增大 。5. 普通钢和优质钢是按其 钢中有害杂质硫、磷的含量 来区分的。6. 高锰钢在各种条件下均能表现出良好的耐磨性，这个说法对吗？高锰钢只有在受到强烈的冲击和压力的条件下才能表现出良好的耐磨性。7. 所谓白口铸铁是指 碳主要以渗碳体形式存在的铸铁

7、 。8. 黄铜的耐蚀性比青铜 差 。9. 灰口铸铁可通过热处理改变石墨的形态，这个说法对吗？错10. 可锻铸铁加热到高温可进行锻造加工，这个说法对吗？错11. 球墨铸铁中的球状石墨是通过球化退火得到的。这个说法对吗？错12. 灰口铸铁可通过表面淬火，提高表面的硬度和耐磨性。这个说法对吗？对13. 高压聚乙烯的分子链支链较多，相对分子质量、结晶度较低，质地柔软，常用来制作塑料薄膜、软管和塑料瓶等。这个说法对吗？对14. 硬质聚氯乙烯有较高的机械强度和较好的耐蚀性。可制作工业的废气排污排毒塔、气体液体输送管，制造贮槽、离心泵、通风机。这个说法对吗？对15. 合金元素对奥氏体晶粒长大的影响是 有的促

8、进有的阻止晶粒长大 。16. 高速钢的红硬性取决于 .淬火加热时溶于奥氏体中的合金元素的量 。17. 1Cr18Ni9Ti奥氏体型不锈钢，进行固溶处理的目的是 获得单一的奥氏体组织,提高抗腐蚀性,防止晶间腐蚀 。18. 工程结构件中应用最多的钢种是 碳素结构钢 。19. 常见的调质钢大都属于 中碳低合金钢 。20. 某工件采用单相黄铜制造，其强化工艺应该是 形变强化 。21. 巴氏合金是指 锡 基和 铅 基轴承合金 。22. 对奥氏体不锈钢进行固溶处理的目的是 为了提高其耐蚀性 。23. 滚动轴承钢GCr15的最终热处理应该是 淬火+低温回火 。24. 高速钢淬火后进行多次回火的主要目的是 消

9、除残余奥氏体,使碳化物先析出 。25. 高速钢经最终热处理后的组织应该是 M 回+AR+碳化物 。26. 40Cr钢的碳含量范围是 .约 0.4% 。二、选择题1、适合制造渗碳零件的钢有（ C）。（a）16Mn、15、20Cr、1Cr13、12Cr2Ni4A （b）45、40Cr、65Mn、T12（c）15、20Cr、18Cr2Ni4WA、20CrMnTi2、要制造直径16mm的螺栓，要求整个截面上具有良好的综合机械性能，应选用（C ）（a）45钢经正火处理 （b）60Si2Mn经淬火和中温回火（c）40Cr钢经调质处理3、制造手用锯条应当选用（ A）（a）T12钢经淬火和低温回火 （b）Cr

10、12Mo钢经淬火和低温回火 （c）65钢淬火后中温回火4、汽车、拖拉机的齿轮要求表面高耐磨性，中心有良好的强韧性，应选用（C ） （a）60钢渗碳淬火后低温回火 （b）40Cr淬火后高温回火 （c）20CrMnTi渗碳淬火后低温回火5、下列合金钢中，耐蚀性最好的是（ D ）A、20CrMnTi B、40CrB、W18Cr4V D、1Cr18Ni9Ti6、白口铸铁件不具有下列哪个性能（ A ）A.高强度 B.高硬度C.高耐磨性 D.高脆性7、下列各工程塑料中,进行注射成型比较困难的是（ B ）A.聚氯乙烯 B.ABS塑料C.聚四氟乙烯 D.氨基塑料9、下列铝合金中，被称为硅铝明的是（ A ）A.

