2025年中级钢材热处理工《理论知识》考试真题(含解析)

2025年中级钢材热处理工《理论知识》考试练习题(含解析)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）1.45钢淬火后获得马氏体组织，其硬度主要取决于（）。A.淬火冷却速度B.奥氏体化温度C.马氏体中碳的质量分数D.回火温度答案：C解析：马氏体硬度随碳含量升高而显著升高，冷却速度、奥氏体化温度、回火温度为次要因素。2.下列合金元素中，显著提高钢回火抗力、抑制回火脆性的是（）。A.MnB.CrC.NiD.Mo答案：D解析：Mo、W可强烈抑制第二类回火脆性，Cr、Mn作用次之。3.对T8钢进行等温淬火，最适宜的等温温度区间为（）。A.150～200℃B.250～300℃C.350～400℃D.450～500℃答案：B解析：250～300℃可获得下贝氏体，兼顾硬度与韧性。4.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.表面硬度升高C.淬硬层深度增大D.工件变形减小答案：C解析：频率降低，集肤效应减弱，加热层增厚，淬硬层加深。5.下列退火工艺中，可获得球状珠光体、降低硬度、改善冷变形性能的是（）。A.完全退火B.等温退火C.球化退火D.去应力退火答案：C解析：球化退火使片状渗碳体球化，显著降低硬度。6.20CrMnTi钢渗碳后空冷得到的主要组织为（）。A.马氏体+残余奥氏体B.贝氏体+铁素体C.珠光体+铁素体D.珠光体+贝氏体答案：C解析：低碳合金钢渗碳后空冷，心部为珠光体+铁素体。7.真空淬火相较于普通盐浴淬火，其最大优势是（）。A.冷却速度更快B.工件表面光亮、无氧化脱碳C.设备投资低D.工艺周期短答案：B解析：真空环境无氧，工件表面光亮，无脱碳。8.回火索氏体与回火托氏体相比，具有（）。A.更高硬度B.更高韧性C.更低强度D.更细碳化物答案：B解析：回火温度越高，碳化物聚集长大，韧性提高，硬度下降。9.测定钢的淬透性常用末端淬火试验，其评定指标为（）。A.临界直径B.淬硬层深度C.Jominy曲线硬度值D.马氏体含量答案：C解析：Jominy曲线直接给出距末端不同距离处的硬度，表征淬透性。10.钢中残余奥氏体过多，导致的主要危害是（）。A.硬度升高B.尺寸稳定性下降C.韧性提高D.耐磨性提高答案：B解析：残余奥氏体在服役中可能转变为马氏体，引起体积膨胀，尺寸变化。11.下列冷却介质按冷却能力由强到弱排序正确的是（）。A.10%盐水＞水＞PAG淬火液＞油B.水＞10%盐水＞油＞PAG淬火液C.油＞PAG淬火液＞水＞10%盐水D.PAG淬火液＞10%盐水＞水＞油答案：A解析：盐水冷却最强，PAG聚合物介于水油之间。12.高频感应淬火后，工件自回火温度约为（）。A.50～100℃B.150～200℃C.250～300℃D.400～450℃答案：B解析：高频淬火后利用内部余热回火，温度约150～200℃。13.钢的回火脆性区温度范围是（）。A.150～200℃B.250～400℃C.450～650℃D.650～750℃答案：B解析：250～400℃为第一类回火脆性区，450～650℃为第二类回火脆性区。14.下列关于渗氮层组织的说法正确的是（）。A.白亮层为ε相，脆性大B.扩散层主要为γ′相C.白亮层硬度低于扩散层D.渗氮层深度可用金相法测定总层深答案：A解析：白亮层为εFe23N，硬度高、脆性大。15.钢在加热时产生过热，其显微组织特征是（）。A.晶界氧化B.晶粒粗大C.脱碳层增厚D.魏氏组织答案：B解析：过热指晶粒异常长大，未出现氧化熔化。