热处理工技能鉴定考核试题库及答案

热处理工技能鉴定考核试题库及答案一、热处理基础与材料学1.（单选）下列牌号中，属于过共析钢的是A.20CrMnTi B.45 C.T10 D.60Si2Mn答案：C2.（单选）在FeFe₃C相图中，共析点碳的质量分数为A.0.0218% B.0.77% C.2.11% D.4.3%答案：B3.（单选）亚共析钢完全退火后室温组织为A.F+P B.P+Fe₃CⅡ C.B+M D.M+Ar答案：A4.（单选）下列元素中，显著提高钢淬透性且作用最强的是A.Ni B.Cr C.Mo D.Mn答案：C5.（单选）感应加热表面淬火时，电流频率降低，则A.淬硬层深度减小 B.工件表面硬度升高 C.淬硬层深度增大 D.功率消耗降低答案：C6.（多选）影响Ms点的因素有A.碳含量 B.奥氏体晶粒度 C.冷却速度 D.合金元素答案：A、B、D7.（多选）下列属于化学热处理的是A.渗碳 B.碳氮共渗 C.渗硼 D.感应淬火答案：A、B、C8.（判断）钢中残余奥氏体含量随碳含量升高而降低。答案：错9.（填空）过冷奥氏体在550℃等温转变产物为________，其硬度约为________HRC。答案：索氏体；3510.（简答）简述合金元素对回火稳定性的影响机制。答案：合金元素（Mo、W、V、Cr等）在回火时形成高稳定性碳化物，阻碍马氏体分解与碳化物聚集长大，提高抗软化能力；同时延缓残余奥氏体分解，使硬度下降缓慢，表现为回火稳定性提高。11.（计算）已知40Cr钢工件有效厚度50mm，采用油淬，查图表得理想临界直径DI=45mm，求该工件淬火后中心能否获得95%马氏体？（需给出推理过程）答案：工件有效厚度50mm＞DI45mm，中心冷却速度低于临界冷速，无法获得95%马氏体，中心将出现部分贝氏体或珠光体。12.（综合）某汽车变速箱齿轮选用20CrMnTi，技术要求：齿面硬度58～62HRC，有效硬化层深0.8～1.2mm，心部硬度35～42HRC。请制定完整热处理工艺路线并说明各工序作用。答案：1）正火：950℃空冷，均匀组织，消除带状组织，降低切削变形；2）机加工：留磨量0.25mm；3）渗碳：930℃×5h，碳势1.0%，获得1.1mm渗层；4）降温至850℃直接油淬，获得高碳马氏体；5）低温回火：180℃×2h，去除应力，保持高硬度；6）喷丸：强化表层，产生残余压应力，提高弯曲疲劳寿命。二、加热与冷却设备1.（单选）可控气氛多用炉常用气氛中，起主要还原作用的是A.CH₄ B.CO₂ C.CO D.N₂答案：C2.（单选）真空炉加热元件材料常用A.FeCrAl B.NiCr C.Mo D.SiC答案：C3.（单选）盐浴炉启动时，电极盐需先熔化，其方法是A.电弧启动 B.电阻丝外加热 C.感应加热 D.燃气外加热答案：B4.（多选）下列属于间歇式炉的是A.井式炉 B.台车炉 C.推杆式连续炉 D.罩式炉答案：A、B、D5.（判断）在氮基保护气氛中，添加少量丙烷可提高气氛碳势。答案：对6.（填空）常用氧探头输出电动势公式为E=________，其中T为绝对温度，P₁、P₂分别为参比侧与测量侧氧分压。答案：E=(RT/4F)ln(P₁/P₂)7.（简答）简述高压气淬真空炉中，采用He与N₂混合气体的优点。答案：He热导率远高于N₂，可提高冷却速度；但成本高，混入60%～80%N₂可降低成本，同时保持较高冷速，减少He消耗；混合气密度小，风机功耗降低，工件变形小。8.（综合）某工厂台车炉额定功率320kW，有效装炉量8t，要求将低合金钢铸件由20℃升温至920℃，计算理论最短升温时间。（钢比热容0.49kJ·kg⁻¹·℃⁻¹，忽略热损失）答案：Q=mcΔT=8000kg×0.49kJ·kg⁻¹·℃⁻¹×900℃=3.528×10⁶kJt=Q/P=3.528×10⁶kJ÷320kW=11025s≈3.06h理论最短升温时间约3.1h。三、淬火介质与畸变控制1.（单选）下列介质中，冷却能力最强的是A.60℃快速淬火油 B.20%PAG水溶液（40℃） C.自来水（20℃） D.热浴盐（180℃）答案：C2.（单选）减少薄壁套筒淬火椭圆畸变最有效的方法是A.提高加热温度 B.采用压淬机床 C.加大淬火油量 D.预冷淬火答案：B3.（多选）影响淬火油冷却强度的因素有A.油温 B.搅拌速度 C.添加剂类型 D.工件表面粗糙度答案：A、B、C4.（判断）PAG水溶液浓度升高，冷却速度降低。答案：对5.（填空）国际通用淬火烈度H值中，静水20℃的H=________，高速搅拌快速淬火油的H≈________。答案：1.0；0.56.（简答）解释“马氏体转变塑性”及其在畸变控制中的应用。