11、ZL102 B.ZL202 C.ZL301 D.ZL40211、LF11 是一种（D）。防锈铝合金，可热处理强化；硬铝合金，不可热处理强化；硬铝合金，可热处理强化;防锈铝合金，不可热处理强化。12、ZL105可制造(4 )。铆钉；螺旋桨叶片；曲轴；油泵壳体。13、（4）是一种单相黄铜，可制作散热器，导电零件。H62；QSn4-3；HPb60-1；H80。14、 QSn6.5-0.1 是一种(2)。铝青铜；锡青铜；锡基轴承合金；铜锡轴承合金。15、 铍青铜QBe2(4),可制造重要弹性元件、耐磨元件。弹性极限高、疲劳极限高、抗蚀性差、耐磨性好；弹性极限高、疲劳极限低、抗蚀性差、耐磨性好；弹性极限

12、高、疲劳极限低、抗蚀性好、耐磨性好；弹性极限高、疲劳极限高、抗蚀性好、耐磨性好。16、 滑动轴承可用( 3)制造。GCr15；ZL102；ZcuSn5Pb5Zn517、聚氯乙烯（PVC）是一种（4）。热固性塑料，可制造化工用排污管道；合成橡胶，可制造轮胎；热固性塑料，可制造雨衣、台布；热塑性塑料，可用作导线外皮绝缘材料18、 下列说法错误的是（1）。聚四氟乙烯耐蚀性好，但不能耐王水的腐蚀聚苯乙烯可制造车辆灯罩；ABS是一种综合性能良好的工程塑料，可制造泵叶轮、仪表壳等；尼龙的耐磨性和自润滑性很好，强韧性好，可制造轴承、齿轮等。19、酚醛塑料是（4）。热固性塑料，可制造农用薄膜；热塑性塑料，可制

13、造农用薄膜；热塑性塑料，可制造仪表壳；热固性塑料，可制造插头、刀闸、内燃机曲轴皮带轮。20、（1）是耐热塑料。聚四氟乙烯、聚氯乙烯；聚四氟乙烯、树脂环氧；聚氯乙烯、环氧树脂；聚四氟乙烯、聚乙烯。三、简答题1. 何谓铁素体形成元素？何谓奥氏体形成元素？并分别举例。答：（1）缩小区元素，铁素体形成元素。使A3，A4，稳定存在区缩小。当含有Cr,V,Mo,W,Ti,Al,Si等元素时，能使区范围急剧缩小，以致达到某一元素的质量分数时，点A3与A4重合，区被封闭，超过此元素的质量分数时，则钢中在没有-相变，所以室温下能获得单相的铁素体组织（2）扩大区元素，包括Cu，Ni，Co，Al等元素，使A3，A4

14、，稳定存在区扩大。（Co除外）当W（Co）45时, A3;奥氏体稳定存在的区域扩大，这类元素称为奥氏体形成元素 2. 含Cr量为12的Cr12MoV钢是否属于不锈钢，为什么？不锈钢是否在任何介质中都是不锈的吗？ 答：（1）在不锈钢中，铬的最小质量物质的量比计数，分数应为11.7，但碳是钢中必须存在的元素，它可以与Cr形成Cr23C6的碳化物，按物质的量比计数，C与Cr的比例1:17，即钢中要17倍于C的Cr先被用来形成碳化铬，剩余Cr再进入固溶体，因此实际应用的不锈钢，其均匀铬的质量分数为13或更大（2）Cr12MoV不属于不锈钢，属于冷模具钢因为Cr12MoV中的Cr是存在碳化物中，而不是存

15、在固溶体中，只有当Cr存在于固溶体中才能引起不锈的作用 3. T10，T7钢号表示什么意思？为什么碳素工具钢只能用于制造内部受热程度极低的工具？ 答：T10碳素工具钢，含C量为1.0；T7含碳量为0.7；T3,0.8%;T12,1.2%.优质碳素钢，碳素工具钢的缺点是红硬性差，经淬火和低温回火后，在室温下虽有很高的强度，但当温度高于250时，其硬度和耐磨性急剧下降，当温度达到500时，硬度已降到退火状态相似的程度，完全丧失了切削金属的能力，这就限制了碳素工具钢制造切削工具的使用，只能用于制造刃部受热程度较低的工具 4. 何谓二次硬化？二次硬化产生的原因是什么？ 答:在含W,Mo,V较多的钢中，

