材料热处理考试试题答案

1、2021/2/61 一、单项选择题（每小题一、单项选择题（每小题1 1分分, ,共计共计2020分）分） 下列各题下列各题A A）、）、B B）、）、C C）、）、D D）四个选项中）四个选项中, ,只有一个选项是正确的只有一个选项是正确的 1奥氏体晶粒度是表示奥氏体晶粒的大小奥氏体晶粒度是表示奥氏体晶粒的大小,通常按标准试验方法在通常按标准试验方法在 93010保温足够时间后测定的晶粒大小称为保温足够时间后测定的晶粒大小称为（P94） A）起始晶粒度）起始晶粒度 B）实际晶粒度）实际晶粒度 C）本质晶粒度）本质晶粒度 D）特种晶粒度）特种晶粒度 2下贝氏体的韧性远高于上贝氏体主要是因为下贝氏

2、体的下贝氏体的韧性远高于上贝氏体主要是因为下贝氏体的（P99） A）碳化物呈粒细状）碳化物呈粒细状 B）碳化物呈细片状）碳化物呈细片状 C）位错密度高）位错密度高 D）位错密度低）位错密度低 2021/2/62 3高碳工具钢或合金工具钢的等温球化退火处理的加热温度通常是高碳工具钢或合金工具钢的等温球化退火处理的加热温度通常是 A）Ac12030 （P109） B）Ac1-2030 C）Acm2030 D）Acm-2030 4钢中马氏体形态主要分为板条状马氏体和片状马氏体钢中马氏体形态主要分为板条状马氏体和片状马氏体,获得板条状（位获得板条状（位 错）马氏体的条件是错）马氏体的条件是（P100）

3、 A）MS350 WC0.2% B）MS200 WC1.0% C）MS200300 WC0.20.5% D）MS300350 WC0.51.0% 5钢中马氏体力学性能的显著特点是具有高硬度和高强度钢中马氏体力学性能的显著特点是具有高硬度和高强度,马氏体硬度主马氏体硬度主 要取决于要取决于（P101） A）钢中合金元素量）钢中合金元素量 B）马氏体中含碳量）马氏体中含碳量 C）钢的加热温度）钢的加热温度 D）钢的冷却速度）钢的冷却速度 2021/2/63 6钢的临界冷却速度是指过冷奥氏体不发生分解直接得到钢的临界冷却速度是指过冷奥氏体不发生分解直接得到（P103） A）全部珠光体的最低冷却速度）

4、全部珠光体的最低冷却速度 B）全部上贝氏体（含残余奥氏体）的最低冷却速度）全部上贝氏体（含残余奥氏体）的最低冷却速度 C）全部下贝氏体（含残余奥氏体）的最低冷却速度）全部下贝氏体（含残余奥氏体）的最低冷却速度 D）全部马氏体（含残余奥氏体）的最低冷却速度）全部马氏体（含残余奥氏体）的最低冷却速度 7出现第二类回火脆性的回火工艺是出现第二类回火脆性的回火工艺是（P105） A）在）在450650温度范围内回火温度范围内回火 B）回火时快冷）回火时快冷 C）回火时慢冷）回火时慢冷 D）在）在450650温度范围内回火温度范围内回火,且缓慢冷却且缓慢冷却 8 为获得良好的综合力学性能为获得良好的综合

5、力学性能,38CrMoAl钢制造的氮化件预先热处理钢制造的氮化件预先热处理 应采用应采用（P137） A）退火）退火 B）正火）正火 C）调质）调质 D）渗碳）渗碳 2021/2/64 9消除过共析层网状碳化物最简便的热处理工艺为消除过共析层网状碳化物最简便的热处理工艺为（P114） A）完全退火）完全退火 B）不完全退火）不完全退火 C）正火）正火 D）高温回火）高温回火 10亚共析碳钢亚温淬火常用的最佳温为亚共析碳钢亚温淬火常用的最佳温为（P116） A）Ac11020 B）Ac31020 C）比）比Ac3略低略低 D）比）比Ar3略低略低 11去应力退火的加热温度范围是去应力退火的加热温

6、度范围是（P107） A）Ac1以上以上3050 B）Ac1以下某温度以下某温度 C）Acm以上以上 D）Ac3以上以上 12中碳钢淬火后高温回火称为调质处理中碳钢淬火后高温回火称为调质处理,获得的组织是获得的组织是（P105） A）回火马氏体）回火马氏体 B）回火索氏体）回火索氏体 C）回火托（屈）氏体）回火托（屈）氏体 D）珠光体）珠光体 2021/2/65 13扩散是钢的化学热处理过程中重要控制因子扩散是钢的化学热处理过程中重要控制因子,而影响扩散系数的最重而影响扩散系数的最重 要因素是要因素是（P41） A）温度）温度 B）扩散方式）扩散方式 C）晶格类型）晶格类型 D）固溶体类型）固

7、溶体类型 14化学热处理中化学热处理中,用作提高耐磨和耐腐蚀性的常用工艺是用作提高耐磨和耐腐蚀性的常用工艺是（P152） A）渗硼）渗硼 B）渗铝）渗铝 C）渗流）渗流 D）渗碳）渗碳 15高频加热淬火频率为高频加热淬火频率为1001000kHz,通常达到的淬硬层深度为通常达到的淬硬层深度为(P162） A）0.22mm B）25mm C）28mm D） 1015mm 16球墨铸铁通常的淬火工艺为球墨铸铁通常的淬火工艺为（P190） A）860900,油冷油冷 B）860900,水冷水冷 C）900930,油冷油冷 D）900930,水冷水冷 17变形铝合金淬火后时效的主要目的是变形铝合金淬火

8、后时效的主要目的是（P196） A）消除应力）消除应力 B）提高强度）提高强度 C）降低硬度）降低硬度 D）稳定尺寸）稳定尺寸 2021/2/66 18为使高精度量具尺寸稳定为使高精度量具尺寸稳定,常用的热处理工艺是常用的热处理工艺是（P214） A）多次回火）多次回火 B）一次冷处理）一次冷处理 C）一次稳定化处理）一次稳定化处理 D）多次冷处理与稳定化处理）多次冷处理与稳定化处理 19为避免为避免20CrMnTi钢大型锻件产生魏氏组织钢大型锻件产生魏氏组织,改进热处理工艺是改进热处理工艺是 A）提高正火温度）提高正火温度 （P274） B）加快正火冷却速度）加快正火冷却速度 C）二次正火）

