《机械制造基础》试题库(问答题)

1、金属材料及热处理局部1 指出以下名词及其区别：耐腐蚀性与抗氧化性。2 按用途对塑料进行分类，并简述其应用情况。3 橡胶的最大特性是什么？简述其用途和储存方法。4 简述陶瓷的特点。5 什么是复合材料？它有何特点？6 热传递的根本方式有哪些？以工件在热处理炉中的加热为例说明传热的一般规律。7 解释以下各对名词意义：晶体与非晶体；晶格与晶胞；晶粒与晶界；单晶体与多晶体。8 简述纯金属的结晶过程。9 为什么要细化晶粒？生产上常用哪些方法细化晶粒？10 什么是同素异构转变？它有何特点？11 指出以下名词的概念及区别：合金、组元、相及组织。12 什么叫可控气氛？它是如何制备的？我国目前应用的可控气氛有哪几

2、种类型？13 钢在真空加热的特点是什么？14 什么是盐浴校正剂？常用的盐浴校正剂有哪些？15 什么是热处理工艺规程？其根本内容是什么？16 退火与正火件应如何装炉？17 淬火与回火件应如何装炉？18 热处理用工装有哪些根本要求？19 设计热处理工装时应注意哪些问题？20 简述奥氏体的形成过程。21 什么是实际晶粒度和本质晶粒度？它们对热处理有什么指导意义？22 提出下面名词的主要区别：过冷奥氏体和剩余奥氏体；连续冷却与等温冷却。23 什么是退火？其目的是什么？24 常用的退火工艺方法有哪些？25 什么是正火？其目的是什么？26 简述如何合理地选择退火与正火工艺。27 什么是淬火？其目的是什么？

3、28 如何针对工件的具体情况选择淬火加热的方法？29 如何选择淬火加热温度？淬火保温时间是根据什么确定的？30 如何计算不同形状工件的有效厚度？31 什么是回火？其目的是什么？32 回火的种类有哪些？其适用范围是什么？33 什么是深冷处理？其目的是什么？34 什么样的淬火介质最理想？35 简述氯化钠即食盐水溶液的冷却性能。36 简述盐浴和碱浴淬火介质的冷却性能。37 什么是外表改性热处理？具体有哪些应用？38 简述感应加热淬火的根本原理。39 解释以下名词：集肤效应、邻近效应、环流效应及尖角效应。40 感应加热淬火后工件的力学性能有什么特点？41 什么叫化学热处理？它和感应加热外表淬火有什么区

4、别？42 什么叫渗碳？其目的是什么？43 什么是渗氮？和渗碳相比渗氮零件有什么特点？44 热处理生产中，被处理工件的清洗有何作用？45 什么叫喷丸处理？它有哪些作用？其适用范围如何？46 提出以下名词的区别：热应力与相变应力；内应力与剩余应力。47 简述下面简单畸变矫正方法及其应用：冷压校直法、加热校直法和热点校直法。48 简述布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度的适用范围。49 简述退火、正火产生魏氏组织的原因及补救方法。50 简述高铝砖作为耐火材料的成分、性能特点及应用情况。51 盐浴炉工作一段时间后为什么要脱氧和捞渣？52 如何安装盐浴炉的热电偶？53 相变的实质是什么？54 铁碳合金相图即Fe

5、FeC3相图有何作用？55 指出以下名词及其区别：渗碳体、一次渗碳体、二次渗碳体和三次渗碳体。56 金属晶体的晶界处有何特征？57 为什么在碳钢中要严格控制硫和磷元素的含量？为什么在易切削钢中又要适当提高它们的含量？58 碳素工具钢中的碳质量分数对其力学性能有何影响？如何选用？59 什么是合金钢？它有哪些优越性？60 耐磨钢常用的钢号是哪一种？它的成分有何特点？它为什么能耐磨？通常它是如何加工成零件的？61 正确选择材料的原那么是什么？62 简述铸铁的石墨化过程并说明影响石墨化的因素有哪些。63 简述灰铸铁外表淬火的目的和淬火方法。64 铝合金是如何分类的？65 什么是硬质合金？其性能特点是什

6、么？66 热处理工艺编制的原那么是什么？67 奥氏体连续冷却转变图和奥氏体等温转变图有何不同？68 什么是双介质淬火？控制双介质淬火的关键是什么？69 举例说明淬火件浸入淬火介质应遵循的原那么及采用的方法。70 什么是二次硬化？其产生的原因是什么？71 淬硬性和淬透性有什么区别？72 影响淬透性的主要因素有哪些？73 简述淬透性在设计和生产实际中的作用。74 白点是如何形成的？影响白点敏感性的主要因素是什么？简述预防白点热处理的原理。75 什么是热应力、相变应力？它们对淬火件的变形有何影响？76 淬火零件开裂的原因是什么？常见的淬火裂纹有几种类型？77 为什么合金钢的淬火变形倾向小于碳钢？78

7、 怎样防止工件的淬火变形和开裂？79 合金元素在钢中有何作用？80 调质钢中合金元素的作用是什么？81 调质钢预备热处理的目的是什么？82 简述弹簧钢的热处理方法。83 滚动轴承钢的主加元素是什么？有何作用？其含量多少为宜？84 简述精密轴承零件的尺寸稳定处理。85 高速钢刃具淬火后为什么要及时回火和屡次回火？86 冷作模具钢常用材料有哪些？如何选用？87 为什么Cr12型模具钢在退火前要反复锻造？88 Cr12型钢模具有哪两种热处理工艺？各自的性能及适用情况怎样？89 量具钢热处理的主要特点是什么？90 火焰加热淬火设备都有哪些局部组成？对淬火质量影响最大的什么？91 火焰外表加热淬火的预备