16、回火的硬度随回火的温度的升高，不是单调降低，而是在某一回火温度后，硬度反而增加，并且某一温度（一般在550）到达峰值，这种在一定回火温度下硬度出现峰值现象称为二次硬化。 原因：二次硬化是高温回火时从马氏体中析出的高温分散的合金碳化物粒子所造成的，这类碳化物粒子在高温下非常稳定，很不容易聚集长大，从而使钢具有很好的高温强度，这对高温下工作的钢，特别是告诉切削工具及热变形模具用钢，是极为重要的 5. 分析合金元素在下列钢中的主要作用：（1）机械制造用渗碳钢20Cr；（2）奥氏体不锈钢1Cr18Ni9Ti；（3）9SiCr；（4）W18Cr4V；(5)Cr12MoV。答：（1）Cr，提高淬透性，保证

17、热处理后心部强化并提高韧性，还能细化碳化物，提高渗碳层的耐磨性；（2）Cr，提高机体的电极电位，缩小区，当Cr含量很高时，就能得到单一的F组织，另外，Cr在氧化物介质中很易钝化，生成致密的氧化膜，使钢的耐磨性大大加强，Ni，可扩大区，室温获得r组织，与Cr配合使用；（3）Cr，Si，提高淬透性，强化马氏体基体，提高回火稳定性（4）Cr，增加钢的淬透性，W保证高红硬性的主要元素，形成碳化物，减少过热敏感性，提高强度硬度耐磨性（W高于20，碳化物不均匀增加，强度塑性下降）V，显著阻碍r晶粒长大（5）Cr，形成碳化物，提高淬透性，回火稳定性，二次硬化，Ms点下降，残余奥氏体增多，可保证微小的体积变形

18、，Mo,V,可提高淬透性和回火稳定性，碳化物可细化晶粒，改善碳化物不均匀性，提高韧性和强度 6. 何谓钢的过热敏感性？钢中加入哪些元素可以降低过热敏感性？并说明为什么 答：过热敏感性指钢在加热过程中，由于加热温度过高，晶粒迅速长大的性质。强碳化物形成元素均可降低钢的过热敏感性，如Nb,Ti,W,V因为这些强化碳化物形成元素存在时，会形成强碳化物，钢在加热时强碳化物分解温度较高，不易分解，钉扎在晶粒中，使晶界不易移动，防止温度过高，奥氏体晶粒迅速长大，而降低过热敏感性7. 在材料库存中存有45、20CrMnTi、W18Cr4v、GCr15、60Mn、1Cr13、T12.现在要制作垫锻模、曲轴、高

19、速车刀、弹簧和手锯条。试选用材料，并说明应采用何种方法及使用状态下的显微组织 答：垫锻模：3Cr2W18V 高温淬火+高温回火；淬火：M+rR+k回火：S回+rR+K 曲轴：45钢 热处理：淬火+高温回火；淬火：M回火：回火S 高速车刀：W18Cr4v；球化退火+高温淬火+三次回火；淬火：M+K+rR 回火：回火M+未溶K+rR 弹簧：60Mn;热处理：淬火+中温回火；淬火：栾晶M+rR回火：回火T 手锯条：T12：不完全淬火+低温回火 淬火：隐晶M+未知K。回火：回火M+K 8. 指出下列零件最佳的制造材料：（1）机床床身；（2）汽车板簧；（3）凸轮轴；（4）铣刀；（5）拉丝模。答：1机床床

20、身：灰铸铁，具有良好的抗震性2汽车板簧：弹簧钢 因弹簧钢有吸收能量和缓和机械的震荡和冲击作用3凸轮轴：调制钢 高的屈服强度和疲劳极限，良好的冲击韧性和塑性轴的表面和局部有一定的耐磨性4铣刀：高速钢，广泛用于制造尺寸打切削速度大，负荷重及工作温度高的各种加工工具5拉丝模；冷作模具用钢，具有更高的耐磨性较高的韧性9. 说明下列钢号代表的意义：1）T13；2）35CrMo；3）Cr12MoV；4）Q450；5）HT100；6） QT100-17；7)45。 答： 1）T13：碳素工具钢 含碳量为1.3% 2）35CrMo：调制钢 C=1.2%,Cr=1.2%,Mo=1.5%3）Cr12MoV：合金工

