2025年热处理工(高级)考试题库及答案解析

2025年热处理工(高级)考试题库及答案解析一、单项选择题（每题1分，共30分。每题只有一个正确答案，请将正确选项字母填入括号内）1.20CrMnTi钢经渗碳后空冷，其表层组织为（）。A.马氏体+残余奥氏体B.珠光体+铁素体C.贝氏体+马氏体D.索氏体+屈氏体答案：A解析：渗碳后空冷，表层碳浓度高，Ms点下降，形成高碳马氏体及少量残余奥氏体。2.下列冷却介质中，在650～550℃区间冷速最快的是（）。A.10%NaCl水溶液B.20℃纯净水C.60℃快速淬火油D.60℃分级盐浴答案：A解析：NaCl水溶液在650～550℃区间冷速可达600℃/s以上，远高于油、盐浴。3.真空淬火时，为防止合金元素蒸发，通常回充的气体是（）。A.纯氧B.纯氢C.高纯氮D.二氧化碳答案：C解析：高纯氮惰性、成本低，可抑制Cr、Mn等元素蒸发，且安全。4.感应淬火淬硬层深度主要与（）关系最大。A.电流频率B.功率因数C.冷却水压力D.工件装炉量答案：A解析：频率↓→透入深度↑，工程上按δ=5000√(ρ/μf)估算。5.下列回火工艺中，能获得最高冲击韧度的是（）。A.180℃×2hB.380℃×2hC.520℃×2hD.620℃×2h答案：D解析：620℃高温回火可得回火索氏体，位错密度低，冲击韧度最高。6.铝合金T6处理指（）。A.固溶+自然时效B.固溶+人工时效C.退火+冷作硬化D.淬火+稳定化回火答案：B解析：T6=固溶（Solution）+人工时效（Artificialaging）。7.高速钢W6Mo5Cr4V2淬火后，在560℃回火三次的主要目的是（）。A.降低硬度B.消除应力C.产生二次硬化D.细化晶粒答案：C解析：560℃回火析出M2C、MC特殊碳化物，造成二次硬化峰值。8.下列缺陷中，属于热处理裂纹的是（）。A.缩孔B.白点C.淬火纵裂D.气孔答案：C解析：淬火纵裂由组织应力与热应力叠加产生，属热处理裂纹。9.渗氮件表面出现“网状氮化物”的主要原因是（）。A.渗氮温度过低B.氨分解率过低C.渗氮温度过高D.渗氮前调质硬度过高答案：C解析：温度>560℃，氮沿晶界快速扩散，形成脆性Fe4N网。10.测定淬火烈度H值的标准探头材料为（）。A.纯铜B.银C.Inconel600D.镍答案：C解析：ISO9950规定Inconel600探头，尺寸Φ12.5×60mm。11.在相同碳含量条件下，下列组织中耐磨性最好的是（）。A.珠光体B.下贝氏体C.回火马氏体D.高碳马氏体答案：D解析：高碳马氏体硬度最高，耐磨性最佳。12.大型锻件差温热处理时，第一阶段保温温度通常选在（）。A.Ac3+30℃B.Ac120℃C.620～650℃D.850～900℃答案：C解析：620～650℃保温可均匀温度、降低心部拉应力，防止横裂。13.真空回火时，为防止回火脆性，应控制冷却速度（）。A.<5℃/minB.10～20℃/minC.>50℃/minD.任意冷速答案：B解析：真空回火后快冷可抑制杂质元素晶界偏聚，避免第二类回火脆性。14.下列检测方法中，可无损测定硬化层深度的是（）。A.金相法B.硬度梯度法C.超声背散射法D.断口法答案：C解析：超声背散射法利用声速与组织关系，可无损测SHD。15.对42CrMo钢进行亚温淬火，常用温度为（）。A.760℃B.820℃C.880℃D.950℃答案：A解析：Ac3≈780℃，亚温淬火选Ac320℃，可得F+M复相组织，提高韧性。16.气体渗碳时，碳势控制最常用的传感器是（）。A.氧探头B.红外CO2仪C.露点仪D.电阻法答案：A解析：氧探头（ZrO2）响应快，精度±0.05%C，广泛用于连续炉。17.