2026年热处理工程师考试试卷及答案

2026年热处理工程师考试试卷及答案1.单项选择题（每题1分，共20分）1.120CrMnTi钢经920℃渗碳后空冷，其渗层组织最可能是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：A1.2下列淬火冷却介质中，在600～500℃区间冷速最大的是A.15℃纯净水B.5%NaCl水溶液C.60℃快速淬火油D.60℃聚合物水溶液（PAG10%）答案：B1.3真空高压气淬常用的冷却气体是A.氦气B.氢气C.氮气D.二氧化碳答案：C1.4对W18Cr4V高速钢进行三次高温回火的主要目的是A.降低硬度便于切削B.消除网状碳化物C.产生二次硬化并消除残余奥氏体D.细化奥氏体晶粒答案：C1.5感应淬火时，电流频率降低将导致A.淬硬层深度减小B.淬硬层深度增大C.表面硬度升高D.工件整体温度升高答案：B1.6下列参数中，与钢的淬透性无直接关系的是A.临界冷却速度B.奥氏体晶粒度C.马氏体开始转变温度MsD.珠光体转变孕育期答案：C1.7铝合金T6处理指A.固溶＋自然时效B.固溶＋人工时效C.退火＋冷变形D.淬火＋稳定化回火答案：B1.8渗氮层表面出现“亮白层”主要组成相为A.εFe23NB.γ′Fe4NC.αFe中弥散氮化物D.Fe3O4答案：A1.9大型锻轴采用水空交替控冷（DQAQ）工艺的主要目的是A.提高表面硬度B.减少淬火裂纹并获均匀组织C.降低高温回火温度D.节约冷却水用量答案：B1.10下列检测方法中，可定量测定有效硬化层深度的是A.洛氏硬度HRCB.维氏硬度HV1（GB/T9450）C.布氏硬度HBWD.肖氏硬度HS答案：B1.11在真空气淬炉中，风机功率不变，提高气体压力将A.降低冷却速度B.冷却速度先升后降C.冷却速度单调增大D.冷却速度不变答案：C1.12对38CrMoAl钢进行气体渗氮时，氨分解率控制在A.15%～25%B.30%～40%C.65%～75%D.85%～95%答案：B1.13钢件经调质处理后，其室温冲击韧性主要决定于A.淬火冷却速度B.回火温度C.奥氏体化温度D.渗碳层深度答案：B1.14下列缺陷中，与渗碳无关的是A.黑色组织B.内氧化C.屈氏体网D.氢致裂纹答案：D1.15计算碳钢理想临界直径Di时，需要的基本数据是A.奥氏体晶粒度、碳含量、合金系数B.珠光体片间距、Ms点、残余应力C.屈服强度、断面收缩率、冲击功D.导热系数、比热容、密度答案：A1.16铝合金固溶处理转移时间要求<15s，主要是为了防止A.晶间腐蚀B.过烧C.自然时效D.淬火变形答案：C1.17对42CrMo钢进行感应淬火后，立即在180℃回火1h，其组织为A.回火索氏体B.回火马氏体C.回火屈氏体D.珠光体答案：B1.18下列因素中，对渗碳层碳浓度梯度影响最小的是A.渗碳温度B.渗碳时间C.钢中硅含量D.渗碳气氛露点答案：C1.19在保护气氛炉中，常用氧探头电动势EMF与碳势的关系式为A.EMF=0.0573×lg[%C]B.EMF=0.0573×lg(pCO2/pCO)C.EMF=0.0573×lg(pH2O/pH2)D.EMF=0.0573×lg[%O]答案：C1.20对球墨铸铁QT8002进行等温淬火，获得组织最可能是A.马氏体＋残余奥氏体B.下贝氏体＋残余奥氏体＋球状石墨C.珠光体＋铁素体D.索氏体＋渗碳体答案：B2.多项选择题（每题2分，共20分；多选少选均不得分）2.1下列属于表面淬火工艺的有A.火焰淬火B.感应淬火C.激光淬火D.电子束淬火E.渗硼答案：ABCD2.2渗碳淬火件出现“磨削裂纹”的主要原因包括A.残余奥氏体过多B.表面拉应力状态C.渗层碳浓度过高D.回火不足E.冷却速度过快答案：ABCD2.3评定钢的回火稳定性常用指标有A.回火硬度曲线B.二次硬化峰值温度C.回火屈氏体转变温度D.回火马氏体脆性区间E.回火时间系数答案：ABD2.4真空气淬优于油淬的场合包括A.高合金模具钢B.细长薄壁件C.表面需光亮无氧化D.要求深淬硬层E.要求低成本大批量答案：ABC2.5下列属于化学热处理的缺陷有A.内氧化B.黑色组织C.氢脆D.过烧E.脱碳答案：ABCE2.6影响铝合金时效强化效果的因素有A.固溶温度B.时效温度C.时效时间D.预变形量E.冷却介质类型答案：ABCD2.7对渗氮层进行“后氧化”处理的目的有A.提高耐蚀性B.降低摩擦系数C.提高疲劳强度D.增加表面硬度E.改善外观色泽答案：ABE2.8下列属于非调质钢微合金化元素的有A.VB.NbC.TiD.BE.Ni答案：ABC2.9大型锻件采用差温热处理（DQ）的优点有A.减少白点倾向B.细化晶粒C.降低残余应力D.提高淬透性E.节约能耗答案：ABC2.10评定感应淬火质量的无损检测方法有A.涡流检测B.超声检测C.磁记忆检测D.肖氏硬度E.磁粉检测答案：ABC3.填空题（每空1分，共20分）3.1钢的马氏体开始转变温度Ms主要与__________和__________有关。