金属热处理考试题题库及答案解析

金属热处理考试题题库及答案解析一、单项选择题（本大题共20小题，每小题1分，共20分。在每小题列出的四个备选项中，只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。）1.下列冷却介质中，冷却能力最强的是（）。A.水B.油C.空气D.盐水2.钢在淬火后，一般必须进行（）处理，以获得所需的使用性能。A.退火B.正火C.回火D.渗碳3.共析钢加热至奥氏体化后，在冷却过程中冷却速度越快，珠光体的片层间距（）。A.越大B.越小C.不变D.先增大后减小4.制造汽车变速箱齿轮，要求齿面硬而耐磨，心部强而韧，应选用的热处理工艺是（）。A.表面淬火+低温回火B.渗碳+淬火+低温回火C.调质处理D.渗氮5.下列钢号中，淬硬性最好的是（）。A.20钢B.45钢C.T10钢D.40Cr6.过冷奥氏体在550℃~350℃区间等温转变时，转变产物通常为（）。A.珠光体B.上贝氏体C.下贝氏体D.马氏体7.正火冷却方式为（）。A.随炉冷却B.在空气中冷却C.在油中冷却D.在水中冷却8.第一类回火脆性产生的温度范围是（）。A.200℃~350℃B.350℃~500℃C.500℃~650℃D.650℃以上9.为了改善高碳钢（如T10钢）的切削加工性能，应进行（）。A.完全退火B.球化退火C.去应力退火D.再结晶退火10.钢的淬透性主要取决于（）。A.冷却介质B.奥氏体化温度C.临界冷却速度D.工件尺寸11.下列组织中，硬度最高的是（）。A.索氏体B.托氏体C.上贝氏体D.下贝氏体12.45钢制造的小轴（直径10mm），经调质处理后力学性能指标为：σb≥700MPa。若改用40Cr钢制造，经同样的调质处理，其力学性能将（）。A.远高于45钢B.略高于45钢C.与45钢相当D.低于45钢13.亚共析钢的淬火加热温度一般为（）。A.Ac1+30~50℃B.Ac3+30~50℃C.Accm+30~50℃D.Ac1+100~150℃14.生产中，为了减少工件淬火后的变形和开裂，一般形状复杂的碳钢工具宜采用（）。A.水淬B.油淬C.分级淬火D.等温淬火15.渗氮处理通常在渗氮前进行（）处理，以提高心部强度。A.淬火+低温回火B.调质C.正火D.退火16.钢在回火时，随着回火温度的升高，其残余应力（）。A.增加B.减小C.不变D.先增加后减小17.碳钢中，淬火临界冷却速度主要取决于（）。A.碳含量B.合金元素含量C.奥氏体晶粒度D.加热时间18.下列关于马氏体特征的描述，错误的是（）。A.硬度高B.韧性低C.是过饱和固溶体D.立方晶格19.为了消除冷加工硬化（加工硬化），便于继续进行冷变形，应采用（）。A.再结晶退火B.去应力退火C.完全退火D.正火20.某钢件要求表面具有高硬度、高耐磨性，心部具有良好的韧性，且材料为中碳钢（如45钢），应采用的热处理工艺是（）。A.渗碳B.渗氮C.感应加热表面淬火D.淬火+高温回火【答案及解析】1.【答案】D【解析】在常用的淬火冷却介质中，盐水的冷却能力最强，特别是在高温区（650℃以上），其冷却速度远大于水和油，主要用于形状简单、要求淬硬层较深的小型碳钢件。2.【答案】C【解析】钢淬火后获得马氏体组织，虽然硬度高，但脆性大，存在较大的内应力，尺寸稳定性差，一般不能直接使用，必须及时回火，以获得所需的强度、硬度和韧性配合。3.【答案】B【解析】冷却速度越快，过冷度越大，奥氏体转变温度越低，碳原子扩散能力越弱，形成的珠光体片层间距越小。片层间距越小，组织的强度和硬度越高。4.【答案】B【解析】汽车变速箱齿轮属于重载齿轮，受载大且受冲击，要求齿面硬而耐磨（高硬度），心部强而韧（防止断裂）。低碳钢或低碳合金钢经渗碳后，表面含碳量提高，淬火后表面高硬度，心部保持低碳钢的高韧性。5.【答案】C【解析】淬硬性是指钢在理想条件下进行淬火硬化所能达到的最高硬度的能力，它主要取决于马氏体中的含碳量。