8、热处理是怎样进行的？92 感应加热外表淬火的方法有哪些？93 感应加热后的冷却方法有哪些？各自适用范围是什么？94 感应加热淬火后的工件为什么要及时回火？常用的回火方法有哪些？95 制作感应器时应如何确定感应器的形状？96 同渗碳相比碳氮共渗有哪些特点？97 简述碳氮共渗层的组织和性能，并说明碳氮共渗外表的最正确碳、氮浓度是什么？为什么？98 氮碳共渗同渗氮相比有何特点？99 简述氮碳共渗的组织和性能，并说明氮碳共渗的优点及缺乏之处。100 渗氮前应做哪些准备工作？101 采用电抛光技术可以去除哪些痕迹？它有何局限性？102 什么是发蓝？它有何优点？103 什么是磷化？其目的是什么？最新 精品

9、 Word 欢送下载 可修改答 案1 答：耐腐蚀性和抗氧化性都属于金属材料的化学性能，都是指金属对周围介质侵蚀的抵抗能力，只是它们的程度有所不同。耐腐蚀性是指金属材料在常温下对大气、水蒸气、酸及碱等介质腐蚀的抵抗能力。而抗氧化性是指金属材料在高温下对周围介质中的氧与其作用而损坏的抵抗能力。2 答：按塑料的应用情况可将其分为通用塑料、工程塑料和耐热塑料。通用塑料是指产量大、用途广、价格低而受力不大的塑料产品。主要有聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、酚醛塑料等，它们广泛应用于工农业生产和日常生活中。工程塑料是指力学性能较好、耐热、耐寒、耐蚀和电绝缘性良好的塑料，它们可以取代金属材料制造机械零件和

10、工程构件。这类塑料主要有聚碳酸脂、聚酰胺即尼龙、聚甲醛、聚砜和ABS等。耐热塑料是指在较高温度下工作的各种塑料，如聚四氟乙烯、环氧塑料和有机硅塑料等均能在1002000的温度下工作。3 答：橡胶最重要的特性是高弹性。橡胶在储存过程中要特别注意保护其弹性，氧化、光照特别是紫外线照射，均会促使其老化、龟裂、发黏或变脆，从而丧失其弹性。由于橡胶是具有优良的拉伸性能和储能性能，以及优良的耐磨性、隔音性和绝缘性的高分子材料，所以其在机械零件中广泛用于制造密封件、减震件、传动件、轮胎和电线的绝缘皮等。4 答：陶瓷的共同特点是硬度高、抗压强度大、耐高温、耐磨损及抗氧化性能好。但也存在着脆性大，没有延展性，经

11、不起碰撞和急冷急热的缺点。5 答：复合材料是由两种或多种固体材料不同的非金属材料、非金属材料与金属材料、不同的金属材料复合而成。复合材料与金属和其他固体材料相比具有比强度和比模量高、抗疲劳强度高、减震性好、耐高温能力强、断裂平安性好、化学稳定性、减磨性和电绝缘性良好等特点。6 答：热传递的根本方式有三种：传导、对流和辐射。实际上这三种传热方式并非单独存在，热量从某一物体传至另一物体往往是这三种根本传热方式的不同组合，但不管其组合方式如何，温度差的存在是产生传热过程的先决条件。例如，工件在热处理炉中加热时，一般是工件外表通过辐射或对流传热的方式从加热设备中取得热量，同时工件外表又以传导传热方式将

12、热量传给其心部。所以，热处理炉中的传热，每种根本传热方式并非单独存在，而往往总是三种传热方式同时并存的综合传热。7 答：自然界中的固态物质按其原子的聚集状态而分为两大类：晶体与非晶体。在物质内部，凡原子呈无序堆积状况的，称为非晶体，例如普通玻璃、松香、树脂等，均属于非晶体。相反，凡原子呈有序、有规那么排列的物质称为晶体。表示原子在晶体中排列方式的空间格架，叫做结晶格子或结晶点阵，简称晶格或点阵。由于晶体中的原子排列具有周期重复性，因此，可从晶格中选取一个最具有代表性的最小几何单元来说明晶体中的原子排列排列规律和特点，这个最小的能反映晶格原子排列特征的单元称为晶胞。外形不规那么而内部原子排列规那

13、么的小晶体称为晶粒。由于每个晶粒的位向不同，使它们相遇时不能合为一体，这些晶粒与晶粒这间的分界面称为晶界。结晶后只有一个晶粒的晶体称为单晶体，如果结晶后的晶体是由许多位向不同的晶粒组成的，那么称为多晶体。8 答：当液态金属冷却到结晶温度以下时，液态金属中首先形成晶核，并以此为中心吸引周围的原子，按一定的几何形状进行有规那么的排列，使其不断长大，同时还会有新的晶核产生和长大，直到液体金属全部结晶为晶体为止。9 答：金属的晶粒大小对金属的力学性能有重要的影响。通常在室温下，细晶粒金属具有较高的强度和韧性。所以为了提高金属的力学性能，必须控制金属结晶后的晶粒大小。常用的细化晶粒方法有下面三种：（1）

14、 增加过冷度：金属的形核率N和长大速度v均随过冷度的增大而增大，但两者增大的速率并不相同，在很大范围内形核率比晶核长大速度增大更快，因此，增加过冷度能使晶粒细化。这种方法只适用于中、小型铸件，对于大型铸件那么需要用其他方法使晶粒细化。（2） 变质处理：在浇注前向液态金属中参加一些细小的形核剂又称变质剂或孕育剂，使它分散在金属液中作为人工晶核，可使晶粒显著增加，或者降低晶核的长大速度，这种细化晶粒的方法称为变质处理。钢中参加钛、硼、铝等，铸铁中参加硅铁、硅钙等均能起到细化晶粒的作用。（3） 振动处理：在结晶时，对金属液加以机械振动、超声波振动和电磁振动等，使生长中的枝晶破碎，从而提供更多的结晶核