16.下列哪种热处理裂纹最易在淬火后数小时甚至数天后出现（）。A.淬火冷却裂纹B.磨削裂纹C.延迟裂纹D.过热裂纹答案：C解析：延迟裂纹由氢致脆性引起，具有时间滞后性。17.对GCr15钢进行等温球化退火，其加热温度一般选择（）。A.650℃±10℃B.780℃±10℃C.850℃±10℃D.920℃±10℃答案：B解析：780℃为Ac1+(20～30)℃，可保留大量未溶碳化物，利于球化。18.钢中碳化物带状组织评级依据的标准是（）。A.GB/T224B.GB/T1299C.GB/T13298D.GB/T18254答案：D解析：GB/T18254《高碳铬轴承钢》附录给出碳化物带状评级图。19.下列关于淬火变形的说法正确的是（）。A.热应力导致工件尺寸胀大B.组织应力导致工件收缩C.对称油沟轴类应垂直入液D.合金钢变形小于碳素钢答案：C解析：垂直入液使冷却均匀，减小弯曲；热应力导致收缩，组织应力导致胀大。20.钢件表面脱碳层测定常用金相法，其腐蚀剂为（）。A.4%硝酸酒精B.饱和苦味酸水溶液C.盐酸+苦味酸+酒精D.氯化铁+盐酸+水答案：A解析：4%硝酸酒精可清晰显示脱碳层铁素体增多区。21.下列哪种热处理工艺可获得双相钢组织（）。A.正火B.亚温淬火C.完全退火D.调质答案：B解析：亚温淬火在(α+γ)两相区加热，淬火后得马氏体+铁素体双相组织。22.钢件渗碳后采用分级淬火，其主要目的是（）。A.提高表面硬度B.减少淬火变形C.增加渗层深度D.细化心部组织答案：B解析：分级淬火减小温差，降低热应力，控制变形。23.下列关于回火温度与力学性能关系的说法正确的是（）。A.200℃回火后抗拉强度最高B.400℃回火后冲击韧性最低C.500℃回火后屈服强度最高D.600℃回火后硬度最高答案：B解析：400℃处于第一类回火脆性区，冲击韧性最低。24.钢中加入1%Al，主要作用是（）。A.提高淬透性B.细化晶粒C.提高回火稳定性D.形成奥氏体答案：B解析：Al形成AlN，钉扎晶界，细化晶粒。25.下列哪种缺陷最可能在调质件磁粉探伤时发现（）。A.淬火裂纹B.过热裂纹C.回火裂纹D.锻造折叠答案：A解析：淬火裂纹在调质件探伤中最常见。26.钢件经激光淬火后，硬化层深度一般为（）。A.0.1～0.8mmB.1.0～2.0mmC.2.0～3.0mmD.3.0～5.0mm答案：A解析：激光加热速度极快，层深通常小于1mm。27.下列关于淬火介质搅动强度的说法正确的是（）。A.搅动降低冷却速度B.搅动可消除蒸汽膜，提高冷却均匀性C.搅动对低温区冷却速度无影响D.搅动使变形增大答案：B解析：搅动破坏蒸汽膜，提高冷却均匀性，减小变形。28.钢件表面喷丸强化可显著提高（）。A.抗拉强度B.屈服强度C.疲劳强度D.冲击韧性答案：C解析：喷丸引入表面压应力，抑制疲劳裂纹萌生。29.下列哪种组织最易在焊接热影响区出现并导致冷裂（）。A.珠光体B.贝氏体C.马氏体D.铁素体答案：C解析：马氏体硬脆，氢致延迟裂纹敏感。30.钢件在80℃冷处理，其主要目的是（）。A.提高耐蚀性B.减少残余奥氏体C.细化晶粒D.消除应力答案：B解析：冷处理使残余奥氏体继续转变为马氏体。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.下列因素中，影响钢淬透性的有（）。A.奥氏体化温度B.合金元素种类与含量C.奥氏体晶粒度D.工件尺寸E.冷却介质类型答案：A、B、C解析：工件尺寸、冷却介质影响淬硬层深度，但不改变材料本身淬透性。32.下列属于第二类回火脆性特点的有（）。A.可逆B.