钢材热处理工高级考试试卷及答案

钢材热处理工高级考试试卷及答案一、单项选择题（每题1分，共20分。每题只有一个正确答案，请将正确选项的字母填在括号内）1.45钢淬火后获得马氏体组织，其硬度主要取决于（）。A.淬火温度B.冷却速度C.碳含量D.回火温度答案：C2.下列哪种冷却介质在20℃时的冷却能力最强（）。A.10%NaCl水溶液B.20℃自来水C.快速淬火油D.60℃矿物油答案：A3.高速钢W18Cr4V二次硬化峰通常出现的温度区间为（）。A.150～250℃B.350～450℃C.550～580℃D.680～720℃答案：C4.感应淬火时，电流频率降低，则（）。A.淬硬层深度减小B.表面硬度升高C.淬硬层深度增大D.功率损耗降低答案：C5.对30CrMnSiA钢进行等温淬火，最合适的等温温度为（）。A.180℃B.260℃C.320℃D.420℃答案：B6.下列回火工艺中，以获得高弹性极限为主的是（）。A.低温回火B.中温回火C.高温回火D.调质答案：B7.真空淬火相比可控气氛淬火，其最大优势是（）。A.冷却速度快B.表面脱碳少C.设备投资低D.能耗低答案：B8.渗碳后直接淬火工艺适用于（）。A.低合金渗碳钢B.高合金模具钢C.高碳工具钢D.马氏体不锈钢答案：A9.下列缺陷中，与淬火冷却过快最相关的是（）。A.回火脆性B.石墨化C.淬火裂纹D.球化不良答案：C10.钢中合金元素对Ms点影响的一般规律是（）。A.除Al、Co外，均降低MsB.均升高MsC.对Ms无影响D.仅碳降低Ms答案：A11.在渗氮过程中，白亮层（ε相）过厚易导致（）。A.硬度梯度变缓B.耐磨性提高C.脆性剥落D.抗蚀性下降答案：C12.大型锻件差温热处理时，所谓“差温”是指（）。A.炉温与工件表面温差B.工件表面与心部温差C.炉温与油温差D.工件与夹具温差答案：B13.下列检测方法中，可定量测定渗碳层有效硬化层深度的是（）。A.维氏硬度梯度法B.金相法C.磁粉法D.超声法答案：A14.对9SiCr钢进行球化退火，其最终组织应为（）。A.珠光体+铁素体B.索氏体C.球状珠光体D.贝氏体答案：C15.形变热处理（TMCP）的核心是（）。A.高温回火B.控轧控冷C.等温退火D.双液淬火答案：B16.在QPQ处理中，Q代表（）。A.淬火B.渗氮C.氧化D.抛光答案：A17.钢件表面出现“软点”最常见的原因是（）。A.回火不足B.局部脱碳C.过烧D.渗碳过度答案：B18.下列关于贝氏体强度的描述正确的是（）。A.上贝氏体强度高于下贝氏体B.下贝氏体强度高于上贝氏体C.与珠光体强度相当D.与铁素体强度相当答案：B19.在可控气氛炉中，碳势控制常用探头为（）。A.热电偶B.氧探头C.红外仪D.露点仪答案：B20.钢件淬火后残余奥氏体过多，可采取（）减少。A.提高回火温度B.深冷处理C.降低淬火温度D.延长回火时间答案：B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）21.下列属于化学热处理的是（）。A.渗碳B.碳氮共渗C.感应淬火D.渗硼答案：A、B、D22.导致回火脆性的元素有（）。A.PB.SnC.SiD.Mo答案：A、B23.下列措施可有效减少淬火变形的有（）。A.合理装夹B.分级淬火C.提高淬火温度D.采用压床淬火答案：A、B、D24.真空高压气淬（HPGQ）常用气体为（）。A.N₂B.ArC.HeD.H₂答案：A、B、C25.渗碳层出现网状渗碳体，可采取（）消除。A.高温回火B.正火C.感应退火D.重新加热淬火答案：B、D26.下列属于表面淬火缺陷的有（）。A.软带B.裂纹C.硬度不足D.脱碳答案：A、B、C27.关于马氏体不锈钢热处理，正确的是（）。A.可淬火强化B.回火温度不宜超过500℃C.必须进行固溶处理D.耐蚀性随回火温度升高而下降答案：A、B、D28.下列属于感应淬火工艺参数的有（）。A.频率B.功率密度C.移动速度D.冷却介质压力答案：A、B、C、D29.测定渗氮层硬度时，常用试验力为（）。A.0.3kgfB.0.5kgfC.1kgfD.10kgf答案：A、B、C30.下列关于等温淬火的说法正确的有（）。A.可获得下贝氏体B.变形小C.适用于高碳钢D.需精确控温答案：A、B、D三、填空题（每空1分，共30分）31.共析钢加热到Ac1以上30～50℃完全奥氏体化后，空冷所得组织为________。答案：珠光体32.钢淬火后回火时，在________℃附近出现第一类回火脆性。答案：250～40033.渗碳层有效硬化层深度（DC）的测定界限硬度值为________HV。答案：55034.高速钢回火三次的主要目的是促进________析出，提高红硬性。答案：弥散碳化物35.感应淬火常用simultaneous法，其特点是________与________同时进行。答案：加热；冷却36.真空淬火油的临界淬火烈度H值一般在________之间。答案：0.5～0.737.