2025年热处理考试题库及答案

2025年热处理考试题库及答案一、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钢经860℃水淬+600℃回火后的金相组织为（）A.回火索氏体+少量铁素体B.回火马氏体+残余奥氏体C.回火托氏体+碳化物D.珠光体+铁素体答案：A2.下列元素中，显著提高钢淬透性且作用最强的是（）A.MnB.SiC.CrD.Mo答案：C3.真空油淬时，油面压强控制在（）Pa可有效减少油挥发并保证冷却速度。A.1×10²B.5×10³C.2×10⁴D.8×10⁴答案：B4.铝合金T6处理中，人工时效温度通常选（）A.90℃B.120℃C.160℃D.220℃答案：C5.渗碳层中出现“黑色组织”缺陷，其主要原因是（）A.渗碳后冷速过快B.渗碳介质含水过高C.炉气氧势过高D.淬火温度偏低答案：C6.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.PAG淬火液＞10%盐水＞水＞油D.油＞水＞10%盐水＞PAG淬火液答案：A7.感应淬火淬硬层深度δ（mm）与电流频率f（kHz）的经验关系为（）A.δ≈500/√fB.δ≈300/fC.δ≈20√fD.δ≈0.6f答案：A8.高速钢W6Mo5Cr4V2淬火后，回火次数通常不少于（）次，以消除残余奥氏体。A.1B.2C.3D.4答案：C9.下列检测方法中，可无损测定渗碳层有效硬化层深度的是（）A.金相法B.维氏硬度梯度法C.超声背散射法D.断口法答案：C10.气体渗氮时，氨分解率测定采用（）A.红外仪B.热导仪C.氨分解率计（水柱式）D.氧探头答案：C11.退火态T8钢加热到780℃保温后，其奥氏体含碳量约为（）A.0.45%B.0.77%C.1.0%D.1.2%答案：B12.下列缺陷中，属于淬火裂纹特征的是（）A.沿晶断裂，断口有氧化色B.穿晶断裂，断口发亮无氧化C.沿原奥氏体晶界呈网状分布D.断口呈纤维状，有大量韧窝答案：B13.真空回火时，为防止回火脆性，冷却方式应采用（）A.炉冷至300℃出炉空冷B.快冷至500℃后通N₂速冷C.随炉冷至室温D.油冷答案：B14.计算临界直径DⅠ的公式DⅠ=D0·exp(β·C)中，β主要与（）有关。A.奥氏体晶粒度B.淬火介质强度C.钢中碳含量D.合金元素总量答案：B15.铝合金固溶处理转移时间一般控制在（）s以内，以防止粗大沉淀相析出。A.5B.15C.30D.60答案：B16.下列关于马氏体形态的说法正确的是（）A.低碳马氏体呈透镜状，高碳马氏体呈板条状B.板条马氏体亚结构为孪晶，透镜马氏体为位错C.板条马氏体具有较高韧性，透镜马氏体硬度高脆性大D.马氏体形态与Ms点无关答案：C17.渗碳淬火齿轮磨削裂纹的防止措施不包括（）A.降低磨削进给量B.采用硫化切削液C.提高回火温度至300℃D.表面喷丸强化答案：C18.下列炉型中，最适合深孔件渗碳的是（）A.井式气体渗碳炉B.真空卧式炉C.推杆式连续炉D.转底炉答案：A19.测定Ms点的常用方法是（）A.膨胀法B.电阻法C.磁性法D.以上均可答案：D20.钢的感应淬火频率选择，若要求淬硬层2mm，应优先选用（）A.中频2.5kHzB.超音频30kHzC.高频200kHzD.工频50Hz答案：A21.下列关于回火脆性的描述正确的是（）A.第一类回火脆性可逆，可快冷消除B.第二类回火脆性出现在250~400℃C.第二类回火脆性与P、Sn等杂质偏聚有关D.加Mo对第一类回火脆性无影响答案：C22.真空高压气淬常用气体为（）A.ArB.N₂C.HeD.H₂答案：B23.下列铝合金中，不可通过热处理强化的是（）A.2024B.7075C.5052D.6061答案：C24.钢件表面脱碳层测定，采用金相法时，脱碳层深度测量至（）A.