9、二次正火 D）降温等温）降温等温 20提高提高CrWMn冷作模具钢强韧性和耐磨性的微细化热处理工艺是冷作模具钢强韧性和耐磨性的微细化热处理工艺是 A）850加热保温后油冷加热保温后油冷200回火回火 （P228） B）810加热保温后油冷（油温加热保温后油冷（油温150）200回火回火 C）840加热保温后加热保温后240等温等温1小时空冷小时空冷250回火回火 D）970加热保温后油冷加热保温后油冷560回火回火820加热保温后油冷加热保温后油冷280 等温等温1小时空冷小时空冷200回火回火 2021/2/67 二、简答题（每小题二、简答题（每小题4分分,共计共计40分）分） 1.何谓钢的

10、球化退火何谓钢的球化退火,其目的是什么其目的是什么?主要适用于哪些钢材主要适用于哪些钢材?（P109） 答答:所谓钢的球化退火是使钢中碳化物球化而进行的退火工艺。所谓钢的球化退火是使钢中碳化物球化而进行的退火工艺。 其目的是降低硬度、改善切削加工性其目的是降低硬度、改善切削加工性,并为以后的淬火做好组织准备。并为以后的淬火做好组织准备。 球化退火主要用于共析钢、过共析钢的锻件及结构钢的冷挤压件等球化退火主要用于共析钢、过共析钢的锻件及结构钢的冷挤压件等 。 答答:（P117）或（）或（金属热处理原理与工艺金属热处理原理与工艺王顺兴王顺兴 主编主编 P166-167） 单介质淬火单介质淬火:形状

11、简单的碳钢工件用水冷形状简单的碳钢工件用水冷,合金钢或合金工具钢大件用油合金钢或合金工具钢大件用油 冷。冷。 双介质淬火双介质淬火:形状复杂、易变形工件可采用此淬火方法形状复杂、易变形工件可采用此淬火方法, 预冷淬火（延时淬火）预冷淬火（延时淬火）:用于工具、模具钢用于工具、模具钢,可减少其变形和开裂。可减少其变形和开裂。 分级淬火分级淬火:用于合金工具钢及小截面碳素钢工具钢用于合金工具钢及小截面碳素钢工具钢,以减少其变形和开裂。以减少其变形和开裂。 等温淬火等温淬火:用于要求变形小、强韧性高的合金钢工件。用于要求变形小、强韧性高的合金钢工件。（金属热处理金属热处理 原理与工艺原理与工艺P16

12、3） 2简述淬火冷却方法（至少说出五种）简述淬火冷却方法（至少说出五种） 2021/2/68 3.简述淬透性概念及其影响因素。简述淬透性概念及其影响因素。（P119） 答答:钢在淬火时能够获得马氏体的能力即钢被淬透的深度大小称为淬透性。钢在淬火时能够获得马氏体的能力即钢被淬透的深度大小称为淬透性。 其大小取决于钢的临界冷却速度其大小取决于钢的临界冷却速度,C曲线位置越靠右曲线位置越靠右,则临界冷却速度越则临界冷却速度越 小小,淬透性越大淬透性越大;合金元素（除合金元素（除Co外）都能提高钢的淬透性。外）都能提高钢的淬透性。 4. 钢的回火分哪几类钢的回火分哪几类?说出低温回火的适用性（目的）。

13、说出低温回火的适用性（目的）。 答答:（P124）或）或(金属热处理原理与工艺金属热处理原理与工艺王顺兴王顺兴 主编主编 P194) 可分为可分为:低温回火（低温回火（150250）、中温回火（）、中温回火（350500）、高温回火）、高温回火 （500650）。）。 低温回火目的是降低或消除淬火应力低温回火目的是降低或消除淬火应力,避免变形、开裂避免变形、开裂;稳定组织以保持使稳定组织以保持使 用过程中的尺寸稳定用过程中的尺寸稳定;得到高的硬度与耐磨性。得到高的硬度与耐磨性。 低温回火适用于工模具钢、表面淬火及渗碳淬火件等。低温回火适用于工模具钢、表面淬火及渗碳淬火件等。 答答:（P148-

14、149）碳氮共渗的黑色组织是指碳氮共渗表层中出现的黑点、碳氮共渗的黑色组织是指碳氮共渗表层中出现的黑点、 黑带和黑网。黑带和黑网。 这种组织将使工件弯曲疲劳强度、接触疲劳强度降低这种组织将使工件弯曲疲劳强度、接触疲劳强度降低,耐磨性下降。耐磨性下降。 为防止黑色组织的出现为防止黑色组织的出现,渗层中氮含量不宜过高（一般超过渗层中氮含量不宜过高（一般超过WN0.5%易出易出 现点状黑色组织）现点状黑色组织）;渗层中氮含量也不宜过低渗层中氮含量也不宜过低,否则易形成托氏体网（即黑否则易形成托氏体网（即黑 网）。为抑制托氏体网的出现网）。为抑制托氏体网的出现,也可适当提高淬火加热温度或采用冷却能力也

15、可适当提高淬火加热温度或采用冷却能力 较强的冷却介质。较强的冷却介质。 5.什么是碳氮共渗中的黑色组织什么是碳氮共渗中的黑色组织?它的危害性是什么它的危害性是什么?防止措施是什么防止措施是什么? 2021/2/69 6.简述零件感应加热淬火的基本原理。简述零件感应加热淬火的基本原理。（P162） 交变电场交变电场交变磁场交变磁场感应电流感应电流涡流涡流表层加热表层加热淬火冷却淬火冷却 集肤效应集肤效应 答答: （P259）利用高速喷射的细小弹丸在室温下撞击受喷工件的表面利用高速喷射的细小弹丸在室温下撞击受喷工件的表面,使表使表 层材料在再结晶温度下产生弹、塑性变形层材料在再结晶温度下产生弹、塑

