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1、热处理工练习卷180343247.doc第 1 页 共 2 页 热处理工(技师)练习卷(A卷) 一、判断题 1.合金的性能主要决定于化学的成分、组织和结构。 ( ) 2.在铁碳合金中，碳原子取代了铁原子的位置而组成置换式固溶体。 ( ) 3.在合金固溶体中，溶质的溶入量总是随温度的升高而增大。 ( ) 4.金属的变形速度越大，则越不容易变形。 ( ) 5.钢锭经锻造及热轧后，仍存在成分偏析及夹渣成带状分布而使材料不合乎要求时，可再经锻造，用多次镦拔来改善。 ( ) 6.奥氏体是铁磁性的。 ( ) 7.原始组织为细片状珠光体时，淬火加热时，比粗片状珠光体易过热。 ( ) 8.贝氏体与马氏体一样都
2、是共格切变型转变。 ( ) 9.碳钢中当回火温度在200250时，发生残留奥氏体转变。 ( ) 10.回火索氏体比淬火索氏体韧性好。 ( ) 11.45钢退火后硬度偏高，是由于加热温度高，冷却速度太快的关系。 ( ) 12.钢中退火后出现石墨碳，对性能影响不大，可以应用。 ( ) 13.当工件表面氧化与脱碳严重时，应做过热度检查。 ( ) 14.碳化物成带状分布，或碳化物与珠光体成交替层状分布的组织叫层状组织。 ( ) 15.因在马氏体转变区冷却过快而引起的淬火裂纹，往往是穿晶分布。 ( ) 16.淬火加热对钢中碳化物堆积处容易产生过热。 ( ) 17.热气球原理说明热量可以借物质运动进行传递
3、。 ( ) 18.炉温均匀性测量的目的，在于通过测量掌握炉膛内各处温度的分布情况。 ( ) 19.材料内部这部分材料相对于那部分材料的作用力称为应力。 ( ) 20.金属原子是依靠化学键结合为晶体的。 ( ) 二、单项选择题 1.亚共析钢加热到Ac A铁素体开始自奥氏体中析出3点时( )。 B开始发生奥氏体转变 C奥氏体开始转变为珠光体 D铁素体全部溶入奥氏体中 D 2.钢淬火后所形成的残余应力( )。 A使表层处于受压状态B随钢种和冷却方法而变 C为表面拉应力D使表层处于受拉状态 B 3.工件淬火回火的目的是( )。 A改变金属组织获得所需性能 B提高合金元素在固溶体中的溶解度 C通过淬火使
4、表层处于受压状态，再通过回火消除内层的拉应力 D获得强度很高的淬火马氏体 A 4.合金工具钢的淬火变形和开裂倾向比碳素工具钢小的主要原因，在于( )。 A钢的淬透性好，允许采用较低的冷却速度进行淬火冷却 B所采用的淬火加热速度较低C这类钢的冶金质量好 D其含碳量一般比碳素工具钢低 A 5.二次硬化法在生产中较少使用的原因是( )。 A处理后钢的硬度较低 B处理后钢的韧性较差，热处理变形较大 C这种工艺的生产效率低 D所获得的硬度不如一次硬化法高 B 6.高锰钢特别耐磨的原因在于( )。 A钢中碳化物数量很高 B它比同硬度的其它钢种的加工硬化能高得多 C它对各种磨损过程都表现出优良的耐磨性 D锰
5、所形成的碳化物具有很高的硬度 B 7.要使合金具有时效硬化能力，将合金加热至高温单相区并保持足够时间后，应使其( )。 A先快后慢冷却 B缓冷 C先慢后快冷却 D快冷 D 8.间隙相与间隙化合物的晶格类型与组元的晶格是( )。A相同 B不同 C相近 B 9.金属塑性变形时，最容易滑动的方向是( )。 A外力与滑移面垂直 B外力与滑移面成450角 C外力与滑移面成300角 B 10.亚共析钢在通常加热速度下，先析出的铁素体总是最后溶解，这是因为( )。 A加热速度太快 B先析出铁素体的片层厚，碳的扩散距离长的关系 B 11.板条马氏体强化的主要因素是( )。A固溶强化和时效强化 B孪晶强化 A