21、具钢，轴承钢，含C1.0%，Cr=1.2% ,MoV=100MPa 10. 工业上钢铁材料常见的腐蚀破坏类型主要有哪几种？试列举至少4种。 答：(1)一般腐蚀（连续腐蚀）：一般腐蚀，金属裸露表面发生面积的较为均匀的腐蚀，虽降低构件受力有效面积及其使用寿命，但比局部腐蚀的危害性小(2)晶间腐蚀：指沿晶界进行的腐蚀，使晶粒的连接遭到破坏。这种腐蚀的危害性最大，它可以使合金变脆或丧失强度，敲击时，失去金属声响，易造成突然事故。晶间腐蚀位A不锈钢的主要腐蚀形式，这是由于晶界区域与晶内成分或应力有差别。引起晶界区域电极电势显著降低而造成的电极电势的差别所致。(3)点腐蚀：发生在金属表面局部区域的一种腐蚀

22、破坏形式。产生原因：在介质的作用下，金属表面钝化膜受到局部损坏而造成的，或者在含有Crl的介质中材料表面缺陷疏松及非金属夹杂物等都可引起点腐蚀。点腐蚀形成后能迅速地向深处发展，最后穿透金属。点腐蚀危害性很大，尤其是对各种容器是极为不利的。出现点腐蚀后应及时磨光或涂漆，以避免腐蚀加深。(4)应力腐蚀：金属在腐蚀介质及拉应力（外加应力或内应力）的共同作用下产生破裂现象。断裂方式主要是沿晶的，也有穿晶的，这是一种危险的低应力脆性断裂。在氮化物，碱性氮氧化物或其他水溶性介质中常发生应力腐蚀，在许多设备的事故中占相当大的比例。(5腐蚀疲劳：金属在腐蚀介质及变应力作用下发生的破坏.其特点是产生腐蚀坑和大量

23、裂纹，显著降低钢的疲劳强度，导致过早断裂。腐蚀疲劳不同于机械疲劳，它没有一点的疲劳极限，随着循环次数的增加，疲劳强度值是下降的。11. 奥氏体不锈钢晶间腐蚀的原因是什么？如何减轻？ 答：奥氏体不锈钢在450850保温或缓慢冷却时，会出现晶间腐蚀。焊接件中常常出现。 原因：晶界上析出Cr23C6，使周围基体产生贫铬区，从而形成腐蚀原电池。含碳0.003%时，钢中就出现晶间腐蚀。防止晶间腐蚀的措施：1）降低C含量；2)加入Ti、Nb能形成稳定K的元素。3)适当的热处理工艺 12. 在材料库中有40Cr，20CrMnTi，GCr15，Cr12MoV，60Si2Mn，4CrB，现要制作冷冲模，凸轮轴，

24、轴承，合金刃具钢，试选用材料并说明应采用何种热处理及使用状态下的显微组织 答： 冷冲模: Cr12MoV热处理方法：铸造+锻造+球化退化+淬火+回火铸造组织：Ld，锻造淬化K球化退化：S+K;淬火：M+K+rR；回火：回火S+K+rR;65Mn:热处理，淬火+中温回火；淬火：栾晶M+rR回火：回火T凸轮轴,曲轴：40Cr热处理：淬火+高温回火，淬火：M；回火：回火S轴承: GCr15热处理：球化退火+淬火+低温回火；球化退火：粒状；淬火：隐晶M+K+Rr;回火：回火T合金刃具钢：9SiCr球化退火+淬火+回火；淬火：隐晶M+K；回火：回火S+K 13. 指出下列牌号是哪种钢？其含碳量约多少？2

25、0、9siCr、40Cr、5CrMnMo 20：平均含碳量0.20%的优质碳素结构钢。 9SiCr：含碳量为0.9%的低合金工具钢。 40Cr：含碳量为0.4%的合金结构钢。 5CrMnMo：含碳量为0.5的合金工具钢14. 试说明下列合金钢的名称及其主要用途。W18Cr4V、5CrNiMo 牌号名称用途W18Cr4V高速工具钢用于制造高速切削工具5CrNiMo热锻模钢用于大型热锻模 W18Cr4V-高速钢；用于高速切削刃具-如整体钻头、铣刀、车刀等 20-优质碳素结构钢低碳钢或碳素渗碳钢；用于其塑性强度要求不高的零件如螺钉，螺母，垫圈，小轴，冲压件,焊接件；有时经渗碳后，制作要求表面耐磨并能