含碳量越高，淬火后马氏体硬度越高。T10钢为高碳钢（C=1.0%），故淬硬性最好。6.【答案】B【解析】贝氏体转变分为两个区间：550℃~350℃形成上贝氏体，呈羽毛状；350℃~Ms形成下贝氏体，呈针状或竹叶状。7.【答案】B【解析】正火是将钢加热到Ac3（或Accm）以上30~50℃，保温适当时间后，在静止的空气中冷却的热处理工艺。8.【答案】A【解析】第一类回火脆性（不可逆回火脆性）发生在250℃~350℃（通常指200~350℃）区间，在此温度回火后韧性降低。重新回火无法消除，只有避开该温度区间回火才能避免。9.【答案】B【解析】高碳钢（如工具钢）硬度高，切削加工困难。球化退火使渗碳体呈球状分布，降低硬度，改善切削加工性，并为淬火做好组织准备。10.【答案】C【解析】淬透性是指钢在规定条件下淬火时获得淬硬层深度的能力，主要取决于钢的临界冷却速度。临界冷却速度越小（C曲线鼻尖越靠右），钢的淬透性越好。11.【答案】D【解析】在常见的组织转变产物中，硬度排序一般为：马氏体>下贝氏体>托氏体>上贝氏体>索氏体>珠光体>铁素体。下贝氏体具有很高的硬度和强度，同时韧性也较好。12.【答案】B【解析】对于小尺寸工件（直径10mm），45钢水淬能完全淬透，40Cr油淬也能完全淬透。在同样的调质处理（淬火+高温回火）下，合金元素Cr能细化晶粒、提高回火稳定性，因此40Cr的性能略优于45钢，但差别不会像大截面工件那样悬殊（大截面时45钢可能淬不透，此时40Cr优势巨大）。题目问“力学性能”，通常指综合性能，选B更准确。13.【答案】B【解析】亚共析钢的淬火加热温度通常为Ac3以上30~50℃，目的是为了使铁素体完全溶解于奥氏体中，淬火后获得均匀的马氏体。若加热在Ac1~Ac3之间，会有铁素体存在，淬火后硬度不足。14.【答案】C【解析】分级淬火是将工件加热奥氏体化后，浸入温度稍高于或稍低于Ms点的盐浴或碱浴中，停留适当时间，使工件内外温度一致后取出空冷。这种方法能显著减少工件内外温差，降低热应力，从而减少变形和开裂倾向，适用于形状复杂的小型工件。15.【答案】B【解析】渗氮（氮化）温度较低，一般在500℃~570℃，且渗氮层较薄。为了使心部具有强而韧的力学性能以支撑薄的渗氮层，渗氮前通常进行调质处理。16.【答案】B【解析】回火过程中，随着温度升高，碳原子从马氏体中析出，基体相变引起的体积效应减小，且热塑性增加，内应力通过塑性变形得以释放，因此残余应力逐渐减小直至消除。17.【答案】A【解析】碳钢的临界冷却速度主要取决于碳含量。随着含碳量增加（亚共析范围），C曲线右移，临界冷却速度减小；在过共析范围，随着含碳量增加，C曲线也右移，但变化规律不同。对于合金钢，合金元素的影响是主要因素，但题目限定为“碳钢”。18.【答案】D【解析】马氏体是碳在α-Fe中的过饱和固溶体。其晶体结构通常为体心正方晶格（当含碳量较高时），而不是立方晶格。低碳马氏体呈体心立方。说“是立方晶格”不准确，忽略了其正方度特征。19.【答案】A【解析】冷加工硬化导致金属强度、硬度升高，塑性、韧性下降，产生内应力。再结晶退火加热到再结晶温度以上，消除加工硬化，使组织和性能恢复到冷变形前的状态。20.【答案】C【解析】45钢属于中碳钢。若要表面硬心部韧，不能采用渗碳（渗碳针对低碳钢）。感应加热表面淬火是中碳钢最常用的表面强化工艺，通过快速加热使表面奥氏体化，随后喷水冷却，获得表面马氏体，心部保持原状（通常是调质或正火后的索氏体/铁素体组织）。二、多项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分。在每小题列出的五个备选项中，至少有两个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。多选、少选或错选均不得分。）1.钢淬火冷却时，理想的冷却速度曲线应具备的特点是（）。A.高温区（650℃以上）快冷，以避免奥氏体分解B.