15、心，到达细化晶粒的目的。10 答：金属在固态下，随温度的改变由一种晶格转变为另一种晶格的现象称为同素异构转变。同素异构转变除了具备结晶的特点外，由于其属于固态相变，又具有其本身的特点，例如：同素异构转变时，新晶格的晶核优先在原来晶粒的晶界处形核；转变需要较大的过冷度；晶格的变化伴随着金属体积的变化，转变时会产生较大的内应力。11 答：一种金属元素与其它金属元素或非金属元素，通过熔炼或其它方法结合而成的具有金属特性的物质称为合金；组成合金的独立的最根本的物质叫做组元，简称元；即合金中具有同一成分、同一聚集状态，并能以界面相互分开的各个均匀组成局部称为相；所谓的组织是指用金相观察方法，在金属及合金

16、内部看到的涉及晶体或晶粒的大小、方向、形状、排列状况等组成关系的构造情况。也可以说是人们观察到的包括用肉眼直接观察或借助于仪器观察合金的特征与形貌。12 答：在我国对保护气氛及可控的渗碳或碳氮共渗气氛统称为可控气氛。将含碳氢化合物的原料气，如天然气、液化石油气、城市煤气、丙烷、甲烷等，按一定的比例和空气混合后，送入燃烧室或反响罐中进行不完全燃烧可制得可控气氛。根据制备原理，我国目前应用的可控气氛有：放热式气氛、吸热式气氛、氨分解气氛和滴注式气氛。13 答：钢在真空加热时，具有一般热处理所没有的以下特点：（1） 保护作用 真空炉内氧化性与脱碳性气体极少，故可以防止氧化脱碳，实现光亮淬火。（2）

17、外表净化作用 真空炉内的气氛中，氧的分压力很低。在高温下，零件外表的氧化物将发生分解反响：2FeO2Fe+O2，所生成的氧气由真空泵排除，使零件获得光亮的外表。（3） 脱气作用 加热时零件处在高温负压状态，常压时溶入金属的气体，如氢、氧、氮等，在负压时将从金属外表逸出，这种现象称为脱气。氢的脱气效果最为明显。脱气作用使钢热处理后强度、韧性都有明显提高。（4） 加热速度低 零件在真空炉中的加热是依靠热辐射来实现的。与其它加热方式相比，零件的温度上升较慢，升温过程中零件外表与中心温差较小，零件各处膨胀比较均匀，因而真空热处理的变形较小。（5） 脱元素现象 真空加热时，在高温下某些蒸气压高的合金元素

18、如Cr、Mn会从零件外表蒸发，这种现象称为脱元素现象。14 答：所谓盐浴校正剂是指能恢复或保持盐浴加热性能、减少工件氧化或脱碳的物质。常用的盐浴校正剂有木炭、钛白粉TiO2、硅胶SiO2及硅钙合金SiCa硼砂Na2B4O7·10H2O等。15 答：热处理工艺规程是各道热处理工序必须遵守的准那么，其根本形式是热处理工艺卡。它是操作工人必须遵守的法规文件，其根本内容如下：（1） 零件概况 即零件名称及编号、材料牌号、质量大小、轮廓尺寸及热处理有关尺寸、工艺路线等。（2） 热处理技术要求 热处理工序完成后的质量验收指标。热处理工艺卡上的技术要求比图纸上提出的热处理技术要求更详细、更具体。如

19、零件化学热处理后还要进行磨削加工，热处理工艺卡上的硬化层深应加上磨削量。（3） 零件简图 在工艺卡上应绘制零件简图，便于识别、核对零件，同时局部热处理、硬度检查部位等一目了然。（4） 装炉方式及装炉量。（5） 设备及工装名称、编号。（6） 工艺参数 包括：保温时间、冷却方式、淬火介质等。对于化学热处理还涉及到碳势、氮势以及活性介质的流量等。（7） 质量检查的内容，检查方法及抽查率。16 答：退火、正火件的装炉方法（1） 检查炉体各局部是否损坏，平车、卷扬机和其它附属设备运转是否正常，高温仪表指示必须正确，工件应装在各种炉型规定的有效加热区内；（2） 同炉的工件，工艺标准须相同或相近，各类工件有

20、效厚度不能相差太大，工件堆放保持适当距离。如果使用箱式电炉，工件离炉底板的距离应大于或等于100mm；（3） 使用大型燃料炉时，工件有效厚度相差不能大于200mm，装在台车上要平衡稳定，离台车外表距离要大于200mm，横向间隔应大于或等于100mm，以保证炉气良好循环；（4） 大件放在底层，小件放在上层，厚壁大件放在近火门处，上层工件的重量不应集中在下层易变形处；（5） 力学性能试棒必须与所代表的工件同炉装在工件有代表性的部位或工艺卡规定的地方；（6） 保护气氛加热炉、热浴加热炉、真空炉、连续作业炉等以及其它炉型用于退火或正火时，其操作可按各企业专用的操作标准处理。17 答：淬火、回火件的装炉

21、方法（1） 允许不同材料但具有相同加热温度和加热速度的零件装入同一炉中加热；（2） 截面大小不同的零件装入同一炉时，大件应放在炉膛里面，以便小件先出炉；（3） 零件装炉时，应放在炉内均匀温区，多方面采取措施，力求提高均温程度；（4） 装炉时必须将零件放在装料架或炉底板上，用钩、钳堆放，不准将零件直接抛入内，以免碰伤零件或损坏设备；（5） 入炉零件均应枯燥无油污；（6） 如图3-1a、b所示：细长零件应尽量垂直吊挂，以免变形。对某些工件要合理绑扎，以免因自重而变形；（7） 盐炉的装炉量要适当，零件放入盐浴后，盐浴液面应低于盐浴规定的液面线，还要使零件之间保持大于或等于10mm距离；（8） 零件入

22、盐浴前要预热或烘干，对于薄而长的工件，应设法防止盐浴翻滚时工件互相撞击，还要防止工件碰撞电极或距电极太近而造成过热或过烧；（9） 箱式炉的装炉一般为单层排列，零件间距离1030mm为宜。小件允许堆放，加热时间须酌量增加，每炉零件数应根本一致；（10） 有力学性能要求的工件，试棒与工件同时装炉，试棒应放在有代表性的位置。18 答：热处理工装应满足如下要求：（1） 较好的耐热性能 一般在高温下承载工件的工装，都要求具有较好的耐热性能和一定的耐蚀性，以防止严重的氧化，有的还要求能抗渗碳等。为了满足这些要求，一般都从材料的选择上加以考虑，因此，材料的本钱较高。（2） 一定的高温强度 高温强度是指装载工