6、12.贝氏体的形貌是近似于( )。 A马氏体 B珠光体 C具有珠光体与马氏体两部分的特点 C 13.要求具有高强度和韧性的工件，最好采用( )。 A不完全淬火+高温回火 B全淬透后高温回火 B 14.机床导轨一般使用的材料是( )。 A铸铁HT200、HT300、HT500 B45钢 CT8 DT12 E40Cr A 15.根据导轨的形状、尺寸及质量等要求，最好的热处理方法是( )。 A高频感应加热淬火 B火焰淬火 C接触电阻加热淬火 C 16.钢体的硬度在HRC1830，检验时最好采用( )。(铸件时为5015mm) A布氏硬度计 B洛氏硬度计 A 17.强烈阻碍奥氏体晶粒长大的元素是( )
7、。 ANb、Ti、Zr、Ta、V、Al等 BSi、Co、Cu、Ni等 CW、Cr、Mo A 18.片状马氏体的性质是硬而脆，原因是( )。 A固溶度太高 B有显微裂纹存在 B 19.由成束地、大致平行的铁素体从奥氏体晶界向两侧晶内长大，及碳化物分布于板条之间形成羽毛状的组织是( )。 A上贝氏体 B下贝氏体 C马氏体 A 20.根据齿轮的工作要求,应选作的材料是( )。 AT8T12、GCr15,9SiCr等 B渗碳钢15Cr,20Cr,18CrMnTi,12CrNi3结构钢40Cr,45,40CrNi C弹簧钢65Mn、60Si2Mn B 三、填空题 1.金属塑性变形的主要形式是( )与(
8、)。滑移，孪生 2.珠光体转变成奥氏体的过程是( )及铁原子的( )，使之产生( )，是属于( )相变。碳的再分布，自扩散，晶格重排，扩散性 3.第二类回火脆性产生的原因是( )的缘故。晶粒边界杂质浓度增高 4.机床导轨是机床的( )，要求( )，以保证机床的( )。由于刀架的运动而要求导轨表面要( )。基准件，很平直，精度，耐磨 5.轴承对材料的要求很高首先应有( )、( )、( )，被切削的加工性好。 高纯度，淬透性，组织均匀 6.渗氮件在渗氮前要求组织为( )，表层不许有( )，表面粗糙度不得低于( )，工件的边角应( )。索氏体，脱碳层，Ra1.6，倒角 7.固态相变指冷却过程中固态合
9、金由一种( )转变为另一种( )的现象。晶体结构，晶体结构 8.相变过程是由( )和( )两个基本过程所组成。生核，长大 9.共析转变之前析出的铁素体和渗碳体叫做( )铁素体和( )渗碳体，后者又叫( )。先共析，先共析，二次渗碳体 10.珠光体转变温度越低，珠光体生核速度比长大速度增加得( )，所形成的珠光体晶粒越( )。越快，细小 11.室温下的铁碳二元合金，无论其成分如何，其实都是由( )和( )分两个基本相构成的( )。F，Fe3C，机械混合物 12.在过冷奥氏体转变图中，与珠光体转变开始线相切的那个冷却速度叫做( )，其代号为( )。临界冷却速度，v 13.正火工艺是将钢加热到( )
10、或( )，保温一定时间后出炉( )Ac3+(30500。 )，Accm+(3050)，空冷 14.影响金属蠕变的因素是( )与( )。温度，应力 15.马氏体的转变总没有进行( ),而残留有( ),马氏体转变具有( )。 完毕 残留奥氏体 可逆性 四、名词解释题 1.强度 指金属材料抵抗外力的作用而不破坏的能力。 2.宏观组织 金属或合金制成金相磨面后,经适当处理后用肉眼或放大镜观察到的组织。 3.奥氏体晶粒度 将钢加热至相变点以上的某一温度并保持给定时间所回到的奥氏体晶粒的大小。 五、计算题 1.有一批45钢，有效厚度为50mm，长为500mm，在箱式炉中加热保温。工件的装炉方式为堆放，求该
11、工件在炉中淬火保温的时间(保温系数取1.2min/mm，修正系数为1.7)。 解：依据经验公式 t=akD 此题a=1.2,k=1.7,D=50mm 将数据代入上式得：t=102(min) 答：该工件在炉中的淬火保温的时间为102min。 2.有一井式渗碳炉,当炉子由500升温到930时,其消耗的电能为150度电,所用的加热时间为2小时,写出该炉子的型号规格 。 RJJ-75-9T 3.有一对标准直齿圆柱齿轮，m2mm，20，z125，z250。求：(1)如果n1960r/min，180343247.doc第 2 页 共 2 页 n2?(2)中心距? (3)周节P? 解：(1)n (3)p24