鼻尖区（650℃~400℃）快冷，以躲过C曲线鼻尖C.鼻尖区（650℃~400℃）慢冷，以减少热应力D.低温区（400℃以下）慢冷，以减少马氏体转变时的组织应力E.低温区（400℃以下）快冷，以保证获得马氏体2.影响钢淬透性的因素有（）。A.奥氏体化温度B.钢的化学成分（碳及合金元素）C.冷却介质的冷却能力D.工件的尺寸E.奥氏体的均匀性3.下列属于整体热处理工艺的有（）。A.退火B.正火C.淬火D.回火E.感应加热表面淬火4.下贝氏体的性能特征是（）。A.强度高B.硬度高C.塑性较好D.韧性好E.红硬性好5.回火的目的是（）。A.减少或消除淬火应力B.稳定工件尺寸C.获得所需的力学性能D.降低硬度，便于加工E.细化晶粒6.下列关于淬火加热温度选择的叙述，正确的有（）。A.亚共析钢通常为Ac3+30~50℃B.共析钢通常为Ac1+30~50℃C.过共析钢通常为Ac1+30~50℃D.过共析钢通常为Accm+30~50℃E.所有钢种都加热到900℃以上7.表面淬火主要用于（）。A.中碳钢B.高碳钢C.低碳钢D.中碳合金钢E.铸铁8.常见的淬火缺陷包括（）。A.过热B.过烧C.氧化与脱碳D.变形与开裂E.硬度不足9.确定回火温度时，主要考虑的因素是（）。A.工件要求的力学性能B.钢的化学成分C.淬火后的组织D.工件的尺寸E.淬火加热的温度10.下列工艺中，能改善钢切削加工性能的有（）。A.正火（适用于低碳钢）B.球化退火（适用于高碳钢）C.调质（适用于中碳钢）D.淬火+低温回火E.完全退火（适用于锻件）【答案及解析】1.【答案】A,B,D【解析】理想冷却曲线应保证：在C曲线鼻尖区（约650℃~400℃）快速冷却，以防止发生珠光体转变；在高温区（650℃以上）可以适当快冷以减少时间，但不必极快；在低温区（400℃以下，Ms点附近）应缓慢冷却，以减少马氏体转变时产生的组织应力，防止变形和开裂。2.【答案】A,B,E【解析】淬透性是钢的固有属性，主要取决于化学成分（碳和合金元素使C曲线右移）和奥氏体状态（奥氏体化温度高、晶粒粗大、成分均匀，都使C曲线右移，提高淬透性）。冷却介质和工件尺寸影响的是“淬硬层深度”，即实际效果，而不是淬透性本身。3.【答案】A,B,C,D【解析】退火、正火、淬火、回火均对工件整体进行加热和冷却，属于整体热处理。感应加热表面淬火属于表面热处理。4.【答案】A,B,C,D【解析】下贝氏体是由铁素体和渗碳体组成的非片层状组织。它具有高的强度和硬度，同时还具有较好的塑性和韧性（即优良的综合力学性能），是许多强韧化热处理追求的目标组织。红硬性主要与高温组织稳定性有关，如下贝氏体在此方面不如马氏体回火后的组织。5.【答案】A,B,C,D【解析】回火的主要目的包括：消除淬火内应力，防止工件变形或开裂；稳定工件尺寸和形状；获得工件所需的力学性能（通过调整回火温度）。有时为了降低硬度以便于切削加工，也会采用高温回火。细化晶粒主要是通过正火或退火等重结晶过程实现，虽然回火不粗化晶粒，但不是其主要目的。6.【答案】A,B,C【解析】亚共析钢淬火加热必须到Ac3以上，使铁素体完全溶解；共析钢和过共析钢淬火加热到Ac1以上即可。过共析钢加热到Ac1+30~50℃，保留部分二次渗碳体，淬火后获得高硬度和耐磨性；若加热到Accm以上，渗碳体全溶，奥氏体含碳量过高，淬火后残余奥氏体增多，硬度和耐磨性下降，且易开裂。7.【答案】A,D,E【解析】表面淬火要求工件在表面淬硬的同时，心部具有强韧的基体。因此，最常用的是中碳钢和中碳合金钢（预先调质或正火）。灰铸铁也可以进行表面淬火以提高耐磨性。高碳钢心部韧性差，一般不进行表面淬火；低碳钢淬硬性低，也不适用。8.【答案】A,B,C,D,E【解析】过热（晶粒粗大）、过烧（晶界氧化熔化）、氧化脱碳（表面成分改变）、变形与开裂（应力过大）、硬度不足（冷却慢或加热不当）都是热处理中常见的缺陷。9.