钢中________元素显著提高Ms点，________元素显著降低Ms点。答案：Co；Mn38.大型轴类件垂直吊挂淬火，主要防止________变形。答案：弯曲39.渗氮温度一般控制在________℃，低于调质回火温度________℃。答案：500～570；30～5040.碳氮共渗时，氨气比例过高易出现________组织，导致脆性。答案：网状氮化物41.QPQ处理中，最后一步________可显著提高耐蚀性。答案：氧化抛光42.钢件表面脱碳层深度测定常用标准号为________。答案：GB/T22443.贝氏体等温淬火获得的主要组织为________。答案：下贝氏体44.形变诱导铁素体相变（DIFT）的变形温度应高于________。答案：Ar345.钢的回火稳定性越高，其________越慢。答案：硬度下降速度46.渗碳淬火后，表层残余应力状态为________。答案：压应力47.钢中________相具有铁磁性，可用于无损检测硬化层深度。答案：马氏体48.双液淬火先水淬后油冷，适用于________钢。答案：高碳低合金49.钢件淬火后深冷处理温度一般为________℃。答案：80～19650.钢的热处理工艺代号中，________代表调质。答案：T四、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）51.钢中碳含量越高，其Ms点越高。答案：×52.真空淬火可有效防止氧化脱碳。答案：√53.下贝氏体韧性优于上贝氏体。答案：√54.渗碳层出现屈氏体网会降低疲劳强度。答案：√55.回火时间越长，硬度一定越低。答案：×56.感应淬火后必须回火，否则易裂。答案：√57.等温淬火可获得马氏体+贝氏体混合组织。答案：×58.钢件表面喷丸可引入残余压应力，提高疲劳寿命。答案：√59.高速钢淬火后残余奥氏体可达20%以上。答案：√60.渗氮层硬度高于渗碳层，故耐磨性一定更好。答案：×五、简答题（每题6分，共30分）61.简述淬火裂纹产生的主要原因及预防措施。答案：（1）原因：冷却过快、截面突变、成分偏析、夹杂物多、淬火温度过高、回火不及时。（2）措施：合理选材与锻造；控制淬火温度；采用分级或等温淬火；合理装夹；及时回火；深冷处理前预回火。62.说明渗碳层出现网状渗碳体的危害及补救方法。答案：危害：降低冲击韧性，易萌生裂纹，磨削裂纹敏感。补救：正火+高温回火细化组织；或重新加热到Ac3以上淬火，使网状碳化物溶解。63.比较感应淬火与渗碳淬火在工艺、组织、性能上的差异。答案：工艺：感应淬火为表面快速加热冷却，渗碳为先化学扩散后淬火。组织：感应淬火为马氏体过渡层；渗碳为高碳马氏体+残余奥氏体+碳化物。性能：感应淬火硬度梯度陡，渗碳层硬度高且压应力大，疲劳寿命更长。64.简述QPQ技术的工艺步骤及特点。答案：步骤：预热→渗氮（570℃×2h）→氧化→抛光→二次氧化。特点：高硬度（≥600HV0.1）、高耐蚀（盐雾≥100h）、变形极小、可替代镀硬铬。65.说明高速钢回火二次硬化的机理。答案：回火时残余奥氏体转变为马氏体；同时析出弥散M2C、MC合金碳化物，产生沉淀强化；两者叠加使硬度回升，出现二次硬化峰。六、综合应用题（共50分）66.某汽车变速箱齿轮采用20CrMnTi钢制造，技术要求：渗碳层深0.8～1.0mm，齿面硬度58～62HRC，心部硬度32～45HRC，马氏体及残余奥氏体≤3级，碳化物≤2级。请制定完整热处理工艺路线，并说明各工序作用及检验方法。（20分）答案：工艺路线：锻造→正火（950℃空冷，细化晶粒）→机加工→渗碳（930℃×4h，碳势1.0%）→炉冷至860℃→直接油淬→清洗→低温回火（180℃×2h）→喷丸→精磨→成品检验。工序作用：正火消除网状组织；渗碳获得高碳表层；淬火得马氏体；回火去除脆性；喷丸引入压应力。检验：层深GB/T9450550HV法；表面硬度RockwellC；心部硬度HRC；金相评级按QC/T262。67.某厂对φ80mm的42CrMo钢轴进行调质，要求整体硬度28～32HRC，屈服强度≥750MPa。现有设备：淬火炉最大装炉量2t，冷却槽水聚合物淬火剂，H=0.4。请计算淬火临界直径，并评估现有条件是否满足，提出改进方案。（15分）答案：查手册得42CrMo理想临界直径DI≈80mm，实际淬火烈度H=0.4，则临界直径D=DI×H^0.5≈80×0.63≈50mm。结论：φ80mm>50mm，心部难淬透，硬度不足。改进：提高淬火烈度至H=0.6（加NaCl或PAG浓度）；采用感应调质（表面→心部梯度加热淬火）；或改用淬透性更高的40CrNiMoA。68.某精密轴承套圈采用GCr15钢，壁厚8mm，要求硬度61～65HRC，尺寸变化≤0.05mm。原工艺：845℃油淬→180℃回火→磨削，变形超差。请重新设计热处理及辅助工艺，给出详细参数、装夹方式、冷却策略及变形控制措施。（15分）答案：新工