2026年紧固件制造技术试题及答案

2026年紧固件制造技术试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.以下哪种材料更适用于制造高温环境（500℃）下使用的高强度螺栓？A.45钢（调质）B.304不锈钢C.20CrMoA合金结构钢D.GH4169高温合金答案：D。GH4169在500℃以上仍能保持优异的高温强度和抗氧化性，适用于极端温度环境；45钢调质后高温强度不足，304不锈钢高温强度低于高温合金，20CrMoA通常用于中温（≤450℃）场景。2.冷镦成型过程中，若螺栓头部出现“飞边”缺陷，最可能的原因是：A.原材料直径偏大B.模具闭合间隙过大C.成型速度过快D.原材料硬度偏低答案：B。模具闭合间隙过大时，金属流动不受约束，易在分型面处形成飞边；原材料直径偏大会导致成型力过大甚至模具损坏，速度过快可能引起表面裂纹，硬度偏低可能导致头部塌陷而非飞边。3.为提高自攻螺钉的切削性能，其表面处理工艺优先选择：A.镀锌钝化B.磷化C.碳氮共渗D.氧化（发黑）答案：B。磷化处理可在金属表面形成多孔磷酸盐膜，增加润滑性，降低切削阻力；镀锌主要用于防腐，碳氮共渗提高硬度但可能增加脆性，氧化膜减摩效果弱于磷化。4.某批M12×1.75螺栓的螺纹中径尺寸超差（偏大），最可能的加工环节问题是：A.搓丝板齿形磨损B.原材料直径偏小C.冷镦预成型尺寸不足D.热处理温度过高答案：A。搓丝板齿形磨损会导致螺纹中径加工偏大；原材料直径偏小会影响螺纹底径，预成型尺寸不足影响头部形状，热处理温度过高主要影响力学性能而非尺寸。5.评价紧固件氢脆敏感性的常用试验方法是：A.洛氏硬度测试B.慢应变速率试验（SSRT）C.盐雾试验D.扭矩夹紧力测试答案：B。慢应变速率试验通过控制应变速率模拟氢脆导致的延迟断裂，是评估氢脆敏感性的关键方法；硬度测试反映材料强度，盐雾试验测耐蚀性，扭矩夹紧力测试评估装配性能。二、填空题（每空1分，共10分）1.冷镦模具常用材料为__________（例：Cr12MoV），其淬火后硬度需达到__________HRC。答案：W6Mo5Cr4V2（或高速钢）；6064。冷镦模具需高硬度和耐磨性，高速钢（如W6Mo5Cr4V2）是主流材料，淬火后硬度通常控制在6064HRC以平衡寿命与韧性。2.螺栓表面达克罗处理的主要成分为__________、__________和铬酸，其耐盐雾时间可达__________小时以上。答案：锌粉；铝粉；1000。达克罗涂层以锌铝粉为主要防腐成分，铬酸作为粘结剂，标准膜厚下耐盐雾时间≥1000小时。3.螺纹滚压加工中，__________（选填“冷滚压”或“热滚压”）可使螺纹表面产生__________，提高疲劳强度。答案：冷滚压；残余压应力。冷滚压通过塑性变形在表面形成残余压应力，抵消外部拉应力，显著提升疲劳寿命。三、简答题（每题8分，共32分）1.简述冷镦工艺相较于切削加工制造螺栓的优势。答案：①材料利用率高：冷镦为塑性成型，无切削废料，材料利用率可达90%以上（切削加工约60%）；②生产效率高：冷镦机每分钟可成型60300件，远高于切削加工的单件或小批量生产；③力学性能优：冷加工硬化提高材料强度，且金属流线沿零件轮廓分布，无切削破坏，疲劳强度提升20%30%；④表面质量好：冷镦后表面粗糙度可达Ra1.63.2μm，减少后续抛光工序。2.分析高强度螺栓（10.9级）热处理后硬度不足的可能原因。答案：①加热温度不足：奥氏体化不充分（如830℃以下），未完全溶解合金元素，导致淬火后马氏体量少；②冷却速度不够：淬火介质选择不当（如水温过高）或工件堆积过密，无法达到临界冷却速度，形成珠光体或贝氏体；③回火温度过高：回火温度超过500℃（10.9级螺栓回火通常420480℃），马氏体分解过多，硬度下降；④原材料成分偏差：碳含量低于0.35%（10.9级螺栓用钢通常C=0.350.45%），或合金元素（如Cr、Mo）不足，影响淬透性。3.说明自攻螺钉“螺纹成型”与“螺纹切削”的区别及适用场景。答案：区别：①成型螺钉通过挤压材料形成螺纹，无切屑；切削螺钉通过刃口切除材料形成螺纹，有切屑。②成型螺钉对基体材料硬度要求高（需≥HV150），避免挤压时基体开裂；切削螺钉适用于较软基体（如铝合金、低碳钢）。适用场景：成型螺钉用于强度较高的薄板（如不锈钢板）或需密封的场合（无切屑避免堵塞）；切削螺钉用于软质材料（如塑料、低强度钢材）或需快速装配的场景（切削阻力较小）。4.列举三种紧固件表面处理工艺的防腐机理，并各举一例。答案：①牺牲阳极保护：如热浸镀锌，锌层作为阳极优先腐蚀，保护基体（钢）不被锈蚀；②屏障隔离：如环氧粉末涂层，通过致密膜层隔绝水、氧与基体接触；③钝化膜防护：如不锈钢钝化，硝酸处理后形成Cr2O3氧化膜，阻止进一步腐蚀。四、综合分析题（共38分）某企业生产的8.8级M20×2.5螺栓在装配后3个月内出现多起断裂事故，断裂位置均为螺纹第一扣与杆部过渡区。经检测，螺栓硬度42HRC（标准要求3239HRC），断口呈沿晶特征，无明显塑性变形。请分析可能原因及改进措施。答案：可能原因分析：（1）热处理不当：硬度超标（42HRC＞39HRC上限），说明回火温度过低或时间不足，导致马氏体未充分分解，材料脆性增加（8.8级螺栓回火温度通常500550℃，若实际温度＜450℃会导致硬度偏高）。（2）氢脆风险：断口沿晶、无塑性变形是典型氢脆特征，可能来自电镀（如镀锌）后的除氢不彻底（需在200230℃保温24小时），或酸洗过程中吸氢。（3）结构设计缺陷：螺纹第一扣与杆部过渡区未设计合理的圆角（R≥0.2d），导致应力集中系数过高（理论应力集中系数可达34），在装配预紧力下形成裂纹源。（4）原材料缺陷：若原材料存在带状偏析或夹杂物（如硫化物），会在过渡区形成应力集中点，加速断裂。改进措施：（1）调整热处理工艺：提高回火温度至520550℃，延长保温时间，确保硬度降至3239HRC范围内，降低脆性。（2）控制氢脆：若采用电镀，严格执行除氢工艺（200℃×4h），或改用无氢脆的表面处理（如达克罗、机械镀锌）