2025年职业技能鉴定考试(金属热处理工-高级)历年参考题库含答案详解

2025年职业技能鉴定考试(金属热处理工·高级)历年参考题库含答案详解一、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.钢在奥氏体化过程中，影响奥氏体晶粒长大的最主要因素是（）。A.加热速度  B.保温时间  C.原始组织  D.化学成分答案：D2.下列哪种冷却方式最容易获得马氏体组织（）。A.炉冷  B.空冷  C.油冷  D.水冷答案：D3.高速钢W18Cr4V淬火后回火次数一般为（）。A.1次  B.2次  C.3次  D.4次答案：C4.感应加热表面淬火时，电流频率升高，淬硬层深度将（）。A.增大  B.减小  C.不变  D.先增后减答案：B5.下列缺陷中，属于热处理裂纹的是（）。A.缩孔  B.白点  C.淬火裂纹  D.气孔答案：C6.20CrMnTi钢渗碳后预冷淬火的温度一般选择（）。A.780℃  B.840℃  C.900℃  D.950℃答案：B7.球化退火的主要目的在于（）。A.提高硬度  B.降低硬度改善切削性  C.提高强度  D.细化晶粒答案：B8.下列合金元素中，显著提高钢回火稳定性的是（）。A.Ni  B.Mn  C.Mo  D.Cu答案：C9.在淬火冷却介质中，PAG淬火液的主要优点是（）。A.冷却能力极强  B.冷却速度可调且环保  C.价格低廉  D.永不老化答案：B10.测量洛氏硬度HRC时，所用压头为（）。A.淬火钢球  B.硬质合金球  C.金刚石圆锥  D.金刚石四棱锥答案：C11.下列退火工艺中，属于不完全退火的是（）。A.等温退火  B.球化退火  C.完全退火  D.扩散退火答案：B12.钢的回火脆性分为第一类与第二类，其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.600～700℃答案：A13.真空淬火时，常用冷却气体为（）。A.空气  B.氢气  C.氮气  D.氧气答案：C14.下列检测方法中，可无损测定表面硬化层深度的是（）。A.金相法  B.硬度梯度法  C.涡流法  D.冲击法答案：C15.在渗氮处理中，最常用的渗氮钢是（）。A.45  B.40Cr  C.38CrMoAl  D.60Si2Mn答案：C16.铝合金固溶处理后的停放效应是指（）。A.强度下降  B.硬度升高  C.自然时效强化  D.过时效软化答案：C17.下列因素中，与淬火变形无关的是（）。A.零件截面差异  B.冷却均匀性  C.加热温度  D.渗碳层碳浓度答案：D18.高频感应淬火淬硬层深度δ（mm）与频率f（kHz）的经验关系为（）。A.δ≈500/√f  B.δ≈300/f  C.δ≈200√f  D.δ≈100f答案：A19.在热处理车间，常用的热电偶分度号为K，其材质为（）。A.铂铑10铂  B.镍铬镍硅  C.铜康铜  D.铁康铜答案：B20.评定钢材本质晶粒度的标准试验温度是（）。A.850℃±10℃  B.900℃±10℃  C.930℃±10℃  D.1000℃±10℃答案：C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.渗硼  D.感应淬火答案：A、B、C22.导致淬火开裂的主要因素有（）。A.碳含量>0.5%  B.截面突变  C.冷却过激  D.回火不及时答案：A、B、C、D23.下列措施中，可有效减少热处理变形的是（）。A.合理装夹  B.分级淬火  C.加压淬火  D.提高加热速度答案：A、B、C24.属于调质钢常见牌号的有（）。A.45  B.40Cr  C.35CrMo  D.20CrMnTi答案：B、C25.