出现在450～650℃C.与杂质元素P、Sn、Sb有关D.回火后快冷可抑制E.冲击韧性显著降低答案：B、C、D、E解析：第二类回火脆性不可逆，但可通过快冷抑制。33.渗碳工艺中，影响渗层深度的因素有（）。A.渗碳温度B.渗碳时间C.碳势D.钢中碳含量E.渗后冷却方式答案：A、B、C解析：钢中碳含量、冷却方式对渗层深度影响较小。34.下列关于感应加热的说法正确的有（）。A.频率越高，加热层越浅B.功率密度越大，加热速度越快C.可实现局部加热D.需整体加热到相变温度E.加热过程易氧化答案：A、B、C解析：感应加热在保护气氛或真空中可无氧化。35.下列属于淬火裂纹宏观特征的有（）。A.裂纹平直、呈放射状B.裂纹沿晶界扩展C.裂纹源位于应力集中处D.断口呈纤维状E.裂纹周围有氧化色答案：A、C解析：沿晶扩展、氧化色为过热或过烧特征；纤维状为韧性断口。36.下列工艺可用于消除带状组织的措施有（）。A.高温扩散退火B.多次正火C.调质处理D.控制轧制E.球化退火答案：A、B、D解析：调质、球化退火不能消除成分带状。37.下列关于渗氮用钢的说法正确的有（）。A.需含Cr、Mo、Al等氮化物形成元素B.渗氮前需调质C.渗氮后需淬火D.38CrMoAl是典型的渗氮钢E.渗氮层耐腐蚀性优于渗碳层答案：A、B、D、E解析：渗氮后不再淬火。38.下列属于表面热处理缺陷的有（）。A.表面硬度不足B.软化区C.硬化层过深D.表面熔化E.心部晶粒粗大答案：A、B、D解析：硬化层过深、心部晶粒粗大不属于表面缺陷。39.下列关于淬火变形的校正方法正确的有（）。A.热点校直利用局部加热冷却产生反向变形B.冷压校直需过压一定量C.回火校直需在低温区进行D.热点校直温度不超过回火温度E.所有变形均可通过校直消除答案：A、B、D解析：回火校直需高于回火温度；部分变形无法校直。40.下列属于热处理节能措施的有（）。A.利用锻造余热淬火B.采用可控气氛减少氧化C.提高炉子装载率D.采用低温回火代替高温回火E.采用连续炉代替周期炉答案：A、B、C、E解析：低温回火不能随意替代高温回火，需满足性能要求。三、填空题（每空1分，共20分）41.钢在加热时，铁素体向奥氏体转变的临界温度符号为________，加热时珠光体向奥氏体转变的临界温度符号为________。答案：Ac1；Ac342.45钢水淬时，临界直径约为________mm；油淬时，临界直径约为________mm。答案：15～18；8～1043.感应加热电流透入深度δ（mm）与频率f（Hz）的关系式为δ=________（仅写出比例关系）。答案：5030√(ρ/μf)（或写成δ∝1/√f）44.渗碳层总深度=过共析层+________层+________层。答案：共析；亚共析45.第一类回火脆性又称________回火脆性，第二类回火脆性又称________回火脆性。答案：不可逆；可逆46.钢中马氏体开始转变温度Ms主要受________元素含量影响，碳含量每增加0.1%，Ms约下降________℃。答案：碳；20～3047.激光淬火扫描速度越快，硬化层深度越________，表面硬度越________。答案：浅；高48.真空淬火油需具备低________、高________和良好的光亮性。答案：蒸气压；冷却性能49.渗氮白亮层厚度一般控制在________μm以下，以降低________。答案：15；脆性50.热处理工艺参数三要素为________、________和冷却方式。答案：加热温度；保温时间四、简答题（共30分）51.（6分）简述淬火内应力形成原因及控制措施。答案：淬火内应力包括热应力与组织应力。