铁素体消失处B.含碳量降至0.1%处C.与基体组织相同处D.硬度平稳处答案：A25.下列关于贝氏体等温淬火的说法错误的是（）A.可获得下贝氏体+马氏体混合组织B.可显著减小淬火变形C.适用于高碳钢精密件D.需严格控制等温温度和时间答案：A26.渗碳层碳浓度梯度太陡易导致（）A.表面硬度低B.表面残余压应力大C.淬火后表面剥落D.心部硬度不足答案：C27.下列检测项目中，属于炉温均匀性测试必测参数的是（）A.升温速度B.保温时间C.有效加热区温差D.空炉损耗功率答案：C28.高速钢回火后硬度二次升高的原因是（）A.残余奥氏体分解B.碳化物聚集C.二次淬火效应D.位错密度降低答案：C29.下列关于QPQ处理的说法正确的是（）A.先渗氮后氧化B.渗层硬度低于气体渗氮C.耐蚀性优于镀铬D.处理温度高于1000℃答案：C30.计算端淬曲线时，J值表示距水冷端（）mm处的硬度。A.1.5B.4C.8D.16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）31.下列因素中，影响钢淬透性的有（）A.奥氏体化温度B.原始组织C.晶粒度D.冷却介质强度答案：ABC32.铝合金固溶处理时，出现过烧的显微特征包括（）A.晶界复熔球B.晶界加粗C.晶内出现孔洞D.晶粒异常长大答案：ABC33.下列属于表面淬火缺陷的有（）A.软带B.过热熔化C.硬度不足D.变形开裂答案：ABCD34.渗碳层中出现“网状渗碳体”可采取（）措施消除。A.降低渗碳温度B.提高渗碳后冷速C.延长扩散时间D.提高淬火温度答案：AC35.下列关于真空热处理的优点，正确的有（）A.无氧化脱碳B.表面光亮C.畸变小D.能耗低于盐浴炉答案：ABC36.下列属于第二类回火脆性敏感钢种的有（）A.40CrB.30CrMnSiAC.12CrNi3D.60Si2Mn答案：AB37.下列关于等温淬火的说法，正确的有（）A.可获得下贝氏体B.残余应力低C.适用于复杂形状零件D.需合金钢方可实施答案：ABC38.下列检测方法中，可定量测定残余奥氏体含量的有（）A.X射线衍射法B.磁性法C.金相网格法D.中子衍射法答案：ABD39.下列关于渗氮层性能的说法，正确的有（）A.高硬度B.高疲劳强度C.良好耐蚀性D.高温下硬度保持性好答案：ABCD40.下列属于感应淬火工艺参数的有（）A.功率密度B.频率C.加热时间D.冷却延迟时间答案：ABCD三、填空题（每空1分，共20分）41.钢淬火后获得马氏体的最小冷却速度称为________。答案：临界冷却速度42.渗碳层有效硬化层深度测定，通常采用________硬度法，界限硬度值为________HV。答案：维氏，55043.铝合金时效硬化遵循________析出序列，其中________为亚稳强化相。答案：GP区→θ″→θ′→θ，θ″44.真空淬火油使用温度一般控制在________℃，油温过高会导致________降低。答案：40~80，冷却速度45.感应淬火后，表面残余应力为________应力，可________疲劳寿命。答案：压，提高46.第一类回火脆性温度区间约为________℃，可通过________冷却方式消除。答案：250~400，快速47.高速钢淬火后需经________次回火，每次________℃，以消除残余奥氏体。答案：3，56048.测定炉温均匀性时，测试点应布置在________区内，合格标准一般要求最大温差≤________℃。答案：有效加热，±549.气体渗氮常用温度为________℃，氨分解率一般控制在________%。答案：520，15~3550.钢的Ms点随碳含量升高而________，每增加0.1%C，Ms约下降________℃。