23、件的工装在高温长时间加热的情况下，能够承载被加热工件的重量，而且工装不发生严重变形甚至散架。工装的高温强度靠材料和工装的结构保证，但如果结构太强，那么重量大，吸收的热量多，使工件的单位能耗增加，加热时间延长，导致生产本钱上升。（3） 较低的材料与制作本钱 热处理工装是一种易损件，主要的失效形式是高温氧化减薄，强度严重下降。制作工装常用焊接、铸造的方法。控制工装材料与工装制作本钱，是控制热处理生产本钱的重要方面。19 答：一般应考虑以下问题：1） 对工件结构和技术要求做具体分析，最大限度地满足技术要求。2） 保证工装能平安可靠地承载工件完成热处理工艺过程，并具有较长的使用寿命。3） 保证工件装载

24、在工装上均匀地被加热，被渗碳、碳氮共渗，被均匀冷却。4） 尽可能多地装载工件，以提高热处理生产效率，降低能源消耗。5） 尽可能地兼顾工装的通用性，减少工装种类，简化工装管理，降低本钱。6） 尽可能地降低工装用材料和制造本钱。20 答：根据FeFe3C相图，由铁素体和渗碳体两相所组成的珠光体，加热温度稍高于Ac1时要转变为单相奥氏体。由于新形成的奥氏体和原来的铁素体及渗碳体的碳质量分数和晶格结构相差很大，所以珠光体转变成奥氏体的整个过程可以看成是由四个根本过程组成，如图4-3所示，即奥氏体晶核的形成、奥氏体晶核的长大、剩余渗碳体的溶解和奥氏体成分的均匀化。21 答：实际晶粒度是指钢在实际生产中的

25、具体加热条件下所获得的奥氏体晶粒度。它的大小直接影响工件的性能。而本质晶粒度是在规定的加热条件下加热到930，保温3或8h，所测得的奥氏体晶粒度。本质晶粒度并不指具体的晶粒，而仅仅是表现某种钢奥氏体晶粒的长大倾向。本质细晶粒钢在热处理时就可选择较宽的加热温度，而本质粗晶粒钢，就要严格控制加热温度，防止因加热时晶粒粗大使零件在热处理后性能变坏。22 答：过冷奥氏体是指暂时存在于A1温度线以下，尚未发生转变的处于不稳定状态的奥氏体；而剩余奥氏体是指过冷到Mf温度以下仍未发生马氏体转变的奥氏体。将奥氏体自高温连续冷却到室温称为连续冷却；而将奥氏体迅速冷却到临界温度以下某一温度进行保温，然后再冷却到室

26、温称为等温冷却。23 答：退火就是将金属或合金加热到适当温度，保温一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。其目的主要是：降低钢的硬度，提高塑性，以利于切削加工及冷变形加工。细化晶粒，消除因铸、锻、焊引起的组织缺陷，均匀钢的组织及成分，改善钢的性能或为以后的热处理做准备。消除钢中的内应力，以防止变形和开裂。24 答：常用的退火工艺方法有完全退火、球化退火、去应力退火、再结晶退火和均匀化退火等几种。25 答：将钢材或钢件加热到Ac3或Accm以上3050，保温适当时间后，在静止的空气中冷却的热处理工艺称为正火。其目的主要有：改善碳质量分数较低的钢材的切削性能。中碳结构钢要求不高时，可代替调质作为最终热

27、处理，起到简化工艺的目的。消除过共析钢的网状渗碳体。消除缺陷、细化晶粒、改善组织，为最终热处理做准备。26 答：主要从以下三个方面加以考虑：（1） 从切削加工性考虑 一般来说，硬度在170230HBS范围内的钢材，其切削加工性能最好。硬度过高难以加工，且刀具易于磨损；硬度太低，切削时容易“粘刀，使刀具发热而磨损，且工件的外表不光。因此作为预备热处理，低碳钢正火优于退火，而高碳钢正火后硬度太高，必须采用退火。（2） 从使用性能上考虑 对于亚共析钢工件来说，正火比退火具有较好的力学性能。如果零件的性能要求不高，那么可用正火作为最终热处理。但当零件形状复杂时，由于正火冷却速度快，有引起开裂的危险，那

28、么以采用退火为宜。（3） 从经济上考虑 正火比退火的生产周期短、本钱低，且操作方便，故在可能的情况条件下优先采用正火。27 答：钢的淬火就是将钢加热到Ac3或Ac1以上某一温度，保持一定时间，然后以适当速度冷却获得马氏体和或下贝氏体组织的热处理工艺。淬火的目的是使过冷奥氏体进行马氏体或下贝氏体转变，得到马氏体或下贝氏体组织，然后配合以不同温度的回火，获得所需的力学性能。28 答：一般的低、中碳钢工件，视工件厚薄可采用现有加热设备能到达的较快加热速度如到温加热、超温装料或超温加热进行加热；铸锻件在其锻后及铸造后的热处理加热时，由于工件内部存在着锻造及铸造应力，因而要控制加热速度，一般采用低温入炉

29、，随炉升温的方法进行加热；大截面工件内部易存在偏析、夹杂、组织不均等缺陷及有较大内应力，高碳钢及高合金钢导热性差，外表和心部温差大，导致热应力大，厚薄相差悬殊及形状复杂工件，易产生应力集中造成变形和开裂，这三类工件应严格控制加热速度，采用分段预热的加热方法。29 答：淬火加热温度是根据钢的成分、组织和不同的性能要求来确定的。其根本原那么是：亚共析钢Ac3+3050；共析钢和过共析钢Ac1+3050。在具体选择钢的淬火加热温度时，除了遵守上述的一般原那么外，还应考虑工件的化学成分、技术要求、尺寸形状、原始组织以及加热设备、淬火介质等诸多因素的影响，对加热温度予以适当调整，如对合金钢零件而言，通常