16、性变形,并呈现较大的残余压应力并呈现较大的残余压应力,从而提从而提 高工件表面强度、疲劳强度和抗应力腐蚀能力的表面工程技术。高工件表面强度、疲劳强度和抗应力腐蚀能力的表面工程技术。 （P260-261）使工件表面产生塑性流变和加工硬化使工件表面产生塑性流变和加工硬化,大幅度提高材料表面的大幅度提高材料表面的 硬度硬度;降低材料表面粗糙度降低材料表面粗糙度,同时使工件表面保留残余压应力同时使工件表面保留残余压应力,因而可大幅度因而可大幅度 提高材料的疲劳强度、疲劳寿命和抗应力腐蚀能力。提高材料的疲劳强度、疲劳寿命和抗应力腐蚀能力。 7什么叫喷丸强化什么叫喷丸强化?对材料表面形貌与性能有什么影响对

17、材料表面形貌与性能有什么影响? 答答:（金属热处理原理与工艺金属热处理原理与工艺王顺兴王顺兴 主编主编 P 95） 原因之一原因之一:退火的冷速慢退火的冷速慢,获得获得P+F较多较多;而正火的冷速快而正火的冷速快,获得获得S+F较少较少; 原因之二原因之二:S的片间距小于的片间距小于P的片间距（即的片间距（即S=0.250.30m,P=0.61.0m）, 强度与硬度随其片间距的减小而提高强度与硬度随其片间距的减小而提高,故正火的强度与硬度比退火的高。故正火的强度与硬度比退火的高。 8为什么亚共析钢经正火后为什么亚共析钢经正火后,可获得比退火高的强度与硬度可获得比退火高的强度与硬度?（P97）

18、2021/2/610 答答: 高速钢刀具深冷处理后获得较少（高速钢刀具深冷处理后获得较少（4%左右）稳定残余奥氏体左右）稳定残余奥氏体,且且 其中存在大量的位错缠结而使其自身强化其中存在大量的位错缠结而使其自身强化;深冷过程中转变的片状不深冷过程中转变的片状不 完全孪晶马氏体完全孪晶马氏体,含碳及合金元素量较高含碳及合金元素量较高,于是强化了于是强化了固溶体固溶体;深冷处深冷处 理并回火后能析出比常规热处理尺寸小而多的片状理并回火后能析出比常规热处理尺寸小而多的片状MC型碳化物型碳化物,使高使高 速钢抗回火性、塑韧性和耐磨性提高。故高速钢刀具深冷处理速钢抗回火性、塑韧性和耐磨性提高。故高速钢刀

19、具深冷处理 能提能提 高刀具使用寿命。高刀具使用寿命。 9.高速钢刀具深冷处理为什么能提高刀具使用寿命高速钢刀具深冷处理为什么能提高刀具使用寿命?（P212-213） 答答:其原理是利用聚焦后的激光束照射到钢铁材料表面其原理是利用聚焦后的激光束照射到钢铁材料表面,使其温度迅速升高使其温度迅速升高 到相变点以上到相变点以上,当激光移开后当激光移开后,由于仍处于低温的内层材料快速导热作用由于仍处于低温的内层材料快速导热作用,使使 表层快速冷却到马氏体相变点以下表层快速冷却到马氏体相变点以下,获得淬硬层。获得淬硬层。 激光淬火与感应加热淬火相比激光淬火与感应加热淬火相比,使用的能量密度更高使用的能量

20、密度更高,加热速度更快加热速度更快,不需要不需要 淬火介质淬火介质,工件变形小工件变形小,加热层深度和加热轨迹易于控制加热层深度和加热轨迹易于控制,易于实现自动化易于实现自动化, 激光淬火可使工件表层激光淬火可使工件表层0.11.0mm范围内的组织结构和性能发生明显变化。范围内的组织结构和性能发生明显变化。 10.简述激光热处理的原理简述激光热处理的原理,与感应加热淬火相比优点是什么与感应加热淬火相比优点是什么?（P250） 2021/2/611 三、综合应用题（每题三、综合应用题（每题8分分,共计共计40分）分） 1. 根据共析钢过冷奥氏体连续冷却转变曲线示意图（图根据共析钢过冷奥氏体连续冷

21、却转变曲线示意图（图1）指出以下五个区）指出以下五个区 域是什么转变区域是什么转变区? 区域（区域（A1线以上）、区域（线以上）、区域（AA 区左边）、区域（区左边）、区域（AA 和和BB 之之 间）、区域（间）、区域（BB 线右边）、区域（线右边）、区域（MS以下）以下） 时间（时间（s s） 温温 度度 / A1 A A B B MS Mf V1 V0 V2 V3 V4 答答:区域区域:奥氏体区奥氏体区(A) 区域区域:过冷奥氏体区过冷奥氏体区(A过冷过冷) 区域区域:过冷奥氏体向珠光体过冷奥氏体向珠光体 转变区转变区(A过冷过冷P) 区域区域:过冷奥氏体向珠光过冷奥氏体向珠光 体转变终了

22、区体转变终了区(P) 区域区域:过冷奥氏体向马氏过冷奥氏体向马氏 体转变区体转变区(A过冷过冷M) 2021/2/612 若将共析钢加热至奥氏体温度后分别以图中的冷却速度若将共析钢加热至奥氏体温度后分别以图中的冷却速度V0、V1、V2、 V3、V4进行冷却至室温后得到什么组织进行冷却至室温后得到什么组织?连续冷却转变曲线的实际意义是连续冷却转变曲线的实际意义是 什么什么? 答答:冷却速度为冷却速度为V0时进行冷却至室温后得到组织为时进行冷却至室温后得到组织为:M淬 淬 A 冷却速度为冷却速度为V1时进行冷却至室温后得到组织为时进行冷却至室温后得到组织为:M淬 淬 A 冷却速度为冷却速度为V2时

23、进行冷却至室温后得到组织为时进行冷却至室温后得到组织为:M淬 淬 T 冷却速度为冷却速度为V3时进行冷却至室温后得到组织为时进行冷却至室温后得到组织为:M淬 淬 S 冷却速度为冷却速度为V4时进行冷却至室温后得到组织为时进行冷却至室温后得到组织为:P 连续冷却转变曲线用于制定钢的合理热处理工艺连续冷却转变曲线用于制定钢的合理热处理工艺,分分 析钢热处理后的组织和性能析钢热处理后的组织和性能,估计钢的淬透性和选择适当估计钢的淬透性和选择适当 的淬火介质的淬火介质,比较合金元素对钢的淬硬层深度和马氏体点比较合金元素对钢的淬硬层深度和马氏体点 的影响等。的影响等。 V1水冷水冷 V2油冷油冷 V3空