下列因素中，与淬火变形量关系最小的是（）。A.材料淬透性B.装炉方式C.冷却介质类型D.工件颜色答案：D解析：工件颜色与辐射散热有关，但对变形量影响可忽略。18.铝合金固溶转移时间一般要求（）。A.<5sB.<15sC.<60sD.<5min答案：B解析：薄壁件<15s，防止强化相析出，降低时效效果。19.下列钢中，最适合进行碳氮共渗的是（）。A.08FB.20CrC.T10D.GCr15答案：B解析：20Cr含Cr，提高氮化物形成能力，碳氮共渗后硬度梯度平缓。20.热处理车间噪声限值（8h暴露）按GBZ2.2规定为（）dB。A.70B.80C.85D.90答案：C解析：职业卫生限值85dB，超标需采取工程控制。21.盐浴炉启动时，电极盐浴首次升温必须（）。A.快速升至工作温度B.分段脱水排气C.直接送全压D.加入石墨粉答案：B解析：分段脱水可防止“放炮”事故，150℃、300℃、500℃各保温1h。22.下列回火硬度换算公式中，适用于45钢的是（）。A.HRC≈100TS/10B.HRC≈600.025TC.HV≈2.9HSD.HB≈10×HRC答案：B解析：经验式HRC≈600.025T（T为回火温度，℃），误差±1HRC。23.真空淬火炉出现“弧光放电”时，应首先（）。A.增大氩气压力B.降低加热功率C.停炉开炉门D.加大冷却水量答案：A解析：充氩至200～500Pa，可抑制弧光，保护电热元件。24.下列缺陷中，可用酸蚀低倍检验发现的是（）。A.晶间腐蚀B.淬火裂纹C.中心疏松D.脱碳答案：C解析：中心疏松属宏观缺陷，酸蚀后呈暗色海绵状。25.感应淬火件自回火温度通常用（）测定。A.红外测温仪B.色温笔C.硬度反推法D.热电偶埋入法答案：B解析：色温笔280℃、320℃两档，现场快速判定自回火温度。26.下列冷却曲线特征中，表明出现珠光体转变的是（）。A.斜率突变且放热平台B.连续光滑下降C.出现上翘D.水平直线答案：A解析：共析转变放热，冷却曲线出现平台，斜率突变。27.为减少9%Ni低温钢回火脆性，应控制（）含量。A.P+SB.Si+AlC.Cr+MoD.Cu+Sn答案：A解析：P、S偏聚晶界，降低解理抗力，需≤0.010%。28.下列工艺中，可提高齿轮心部强韧性的是（）。A.高频正火B.渗碳后二次淬火C.渗碳后高温回火D.碳氮共渗答案：B解析：二次淬火可细化心部晶粒，提高强韧性。29.热处理炉温均匀性测试，热电偶记录间隔应≤（）。A.2minB.5minC.10minD.30s答案：A解析：AMS2750规定≤2min，保证捕捉温度波动。30.下列材料中，不能采用水淬的是（）。A.40CrB.60Si2MnC.5CrNiMoD.T8答案：CC为热作模具钢，淬透性好，水淬易裂，应采用油淬或分级淬火。二、多项选择题（每题2分，共20分。每题有两个或两个以上正确答案，多选、少选、错选均不得分）31.下列属于化学热处理的工艺有（）。A.渗硼B.渗铝C.离子氮化D.碳氮共渗答案：ABCD解析：均通过活性介质使元素渗入表面，改变表层成分与组织。32.引起第二类回火脆性的有害元素有（）。A.PB.SbC.SnD.As答案：ABCD解析：杂质元素在450～550℃沿晶界富集，降低冲击韧度。33.真空淬火优点包括（）。A.无氧化脱碳B.变形小C.表面光亮度高D.冷速高于水淬答案：ABC解析：真空冷速低于水，但可高压气淬，综合变形小。34.下列属于感应淬火工艺参数的有（）。A.频率B.功率密度C.加热时间D.间隙距离答案：ABCD解析：四参数共同决定硬化层形貌。35.渗碳件热处理常见缺陷有（）。A.渗层剥落B.表层贫碳C.内氧化D.非马氏体组织答案：ABCD解析：均与炉气、冷速、钢材纯净度相关。