12、80r/min (2)a75mm 6.28mm 六、问答题 1.等温转变图对热处理有何指导意义? 答：依据等温转变图确定等温退火和等温淬火的等温温度和等温时间，或确定分级淬火的停留温度和停留时间。 依据等温转变图可以确定马氏体临界冷却速度，也是选择淬火介质的主要依据，并可估计钢在不同冷却速度下的组织和性能。 依据等温转变图可以比较不同材料的淬透性，因此是选择材料的主要依据，也是制定热处理冷却工艺规范的重要依据。 依据等温转变图可以粗略地估计连续冷却转变图。 2.为什么要进行炉温均匀性测试?炉温的实际含义是什么? 答：由于工件在炉内加热时介质、炉壁、工件和测量元件间热交换过程十分复杂，在彼此间也
13、有温差，为了能用测温元件测得的温度来表示工件温度，应尽量减少工件和测温元件之间的温差，故要求炉内的温度分布均匀。为此须改善炉体结构和合理布置加热元件，提高炉内温度的均匀性。但测量温度均匀性的目的是测出炉内温度分布情况及温度波动值，以确定有效加热区的空间大小和位置。 热处理过程中实际需要测量和控制的是工件的温度，所以炉温的实际含义是炉中被加热工件的实际温度。 3.零件渗氮表面为什么会出现氧化色?怎样预防? 答：正常的渗氮件表面应为银灰色，当出现蓝色、紫红色、金黄色等颜色时，均称为氧化色。产生的原因主要是渗氮罐漏气或密封不严，出炉温度太高(200以上)；渗氮后过早停止通氨，罐内出现负压；氨气含水量
14、超过规定要求或干燥剂失效，进气管道积水，有过多的水分进入罐内造成氧化。 预防措施；加强渗氮罐的密封性，经常检查炉压，保持正常稳定的压力，停炉前不停止通氨；保证炉温降至200以下出炉；注意控制氨气的含水量和进行严格的干燥处理，以防罐内水分过多。 对于要求表面无氧化色的零件，可通过低压喷细砂去除表面氧化色。也可进行补充渗氮，其工艺是500520，25h，炉冷时继续供氨至200以下出炉。 4.淬透性在设计和生产中有何实际意义? 答：在一定条件下，钢的淬火组织主要取决于其淬透性，而淬火组织即是淬火工件回火后的力学性能的决定因素。淬透性好的钢，淬火时可采用缓和的冷却方法冷却，从而减少变形和防止开裂；质量
15、大、形状复杂的工件一般采用淬透性好的合金钢制造，从而获得较好的淬火效果；对整个截面上均匀承受载荷的构件和切削工具，应保证完全淬透；工作时表面应力大、心部应力小的零件或只要求表面硬化的零件，只考虑能获得一定深度的淬透性的钢就可以了。由此看来，淬透性在设计和生产中有着重要的意义。 5.再结晶退火的转变有几个过程? 答：主要有以下几个过程： 回复：当再结晶退火加热温度较低时，金属中空位与缺陷相结合，而使空位减少。温度再高，分散杂乱的位错互相结合并按一定规律排列起来，形成许多小晶块，这个过程叫亚晶的回复。回复后第二类的微观应力消除，性能稍有恢复。 再结晶：当加热温度再高时，以亚晶为核心形成位向与变形晶
16、粒位向不同的等轴晶粒，随之长大直至变形晶粒完全消失。此时潜在的能量完全消失，晶粒恢复至变形前的状态，表现为强度和硬度下降。性能恢复至变形前的状态，再结晶全过程中无相变发生。 6.锻造前钢的晶粒度对锻造性能有何影响? 答：锻造前晶粒细，其锻造性能好，这是因为晶粒边界强度低于晶内，细晶粒的晶界长，因而热塑性优于粗晶粒钢。 7.退火与正火件应怎样抽样和检验? 答：可采用每炉抽样，在炉子的上、中、下各取一件(小件可取35件)做硬度及金相检验。条件许可而又很重要的工件，为增加可靠性，可采用规定的随机抽样，按批量大小抽取子样，再依据验收标准确定可否接受。 8.为什么激光淬火前要作预备热处理及表面黑化处理?