热应力因表面与心部温差引起；组织应力因马氏体比容大，转变时体积膨胀不均引起。控制措施：①合理选择淬火介质，降低冷却速度；②采用分级、等温淬火；③控制工件形状对称、避免尖角；④提高淬透性，采用合金钢；⑤采用压床淬火、夹具淬火等强制约束方法。52.（6分）说明渗碳淬火后表层出现非马氏体组织（黑色组织）的原因及防止方法。答案：原因：①炉内氧势高，表面合金元素氧化（内氧化），降低淬透性；②渗碳后冷却慢，先共析铁素体或托氏体析出；③淬火温度低，碳未完全溶入奥氏体。防止：①采用可控气氛或真空渗碳，降低氧势；②渗后二次淬火，提高冷速；③提高淬火温度；④选用含Mo、Ni的合金渗碳钢，提高淬透性。53.（6分）比较调质处理与正火处理在组织、性能及用途上的差异。答案：调质：淬火+高温回火，得回火索氏体，综合力学性能高，用于轴类、连杆等重要件；正火：空冷，得珠光体+铁素体，硬度、强度低于调质，用于改善切削性能或作为最终热处理对性能要求不高的零件。54.（6分）写出测定钢淬透性Jominy试验的操作步骤及结果表示方法。答案：步骤：①车制φ25mm×100mm标准试样；②加热至规定奥氏体化温度，保温30min；③迅速放入Jominy试验机，端面喷水冷却；④冷却后沿轴线磨平平面，距端面每隔1.5mm测洛氏硬度HRC；⑤绘制硬度距端面距离曲线（Jominy曲线）。结果表示：例如J4015表示距端面15mm处硬度为HRC40。55.（6分）列举五种常见热处理裂纹类型并给出宏观特征。答案：①淬火裂纹：细直、放射状，起源于尖角、孔边；②回火裂纹：网状或沿晶，出现在高速钢等高合金钢；③磨削裂纹：网状或放射状，与磨削方向垂直；④延迟裂纹：焊接或淬火后数小时出现，呈氢致沿晶特征；⑤过热裂纹：沿晶界扩展，断口有氧化色。五、综合应用题（共50分）56.（15分）某汽车变速箱齿轮采用20CrMoH钢制造，技术要求：渗碳层深0.8～1.0mm，表面硬度58～62HRC，心部硬度30～38HRC，马氏体及残余奥氏体≤3级，碳化物≤2级。现有工艺路线：锻造→正火→机加工→渗碳→降温淬火→低温回火→喷丸→精加工。问题：（1）指出原工艺可能存在的不足；（2）重新设计热处理工艺路线并说明参数；（3）给出检验方法与合格级别。答案：（1）不足：①降温淬火温度（约820℃）偏低，心部铁素体多，硬度不足；②渗后直接淬火，表层非马氏体组织风险大；③无二次淬火，晶粒粗大；④无冷处理，残余奥氏体超标。（2）新工艺：锻造→等温正火（950℃加热，空冷至650℃等温2h）→机加工→渗碳（930℃×4h，碳势1.0%）→降温至860℃保温30min油淬→清洗→高温回火（650℃×2h）→二次淬火（820℃×20min）→冷处理（80℃×2h）→低温回火（180℃×2h）→喷丸。（3）检验：层深GB/T9450金相法测至HV550处，0.8～1.0mm；表面硬度GB/T230洛氏法58～62HRC；心部硬度距齿根2mm处30～38HRC；金相评级按QC/T262：马氏体+残余奥氏体≤3级，碳化物≤2级；探伤按JB/T9218磁粉探伤无裂纹。57.（15分）某厂采用42CrMo钢制作φ80mm×500mm液压缸活塞杆，要求整体调质硬度28～32HRC，表面中频淬火硬度≥55HRC，硬化层深2.0～3.0mm，直线度≤0.2mm/m。现有调质后直线度0.8mm/m，淬火后增至1.5mm/m，校直困难。问题：（1）分析变形原因；（2）提出调质+表面淬火工艺优化方案；（3）给出校直与回火工艺参数。答案：（1）原因：①调质淬火冷却不均，组织应力大；②中频淬火单面扫描，热应力叠加；③工件长径