答案：降低，30四、简答题（每题6分，共30分）51.简述淬火裂纹产生的主要原因及预防措施。答案：原因：1.冷却速度过快，组织应力大；2.零件截面突变，应力集中；3.材料淬透性过高；4.表面脱碳；5.淬火温度过高。预防：1.合理选材，控制淬透性；2.优化冷却介质，采用分级或等温淬火；3.消除尖角，均匀截面；4.控制淬火温度，防止过热；5.表面防护，防止脱碳；6.及时回火，降低内应力。52.说明铝合金T6处理各阶段工艺参数对性能的影响。答案：固溶温度越高，溶质原子溶解越充分，时效强化效果越好，但过烧风险增大；固溶转移时间越短，晶界析出相越少，强度越高；时效温度升高，析出相粗化，强度下降，塑性提高；时效时间延长，硬度出现峰值后下降；冷却速度越快，空位密度高，加速GP区形成，提高峰值硬度。53.比较气体渗碳与真空渗碳的工艺特点。答案：气体渗碳：设备简单，成本低，可大批量生产，但表面易氧化，层深均匀性受炉气流动影响；真空渗碳：无氧化脱碳，层深均匀，可局部渗碳，环保，但设备昂贵，工艺周期长，需高压气淬配套。54.写出计算端淬硬度J4的回归公式，并说明各符号含义。答案：J4=60×C%+22×Mn%+21×Cr%+16×Ni%+11×Mo%+10×V%+7×Si%+5×Cu%+270√C20√E，其中C%等合金元素质量分数，E为奥氏体化温度（℃），J4表示距水冷端4mm处硬度HRC。55.简述QPQ处理渗层组织特征及性能优势。答案：渗层外层为Fe₃O₄氧化膜，厚约3μm，耐蚀；次层为εFe₂₃N化合物层，厚10~25μm，硬度800~1200HV；扩散层深0.3~0.5mm，含氮马氏体+回火索氏体。优势：耐磨性为镀铬2~3倍，耐盐雾腐蚀≥200h，畸变小，可替代镀硬铬。五、综合应用题（共50分）56.（计算题，15分）某40Cr钢轴（φ50mm，长300mm）要求表面硬度50~55HRC，有效硬化层深2.5mm。已知：1)端淬试验得J4=42HRC；2)理想临界直径DⅠ=45mm；3)油淬强度H=0.35。求：(1)计算该轴油淬后的表面硬度；(2)判断能否满足技术要求；(3)若不合格，提出两种可行改进方案并给出参数。答案：(1)采用Grossmann法：D/DⅠ=50/45=1.11，查图得淬透系数f≈0.82，表面硬度=J4×f=42×0.82≈34HRC。(2)34HRC＜50HRC，不满足。(3)方案A：改用PAG15%水溶液，H≈0.8，重新计算f≈0.96，硬度≈40HRC，仍不足；方案B：改用高压气淬（H=1.2）或水淬（H=2.0），f≈1，硬度≈42HRC，仍低；方案C：材料升级为42CrMo（DⅠ=60mm），油淬f≈0.9，硬度≈38HRC；方案D：表面感应淬火，功率密度1.2kW/cm²，频率2.5kHz，淬硬层3mm，表面硬度≥55HRC，满足。最终推荐方案D或方案C+水淬。57.（分析题，15分）某20CrMnTi齿轮渗碳淬火后发现磨削裂纹，裂纹垂直于磨削方向，深度0.2mm，显微观察裂纹两侧有回火色。试分析裂纹性质、产生原因，并给出系统预防措施。答案：性质：磨削烧伤裂纹，属热机械疲劳裂纹。原因：1.磨削参数过大，表面瞬时温升达600℃，产生二次淬火，形成薄层马氏体，体积膨胀，受拉应力；2.渗碳层表面碳浓度高（1.0%），脆性大；3.残余奥氏体含量高，磨削热诱发马氏体相变，产生相变应力；4.冷却不足，热量积聚。预防：1.优化磨削工艺，砂轮硬度降一级，进给量≤0.01mm/次，线速度≤30m/s；2.采用硫化切削液，流量≥80L/min；3.渗碳层碳浓度控制在0.8~0.9%；4.渗碳后深冷处理80℃×2h，减少残余奥氏体至≤15%；5.磨削前增加一次低温回火180℃×2h，降低表面拉应力；6.采用间断磨削或切向进给法，降低温升；7.磨后无损检测，裂纹工件二次