24、冷空冷 V4炉冷炉冷 V1V2 V3 V4 2021/2/613 2.简述常用的化学热处理（渗碳、渗氮、碳氮共渗和氮碳共渗）的工艺主简述常用的化学热处理（渗碳、渗氮、碳氮共渗和氮碳共渗）的工艺主 要特点、热处理后的组织和性能特点要特点、热处理后的组织和性能特点,主要适用于哪些材料或零件主要适用于哪些材料或零件? 答答:（P129-130）或）或 金属热处理原理与工艺金属热处理原理与工艺王顺兴王顺兴 主编主编 P 253-272 渗碳温度高、生产周期较长渗碳温度高、生产周期较长,在渗碳加热、冷却过程中及以后的淬火回火在渗碳加热、冷却过程中及以后的淬火回火 过程中过程中,工件会产生变形。工件会产生

25、变形。 渗碳后淬火工件由表及里的金相组织依次为渗碳后淬火工件由表及里的金相组织依次为:MK少量少量A M A M低碳（心部淬透）低碳（心部淬透）,若未被淬透若未被淬透,则心部组织为则心部组织为T（或（或S,P）F。 经渗碳热处理后的工件经渗碳热处理后的工件,获得具有高硬度、高强度的表层和较高韧性的心获得具有高硬度、高强度的表层和较高韧性的心 部组织部组织:其耐磨性、拉伸及静弯曲强度其耐磨性、拉伸及静弯曲强度,以及反复弯曲和接触疲劳极限均得到以及反复弯曲和接触疲劳极限均得到 显著提高。显著提高。 主要适用于低碳碳素钢（如主要适用于低碳碳素钢（如15、20钢等）或低碳合金渗碳钢（如钢等）或低碳合金

26、渗碳钢（如20Cr、 20CrMnTi、20CrMnMo、18Cr2Ni4WA钢等）。常用于制造汽车、拖拉机钢等）。常用于制造汽车、拖拉机 等机械设备上的齿轮、凸轮等零件。等机械设备上的齿轮、凸轮等零件。 2021/2/614 （P138）或）或 （金属热处理原理与工艺金属热处理原理与工艺王顺兴王顺兴 主编主编P 273-281） 渗氮温度低、生产周期长渗氮温度低、生产周期长,工件变形小工件变形小,要求工件预先进行调要求工件预先进行调 质处理质处理,渗氮后不在进行淬火、回火处理即可直接使用。渗氮后不在进行淬火、回火处理即可直接使用。 渗氮后表层组织为氮化物渗氮后表层组织为氮化物Fe2N()Fe

27、4( );过渡区组织为过渡区组织为 Fe4( )含氮铁素体（含氮铁素体（）;心部组织为回火索氏体。心部组织为回火索氏体。 可获得工件表面高硬度、高耐磨性、高疲劳强度和耐蚀性及可获得工件表面高硬度、高耐磨性、高疲劳强度和耐蚀性及 红硬性（在红硬性（在600650温度下仍保持较高硬度）温度下仍保持较高硬度）,心部具有良好心部具有良好 的综合力学性能。的综合力学性能。 主要用于在交变载荷下工作的、要求耐磨和尺寸精度高的重主要用于在交变载荷下工作的、要求耐磨和尺寸精度高的重 要零件要零件,如高速传动精磨齿轮如高速传动精磨齿轮,高速柴油机曲轴高速柴油机曲轴,高精密机床主轴高精密机床主轴, 镗床镗杆等镗床

28、镗杆等,也可用于在较高温度下工作的耐磨、耐热零件也可用于在较高温度下工作的耐磨、耐热零件,如阀如阀 门、排气阀等。门、排气阀等。 2021/2/615 （P149）或）或 （金属热处理原理与工艺金属热处理原理与工艺王顺兴王顺兴 主编主编P 287-289） 氮碳共渗俗称软氮化氮碳共渗俗称软氮化,是在是在Fe-C-N三元素共析温度以下（三元素共析温度以下（530570） 对工件表面进行碳氮共渗的对工件表面进行碳氮共渗的,以渗氮为主以渗氮为主,同时也渗入少量的碳原子。温度同时也渗入少量的碳原子。温度 低、渗速快低、渗速快,时间短（一般时间短（一般14h）,变形小。变形小。 碳钢软氮化后的组织由白亮

29、的碳氮化合物层（碳钢软氮化后的组织由白亮的碳氮化合物层（1020m）和暗黑色）和暗黑色 的扩散（的扩散（0.11.0mm）组成。化合物层主要是）组成。化合物层主要是相（相（Fe23N）和）和 相相 （Fe4N）。）。 合金钢软氮化后表面组织也是得到由合金钢软氮化后表面组织也是得到由相和相和 相组成的白亮相组成的白亮 化合物层。化合物层。 软氮化能大幅度提高钢件的疲劳强度、耐磨性、抗咬合和抗擦伤的软氮化能大幅度提高钢件的疲劳强度、耐磨性、抗咬合和抗擦伤的 能力以及耐蚀性。能力以及耐蚀性。 软氮化不受材料限制软氮化不受材料限制,可广泛用于碳钢、合金钢、铸铁、粉末冶金材可广泛用于碳钢、合金钢、铸铁、

30、粉末冶金材 料等。由于渗层较薄、硬度梯度较陡料等。由于渗层较薄、硬度梯度较陡,不宜在重载荷条件下工作不宜在重载荷条件下工作,但对一些但对一些 不承受大的载荷而又需要抗疲劳、抗磨损、抗咬合的工件不承受大的载荷而又需要抗疲劳、抗磨损、抗咬合的工件,其强化效果十分其强化效果十分 显著。如纺织机械上的一些零件。显著。如纺织机械上的一些零件。 2021/2/616 （P143）或）或 （金属热处理原理与工艺金属热处理原理与工艺王顺兴王顺兴 主编主编P 283-286） 与渗碳相比与渗碳相比,碳氮共渗温度低碳氮共渗温度低,渗速快渗速快,零件变形小。零件变形小。 碳氮共渗后经淬火回火处理后碳氮共渗后经淬火回

