2025年热处理工程师考试题目及答案

2025年热处理工程师考试题目及答案一、单项选择题（每题1分，共20分。每题只有一个正确答案，请将正确选项字母填入括号内）1.20CrMnTi钢经渗碳后空冷，再重新加热至880℃油淬，其最终渗层组织主要是（）。A.高碳马氏体+残余奥氏体B.低碳马氏体+铁素体C.珠光体+铁素体D.贝氏体+马氏体答案：A2.下列淬火冷却介质中，在600～500℃区间冷速最快的是（）。A.15%NaCl水溶液B.快速淬火油C.60℃温水D.压缩空气答案：A3.真空高压气淬炉常用冷却气体为（）。A.氧气B.氨气C.高纯氮或氦D.二氧化碳答案：C4.评定钢材淬透性最常用的试验方法是（）。A.夏比冲击B.端淬试验C.拉伸试验D.硬度梯度法答案：B5.在相同碳含量条件下，下列合金元素中提高Ms点最显著的是（）。A.CoB.MnC.CrD.Ni答案：A6.感应淬火时，电流频率降低，则（）。A.淬硬层深度减小B.淬硬层深度增大C.表面硬度提高D.功率消耗降低答案：B7.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+回火答案：B8.下列缺陷中，与渗氮处理直接相关的是（）。A.氢脆B.网状渗碳体C.白亮层剥落D.淬火裂纹答案：C9.回火索氏体的金相特征是（）。A.保持板条马氏体位向的α相+弥散碳化物B.等轴铁素体+粗大珠光体C.针状铁素体+贝氏体D.孪晶马氏体+残余奥氏体答案：A10.可控气氛渗碳常用碳势控制传感器是（）。A.氧探头B.红外CO₂仪C.露点仪D.热电偶答案：A11.钢件在570℃盐浴氮碳共渗后快速水冷，主要目的是（）。A.提高渗层硬度B.抑制化合物层剥落C.减少变形D.提高疲劳强度答案：B12.下列属于典型α+β钛合金的是（）。A.TA1B.TC4C.TB2D.TA7答案：B13.双液淬火的第二介质通常选择（）。A.油B.水C.熔盐D.压缩空气答案：A14.评定球化退火质量的主要指标是（）。A.布氏硬度B.球化率C.冲击韧性D.晶粒度答案：B15.在真空气淬中，提高气体压力从5bar到20bar，冷却速度大约提高（）。A.1倍B.2倍C.3倍D.4倍答案：B16.渗碳层中出现“黑色组织”主要与（）有关。A.氧沿晶界内扩B.碳化物偏析C.冷速过快D.氮含量过高答案：A17.钢中“第一类回火脆性”出现的温度区间是（）。A.150～250℃B.300～400℃C.450～550℃D.600～650℃答案：A18.下列属于典型沉淀硬化不锈钢的是（）。A.06Cr19Ni10B.12Cr13C.05Cr17Ni4Cu4NbD.20Cr25Ni20答案：C19.高频感应淬火后，立即在180℃回火1h，其主要作用是（）。A.提高硬度B.消除淬火应力C.细化晶粒D.降低残余奥氏体答案：B20.在渗碳层硬度梯度测试中，常用试验力为（）。A.1kgfB.5kgfC.10kgfD.30kgf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工艺的有（）。A.渗碳B.碳氮共渗C.渗硼D.感应淬火答案：A、B、C22.导致淬火裂纹的主要因素包括（）。A.原始组织粗大B.冷却过激C.零件截面突变D.表面脱碳答案：A、B、C、D23.下列措施可有效减少渗碳层网状碳化物的是（）。A.降低渗碳温度B.缩短强渗时间C.提高扩散温度D.后续正火处理答案：A、B、C、D24.真空气淬相比油淬的优点有（）。A.无油烟污染B.变形更小C.冷速可调D.设备投资低答案：A、B、C25.关于铝合金时效硬化曲线，下列说法正确的有（）。A.存在峰值时效B.过时效硬度下降C.温度越高峰值时间越短D.冷加工后时效速度减慢答案：A、B、C26.下列属于非调质钢应用特征的有（）。A.锻轧后空冷直接使用B.需淬火+高温回火C.微合金化V、Nb、TiD.组织为铁素体+珠光体答案：A、C、D27.评定渗氮层脆性的方法有（）。A.维氏硬度压痕评级B.声发射检测C.扭转试验D.冲击试验答案：A、B、C28.下列属于典型马氏体时效钢的有（）。A.18Ni(250)B.18Ni(300)C.00Ni18Co8Mo5TiD.40CrNiMoA答案：A、B、C29.高温回火后钢的组织为回火索氏体，其性能特点为（）。A.高强度高韧性配合B.硬度显著高于淬火态C.良好的抗疲劳性能D.切削加工性改善答案：A、C、D30.下列关于感应淬火硬化层深度测定方法，正确的有（）。A.金相法测至50%马氏体区B.硬度梯度法按ISO18203C.超声背散射法D.断口目测法答案：A、B、C三、填空题（每空1分，共20分）31.钢中马氏体转变开始温度Ms主要与________和________有关。答案：碳含量；合金元素32.渗碳层有效硬化层深度通常以550HV处至表面的________距离表示。