30、取推荐温度的上限或更高温度。而对于形状复杂、易变形开裂的碳钢零件，那么应取推荐温度的下限以减少淬火应力。在具体生产条件下，工件保温时间应根据工件的有效厚度来确定。30 答：工件有效厚度D的计算可按下述方法确定：（1） 圆柱体以其直径作为有效厚度；（2） 板件以其厚度作为有效厚度；（3） 矩形截面工件以其短边作为有效厚度；（4） 筒类工件以其壁厚作为有效厚度；（5） 锥体以离小头2/3长度处的直径作为有效厚度；（6） 球体以其直径的0.6倍作为有效厚度；（7） 形状复杂工件按工作局部厚度计算，或按几处主要截面部位的平均厚度计算。31 答：回火就是将淬火后的零件加热到Ac1以下某一温度，保温后冷却

31、到室温，获得较稳定组织及所需力学性能的热处理工艺。回火的目的是：合理的调整力学性能，使工件满足使用要求；稳定组织，使工件在使用过程中不发生组织转变，从而保证工件的形状、尺寸不变；降低或消除内应力，以减少工件的变形并防止开裂。32 答：一般根据回火温度将回火分为以下三类：（1） 低温回火 将淬火工件加热到150250回火，可得到回火马氏体组织。主要用于刀具、量具、拉丝模、滚动轴承以及其它要求硬而耐磨的零件。硬度一般大于55HRC。（2） 中温淬火 将淬火工件加热到250500回火，可获得回火托氏体组织。主要用于弹性零件及热锻模等。硬度一般在3550HRC范围内。（3） 高温回火 将淬火工件加热到

32、500700回火，习惯上将淬火加高温回火的工艺称为调质处理，可获得回火索氏体组织。调质处理广泛应用于受力构件，如螺栓、连杆、齿轮、曲轴等零件，还可作为零件外表淬火、渗氮前的预先热处理。硬度一般在2540HRC。33 答：将淬火钢继续冷却到室温以下某一温度，并停留一定时间，使剩余奥氏体转变为马氏体的热处理工艺称深冷处理。深冷处理的目的是提高硬度、稳定尺寸及提高钢的磁性因奥氏体无磁性。34 答：理想淬火介质的性能是使钢在高温区域700以上较缓慢地冷却，以减少工件的热应力；在550600间以足够快的冷却速度迅速通过奥氏体等温转变图的“鼻尖，以防止发生珠光体或贝氏体转变；在容易造成淬火裂纹的过冷却奥氏

33、体较稳定的低温区域300以下缓慢冷却，使工件在缓冷条件下通过奥氏体向马氏体的转变区，从而减少相变应力。35 答：氯化钠食盐水溶液是最常用的盐水，一般使用浓度为5%15%。食盐水溶液在500650区间的冷却能力约为清水的二倍，能使工件淬火后得到高而均匀的硬度，而它在低温时的冷却速度那么与清水差不多。由于盐水能使工件冷却均匀，因此用它作为淬火介质，可使零件获得高硬度，而且硬度均匀，防止产生软点，变形、开裂倾向比清水小。缺点是零件淬火后容易生锈，必须及时仔细清洗。36 答：盐浴和碱浴都属于不发生物态变化的淬火介质。淬火时不会引起介质的汽化，所以在冷却过程中，无蒸气膜阶段和沸腾阶段，工件的冷却主要是通

34、过介质的对流和传导来实现的。工件淬入这类介质中，开始冷却时，由于工件与介质间温差最大，所以冷却一开始就很快到达最大冷却速度，也就是说在高温区域它们的冷却速度较快；此后，随着温差的减小，其冷却能力逐渐降低，即低温区域冷速较慢。总之，它们的冷速主要取决于浴的成分、流动性以及与淬火工件之间的温差。这种冷却特性可以保证某些钢种和过冷奥氏体在高温区域不发生分解，而在低温区域，能以较低的速度发生马氏体转变，从而使工件的变形、开裂倾向大大减少。37 答：外表改性热处理是利用各种物理和化学的方法，使金属外表获得特殊的化学成分、组织结构和性能，从而到达提高金属零件或构件使用寿命的技术。对于在弯曲、扭转以及各种交

35、变载荷作用下服役的一些机械零件，如轴、曲轴、齿轮和凸轮等，其外表外层承受的应力要比心部承受的高出许多，另外，在有摩擦作用时，这些零件还要受到不同程度的磨损。因此，在工程上必须想方法提高这些零件表层的硬度、耐磨性和抗疲劳性，而在心部仍需保持较好的强度和韧性，使其能承受各种冲击载荷。此时，假设采用常规的整体热处理的方法，就很难满足上述的要求，这就需要采用外表改性热处理。38 答：所谓感应加热淬火就是利用感应电流通过工件所产生的热效应，使工件表层及局部加热至淬火温度，随后进行快速冷却的淬火工艺。淬火时把零件放在铜质的感应器中，接上某一固定频率的交流电以产生电磁感应，其结果会在零件表层产生与感应圈中电

36、流相反的感应电流。这种感应电流沿零件外表形成的封闭回路，称为涡流。在涡流及零件本身电阻的作用下，电能便在零件表层转化为热能，使表层很快升温至淬火温度，此后将零件立即进行快速冷却，就到达了外表淬火的目的。39 答：当通过交流电时，其电流在导体截面上的分布是不均匀的，导体外表的电流密度大，中心的电流密度小，电流密度自面向中心呈指数规律衰减。这种现象就称为交流电的集肤效应。当两个相邻导体通过电流时，假设其电流方向相同，那么由于它们所产生的交变磁场的相互作用，使得两个导体相邻一侧的感应反电势最大，电流被驱向于导体外侧流过；相反，当电流方向相反时，电流被驱向于两导体相邻一侧，即内侧流过，这种现象称为邻近