26、承受冲击载荷的零件。 40Cr-合金调质钢；用于受力复杂的重要件（循环，复合，高变，冲击等应力）-如机器中轴，齿轮，连杆等 T9A-高级优质碳素工具钢；用于受冲击的手用工具如錾子、小冲模 15. 指出下列牌号是哪类钢？其含碳量约多少？T9A、GCr15、30、20Cr牌号类型含碳量T9A高级优质碳素工具钢0.9%GCr15滚动轴承钢0.951.05%30碳素结构钢0.3%20Cr渗碳钢0.2%16. 陶瓷材料的主要性能特点是什么？ 答：陶瓷材料性能特点：具有不可燃烧性；（1分）、高耐热性、高化学稳定性；（1分）不老化性；（1分）、高的硬度和良好的抗压能力；（1分），但脆性很高，温度急变抗力很低

27、17. 高分子材料的主要性能特点是什么？ 答：高分子材料性能特点：具有高弹性和粘弹性；（1分）强度低，比强度高；（1分）耐磨、减磨性能好；（1分）绝缘、绝热、绝声；（1分）耐热性不高，耐蚀性能好；（1分）存在老化问题。（1分）18. 要制造齿轮、连杆、热锻模具、弹簧、冷冲压模具、滚动轴承、车刀、锉刀、机床床身等零件，试从下列牌号中分别选出合适的材料并叙述所选材料的名称、成分、热处理工艺和零件制成后的最终组织。5CrMnMo；20CrMnTi；T10；GCr15Mo；Cr12MoV；40Cr；65Mn；W6Mo5Cr4V2；HT300 答：齿轮：20CrMnTi渗碳钢；C%=0.2%,Cr,Mn

28、,Ti1.5%；渗碳淬火低温回火；组织为回火马氏体。（3分） 连杆：40Cr调质钢；C%=0.4%,Cr1.5%；调质处理（淬火高温回火）；组织为回火索氏体。（2分） 弹簧：65Mn弹簧钢；C%=0.65%,Mn1%,Cr=12%,Mo,V1.5%；淬火低温回火；组织为回火马氏体。（2分） 滚动轴承：GCr15Mo轴承钢；C%1%,Cr=1.5%,Mo1.5%；球化退火淬火低温回火；组织为回火马氏体。（2分） 车刀：W6Mo5Cr4V2高速钢；W%=6%,Mo%=5%,Cr%=4%,V%=2%；淬火560三次回火；组织为回火马氏体碳化物。（3分） 锉刀：T10碳素工具钢；C%1%；淬火低温回火

29、；组织为回火马氏体碳化物。（2分） 热锻模具：5CrMnMo热变形模具钢；C%=0.5%,Cr,Mn,Mo3050mm的滚珠)，还须加入适量的Si(0.400.65)和Mn(0.901.20)，以便进一步改善淬透性，提高钢的强度和弹性极限而不降低韧性。 20. 何谓热硬性(红硬性)?为什么W18Cr4V钢在回火时会出现“二次强化”现象?65钢淬火后硬度可达HRC6062，为什么不能制车刀等要求耐磨的工具? 答：热硬性（红硬性）是指外部受热升温时工具钢仍能维持高硬度（大于 60 HRC）的功能。W18Cr4V出现二次硬化的原因是在550570温度范围内钨及钒的碳化物（WC,VC）呈细小分散状从马氏体中沉淀析出，产生了弥散硬化作用。同时，在此温度范围内，一部分碳及合金元素从残余奥氏体中析出，从而降低了残余奥氏体中碳及合金元素含量，提高了马氏体转变温度。当随后回火冷却时，就会有部分残余奥氏体转变为马氏体，使钢的硬度得到提高。由于以上原因，在回火时便出现了硬度回升的“二次硬化”现象。 而 65钢虽然淬火后硬度可达6062HRC但由于其热硬性差，钢中没有提高耐磨性的碳化物，因此不能制造所要求耐磨的车刀。-第 11 页-