31、火处理后,工件表层组织为细针状回工件表层组织为细针状回 火马氏体颗粒状碳氮化合物火马氏体颗粒状碳氮化合物Fe3（C、N）少量残余奥氏体。）少量残余奥氏体。 具有较高的耐磨性和疲劳强度及抗压强度具有较高的耐磨性和疲劳强度及抗压强度,并兼有一定的耐并兼有一定的耐 蚀性。蚀性。 常用于低、中碳合金钢（如常用于低、中碳合金钢（如20Cr、20CrMnTi、20CrMnMo、 20MnVB、40Cr、40CrNiMo等钢）制造的重、中负荷齿轮（如等钢）制造的重、中负荷齿轮（如 汽车、拖拉机上的传动齿轮汽车、拖拉机上的传动齿轮,精磨机床上的传动齿轮等）。精磨机床上的传动齿轮等）。 2021/2/617 3

32、.已知已知GCr15钢精密轴承的加工工艺路线为钢精密轴承的加工工艺路线为: 下料下料锻造锻造 超细化处理超细化处理 机加工机加工 淬火淬火 冷处理冷处理 稳定化处理稳定化处理 其中热处理工艺包括其中热处理工艺包括: 10502030min高温加热高温加热,2503502h盐盐 槽等温槽等温,6907203h随炉冷至随炉冷至500出炉空冷。出炉空冷。 8358504560min在保护气氛下加热在保护气氛下加热,150170的油中冷的油中冷 却却510min,再在再在3060油中冷却。油中冷却。 清洗后在清洗后在-40-7011.5h深冷处理。深冷处理。 粗磨后进行粗磨后进行140180412h处

33、理处理; 精磨后进行精磨后进行120160624h处理。处理。 试分析试分析GCr15钢精密轴承在加工过程中所采用的上述热处理工艺目的。钢精密轴承在加工过程中所采用的上述热处理工艺目的。 2021/2/618 答答:（P282） 10502030min高温固溶处理可使合金渗碳体充分溶解高温固溶处理可使合金渗碳体充分溶解 于奥氏体中。于奥氏体中。2503502h盐槽等温盐槽等温,其目的是获得以下贝氏体为主的组其目的是获得以下贝氏体为主的组 织织,其中的碳化物呈细片状或颗粒状平行排列于铁素体中。在经其中的碳化物呈细片状或颗粒状平行排列于铁素体中。在经 6907203h随炉冷至随炉冷至500出炉空冷

34、处理后可获得碳化物呈细小颗粒状、出炉空冷处理后可获得碳化物呈细小颗粒状、 均匀分布在细小等轴状的铁素体上的组织（即球状珠光体）。均匀分布在细小等轴状的铁素体上的组织（即球状珠光体）。 8358504560min在保护气氛下加热在保护气氛下加热,是为防止轴承在加热过是为防止轴承在加热过 程中产生氧化和脱碳。对其进行程中产生氧化和脱碳。对其进行150170的油中冷却的油中冷却510min,再在再在 3060油中冷却油中冷却,即为分级淬火即为分级淬火,目的是降低相变应力目的是降低相变应力,减少工件变形减少工件变形,获得隐获得隐 晶、细小针状马氏体和均匀分布的细小碳化物以及少量残余奥氏体。晶、细小针状

35、马氏体和均匀分布的细小碳化物以及少量残余奥氏体。 清洗后在清洗后在-40-7011.5h深冷处理深冷处理,目的是减少残余奥氏体目的是减少残余奥氏体 量、稳定组织、稳定尺寸。量、稳定组织、稳定尺寸。 粗磨后进行粗磨后进行140180412h处理处理,消除或减少内应力消除或减少内应力,稳稳 定组织、稳定尺寸定组织、稳定尺寸;精磨后进行精磨后进行120160624h处理处理,即时效处理即时效处理,进一步进一步 消除或减少内应力消除或减少内应力,稳定组织、稳定尺寸。稳定组织、稳定尺寸。 2021/2/619 答答:正确选择淬火加热温度（正确选择淬火加热温度（TH）是保证淬火质量的重要一环。钢淬火时的）

36、是保证淬火质量的重要一环。钢淬火时的 具体加热温度主要取决于钢的含碳量（即钢的相变临界点）和零件的使用具体加热温度主要取决于钢的含碳量（即钢的相变临界点）和零件的使用 性能要求。一般情况下性能要求。一般情况下, TH=Ac3+3050,若加热温度不足（若加热温度不足（Ac3）,则淬火后将得到粗大淬火马氏体则淬火后将得到粗大淬火马氏体（M）,致使钢的强度、韧性降致使钢的强度、韧性降 低低,脆性增加脆性增加,同时工件氧化脱碳现象严重同时工件氧化脱碳现象严重,淬火变形开裂倾向增大。淬火变形开裂倾向增大。 TH=Ac1+3050,淬火后可得到细小的淬火后可得到细小的M与粒状渗碳与粒状渗碳 体（体（Fe

37、3C）,具有高的强度、硬度和耐磨性。若具有高的强度、硬度和耐磨性。若THAccm,不仅无助于钢的不仅无助于钢的 强度、硬度增加强度、硬度增加,反而会由于加热时产生粗大的奥氏体晶粒淬火后得到粗大反而会由于加热时产生粗大的奥氏体晶粒淬火后得到粗大 M和较多的残余奥氏体（和较多的残余奥氏体（A）导致硬度和耐磨性下降）导致硬度和耐磨性下降,强度降低脆性增加强度降低脆性增加,淬淬 火变形开裂倾向增加。火变形开裂倾向增加。 4亚共析钢的淬火温度常选在亚共析钢的淬火温度常选在AC3以上以上,而过共析钢淬火加热温度为何选在而过共析钢淬火加热温度为何选在 Ac1Acm 之间之间,试从理论上加以分析。试从理论上加

38、以分析。(金属热处理原理与工艺金属热处理原理与工艺P190) 2021/2/620 答答: （见前言）（见前言） 据统计据统计,在机床、汽车和拖拉机制作中在机床、汽车和拖拉机制作中,分别有分别有60%70%、 70%80%的零部件要进行热处理的零部件要进行热处理,各种工具和滚动轴承则要各种工具和滚动轴承则要100%的的 进行热处理。总之进行热处理。总之,凡重要零部件都必须进行恰当的热处理。凡重要零部件都必须进行恰当的热处理。 热处理是提高机器零件质量和延长使用寿命的关键工序热处理是提高机器零件质量和延长使用寿命的关键工序,也是充分也是充分 挖掘材料的性能潜力挖掘材料的性能潜力,节约材料的有效途