17、 答：激光淬火前，原始组织对淬火效果影响较大，当原始组织为珠光体时，因导热率小而淬透深度浅；若为粗片珠光体时，则激光淬火为粗片马氏体；若原始组织为索氏体时，则因导热快使淬透性深度加深，淬火后可获得细结构马氏体，因此要做预备热处理，以获得所需原始组织。 9.铸铁消除应力退火应注意什么? 答：消除应力退火时应注意：铸件尺寸相差太大时不能同炉处理，以保证加热与冷却的均匀性。工件之间应相距200mm左右，炉底应有垫架支承铸件，与炉顶炉壁等也应有一定距离，使热流通畅，达到均匀加热与冷却的目的。如作为第二次消除应力时，加热温度应取下限。 10.对紧固件热处理的质量要求是什么? 答：紧固件的质量要求是退碳层
18、要小，退碳层一般允许1.5D(直径)，晶粒不许粗大，硬度等力学性能符合要求。 11.什么叫碳势?碳势的高低与什么因素有关? 答：通常把一定温度下，退碳与增碳反应达到平衡时，炉气成分所对应的碳钢的含碳量(单相奥氏体的含碳量)称为该温度下炉气的碳势。某一温度下炉气的碳势，取决于退碳性气体和增碳气体的相对含量，增碳性气体含量愈多，炉气碳势愈高，反之则碳势愈低。 12.什么叫离子注入，它的特点是什么? 答：在真空中将元素电离，并加高压使离子以很高速度硬挤入工件表面的工艺过程叫离子注入。其特点是深度浅，而在使用中，注入元素仍能继续向里迁移。由于注入时工件温度低，故不改变基体性能及表面粗糙度。注入时，注入
19、能量及注入深度能准确控制，注入层结合力强，无剥落现象。 13.马氏体转变时的应力是如何形成的? 答：热处理的应力有两种，即热应力和组织应力。 高温的奥氏体在快速冷却条件下，由于热胀冷缩而形成的应力称热应力。在快速冷却过程中，奥氏体向马氏体转变，由于马氏体的比容地奥氏体大，冷却时伴随着体积变化。在组织转变时，由于体积变化而产生的应力称组织应力。马氏体转变时的残余应力是热应力和组织应力的综合。 14.间隙相与间隙化合物在高速钢中起什么作用? 答：工具钢，特别是高速钢中加入钒与碳后形成VC，是间隙相，很稳定，能阻止晶粒长大。这是因为它在高温下不易聚集，冷却时不易析出，从而使高速钢具有高的热硬性。此外
20、，有间隙化合物MO2C、W2C等的存在，使之增加耐磨性。TiC、WC是制造硬质合金的材料，故间隙相与间隙化合物在工具钢中起着重要的作用。 15.简述聚乙烯醇的冷却特性。 答：聚乙烯醇的使用浓度一般在0.2左右，适合作中碳钢及中碳低合金结构钢的淬火介质。 浓度为0.10.3的介质，在500附近的温度区，其冷却速度与水相似；在200300危险区，冷却速度比水缓慢得多。 介质温度升高时，其中温区的冷却速度显著降低。所以浓度为0.2的聚乙烯醇水溶液，使用温度应控制在2545范围。 16.简述淬火高速钢W18Cr4V在550570回火后发生二次硬化的原因。 高速钢回火时发生二次硬化的原因是: (1)回火
21、时马氏体析出高弥散度的W、V碳化物,造成弥散硬化。 (2)回火时,部分碳及合金元素从残余奥氏体中析出,使其Ms点升高,冷却时AM,产生二次淬火。上述两原因造成二次硬化,对高速钢而立,前者是主要的。 17.渗碳后晶粒粗大,如何处理? 经正火细化晶粒。 18.为什么同样材料,在同样的热处理规范下晶粒度不同? 同一钢号,但因不同批,由于炼钢时使用的脱氧剂及条件不同使钢中含有的微量元素不同而在不同的程度上阻碍晶粒的长大,从而表现在同一加热条件下有着不同的晶粒度。 19.解释铸铁热处理的基本特点? 铸铁中的石墨和硅对其热处理过程影响显著。石墨的传热能力差,加热时铸件内外温差较大,而硅能提高相图中各临界点的温度并阻碍碳向奥氏体中溶解,使奥氏体化过程变慢。因此,为减少铸件的内外温差以防止变形,宜进行缓慢加热,并需采用比钢更高的保温温度和更长的保温时间进行奥氏体化处理。 由于硅能增加过冷奥氏体的稳定性,使过冷奥氏体转变曲线左移,因此能降低其临界冷却速度,一般可进行缓冷淬火。 七、综合题 1.试述第一类回火脆性产生的原因及防止办法。 第一类回火脆性产生的原因是马氏体分解时沿马氏体片(或条)界面析出碳化物薄片所致。残余奥氏体向马氏体的转变加剧了这种脆性。防止办法: (1)避免在该温区(250400)回火;(2)用等温淬火代替之;(3)加入合金元素Si(13%)使碳化物析出温度推向较高温度。