36.铝合金热处理时，防止“过烧”应控制（）。A.固溶温度B.保温时间C.转移时间D.时效温度答案：AB解析：过烧指晶界低熔点相熔化，与固溶温度、时间直接相关。37.下列属于表面硬度检测方法的有（）。A.洛氏HRAB.维氏HVC.肖氏HSD.里氏HL答案：ABCD解析：均可换算，现场常用里氏、肖氏，实验室用维氏。38.大型轴类件垂直吊装淬火可减小（）。A.弯曲变形B.椭圆度C.氧化皮D.硬度不均答案：AB解析：垂直入水，冷却均匀，可减小弯曲与椭圆。39.下列属于淬火介质环保指标的有（）。A.CODB.BOD5C.苯并[a]芘D.动物毒性LD50答案：ABCD解析：环保油需检测COD、多环芳烃、急性毒性。40.热处理工艺仿真软件可预测（）。A.温度场B.相变场C.应力场D.硬度分布答案：ABCD解析：耦合热冶金应力模型，实现全流程预测。三、填空题（每空1分，共20分）41.渗碳层总深度=有效硬化层深度+__________。答案：过渡区深度42.真空度1×10⁻²Pa时，气氛中氧势相当于__________ppm。答案：0.143.感应淬火常用simultaneousdualfrequency，高频/低频比一般为__________。答案：5～1044.铝合金固溶处理转移时间每延长1s，硬度约下降__________HB。答案：0.5～145.42CrMo钢理想临界直径DI≈__________mm（晶粒度7级）。答案：7546.盐浴氯离子含量>__________%时，不锈钢出现点蚀。答案：0.547.高速钢回火二次硬化峰值温度__________℃。答案：56048.渗氮白亮层脆性评级，维氏压痕边角完整为__________级。答案：149.炉温均匀性测试，Ⅲ类炉合格±__________℃。答案：1050.油淬开启油温一般控制在__________℃。答案：40～8051.碳氮共渗常见温度区间__________℃。答案：820～88052.铝合金时效强化遵循__________规律。答案：GP区→η'→η53.大型锻件差温热处理，高温保温后需以<__________℃/h冷至500℃。答案：5054.9%Ni钢淬火组织为__________。答案：低碳马氏体+少量残余奥氏体55.热处理夹具常用材料为__________。答案：NiCr耐热钢（如Cr25Ni20）56.硬度换算，HRC30≈HV__________。答案：30057.真空回火冷却采用__________气体。答案：高纯N₂或Ar58.感应淬火自回火颜色为__________色时，约350℃。答案：紫59.渗碳层碳浓度梯度常用__________法测定。答案：剥层化学分析60.热处理工艺卡最终签字人员为__________。答案：热处理责任工程师四、简答题（每题6分，共30分）61.简述渗碳淬火齿轮产生“内氧化”机理及预防措施。答案：内氧化是渗碳时氧沿晶界扩散，与Cr、Mn、Si等形成氧化物，导致局部淬透性下降，形成非马氏体黑网。预防措施：1.原材料控制Cr+Mn+Si≤2.5%；2.渗碳气源加0.5～1%NH₃，降低氧势；3.提高炉气露点<10℃；4.采用低压真空渗碳；5.后续喷丸强化去除0.02mm表层。62.说明9%Ni低温钢淬火+回火工艺要点。答案：1.淬火：800±10℃×1h/25mm，水淬至200℃以下，获板条马氏体；2.回火：550～580℃×2h/25mm，空冷，使逆转奥氏体在板条界析出≥5%，提高低温韧性；3.控制P+S≤0.008%，防止回火脆；4.板厚>30mm需阶梯淬火，防裂；5.焊后热处理为605℃×4h，消除应力。63.列举三种无损检测硬化层深度的方法并比较其优缺点。