37、效应。当交变电流通过圆环状或螺旋状导体时，由于交变磁场的作用，使其外外表电流密度因自感反电动势增大而降低，而在圆环内侧的外表会获得最大的电流密度，这种现象称为环流效应。将外形带有尖角、棱边及曲率半径较小的突出局部工件置于感应器中加热时，即使感应器与工件之间的间隙相等，但由于在工件的尖角处和突出局部通过的磁力线密度较大，感应电流密度也较大，加热速度快，热量集中，这样会使这些部位产生过热，甚至发生烧熔现象，这种现象称为尖角效应。40 答：感应加热后的工件在力学性能上有如下特点：（1） 硬度 感应加热外表淬火后零件的硬度比常规淬火要高出23HRC，这种现象被称为超硬现象。产生超硬现象的原因是由于加热

38、速度极快，使晶粒充分细化的结果。这种现象在200以上回火后，即不复存在。（2） 疲劳强度 感应加热外表淬火能有效地提高工件抗弯曲和扭转的疲劳强度。一般来说，对于小工件能将疲劳强度提高23倍，对于大工件那么能提高20%30%。这是因为工件表层经感应加热淬火获得的马氏体晶粒极为细小，碳化物弥散程度很高，并且产生了有利于提高疲劳强度的剩余压应力。（3） 耐磨性 经感应加热淬火后，工件的耐磨性，要比常规淬火提高75%左右。其原因是感应加热淬火过程中氧化和脱碳较少，且淬硬层中马氏体晶粒细小。但是，感应加热淬火件的耐磨性不如渗碳工件。41 答：化学热处理是将金属或合金工件置于一定温度的活性介质中，使一种或

39、几种元素渗入至它的表层，以改变其表层的化学成分、组织和性能的热处理工艺方法。尽管都是外表改性热处理，外表感应淬火是通过淬火的方法提高工件表层的硬度；而化学热处理是通过改变工件外表的化学成份而改变工件外表的金相组织和力学性能，两者有本质的区别。42 答：钢的渗碳就是工件在渗碳介质中进行加热和保温，使活性炭原子渗入至钢件外表，使其获得一定的外表碳质量分数和一定浓度梯度的工艺。渗碳的目的是使机器零件获得高的外表硬度、耐磨性及高的接触疲劳强度和弯曲疲劳强度。43 答：渗氮热处理就是在一定温度下使活性氮原子渗入至工件外表，从而提高其硬度、耐磨性和疲劳强度的一种化学热处理方法。和渗碳相比，渗氮零件具有如下

40、特点：（1） 高硬度和高耐磨性 当采用含铝、铬的渗氮钢时，渗氮后表层的硬度可达10001200HV，相比而言，渗碳淬火后表层的硬度只有700760HV。渗氮层由于硬度高，所以耐磨性也较高。尤其值得提出的是，渗氮层的高硬度可以保持到500左右，而渗碳层的硬度在200以上就会剧烈下降。（2） 高疲劳强度 这是由于渗氮层的剩余应力比渗碳层大。试验证明，缺口试样渗氮后的疲劳强度可以与光滑试样渗氮后相比美。（3） 变形小而规律性强 这是因为渗氮温度低，渗氮过程中零件心部没有发生相变，渗氮后又不需要任何热处理。能够引起零件变形的原因只有渗氮层的体积膨胀，所以其变形的规律性也较强。（4） 高的抗咬合性能 咬

41、合是由于短时间缺乏润滑，过热的相对运动的两外表产生的卡死、擦伤或焊合现象。工件的渗氮层因其具有高硬度和高温硬度可使其具有较好的抗咬合性能。（5） 高的抗腐蚀性能 这种性能来自于渗氮层外表化学稳定性高而致密的化合物层，即通常所谓的白亮层。有时为了降低渗氮层的脆性而抵抗了它的生成，工件的抗腐蚀性就不会提高。渗氮的缺点是工艺过程时间较长，本钱较高。如欲获得1mm深的渗碳层，渗碳处理仅需要69h，而欲获得0.5mm的渗氮层，渗氮处理常需要4050h。另外，由于渗氮层较薄，也不能承受太大的接触应力。44 答：被处理工件的清洗一小局部为工件热处理前的预清洗，其作用是去除工件在热处理前的油渍和污垢。而大局部

42、是工件热处理之后的清洗，其作用是去除工件在热处理之后残留在工件外表的盐垢、油渍和炭黑等污物，使工件到达光亮清洁的目的。45 答：借助压缩空气作为动力，将玻璃丸或钢丸喷射到工件外表，使工件外表的氧化皮及污物脱落下来，这种去除氧化物及污物的方法称为喷丸处理；喷丸后，工件的外表光洁发亮，同时还能在工件外表产生剩余压应力，提高工件的疲劳强度；由于钢丸或铁丸的强度较高、冲击力较大，因此，喷丸只适用于渗碳或碳氮共渗后经淬火的零件及其它高硬度工件的外表清理，硬度在40HRC以下的工件不能进行喷丸，硬度在4055HRC之间的工件，喷丸时不能处理得太久。工具及形状复杂的工件也不宜采用喷丸。46 答：工件在加热和

43、或冷却时由于不同部位存在着温度差异而导致热胀和或冷缩的不一致所引起的应力，称为热应力。而热处理过程中由于工件各部位相转变的不同时性所引起的应力，称为相变应力。象热应力和相变应力这样由工件内部产生的应力称为内应力，工件冷却完成后，在没有外力作用、工件各部位也没有温差的情况下，仍然存留在工件内部的应力称为剩余应力。47 答：冷压校直法：在室温下对畸变工件的伸长边即弯曲工件的凸起面的最高点加一静压力，使原伸长边承受压应力，缩短边承受拉应力，直至产生塑性变形，从而使伸长边缩短，短边伸长，到达校直的目的。该方法一般适用于硬度较低40HRC以下的轴类、长板类、薄片类工件校直，生产中常用于调质、正火、退火等