答案：马氏体转变塑性指钢在Ms～Mf区间受外力时，因相变诱发塑性（TRIP效应）产生额外塑性变形，可降低内应力峰值；应用：压淬或模淬时，在相变区施加可控压力，使工件微量塑性流动抵消热应力与组织应力，减少畸变。7.（计算）某轴类零件直径80mm，长度600mm，材料42CrMo，要求淬火后弯曲度≤0.3mm。已知自由淬火弯曲度达1.2mm，若采用模淬可减小畸变率70%，问是否满足要求？答案：模淬后弯曲度=1.2mm×(10.7)=0.36mm＞0.3mm，不满足；需再优化如分段加压或提高模具刚度。四、化学热处理1.（单选）气体渗碳时，碳势过高易产生的缺陷是A.贫碳 B.网状碳化物 C.内氧化 D.表面脱碳答案：B2.（单选）离子渗氮阴极辉光层正常颜色为A.橙红 B.淡蓝 C.银白 D.紫黑答案：B3.（单选）渗硼层硬度可达A.400HV B.700HV C.1200HV D.2000HV答案：D4.（多选）影响气体渗氮层深度的因素有A.温度 B.时间 C.氨分解率 D.钢中Al含量答案：A、B、C、D5.（判断）碳氮共渗温度一般高于渗碳温度。答案：错6.（填空）常用渗碳层深度测定方法有________法、________法、________法。答案：金相；硬度梯度；断口7.（简答）说明离子渗氮“溅射沉积”机制。答案：在高压电场下，N⁺、H⁺轰击阴极工件，Fe原子被溅射并与活性N结合生成FeN，FeN在表面分解析出高氮相，N原子向内部扩散形成氮化层；溅射清洁作用去除氧化膜，促进氮原子吸附。8.（综合）某精密齿轮要求层深0.5mm，表面硬度900HV，选用38CrMoAl，制定气体渗氮工艺并给出检验标准。答案：工艺：1）预处理：调质，920℃油淬+650℃回火，硬度280HB；2）精加工留磨量0.05mm；3）气体渗氮：520℃×30h，氨分解率25%～35%，炉冷至150℃出炉；4）精磨去白亮层≤0.01mm；检验：层深：金相法测至基体硬度+50HV处，要求0.45～0.55mm；硬度：HV0.3，齿顶≥900HV，心部250～300HV；脆性：维氏压痕边缘裂纹≤2级（GB/T11354）。五、感应与激光热处理1.（单选）感应淬火频率f与电流透入深度δ关系为A.δ∝f B.δ∝√f C.δ∝1/√f D.δ∝1/f答案：C2.（单选）激光相变硬化后组织为A.珠光体 B.索氏体 C.马氏体 D.奥氏体答案：C3.（单选）同步双频感应技术主要解决A.深层硬化 B.变截面零件均匀硬化 C.降低能耗 D.减少变形答案：B4.（多选）激光熔覆优点有A.冶金结合 B.热影响区小 C.可熔覆高熔点材料 D.基体无需预热答案：A、B、C5.（判断）感应淬火后必须回火，否则无法消除应力。答案：错（自回火或低温回火均可）6.（填空）感应淬火常见冷却方式有________、________、________。答案：喷射；浸液；自冷7.（简答）说明激光淬火“表面黑化”预处理作用。答案：喷涂吸光涂层（如石墨、磷化膜）可提高激光吸收率由30%升至85%以上，避免反射损失，保证均匀加热；同时防止表面过热熔化，提高硬度均匀性。8.（综合）某发动机曲轴轴颈φ60mm，要求表面硬度≥55HRC，硬化层深2.5～3.5mm，制定感应淬火工艺参数。答案：频率：3kHz中频，δ≈5mm；功率：200kW，扫描速度6mm/s；淬火：聚合物水溶液浓度8%，温度25℃，压力0.4MPa环喷；回火：180℃×1.5h，硬度58～61HRC；变形检测：轴颈跳动≤0.05mm，需校直+去应力回火。六、质量检测与缺陷分析1.（单选）淬火裂纹最可靠的现场无损检测方法是A.超声 B.磁粉 C.涡流 D.射线答案：B2.（单选）测定渗碳层含碳量梯度，优先采用A.火花光谱 B.能谱仪（EDS） C.辉光放电光谱（GDS） D.硬度法答案：C3.（单选）回火脆性区温度范围是A.100～200℃ B.250～400℃ C.450～650℃ D.700℃以上答案：B4.（多选）磨削裂纹产生原因有A.淬火温度过高 B.回火不足 C.磨削进给大 D.冷却不良答案：B、C、D5.（判断）淬火态工件用洛氏HRC检测时，必须去除脱碳层。答案：对6.（填空）GB/T231.1规定，布氏硬度试验钢球直径为________mm，试验力保持时间________s。答案：10；10～157.（简答）简述“氢脆”断口特征及预防措施。答案：断口呈亮灰色结晶状，沿晶断裂为主，可见“鸡爪纹”；预防：采用真空熔炼、去氢退火200℃×24h，避免酸洗后未及时烘烤，电镀后200℃除氢。8.（综合）某40Cr连杆螺栓调质后硬度28HRC，装机早期断裂，断口呈放射状，源区位于螺纹根部，金