39、径。通过正确地选材节约材料的有效途径。通过正确地选材,合理的合理的 进行热处理进行热处理,不仅可以改善钢的工艺性能、提高产品的产量和质量、成不仅可以改善钢的工艺性能、提高产品的产量和质量、成 倍地提高零件使用寿命倍地提高零件使用寿命,而且能给企业带来显著的经济效益。故热处理而且能给企业带来显著的经济效益。故热处理 在制作业发展中发挥着巨大的作用。在制作业发展中发挥着巨大的作用。 5.试述热处理在制作业发展中的作用。试述热处理在制作业发展中的作用。 2021/2/621 下列各题下列各题A）、）、B）、）、C）、）、D）四个选项中）四个选项中,只有一个选项是正确的只有一个选项是正确的 1金属具有

40、良好的塑性、密度高等是因为由正离子和自由电子之间相互金属具有良好的塑性、密度高等是因为由正离子和自由电子之间相互 吸引结合形成的金属键吸引结合形成的金属键(P2) A）有方向性）有方向性 B）没有方向性）没有方向性 C）有偶极矩）有偶极矩 D）有方向性和偶极矩）有方向性和偶极矩 2金属的典型晶体结构有金属的典型晶体结构有(P6) A）简单立方）简单立方 面心立方面心立方 B）面心立方）面心立方 体心立方体心立方 密排六方密排六方 C）简单立方）简单立方 体心立方体心立方 密排六方密排六方 D）面心正方）面心正方 体心立方体心立方 密排六方密排六方 3对晶体的强度与断裂等力学性能起决定作用的线缺

41、陷是对晶体的强度与断裂等力学性能起决定作用的线缺陷是(P9) A）空位）空位 B）相界）相界 C）晶界）晶界 D）位错）位错 2021/2/622 4铁碳合金在固态平衡条件下出现的几种基本组织是铁素体、奥氏体和铁碳合金在固态平衡条件下出现的几种基本组织是铁素体、奥氏体和 A）索氏体、贝氏体、马氏体）索氏体、贝氏体、马氏体 (P20-21) B）贝氏体、渗碳体、珠光体）贝氏体、渗碳体、珠光体 C）贝氏体、马氏体）贝氏体、马氏体 D）莱氏体、渗碳体、珠光体）莱氏体、渗碳体、珠光体 5引起钢材在引起钢材在10001200锻造或轧制时锻造或轧制时,产生沿奥氏体晶界开裂的产生沿奥氏体晶界开裂的 “热脆热

42、脆”现象的有害元素是现象的有害元素是 (P25) A）硫）硫 B）磷）磷 C）氢）氢 D）氧）氧 6渗碳时渗碳时,碳在钢中的扩散机制是碳在钢中的扩散机制是 (P40) A）置换扩散）置换扩散 B）间隙扩散）间隙扩散 C）上坡扩散）上坡扩散 D）自扩散）自扩散 7一种力学性能指标一种力学性能指标,是指零件在受力时抵抗弹性变形的能力是指零件在受力时抵抗弹性变形的能力,它等于材它等于材 料弹性模量与构件截面的乘积。这种力学性能指标称为料弹性模量与构件截面的乘积。这种力学性能指标称为 (P45) A）刚度）刚度 B）抗拉强度）抗拉强度 C）弹性极限）弹性极限 D）冲击韧性）冲击韧性 8 材料在高温长期

43、载荷作用下抵抗断裂的能力称为材料在高温长期载荷作用下抵抗断裂的能力称为 (P59) A）蠕变极限）蠕变极限 B）持久强度）持久强度 C）疲劳强度）疲劳强度 D）断裂强度）断裂强度 9具有高的抗压强度、优良的耐磨性、消振性和低的缺口敏感性具有高的抗压强度、优良的耐磨性、消振性和低的缺口敏感性,用于用于 制造汽车和拖拉机中的气缸、机床床身的材料是制造汽车和拖拉机中的气缸、机床床身的材料是(P64) A）球墨铸铁）球墨铸铁 B）灰铸铁）灰铸铁 C）可锻铸铁）可锻铸铁 D）铸钢）铸钢 2021/2/623 10称为纳米材料称为纳米材料,组成它的颗粒的尺度应为组成它的颗粒的尺度应为 (P76) A）十万

44、分之一米（）十万分之一米（110-5m） B）百万分之一米（）百万分之一米（110-6m） C）千万分之一米（）千万分之一米（110-7m） D）十亿分之一米（）十亿分之一米（110-9m） 11以一种或几种碳化物为硬化相组成以一种或几种碳化物为硬化相组成,可以制成各类形状复杂的刀具、可以制成各类形状复杂的刀具、 模具等的材料是模具等的材料是 (P71) A）氧化铝陶瓷）氧化铝陶瓷 B）氧化硅陶瓷）氧化硅陶瓷 C）钢结硬质合金）钢结硬质合金 D）金属陶瓷）金属陶瓷 12一种热膨胀系数小、热导率较大、耐极冷极热、易加工一种热膨胀系数小、热导率较大、耐极冷极热、易加工,使用温度使用温度 达达250

45、0,常在真空热处理炉中使用的电热元件材料是常在真空热处理炉中使用的电热元件材料是 (P79) A）镍铬电热合金）镍铬电热合金 B）铁铬铝电热合金）铁铬铝电热合金 C）碳化硅电热元件）碳化硅电热元件 D）石墨布或石墨带电热元件）石墨布或石墨带电热元件 13真空炉在中、高温加热工件时主要传热方式为真空炉在中、高温加热工件时主要传热方式为 (P323) A）对流）对流 B）辐射和传导）辐射和传导 C）传导和对流）传导和对流 D）辐射）辐射 14将原料气（天然气或丙烷等）按一定比例同空气混合将原料气（天然气或丙烷等）按一定比例同空气混合,在高温反应在高温反应 罐内经过触媒反应生成主要含罐内经过触媒反应