44、热处理后工件的畸变校直。加热校直法：用氧-乙炔火焰对工件弯曲最大处必须是硬度要求不高或不严的部位进行局部加热，然后再进行加压校直。如对高速钢钻头，对其柄部坚韧至暗红色然后加压校直，就容易矫正过来，且不会降低其硬度。热点校直法：用氧-乙炔火焰小面积加热工件的凸起弯曲最大处局部至暗红色，随后根据钢的成分进行急冷，对碳钢可用水冷，对合金钢可用油冷。通过受热部位膨胀，急冷导致该点收缩，到达校直的目的。48 答：布氏硬度只适用于测定小于450HBS的金属材料，如铸铁、非铁金属及其合金、各种退火及调质的钢材，特别对软金属，如铝、铅、锡等更为适宜。洛氏硬度操作简便迅速，可直接从刻度盘上读出硬度值，由于压痕小

45、，可测定成品及薄工件，并且测试的硬度值范围大。维氏硬度试验是一种较为精确的硬度试验方法，在热处理工件的质量检验中，主要利用其低载荷来测定不适合用布氏和洛氏法来测定的薄工件和工件上薄的硬化层的硬度。49 答：加热温度过高，保温时间过长，有时会促使工件在随后的快速冷却过程中形成粗大魏氏组织，其特征是亚共析钢中的先共析铁素体或过共析钢中的先共析渗碳体从晶界出发，以针状或片状伸入晶内，而且定向分布在基体上，这种组织的力学性能比一般的粗大晶粒还要差。当钢中出现魏氏组织时，可以通过重新正火消除。50 答：高铝砖由高铝矾土、硅线石、天然或人造刚玉、工业氧化铝等原料经配料、混合和成形等工序，最后经高温焙烧而成

46、。其特点是耐火度和荷重软化温度都比粘土质耐火砖高，使用温度可达14001650；属中性耐火材料，其抗渣性和热震稳定性较好，其缺点是热稳定性较低，重烧收缩较大，价格较贵。热处理炉中温度较高的区域，需要使用高铝砖。如电阻丝的搁砖一般都采用高铝砖。51 答：盐浴炉工作一段时间后，由于熔盐与空气中的氧和水以及与金属电极、工件和挂具等发生反响，能在盐浴中生成易使工件产生氧化或脱碳的金属氧化物。为了防止工件的氧化和脱碳，在热处理生产中，通常采用校正剂定时对熔盐进行脱氧，以去除沉淀这些有害的金属氧化物，沉淀在炉膛底部的脱氧产物叫做炉渣。通常在脱氧后要进行捞渣，捞渣的彻底与否对工件的加热质量有着十清楚显的影响

47、。52 答：热电偶的安装方式分为竖直式和水平式，前者适用于盐浴炉和箱式电阻炉测温，后者适用于井式电阻炉测温。其测量端伸入炉膛的长度不宜过短或过长。伸入局部过短，会影响测温的准确性；伸入局部过长，又容易被碰损或产生变形。一般情况下，伸入长度应大于保护管外径的810倍，但又不要超过500mm，露出局部应使用架子托牢，并在使用一段时间后，可将其旋转180°继续使用。热电偶保护管与炉壁之间的空隙须用耐火泥或耐火纤维进行堵塞，以免因气体对流而影响测量的准确性。按水平方式进行安装时，补偿导线与接线盒出线孔之间的空隙也应用耐火纤维塞紧，并使其朝向下方，以免污物落入。安装在箱式电阻炉和井式电阻炉上的

48、热电偶一般不需要经常挪动，而使用盐浴炉时，在校正、除渣、停炉或开炉时都需要将热电偶取出、放入，挪动比较频繁。另外，为了防止热电偶因急热急冷受损，热电偶的测量端应先在热处理炉的炉口上方充分烤热后，才能放入炉内；同样，从炉中取出的热电偶也应先放在炉口旁进行缓慢冷却。53 答：合金在相变温度的两侧各有一个自由能较低的稳定状态，合金在加热或冷却过程中跨越这个温度时，便会由原来的稳定状态转变为新的稳定状态，这就是相变的实质。54 答：（1） 选择材料 根据FeFeC3相图可以把铁碳合金分为低碳钢、中碳钢、高碳钢和铸铁等，因其成分不同，其性能也不同，从而为不同工件的选材提供了依据。（2） 判断与分析铁碳合

49、金 假设钢及铸铁的成分，可以推断其平衡态组织和主要性能特点；假设不知成分，可根据平衡组织推断钢的牌号及铸铁的种类。（3） 制定热加工工艺 根据液相线，确定不同成分的铁碳合金的浇注温度；锻轧温度应选在奥氏体单相区；根据铁碳相图还可以确定碳钢的退火温度、淬火温度及正火温度等。55 答:（1） 渗碳体 晶格点阵为正交点阵、化学式近似于Fe3C的一种间隙式化合物，称为渗碳体，以符号“Cm来表示。它的wC为6.69%，是一固定值。渗碳体具有复杂晶格，其性能特点是高硬度、高脆性及高熔点，并且几乎没有塑性，它是铁碳合金中的强化相。通过不同的热处理方法，可以改变渗碳体在铁碳合金中的形态、大小、数量及分布，从而

50、改变材料的性能。这正是热处理的重要原理之一。（2） 一次渗碳体 过共晶成分的铁碳合金的熔体在发生共晶转变之前结晶出来的渗碳体称为一次渗碳体或先共晶渗碳体，用符号Fe3CI表示。由于一次渗碳体是由液相中直接析出，长大很少受阻，所以一般比较粗大。（3） 二次渗碳体 本意是指高于共析成分的奥氏体从高温慢冷下来之际，在发生共析转变之前析出的渗碳体，所以又称先共析渗碳体。现在广义那么包括过冷奥氏体在形成珠光体广义珠光体之前析出的渗碳体，用符号Fe3CII表示。二次渗碳体一般沿晶界析出，所以通常呈网状分布。（4） 三次渗碳体 铁碳合金冷却时，由铁素体中析出的渗碳体称为三次渗碳体，用符号Fe3CIII表示。