答案：垂直33.真空回火为防止________元素蒸发，通常通入________气体进行分压。答案：Cr、Mn；高纯氮34.铝合金固溶处理温度一般选在低于________线5～10℃。答案：固相35.钛合金β退火后炉冷，可获得________组织，其特点是________。答案：等轴α+β；高塑性低强度36.钢件淬火后冷处理温度通常控制在________℃，目的是降低________。答案：−80～−120；残余奥氏体37.渗氮白亮层主要相结构为________和________。答案：εFe₂₃N；γ′Fe₄N38.球化退火工艺中，加热温度一般控制在Ac₁+(________)℃。答案：20～3039.双相区淬火可获得________+________组织，提高钢的强韧性。答案：铁素体；马氏体40.高温渗碳温度可达________℃，可显著缩短________时间。答案：1050；渗碳四、简答题（每题6分，共30分）41.简述第一类回火脆性的特征及抑制措施。答案：特征：1.出现在150～250℃回火后，冲击韧性显著下降，断口呈沿晶脆性；2.不可逆，再次回火无法消除；3.与杂质(P、Sn、As)晶界偏聚有关。抑制措施：1.降低杂质含量；2.加入0.3～0.5%Mo或0.5～1.0%W；3.采用等温淬火获得贝氏体；4.细化奥氏体晶粒；5.采用高温形变热处理。42.说明真空高压气淬中气体种类、压力及流速对冷却速度的影响规律。答案：1.气体种类：相同压力下，He冷却能力最强，N₂次之，Ar最差；2.压力：冷却速度随压力升高而增大，5→20bar冷速约提高2倍，20→40bar增幅趋缓；3.流速：冷却速度随流速增大而线性提高，但受风机功率限制；4.综合：采用He+N₂混合气体、提高压力至20bar、流速≥80m/s可获得接近油的冷速，且变形小。43.列举渗碳层网状碳化物的三种危害，并给出两种消除工艺。危害：1.降低冲击韧性；2.磨削裂纹源；3.降低疲劳寿命。消除工艺：1.高温正火(950℃空冷)+重新淬火；2.降低渗碳温度至920℃并缩短强渗时间，提高扩散温度至950℃加速碳扩散。44.说明铝合金过时效与峰值时效对晶间腐蚀敏感性的差异及原因。答案：峰值时效时，强化相(GP区/η′)沿晶界连续析出，晶界附近形成贫Cu带，电位降低，成为阳极通道，晶间腐蚀敏感性高；过时效时，η相粗大且分布均匀，晶界贫Cu带变宽但电位差减小，敏感性降低。45.给出测定钢淬透性端淬试验的标准试验条件。答案：试样：φ25mm×100mm，一端带凸台；加热：Ac₃+30℃，保温30min；喷水：自由高度65mm，水温20～25℃，水柱直径12.5mm；测量：距水冷端1.5、3、5、7、9、11…mm处测洛氏硬度HRC；结果：绘制硬度距离曲线，以JXXd表示，如J408表示距水冷端8mm处硬度40HRC。五、综合应用题（共60分）46.计算题（15分）某20CrMoH齿轮要求渗碳层深2.0mm，碳势1.0%，920℃强渗4h后扩散，已知扩散系数D=0.42exp(−148000/RT)mm²/s，求扩散时间。解：T=1193K，D=0.42exp(−148000/8.314/1193)=0.042mm²/s；层深δ=2√(Dt)，t=δ²/4D=4/4/0.042=23.8×10³s≈6.6h。答案：扩散需约6.6h。47.工艺设计题（15分）38CrMoAl氮化主轴要求表面硬度≥900HV，层深0.35mm，脆性≤2级，给出三段渗氮工艺曲线并说明各段作用。答案：1.升温段：350℃→530℃，N₂保护，去油除水；2.强渗段：530℃×15h，氨分解率18～22%，高氮势快速形成白亮层；3.扩散段：530℃×25h，氨分解率45～55%，降低表面氮浓度，减小白亮层厚度至8μm，降低脆性；4.退氮段：530℃→200℃，氨关闭，N₂冷至<150℃出炉。结果：层深0.35mm，硬度920HV，脆性1级。48.缺陷分析题（15分）某40Cr轴调质后硬度28HRC，要求32～36HRC，金相发现大量游离铁素体，指出原因及改进。答案：原因：淬火温度偏低(820℃)，未完全奥氏体化；冷速不足，油老化。改进：1.提高淬火温度至850℃；2.更换新油或采用PAG水基淬火液；3.加强循环搅拌；4.回火温度由560℃降至540℃。结果：硬度34HRC，组织为回火索氏体+少量铁素体<5%。49.综合计算与工艺优化（15分）某企业采用18CrNiMo76制造风电齿轮，模数mn=22，要求齿面硬度58～62HRC，有效硬化层深3.0mm，心部硬度35HRC。现有渗碳温度930℃，碳势1.05%，强渗8h+扩散12h，层深仅2.4mm。请计算并优化工艺。解：目标层深δ₂=3.0mm，原δ₁=2.4mm，渗层∝√t，需t₂/t₁=(3