【答案】A,B,C【解析】回火温度的决定性因素是工件所要求的力学性能（硬度、强度、韧性等）。钢的化学成分决定了回火稳定性和回火脆性区间。淬火后的组织（主要是马氏体类型）决定了回火过程的转变特性。工件尺寸和淬火温度会影响回火参数的微调，但不是主要依据。10.【答案】A,B,C,E【解析】低碳钢硬度低、粘刀，正火可适当提高硬度，改善切削性能；高碳钢硬度高，球化退火可降低硬度；中碳钢硬度适中，调质处理可获得均匀的索氏体，改善切削性能；完全退火可消除锻件硬度不均，改善加工。淬火+低温回火硬度极高，无法切削。三、填空题（本大题共20小题，每小题1分，共20分。请在每小题的空格中填上正确答案。）1.钢的热处理工艺过程由加热、________和冷却三个阶段组成。2.珠光体是由铁素体和________组成的机械混合物。3.共析钢的奥氏体化过程包括奥氏体形核、长大、________和均匀化四个阶段。4.根据加热工艺特点，退火可分为完全退火、球化退火、________和再结晶退火等。5.淬火钢在300℃左右回火时，其组织为________。6.钢的淬火临界冷却速度是指钢在淬火时，为了获得________组织所需的最小冷却速度。7.钢中加入合金元素（除Co外），一般都能使C曲线向________移动，从而提高钢的淬透性。8.感应加热表面淬火，电流频率越高，淬硬层深度________。9.渗碳工艺通常用于________钢。10.化学热处理的基本过程包括分解、________和扩散三个阶段。11.45钢经正火后的组织是________。12.T10钢经球化退火后的组织是________。13.第二类回火脆性（可逆回火脆性）产生的原因是________类杂质元素在原奥氏体晶界偏聚。14.淬火应力主要包含热应力和________。15.为了获得高硬度、高耐磨性的冷作模具钢，一般采用淬火+________处理。16.亚共析钢淬火时，若加热温度不足（在Ac1~Ac3之间），淬火后的组织中会有________存在，导致硬度显著下降。17.奥氏体晶粒长大的倾向性称为________。18.40Cr钢是典型的________钢。19.热处理中，保温的目的是使工件________，并使奥氏体成分均匀化。20.淬火钢回火时的组织转变过程通常分为马氏体分解、残余奥氏体转变、碳化物聚集长大和________四个阶段。【答案及解析】1.【答案】保温【解析】热处理三要素：加热、保温、冷却。保温是为了透烧和组织转变充分。2.【答案】渗碳体【解析】珠光体（P）是铁素体（F）和渗碳体（Fe3C）的层片状混合物。3.【答案】残余奥氏体溶解（或剩余渗碳体溶解）【解析】奥体化四步：形核、长大、剩余Fe3C溶解、奥氏体均匀化。4.【答案】去应力退火【解析】常见的退火工艺：完全退火、球化退火、去应力退火、再结晶退火、扩散退火等。5.【答案】回火托氏体（或回火屈氏体）【解析】300℃左右属于中温回火，马氏体分解基本完成，形成极细小的碳化物与铁素体的混合物，称为回火托氏体（T'）。6.【答案】马氏体【解析】临界冷却速度是指刚好能全部抑制珠光体（或贝氏体）转变，获得全部（或大部分）马氏体组织的最小冷却速度。7.【答案】右【解析】除Co外，合金元素溶入奥氏体后，都增加过冷奥氏体的稳定性，使C曲线右移，降低临界冷却速度，提高淬透性。8.【答案】越浅【解析】感应加热有集肤效应，频率越高，电流透入深度越浅，加热层越薄，淬硬层越浅。9.【答案】低碳【解析】渗碳后表面含碳量提高，为了保持心部韧性，必须用低碳钢或低碳合金钢作为基体。10.【答案】吸收【解析】化学热处理三步骤：介质分解（产生活性原子）、工件表面吸收（活性原子进入表面）、原子向内扩散。11.【答案】铁素体+索氏体（或F+S）【解析】45钢（亚共析钢）正火加热到Ac3以上，空冷得到先共析铁素体（F）和索氏体（S）的混合组织。12.【答案】铁素体+球状渗碳体（或F+球状Fe3C）【解析】T10钢（过共析钢）球化退火目的是获得球状珠光体，即铁素体基体上分布着球状渗碳体。