46、生成主要含C0、H2、N2、和微量、和微量C02、H20等的气氛等的气氛, 称为称为 (P306) A）放热型气氛）放热型气氛 B）吸热型气氛（又称）吸热型气氛（又称RX气氛）气氛） C）直生式气氛）直生式气氛 D）氨分解气氛）氨分解气氛 2021/2/624 15根据真空度根据真空度,将真空区域划分为低真空、中真空、高真空和超高真空将真空区域划分为低真空、中真空、高真空和超高真空, 目前热处理用的真空炉的真空度范围在目前热处理用的真空炉的真空度范围在 (P322) A）101102Pa B）102103Pa C）10-210-3Pa D ) 10310-5Pa 16测定薄层化学热处理的深层硬

47、度梯度时测定薄层化学热处理的深层硬度梯度时,最适宜采用的硬度试验方法最适宜采用的硬度试验方法 是是 (P365) A）洛氏）洛氏 B）布氏）布氏 C）微氏）微氏 D）努氏）努氏 17以下性能指标中以下性能指标中,不是材料的断裂韧度指标是不是材料的断裂韧度指标是(P372) A）KIC B）C C）Rmc D）JIC 18在微区成分分析方法中在微区成分分析方法中,分析结果的精度相对最高的是分析结果的精度相对最高的是(P359或或356) A）X射线波谱射线波谱 B）X射线能谱射线能谱 C）俄歇电子能谱）俄歇电子能谱 D）离子探针）离子探针 19可以直接对断口进行微观分析的仪器为可以直接对断口进行

48、微观分析的仪器为(P384或或391) A）扫描电镜）扫描电镜 B）透射电镜）透射电镜 C）放大镜）放大镜 D）光学显微镜）光学显微镜 20 在断口微观分析中看到沿晶开裂在断口微观分析中看到沿晶开裂,晶面上分布有鸡爪花样晶面上分布有鸡爪花样,可推断该可推断该 断裂是断裂是(P394) A）应力腐蚀）应力腐蚀 B）氢脆）氢脆 C）疲劳）疲劳 D）韧性）韧性 2021/2/625 答答:合金结构钢可分为合金结构钢可分为: 低合金结构钢（如低合金结构钢（如16Mn、15MnVNb、14MnNiMoVNb） 合金渗碳钢（如合金渗碳钢（如20Cr、20CrMnTi、20CrMnMo） 合金调质钢（如合金

49、调质钢（如40Cr、35CrMo、38CrMoAl） 合金弹簧钢（如合金弹簧钢（如65Mn、60Si2Mn、55SiMnMoVNb） 滚动轴承钢（如滚动轴承钢（如GCr15、GCr15SiMn、GCr9、GCr9SiMn） 超高强钢（如超高强钢（如30CrMnSiNi2A、4Cr5MoSiV、40CrMnSiMoV） 1合金结构钢分为哪几类合金结构钢分为哪几类?并分别列举两种钢号。并分别列举两种钢号。(P61-62) 2.磨损失效类型有几种磨损失效类型有几种?如何防止零件的各类磨损失效如何防止零件的各类磨损失效? 答答:(P55-56) 磨损失效类型磨损失效类型:最常见的有粘着磨损、磨粒磨损、

50、腐蚀磨损和麻点磨最常见的有粘着磨损、磨粒磨损、腐蚀磨损和麻点磨 损（接触疲劳）。损（接触疲劳）。 2021/2/626 常采用常采用 合理选择摩擦副配对材料。如异类材料配对、硬度差大的材合理选择摩擦副配对材料。如异类材料配对、硬度差大的材 料配对、金属与非金属配对等料配对、金属与非金属配对等; 采用表面处理减少摩擦系数或提高表面硬度。如蒸汽处理、采用表面处理减少摩擦系数或提高表面硬度。如蒸汽处理、 磷化、渗硫、渗碳、渗氮、表面淬火、热喷涂耐磨合金等方法磷化、渗硫、渗碳、渗氮、表面淬火、热喷涂耐磨合金等方法; 减少接触压应力。通常设计时摩擦副的压应力必须小于所选减少接触压应力。通常设计时摩擦副的

51、压应力必须小于所选 材料布氏硬度值的材料布氏硬度值的1/3HBS; 减少表面粗糙度。以增加接触面积减少表面粗糙度。以增加接触面积,减少接触应力。减少接触应力。 常采用常采用 合理选用高硬度材料。合理选用高硬度材料。 采用表面处理（如表面淬火、渗碳、渗氮、渗硼、热喷涂陶采用表面处理（如表面淬火、渗碳、渗氮、渗硼、热喷涂陶 瓷、堆焊耐磨合金等）和表面加工硬化等方法瓷、堆焊耐磨合金等）和表面加工硬化等方法,以提高摩擦副材料表面以提高摩擦副材料表面 硬度硬度,可有效地提高耐磨性。可有效地提高耐磨性。 2021/2/627 u 凡能提高基体金属表层硬度或形成与基体金属牢固结合致凡能提高基体金属表层硬度或

52、形成与基体金属牢固结合致 密氧化膜的一切表面处理方法如渗碳、渗氮、蒸汽处理等密氧化膜的一切表面处理方法如渗碳、渗氮、蒸汽处理等,都能提高零件表都能提高零件表 面抗氧化磨损能力。面抗氧化磨损能力。 u 在提高零件表面硬度的基础上在提高零件表面硬度的基础上,常采用常采用 在紧配合处加软衬垫。如铜皮、橡胶、塑料等在紧配合处加软衬垫。如铜皮、橡胶、塑料等; 减小应力集中。如对压配合处采取卸载槽减小应力集中。如对压配合处采取卸载槽,同时又增大接触部分轴同时又增大接触部分轴 的直径的直径,可获得良好的效果。可获得良好的效果。 除在设计上减小接触压应力外除在设计上减小接触压应力外,常采用常采用 提高材料硬度

53、提高材料硬度,以增加塑性变形抗力以增加塑性变形抗力,延缓裂纹形成和扩展延缓裂纹形成和扩展,如整体淬如整体淬 火、表面淬火、表面化学热处理等火、表面淬火、表面化学热处理等; 提高材料的纯净的提高材料的纯净的,减少夹杂物减少夹杂物,从而减少裂纹源从而减少裂纹源; 提高材料心部强度和硬度提高材料心部强度和硬度,增加硬化层深度增加硬化层深度,细化硬化层组织细化硬化层组织; 减小零件表面粗糙度减小零件表面粗糙度,以减小摩擦力以减小摩擦力; 提高润滑油的粘度以降低油楔作用。提高润滑油的粘度以降低油楔作用。 2021/2/628 答答:(P26) 氮固溶于铁素体中会产生氮固溶于铁素体中会产生。“应变时效应变

