《机械制造基础》试题库3

1、1 / 49 金属材料及热处理部分 1 指出下列名词及其区别：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 热传递的基本方式有哪些？以工件在热处理炉中的加热为例说明传热的一般规 律。 7 解释下列各对名词意义：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 指出下列名词的概念及区别：合金、组元、相及组织。 12 什么叫可控气氛？它

2、是如何制备的？我国目前应用的可控气氛有哪几种类 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？其基本内容是什么？ 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基本要求？2 / 49 设计热处理工装时应注意哪些问题？ 简述奥氏体的形成过程。 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？ 提出下面名词的主要区别：过冷奥氏体和残余奥氏体；连续冷却与等温冷却。 什么是退火？其目的是什么？ 常用的退火工艺方法有哪些？ 什么是正火？其目的是什么？ 简述如何合理地选择退火与正火工

3、艺。 什么是淬火？其目的是什么？ 如何针对工件的具体情况选择淬火加热的方法？ 如何选择淬火加热温度？淬火保温时间是根据什么确定的？ 如何计算不同形状工件的有效厚度？ 什么是回火？其目的是什么？ 回火的种类有哪些？其适用范围是什么？ 什么是深冷处理？其目的是什么？ 什么样的淬火介质最理想？ 简述氯化钠（即食盐）水溶液的冷却性能。 简述盐浴和碱浴淬火介质的冷却性能。 什么是表面改性热处理？具体有哪些应用？ 简述感应加热淬火的基本原理。 解释下列名词：集肤效应、邻近效应、环流效应及尖角效应。 感应加热淬火后工件的力学性能有什么特点？19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 3

4、0 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 3 / 49 41 什么叫化学热处理？它和感应加热表面淬火有什么区别？ 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 提出下列名词的区别：热应力与相变应力；内应力与残余应力。 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

5、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 FeC 3 相图）有何作用？ 55 指出下列名词及其区别：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 4 / 49 是如何加工成

6、零件的？ 61 正确选择材料的原则是什么？ 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 简述灰铸铁表面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？其性能特点是什么？ 66 热处理工艺编制的原则是什么？ 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则及采用的方法。 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

7、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 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？5 / 49 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多次回火？ 86 冷作模具钢常用材料有

8、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部分组成？对淬火质量影响最大的什么？ 91 火焰表面加热淬火的预备热处理是怎样进行的？ 92 感应加热表面淬火的方法有哪些？ 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，并说明碳氮共渗表面的最

9、佳碳、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不足之处。 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？ 6 / 49 102 什么是发蓝？它有何优点？ 103 什么是磷化？其目的是什么？7 / 49 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

10、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 C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

11、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、断裂安全性好、化学稳定

12、性、减磨性 和电绝缘性良好等特点。 6 答：热传递的基本方式有三种：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8 / 49 某一物体传至另一物体往往是这三种基本传热方式的不同组合，但不论 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，一般是工件表面通过辐射或对流传热的方式从加热设备中取得热量，同时工件表面 又以传导传热方式将热量传给其心部。所以，热处理炉中的传热，每种基本传热方式并非 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

13、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、有规则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。 外形不规则而内部原子排列规则的小晶体称为晶粒。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，则称

14、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则的排列，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） 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。

15、 这种方法只适用于中、 小型铸件， 对于大型铸件则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加入一些细小的形核剂（又称变质剂或 9 / 49 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。钢中加入钛、硼、铝等，铸铁中加入硅铁、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心，达到细化晶粒的目的。 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

16、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基本的物质叫做组元，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部分称为相； 所谓的组织是指用金相观察方法，在金属及合金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

17、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，送入燃烧室或反应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） 表面净化作用 真空炉内的气氛中，氧的分压力很低。在高温下，零件表

18、面 的氧化物将发生分解反应： 2FeO T2Fe+0 2，所生成的氧气由真空泵排除，使零件获得光 10 / 49 亮的表面。 （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，在负压时将从金属表面逸出，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，升温过程中零件表面与中心温差较小，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 （如 Cr、Mn

19、 ） 会从零件表面蒸发，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（ Si Ca） 硼砂（Na2B4O7 WH20 ）等。 15 答：热处理工艺规程是各道热处理工序必须遵守的准则， 其基本形式是热处理 工艺卡。它是操作工人必须遵守的法规文件，其基本内容如下： （ 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

20、提出的热处理技术要求更详细、更具体。如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11 / 49 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 ） 检查炉体各部分是否损坏，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

21、件应装在各种炉型规定的有效加热区内； （2 ） 同炉的工件，工艺规范须相同或相近，各类工件有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，离台车表面距离要大于 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

22、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规范处理。 17 答：淬火、回火件的装炉方法 （ 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） 入炉零件均应干燥无油污； （ 6） 如图 3-1a 、 b 所示：细长零件应尽量垂直吊挂，以免变形

23、。对某些工件要合 理绑扎，以免因12 / 49 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） 零件入盐浴前要预热或烘干， 对于薄而长的工件， 应设法避免盐浴翻滚时工件 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，每炉零件数应基本一致； （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

24、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，材料的成本较高。 ( 2) 一定的高温强度 高温强度是指装载工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，则重量大，吸收的热量多，使工件的单位能耗增加，加 热时间延长，导致生产成本上升。 ( 3) 较低的材料与制作成本 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

25、、铸造的方法。控制工装材料与工装制作成本， 是控制热处理生产成本的重要方面。 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) 保证工装能安全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。 13 / 49 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，降低成本。 6) 尽可能地降低工装用材料和制造成本。 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

26、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基本 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、残余渗碳体的溶解 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 C, 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，

27、而本质 粗晶粒钢，就要严格控制加热温度，避免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；而残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

28、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。 14 / 49 25 . 答：将钢材或钢件加热到 AC3 （或Ac cm）以上3050 C,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，

29、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，且工件的表面不光。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，则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，则以采用退火为宜。 （ 3） 从经济上考虑 正火比退火的生产周期短、成本低，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

30、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达到的较快加 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，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

31、钢导热性差，表面和心部温差大，导致热应力大，15 / 49 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。 其基本 原则是：亚共析钢 AC3+3050 C；共析钢和过共析钢 Aci+3050 C。在具体选 择钢的淬火加热温度时，除了遵守上述的一般原则外，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

32、钢零件，则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部分厚度计算，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，保温后冷却到室温，

33、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。 16 / 49 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 C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 C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 3550HR

34、C 范围内。 （3） 高温回火 将淬火工件加热到 500700 C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， 还可作为零件表面淬火、 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， 使残余奥氏体 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 C以上）较缓慢地冷却，以 减少工件的热应力；在550600 C

35、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体较稳定的低温 区域（300 C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 C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则与清水差不多。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，避免产生软点，变形、开裂倾向比 清水小。缺点是零件淬火后容易生锈，必须

36、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 17 / 49 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 却一开始就很快达到最大冷却速度，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

37、、开裂倾向大大减少。 37 答：表面改性热处理是利用各种物理和化学的方法， 使金属表面获得特殊的化 学成分、组织结构和性能，从而达到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， 其表面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， 在工程上必须想办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，若 采用常规的整体热处理的方法，就很难满足上述的要求，这就需要采用表面改性热处理。 38 答：所谓

38、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 电流相反的感应电流。这种感应电流沿零件表面形成的封闭回路，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，就达到了表面淬火的目的。 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， 导体表面的 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 18

39、/ 49 交流电的集肤效应。当两个相邻导体通过电流时，若其电流方向相同，则由于它们所产 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 其外表面电流密度因自感反电动势增大而降低，而在圆环内侧的表面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部分工件置 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部 分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