13.【答案】杂质（或P、Sb、Sn、As等）【解析】第二类回火脆性发生在450℃~650℃，由杂质元素（如P、Sn、Sb等）和合金元素（如Cr、Ni）在晶界偏聚引起，是可逆的。14.【答案】组织应力（或相变应力）【解析】淬火应力=热应力（由于温差引起）+组织应力（由于比容变化引起）。15.【答案】低温回火【解析】高硬度、高耐磨性要求保持高碳马氏体的高硬度，必须进行低温回火（150~250℃），减少脆性，硬度基本不降。16.【答案】铁素体【解析】加热在两相区，部分铁素体未转变为奥氏体，冷却后保留下来。软相铁素体存在会显著降低整体硬度。17.【答案】本质晶粒度【解析】本质晶粒度表示钢在加热时奥氏体晶粒长大的倾向（遗传特性），不代表实际晶粒大小。18.【答案】调质用【解析】40Cr常用于制造受力较大的重要零件，一般进行调质处理（淬火+高温回火），故称为调质钢。19.【答案】心部温度达到预定温度（或透热）【解析】保温的主要目的是使工件表面和心部温度一致，并完成相变。20.【答案】α相的回复与再结晶（或铁素体的回复与再结晶）【解析】回火四阶段：1.马氏体分解（80~250℃）；2.残余奥氏体转变（200~300℃）；3.碳化物聚集长大（250~以上）；4.α相回复与再结晶（400℃以上，位错密度降低，形成多边形铁素体）。四、判断题（本大题共10小题，每小题1分，共10分。判断下列各题的正误，正确的在题后括号内打“√”，错误的打“×”。）1.钢的淬硬性越好，其淬透性也越好。（）2.退火与正火的主要区别在于冷却速度不同，正火冷却较快。（）3.低碳钢可以通过淬火获得高硬度。（）4.回火温度越高，工件的硬度越高。（）5.马氏体转变是扩散型相变。（）6.表面淬火适用于任何成分的钢。（）7.钢中碳含量越高，其Ms点和Mf点越低。（）8.去应力退火过程中，钢的内部组织不发生相变。（）9.淬火冷却时，工件浸入冷却介质的方式对变形无影响。（）10.渗碳后必须进行淬火和低温回火，才能使表面具有高硬度。（）【答案及解析】1.【答案】×【解析】淬硬性指钢淬火后能达到的最高硬度（主要取决于含碳量）；淬透性指钢获得淬硬层深度的能力（主要取决于合金元素）。两者概念不同，无直接对应关系。例如高碳钢淬硬性好但淬透性可能差（水淬才硬），低碳合金钢淬硬性差但淬透性好（大截面能淬透）。2.【答案】√【解析】正火是空冷，退火是炉冷（极慢）。正火冷却速度比退火快，故获得的组织较细（索氏体），强度硬度略高于退火。3.【答案】×【解析】低碳钢含碳量低，淬火后马氏体含碳量低，硬度不高（一般<45HRC），无法满足高硬度要求。低碳钢通常通过渗碳提高表面含碳量后再淬火。4.【答案】×【解析】随着回火温度升高，碳化物聚集长大，固溶强化减弱，硬度逐渐降低。低温回火硬度高，高温回火硬度低。5.【答案】×【解析】马氏体转变是无扩散型相变，通过晶格切变完成，原子不进行长距离扩散。6.【答案】×【解析】表面淬火要求心部有良好的强韧性，通常只适用于中碳钢（0.4~0.5%C）或中碳合金钢。高碳钢心部太脆，低碳钢表面淬不硬。7.【答案】√【解析】碳是奥氏体稳定化元素，随着含碳量增加，奥氏体向马氏体转变的阻力增大，Ms和Mf点降低。8.【答案】√【解析】去应力退火加热温度低于A1，不发生相变重结晶，只是利用塑性变形消除残余应力。9.【答案】×【解析】浸入方式直接影响冷却的均匀性。若方向不当，会造成工件各部位冷却速度不一致，导致热应力分布不均，从而引起变形。10.【答案】√【解析】渗碳后表面为高碳奥氏体（或高碳组织），必须淬火才能转变为高碳马氏体，再经低温回火消除脆性，保持高硬度。五、简答题（本大题共5小题，每小题6分，共30分。）1.简述退火的主要目的及其主要工艺类型。2.比较共析钢过冷奥氏体在A1~650℃、650℃~550℃、550℃~350℃、350℃~Ms四个温度区间转变产物的组织名称及性能特征。