答案：1.超声背散射法：优点无损、快速，适合生产线；缺点需标样，曲面需补偿。2.涡流法：优点便携，对裂纹敏感；缺点受材质电磁性能影响大。3.电磁感应（微磁）法：优点可测残余奥氏体；缺点设备昂贵，需专用探头。金相法虽准但属破坏，三者误差±0.1mm。64.简述真空高压气淬选择氦气与氮气的技术经济比较。答案：氦气热导率为氮气5倍，可获更深淬硬层，适合高速钢、模具钢；但价格约为氮气50倍，需回收系统（回收率>95%）。氮气成本低，适合淬透性较好材料，如4Cr13、34CrNiMo6。生产批量小、高端件选氦；批量大、普通件选氮。65.说明铝合金T77处理含义及其应用。答案：T77=固溶+过时效+冷作硬化+再时效，用于7055、7150等超硬铝。目的：在强度损失<5%条件下，显著提高抗应力腐蚀（SCC）性能。工艺：120℃×24h过时效→冷轧变形1～3%→120℃×24h再时效。用于波音787机翼上壁板。五、综合应用题（共50分）66.（本题20分）某汽车变速箱齿轮，模数3mm，齿数38，材料20CrMoH，技术要求：齿面硬度58～62HRC，心部硬度32～38HRC，有效硬化层深0.6～0.9mm（HV1550），金相组织按QC/T2622007评定。现有连续式渗碳淬火生产线，炉膛有效尺寸800mm×200mm×120mm，最高温度950℃，碳势控制精度±0.05%，油淬，油温60℃，最大装炉量300kg/盘。请制定完整热处理工艺规程，包括温度、时间、碳势、油温、回火参数，并给出检验项目及合格级别。答案：1)预处理：毛坯经920℃正火，硬度156～207HB，组织均匀。2)渗碳：930℃，碳势1.15%C，强渗120min，扩散60min，炉气露点12℃，氨气1L/min减内氧化。3)淬火：降至840℃，保温30min，碳势0.85%，快速入油（60℃，搅拌速率2m/s），油中添加8%快速光亮剂，淬火烈度H=0.35。4)清洗：80℃热水喷淋+防锈液，5min。5)回火：190℃×3h，空冷，硬度60～62HRC。6)喷丸：0.3mm铸钢丸，强度0.35mmA，覆盖率200%。7)检验：a)硬化层深0.75mm（HV1550）合格；b)齿面硬度60HRC合格；c)心部硬度35HRC合格；d)金相：马氏体级≤3级，残余奥氏体≤4级，内氧化≤0.02mm；e)变形：齿向跳动≤0.05mm；f)探伤：磁粉无裂纹。67.（本题15分）某φ80mm×200mm42CrMo轴调质后硬度要求28～32HRC，但检测发现一端硬度仅22HRC，金相发现大量铁素体。请分析原因并提出补救措施。答案：原因：1.淬火温度偏低或保温不足，铁素体未完全溶解；2.装炉方式不当，轴端靠近炉门，温度偏低；3.冷却延迟或搅拌不足，出现先共析铁素体。补救：重新加热至860℃，保温1h，垂直入水淬，水温25℃，搅拌；回火580℃×3h，硬度30HRC。后续：炉温均匀性±5℃，装炉距炉门≥150mm，淬火槽加导流筒，保证冷速>20℃/s。68.（本题15分）用JMatPro计算40Cr钢φ50mm圆棒850℃油淬，表面硬度预测值及沿截面硬度分布，并给出与实测偏差<5%的验证方案。答案：1)输入成分：C0.40，Si0.25，Mn0.65，Cr1.0，Mo0.15，Ni0.25，晶粒度8级。2)计算得：表面硬度HV1650（≈56HRC），心部HV1480（≈47HRC），半马氏体距离7mm。3)验证：取同炉试棒，表面磨0.5mm测HV1645；心部φ25mm处HV1475；误差1.2%，<5%。4)方案：采用450kgf布氏压痕邻近取屑，光谱核对成分；硬度梯度按GB/T230.1，每1mm测一点；金