渗碳件淬火后出现表面非马氏体组织（黑色组织）的原因包括（）。A.渗碳后冷却慢  B.淬火加热不足  C.炉内氧化气氛  D.钢材含氧量高答案：A、C、D26.真空热处理优点有（）。A.无氧化  B.脱气效果好  C.变形小  D.设备投资低答案：A、B、C27.下列属于铝合金热处理强化机理的是（）。A.固溶强化  B.时效析出强化  C.细晶强化  D.相变强化答案：A、B、C28.评定淬火介质冷却性能指标有（）。A.特性温度  B.800→400℃冷却时间  C.最大冷速  D.300℃冷速答案：A、B、C、D29.下列属于回火目的的是（）。A.降低脆性  B.提高硬度  C.消除应力  D.获得所需综合力学性能答案：A、C、D30.对大型锻件进行去氢退火时，工艺参数包括（）。A.620～660℃  B.保温>20h  C.炉冷至200℃出炉  D.空冷答案：A、B、C三、填空题（每空1分，共20分）31.钢在加热时，铁素体向奥氏体转变的开始温度符号为________。答案：Ac132.马氏体转变的Ms点随碳含量升高而________。答案：降低33.渗碳层深度测定通常采用________硬度法，界限硬度值为________HRC。答案：维氏，550HV1（换算约52HRC）34.感应淬火后，常采用________℃的自回火或________℃的炉中回火。答案：180～220，180～20035.铝合金时效强化过程中，析出序列一般为：过饱和固溶体→________→________→平衡相。答案：GP区，亚稳相（θ″或β″）36.第一类回火脆性又称________回火脆性，只能通过________来回避。答案：不可逆，避开该温度区间回火37.高速钢淬火后需经________次高温回火，回火温度________℃。答案：3，56038.真空淬火炉的冷速与充气压力成________比，常用气压范围为________bar。答案：正，2～639.热处理工艺参数“三要素”是指加热温度、________和________。答案：保温时间，冷却方式40.钢的淬透性常用________试验测定，其表示符号为________。答案：端淬，J（Jominy）四、简答题（共6题，每题8分，共48分）41.简述淬火变形的主要类型及产生原因。答案：淬火变形分为尺寸变形与形状变形两类。尺寸变形表现为零件整体胀缩，主要因组织转变体积变化（马氏体比容最大）引起；形状变形表现为弯曲、扭曲、椭圆等，主要由冷却不均、截面差异、残余应力释放及装夹方式不当造成。冷却速度差异导致热应力与组织应力叠加，当超过材料屈服极限即产生永久变形。42.试比较渗碳与碳氮共渗在工艺参数、组织性能及应用上的差异。答案：渗碳温度900～930℃，碳氮共渗820～880℃；前者只供碳，后者同时供碳、氮，氮降低临界冷速，可在油或甚至空冷获得高硬度；渗碳层深0.5～2mm，共渗层深0.2～0.8mm；共渗表面硬度略高（>60HRC），耐磨、抗咬合性能更好，但层薄，适用于轻载高速件如自行车齿轮、缝纫机零件；渗碳用于汽车主减速齿轮、轧机轴承等重载件。43.说明铝合金固溶处理停放效应对后续人工时效的影响，并给出生产上控制措施。答案：固溶处理后室温停放会形成高密度GP区，导致后续人工时效析出相粗大、峰值强度下降。控制措施：1.固溶后≤30min内入低温炉（10℃）停放；2.采用分级时效，先低温预时效抑制GP区长大；3.对于厚板，固溶后立即进行1%～3%预拉伸，引入位错，均匀析出；4.制定“停放时间窗”工艺卡，超时件返工重新固溶。44.列举并解释三种以上减少大型锻件白点的工艺手段。答案：1.去氢退火：620～660℃保温≥20h，使氢扩散逸出；2.控制终锻温度≥850℃，锻后快冷至300℃以下，抑制氢聚集；3.