答案：碳含量；合金元素3.2渗碳层有效硬化层深度（CHD）通常以__________硬度为界限值，一般取__________HV。答案：550；HV13.3铝合金固溶处理时，过烧的特征是晶界出现__________和__________。答案：复熔球；三角晶界3.4真空气淬冷却速度随炉气压力升高而__________，当压力超过__________bar后增幅趋缓。答案：增大；53.538CrMoAl钢气体渗氮典型工艺：__________℃×__________h，氨分解率30%～40%。答案：520；203.6高速钢回火二次硬化峰值温度约为__________℃，主要析出相为__________。答案：560；M2C（Mo2C）3.7感应淬火频率f=10kHz时，电流透入深度Δ≈__________mm（ρ=20×108Ω·m，μr=40）。答案：0.53.8球墨铸铁等温淬火获得奥贝组织，其典型抗拉强度可达__________MPa，伸长率约__________%。答案：1200；83.9渗碳件淬火后表面残余应力状态为__________，有利于提高__________强度。答案：压应力；疲劳3.10氧探头电动势EMF=1140mV（1000℃），对应气氛碳势约为__________%C（已知2.27×lg(pH2O/pH2)=EMF0.0573×lg[%C]）。答案：0.854.简答题（每题6分，共30分）4.1简述淬透性与淬硬性的概念区别，并给出各自主要影响因素。答案：淬透性指钢在淬火条件下获得马氏体组织深度的能力，取决于临界冷却速度、合金元素、奥氏体晶粒度；淬硬性指钢淬火后能达到的最高硬度，主要取决于碳含量。4.2说明渗碳件内氧化的形成机理及预防措施。答案：内氧化是由于渗碳气氛中氧分压高，Cr、Mn、Si等合金元素与氧结合在晶界生成氧化物。预防措施：降低气氛氧势（提高碳势、加氢或甲烷）、降低渗碳温度、选用低内氧化倾向钢（降Si、加Mo）。4.3列举三种评定渗氮层深度的方法并比较其特点。答案：①金相法：直观、可观察白亮层，但人为误差大；②硬度梯度法（HV0.3）：GB/T11354，定量准确，需磨制试样；③脆性法（GK）：快速无损，仅适用于工艺对比。4.4写出铝合金T6工艺曲线，并说明转移时间对性能的影响。答案：固溶495℃×2h→水淬（转移时间<15s）→人工时效170℃×8h。转移时间过长则自然时效提前，降低后续人工时效强化效果，硬度下降5～10HV。4.5说明激光淬火与感应淬火在组织与性能上的差异。答案：激光淬火功率密度高（>103W/mm2），加热速度>103℃/s，自冷速度极快，获得极细马氏体（μm级），硬度高2～3HRC，变形极小，淬硬层0.2～1mm；感应淬火加热速度较低，层深2～8mm，硬度均匀，需后续回火。5.计算题（共30分）5.1（8分）42CrMo钢Φ60mm圆棒，查得理想临界直径Di=95mm，求在60℃快速油中淬火（H=0.4）能否淬透心部？若改为25℃水淬（H=1.2）又如何？答案：淬透因子D/Di=60/95=0.63；查端淬曲线，H=0.4时临界直径比≈0.55，0.63>0.55，故油淬未淬透；H=1.2时比≈0.75，0.63<0.75，水淬可淬透。5.2（10分）某渗碳齿轮要求有效硬化层深度CHD=1.0mm（550HV）。已知渗碳温度930℃，碳势1.0%，扩散系数D=0.6exp(165000/RT)m2/s，求所需强渗时间。（提示：用Fick第二定律误差函数解，表面碳含量0.8%，心部0.2%，目标深度处碳浓度0.4%）。答案：由C(x,t)=Cs(CsC0)erf(x/2√Dt)，代入0.4=1.0(1.00.2)erf(1×103/2√Dt)，得erf(ξ)=0.75，查表ξ≈0.81，解得t≈3.9h。5.3（12分）38CrMoAl钢渗氮后表面硬度HV0.31100，层深0.35mm，承受接触应力σmax=1200MPa，按最大剪应力理论，安全系数取1.5，问能否满足10^7次寿命？（已知材料疲劳极限σ1=0.35HV160MPa，剪应力τmax=0.304σmax）。答案：σ1=0.35×1100160=225MPa；许用剪应力τall=225/1.5=150MPa；τmax=0.304×1200=365MPa>150MPa，不满足，需提高层深或降低载荷。6.综合应用题（共30分）6.1（15分）某风电主轴42CrMo4锻件，重8t，要求调质后屈服强度≥650MPa、40℃冲击功≥34J。现有工艺：850℃油淬＋560℃回火，检测发现心部冲击功仅22J。试分析原因并提出改进方案。答案：原因：①心部未淬透，出现贝氏体/铁素体混合组织；②回火温度偏高，强度不足；③锻件偏析带夹杂物。改进：①提高淬火冷却速度，采用水空交替控冷（DQAQ），H值由0.4提至1.0；②回火温度降至540℃；③锻后采用高温扩散退火1200℃×10h消除偏析；④验证：心部组织为回火索氏体，屈服680M