51、由于碳在铁素体中的溶解度很低，析出的三次渗碳体很少，往往忽略不计。56 答:（1） 原子排列不规那么，因此对金属的塑性变形起着阻碍作用，晶界越多，其作用越明显。显然，晶粒越细，晶界总面积就越大，金属的强度和硬度也就越高。所以在常温下高温条件下却不同使用的金属材料，一般总是力求获得细小的晶粒。（2） 晶界处原子具有较高的能量，且杂质较多往往是一些低熔点的杂质，因此其熔点较低，有时还末加热到金属的熔点，晶界处已先行熔化了。（3） 晶界处原子能量较高而容易满足固态相变所需要的能量起伏，因此新相往往在旧相晶界处形核。晶粒越细小，晶界越多，新相的形核率就越高。（4） 晶界处有较多的空位，因此原子沿晶界的

52、扩散速度也快。（5） 晶界处电阻较高，且易被腐蚀。57 答：硫、磷是钢中的有害元素，含硫多了会使钢产生热脆性，而含磷多了那么会使钢产生冷脆性。但在易切削钢中，参加适当的硫和磷可以改善钢的切削加工性能，使铁屑易断。58 答：碳质量分数较高的碳素工具钢，其塑性、韧性较差，强度也有所下降。凡受冲击工具宜选用T7T9钢；高耐磨、锋利的工具钢可选用T13T14钢；一般硬而耐磨的可选用T10T12钢。59 答：所谓合金钢就是在碳钢的根底上，为获得或提高某些性能，冶炼时特意参加一些其它元素的钢。与碳钢相比，合金钢具有良好的热处理性能、优良的综合力学性能及某些特殊的物理、化学性能。60 答：高锰钢是典型的耐磨

53、钢，其牌号为ZGMn13，碳质量分数在0.9%1.4%之间，锰质量分数在11%14%之间。通常对高锰钢要进行“水韧处理才能得到所需性能，即将其加热到10001100，保温一定时间，使钢中碳化物全部溶解，然后迅速水淬，在室温下获得均匀单一的奥氏体组织。此时钢的硬度不高180220HBW，但韧性很好。当工件在工作中受到冲击和压力而变形时，外表会产生强烈的硬化使其硬度显著提高50HRC以上，从而获得高耐磨性，而心部仍保持高的塑性和韧性。即这种钢只有在受到强大冲击和压力的条件下，才有高的耐磨性，否那么并不耐磨。由于高锰钢极易加工硬化，切削加工困难，故高锰钢零件大多采用铸造成形。61 答：为了用最低的本

54、钱获得高质量的零件，在选材方面一般应该遵循以下原那么：首先，从材料使用性能的角度出发，选用的材料应满足零件的服役条件；其次，根据材料工艺性能的要求，选用的材料应具有较好的加工工艺性，能够保证零件便于加工制造；第三，从经济角度考虑，材料还应有较好的经济性，即必须保证零件的总本钱材料费、加工费、管理费等最低，而使用寿命最长。综上所述，选用材料的三原那么是使用性能原那么；工艺性能原那么；经济性原那么。62 答：（4） 铸铁的石墨化可分为三个阶段：第一阶段石墨化：即液相至共晶结晶阶段。包括过共晶成分的液相中直接结晶出一次石墨和共晶转变时形成的共晶石墨，以及一次渗碳体和共晶渗碳体在高温退火时分解析出的石

55、墨。中间阶段石墨化：即共晶至共析转变之间阶段。包括从奥氏体中直接析出二次石墨和二次渗碳体在此温度区间内分解析出的石墨。第二阶段石墨化：即共析转变阶段。包括共析转变时，奥氏体转变为铁素体加石墨和共析渗碳体退火时分解为铁素体和石墨。（5） 影响石墨化的因素主要有以下两个方面：第一是化学成分，促进石墨化的元素按由强至弱的顺序为铝、碳、硅、钛、镍、磷、钴、锆；阻碍石墨化的元素由强至弱的顺序为硼、镁、铁、钒、铬、硫、锰、钨。第二中冷却速度，缓冷有利于扩散，使石墨化得以充分进行；快冷那么阻碍石墨化，促进白口化。63 答：外表淬火的目的是提高铸件外表的硬度和耐磨性。主要的方法有中、高频感应加热淬火法、火焰淬

56、火等。铸件外表快速加热到9001000，然后进行喷水冷却，经淬火后外表层组织为马氏体和石墨。64 答：由图1-29可见，铝合金可以分为变形铝合金和铸造铝合金两大类。成分在B点以左的合金，当加热到固溶线以上时，可得到均匀的单相固溶体，其塑性很好，宜于压力加工，故称变形铝合金。通常合金元素总质量分数小于5%，但在高强度变形铝合金中，合金元素总质量分数可达8%14%。变形铝合金又可分为两类：不能热处理强化的铝合金，即成分小于D点的合金，这类合金具有良好的抗蚀性，故又称防锈铝；能热处理强化的铝合金，成分在B与D点之间的合金，这类合金有硬铝、超硬铝和锻铝。成分在B点右边的合金，适合铸造，故称铸造铝合金，其合金元素总质量分数为8%25%。铸造铝合金中有成分随温度变化的固溶体，故能用热处理方式进行强化。但距B点越远，合金中相越少，强化效果越不明显。65 答：硬质合金是将一些难熔的化合物粉末和粘结剂混合，加压成形，再经烧结而成的一种粉末冶金材料。硬质合金的特点是：硬度高，8693HRA；热硬性好可保持到9001000，耐磨性优良。它的切削速度比高速钢高，刀具寿命可提高580倍。硬质合金可以加工50HRC左右的硬质材料。但是，由于硬质合金硬度太高，而且太脆，所以不能进行机械加工，经常制成一定规格的刀片，镶焊在刀体上使用。66 答：（1） 可靠性 所确定的工艺路线、工艺规