3.为什么淬火后的钢一般都要及时进行回火？根据回火温度不同，回火可分为哪三类？各类回火后的组织及性能特点是什么？4.简述钢的淬透性、淬硬性及实际工件淬硬层深度的区别。5.简述感应加热表面淬火的原理及主要特点。【答案及解析】1.【答案】退火的主要目的：(1)降低钢的硬度，改善切削加工性能。(2)消除残余应力，稳定工件尺寸，防止变形和开裂。(3)均匀化钢的化学成分和组织。(4)细化晶粒，改善组织，提高力学性能（为后续热处理做组织准备）。主要工艺类型：(1)完全退火：用于亚共析钢锻件。(2)球化退火：用于共析钢、过共析钢。(3)去应力退火：用于消除铸、锻、焊及冷加工后的内应力。(4)再结晶退火：用于消除加工硬化。2.【答案】(1)A1~650℃：高温区，形成粗片状珠光体（P）。性能特点：强度、硬度低，塑性、韧性较好。(2)650℃~550℃：中温区，形成索氏体（S），细片状珠光体。性能特点：强度、硬度较高，塑性、韧性较好。(3)550℃~350℃：中低温区，形成托氏体（T），极细片状珠光体。性能特点：强度、硬度高，塑性、韧性下降。(4)350℃~Ms：低温区，形成贝氏体（B）。其中550~350为上贝氏体（羽毛状），强度低、脆性大；350~Ms为下贝氏体（针状），强度高、硬度高，且具有良好的韧性。3.【答案】原因：淬火后得到马氏体组织，硬度高但脆性极大，且存在很大的内应力，容易导致工件变形或开裂，直接使用极易失效。回火可以消除应力，调整硬度、强度和韧性的配合，稳定组织。三类回火：(1)低温回火（150~250℃）：组织：回火马氏体（M'）。性能：保持高硬度（58~64HRC）和高耐磨性，同时降低脆性，减小内应力。用于刀具、量具、滚动轴承等。(2)中温回火（350~500℃）：组织：回火托氏体（T'）。性能：具有高的弹性极限和屈服强度，一定的韧性。用于弹簧、发条等。(3)高温回火（500~650℃）：组织：回火索氏体（S'）。性能：具有良好的综合力学性能（强度和韧性配合最好）。用于重要受力构件，如轴、齿轮、连杆等。通常把“淬火+高温回火”称为调质处理。4.【答案】(1)淬透性：指钢在淬火时获得马氏体的能力（即获得淬硬层深度的能力），是钢的固有属性，主要取决于合金元素和奥氏体状态，与冷却介质无关。(2)淬硬性：指钢在理想条件下淬火后所能达到的最高硬度，主要取决于马氏体中的含碳量。(3)实际工件淬硬层深度：指在具体条件下，工件表面到半马氏体区（50%M）的距离。它不仅取决于钢的淬透性，还与工件尺寸、形状及冷却介质等外部因素有关。5.【答案】原理：利用电磁感应原理，将工件置于感应线圈中，通入交变电流，使工件表面产生感应电流（涡流），利用集肤效应使电流集中在工件表层，从而产生焦耳热使工件表面迅速加热到奥氏体化温度，随后喷水冷却。主要特点：(1)加热速度极快，生产效率高。(2)因加热时间短，工件表面氧化脱碳少，且晶粒细小，硬度比普通淬火略高（高2~3HRC），脆性较低。(3)淬硬层深度易于控制，适合大批量生产。(4)淬火后表面存在残余压应力，显著提高疲劳强度。(5)设备较贵，不适于形状复杂的单件生产。六、综合分析与应用题（本大题共3小题，每小题10分，共30分。）1.某工厂用45钢制造一根直径为Φ25mm的轴，要求具有较高的强度和良好的韧性。试制定其热处理工艺路线（包括预备热处理和最终热处理），并说明各工艺的作用及最终获得的组织。2.现有一批用20CrMnTi制造的汽车齿轮，要求齿面硬度58~62HRC，心部硬度30~45HRC。试分析应采用何种热处理工艺？并说明其工艺过程及组织变化。3.有两个形状尺寸完全相同的试样，一个是45钢，另一个是40Cr钢。淬火后都采用高温回火（调质）。请问：(1)哪个钢的淬透性好？为什么？(2)若试样直径很大（例如Φ100mm），调质处理后，两个钢样从表面到心部的硬度分布有何不同？请画出示意图并简要说明。【答案及解析】1.【答案】热处理工艺路