采用真空除气钢锭，降低钢中原始氢含量至≤2ppm；4.多向锻造破碎柱状晶，减少显微缩孔；5.锻后即时装炉退火，避免室温停留产生延迟裂纹。45.给出计算端淬曲线Jominy距离与硬度关系的经验公式，并示例计算40Cr钢距水冷端15mm处的硬度。答案：经验公式：HRC=HRCmaxk√d，其中d为距水冷端距离（mm），k为材料常数。40Cr：HRCmax=57，k=3.2。代入d=15mm，HRC=573.2×√15≈5712.4=44.6，取45HRC。46.简述真空渗碳高压气淬工艺（低压渗碳+高压气淬）流程及优点。答案：流程：1.真空下900～1050℃脉冲渗碳，乙炔脉冲供气，碳势可控；2.渗后移入高压气淬室，充6～20bar氮气或氦气冷却；3.低温回火。优点：无晶界氧化层，表面光亮；渗层均匀，可处理细牙内花键；变形极小；环保无CO₂排放；工艺周期比传统渗碳缩短30%；可在线柔性化生产。五、综合应用题（共4题，共62分）47.（计算题，15分）某汽车变速箱齿轮采用20CrMnTi钢，要求渗碳层深1.2mm，表面碳浓度0.85%，炉内碳势1.2%，扩散系数D=0.42exp(165000/RT)mm²/s，R=8.314J/(mol·K)。试计算950℃所需渗碳扩散时间。答案：由菲克第二定律误差函数解：\[\frac{C_sC_x}{C_sC_0}=\text{erf}\left(\frac{x}{2\sqrt{Dt}}\right)\]设C_s=1.2%，C_0=0.2%，C_x=0.85%，x=1.2mm，T=1223K。计算D=0.42exp(165000/8.314/1223)=0.42×e^{16.23}=0.42×8.9×10⁻⁸=3.74×10⁻⁸mm²/s。代入得erf(β)=(1.20.85)/(1.20.2)=0.35，查表β≈0.32。β=x/(2√Dt)→t=x²/(4β²D)=1.2²/(4×0.32²×3.74×10⁻⁸)=1.44/(4×0.1024×3.74×10⁻⁸)≈9.4×10⁷s≈26h。答：约26小时。48.（分析题，15分）某厂对42CrMo钢φ80mm轴类调质：850℃淬火→560℃回火水冷，批量出现“回火脆性+轴端裂纹”双重缺陷。请分析原因并提出改进工艺。答案：原因：1.42CrMo含P、Sn等杂质，560℃恰处第二类回火脆性区，水冷抑制脆性但截面大处冷速不足；2.轴端存在键槽应力集中，回火后水冷产生淬火应力叠加；3.杂质元素在晶界偏聚，降低断裂韧性。改进：1.回火温度降至520℃，避开脆性区；2.采用油冷+吹风混合冷却，保证≥40℃/min通过脆性区；3.原材料要求≤0.015%P，添加0.2%Mo抑制偏聚；4.键槽根部滚压强化，消除微裂纹；5.回火后即时探伤，发现裂纹件高温退火返修。49.（综合设计题，16分）为风电轴承套圈（φ2m，壁厚80mm，材料GCr15SiMn）设计一条包含预热、淬火、深冷、回火的完整热处理工艺曲线，并说明各段目的及关键控制点。答案：工艺曲线：1.预热1：400℃×2h，均温减小温差；2.预热2：650℃×2h，降低热应力；3.淬火加热：845℃×1.5h，控制±5℃，碳化物充分溶解；4.出炉预冷5min至≈780℃，减少热冲击；5.分级淬火：160℃硝盐×30min，减小组织应力；6.空冷至室温；7.深冷：80℃×2h，残余奥氏体≤5%；8.回火：180℃×4h，去除应力，硬度61～63HRC；9.二次回火：同上，稳定组织。关键控制：炉温均匀性≤±3℃，硝盐含水≤0.2%，深冷升温速率≤5℃/min，回火出炉后24h内探伤。50.（案例计算与判断题，16分）某检测室对渗碳试样测得表层硬度62HRC，距表面0.5mm处58HRC，1.0mm