54、时效”能使冷变形低碳能使冷变形低碳 钢在室温放置或加热一定时间后强度增加钢在室温放置或加热一定时间后强度增加,塑性、韧性下降。对锅炉、化工塑性、韧性下降。对锅炉、化工 容器及深冲零件不利容器及深冲零件不利,增加零件脆性增加零件脆性,影响安全可靠性。影响安全可靠性。 但当钢中含有但当钢中含有Al、V、Ti、Nb等元素时等元素时,它们可与它们可与N形成细小弥散氮化物形成细小弥散氮化物, 能细化晶粒能细化晶粒,提高钢的强度并减低提高钢的强度并减低N的应变时效作用的应变时效作用,在这种情况下在这种情况下N又是有又是有 益元素。在某些耐热钢中常把益元素。在某些耐热钢中常把N作为合金元素以提高钢的耐热性。

55、作为合金元素以提高钢的耐热性。 3.钢中的氮元素对钢材性能有什么影响钢中的氮元素对钢材性能有什么影响? 4.可控气氛炉在运行过程中当向炉内供气（可控气氛）和紧急停电时的可控气氛炉在运行过程中当向炉内供气（可控气氛）和紧急停电时的 安全操作措施是什么安全操作措施是什么? 答答:向炉内供气时向炉内供气时:只有在炉温高于只有在炉温高于750时才能通入可燃气体时才能通入可燃气体,炉温在炉温在850 以下时一般只通入载气（如以下时一般只通入载气（如RX气或甲醇）气或甲醇）,当炉温高于当炉温高于850时再通入富化时再通入富化 气（如天然气、丙烷或丙酮）。气（如天然气、丙烷或丙酮）。 停电时的操作停电时的操

56、作:在使用可控气氛炉时在使用可控气氛炉时,必须储备足够的氮气必须储备足够的氮气,以应付停电和紧以应付停电和紧 急故障。停电发生时氮气能自动充入。若停电后没有氮气急故障。停电发生时氮气能自动充入。若停电后没有氮气,此时必须打开前此时必须打开前 门门,并在开门前必须在门口可靠地点燃一个火炬并在开门前必须在门口可靠地点燃一个火炬,以保证门一打开以保证门一打开,炉内气氛炉内气氛 即被点燃。即被点燃。 2021/2/629 答答:（P322） 真空加热特点真空加热特点:防止氧化作用、真空脱气作用、脱脂作用防止氧化作用、真空脱气作用、脱脂作用,真空下元素有真空下元素有 蒸发作用。蒸发作用。 为减少合金元素

57、蒸发可采用的措施为减少合金元素蒸发可采用的措施:将炉内先抽至较高的真空度将炉内先抽至较高的真空度,随即充随即充 入高纯氩气或氮气入高纯氩气或氮气,使炉内压力维持在使炉内压力维持在20026.6Pa下加热下加热,从而达到满意从而达到满意 的效果。的效果。 5.真空加热特点是什么真空加热特点是什么?为减少合金元素蒸发可采用的有效措施是什么为减少合金元素蒸发可采用的有效措施是什么? 6.晶粒大小对金属力学性能有何影响晶粒大小对金属力学性能有何影响?怎样控制铸件的晶粒大小怎样控制铸件的晶粒大小? 答答:（P34） 粗大的奥氏体晶粒在冷却后使钢的强度、硬度、韧性显著降低粗大的奥氏体晶粒在冷却后使钢的强度

58、、硬度、韧性显著降低,并会导致并会导致 钢件淬火时变形较大甚至开裂而报废。细小的奥氏体晶粒在冷却后不但钢件淬火时变形较大甚至开裂而报废。细小的奥氏体晶粒在冷却后不但 是钢的强度、硬度、耐磨性增加是钢的强度、硬度、耐磨性增加,且也可获得高的韧性且也可获得高的韧性,变形小。变形小。 控制铸件晶粒尺寸的主要途径有控制铸件晶粒尺寸的主要途径有:增大过冷度增大过冷度;进行变质处理进行变质处理;在液态结晶在液态结晶 过程中采用机械振动、超声波振动、电磁搅拌等可使晶粒细化。过程中采用机械振动、超声波振动、电磁搅拌等可使晶粒细化。 7.简述渗氮件的金相检测项目。简述渗氮件的金相检测项目。 答答:（P351）

59、1）渗氮前原始组织）渗氮前原始组织;2）渗氮层深度）渗氮层深度;3）渗氮层脆性）渗氮层脆性;4）渗氮）渗氮 层疏松检验。层疏松检验。 2021/2/630 答答:（P380）光学显微镜是靠光学透镜光学显微镜是靠光学透镜物镜和目镜以及光路系统获得物镜和目镜以及光路系统获得 显微组织放大图像的。显微组织放大图像的。 （P381）透射电镜结构及成像原理与光镜基本相同透射电镜结构及成像原理与光镜基本相同,只是用电子束代只是用电子束代 替可见光替可见光,用电磁透镜代替光学透镜。用电磁透镜代替光学透镜。 由电子枪发射的电子束经过加速后通过聚光镜汇聚成一束很细的高能量电由电子枪发射的电子束经过加速后通过聚光

60、镜汇聚成一束很细的高能量电 子束斑子束斑,电子束穿过试样电子束穿过试样,将其上的细节通过由物镜、中间镜及投影镜组成的将其上的细节通过由物镜、中间镜及投影镜组成的 成像系统成像成像系统成像,成像最终投射在荧光屏上形成可见的图像供观察或照像。成像最终投射在荧光屏上形成可见的图像供观察或照像。 （P384-385）扫描电镜是利用扫描线圈使经过聚焦的电子束在试样表扫描电镜是利用扫描线圈使经过聚焦的电子束在试样表 面上扫描面上扫描,引起二次电子等各种信号发射引起二次电子等各种信号发射,如将二次电子信号经过接受、放大如将二次电子信号经过接受、放大 输入显像管输入显像管,就可在显像管荧屏上形成二次电子图像。