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2025年中职黑色金属材料（金属热处理）试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题 共40分）
答题要求：本大题共20小题，每小题2分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1. 以下哪种不属于黑色金属材料？（ ）
A. 铁
B. 铬
C. 铜
D. 锰
2. 金属热处理的目的不包括（ ）
A. 提高硬度
B. 改善切削性能
C. 增加金属光泽
D. 提高韧性
3. 完全退火主要适用于（ ）
A. 亚共析钢
B. 共析钢
C. 过共析钢
D. 所有钢种
4. 球化退火主要用于（ ）
A. 低碳钢
B. 中碳钢
C. 高碳钢
D. 合金钢
5. 正火的冷却速度比退火（ ）
A. 快
B. 慢
C. 相同
D. 不确定
6. 淬火能使钢获得（ ）
A. 高硬度
B. 高韧性
C. 良好的塑性
D. 良好的焊接性能
7. 回火的主要作用是（ ）
A. 消除淬火应力
B. 提高硬度
C. 增加脆性
D. 降低韧性
8. 以下哪种回火能使钢获得良好的综合力学性能？（ ）
A. 低温回火
B. 中温回火
C. 高温回火
D. 以上都不对
9. 感应加热表面淬火的淬硬层深度主要取决于（ ）
A. 加热时间
B. 电流频率
C. 工件尺寸
D. 钢材成分
10. 化学热处理与普通热处理的主要区别在于（ ）
A. 加热方式不同
B. 冷却方式不同
C. 改变了工件表面的化学成分
D. 处理温度不同
11. 渗碳体是（ ）
A. 间隙固溶体
B. 间隙化合物
C. 置换固溶体
D. 金属化合物
12. 珠光体是由（ ）组成的机械混合物。
A. 铁素体和渗碳体
B. 铁素体和奥氏体
C. 奥氏体和渗碳体
D. 铁素体和马氏体
13. 铁素体的晶格类型是（ ）
A. 面心立方晶格
B. 体心立方晶格
C. 密排六方晶格
D. 复杂立方晶格
14. 奥氏体向马氏体转变属于（ ）
A. 扩散型转变
B. 半扩散型转变
C. 非扩散型转变
D. 不确定
15. 马氏体的硬度主要取决于（ ）
A. 含碳量
B. 合金元素含量
C. 奥氏体化温度
D. 冷却速度
16. 以下哪种材料淬透性最好？（ ）
A. 45钢
B. T8钢
C. 40Cr
D. 60Si2Mn
17. 金属材料的疲劳极限与（ ）有关。
A. 抗拉强度
B. 屈服强度
C. 硬度
D. 延伸率
18. 以下哪种属于金属材料的工艺性能？（ ）
A. 导电性
B. 导热性
C. 铸造性能
D. 磁性
19. 改善低碳钢切削性能的热处理工艺是（ ）
A. 完全退火
B. 球化退火
C. 正火
D. 回火
20. 中碳钢进行调质处理是为了获得（ ）
A. 高硬度
B. 高韧性
C. 良好的综合力学性能
D. 良好的焊接性能

第II卷（非选择题 共60分）

（共3题，每题10分）
21. 简述金属热处理的基本过程及每个过程的作用。
22. 说明感应加热表面淬火的原理及优点。
23. 阐述渗碳工艺的步骤及适用范围。

（共2题，每题15分）
24. 现有一批45钢零件，要求硬度为HRC40 - HRC HRC45，采用何种热处理工艺能满足要求？请说明工艺过程及参数。
25. 某工厂生产一批齿轮，材料为40Cr，在加工过程中发现硬度不足，分析可能的原因并提出改进措施。

答案：1.C 2.C 3.A 4.C 5.A 6.A 7.A 8.C 9.B 10.C 11.B 12.A 13.B 14.C 15.A 16.D 17.A 18.C 19.C 20.C
21. 金属热处理基本过程包括加热、保温、冷却。加热使金属原子获得足够能量，晶格开始活跃，为后续转变做准备；保温确保组织均匀化；冷却决定最终的组织形态和性能，不同冷却速度会得到不同的相结构和性能。
22. 感应加热表面淬火原理：把工件放入感应器内，当感应器内通入交变电流后，立即产生交变磁场，电流密度在工件表面分布不均匀，表面密度大，中心密度小，在工件基本电阻的作用下，表层迅速被加热到淬火温度，而心部仍接近室温，在立即喷水冷却后，达到表面淬火目的。优点：加热速度快，生产效率高；淬火质量好，变形小；表面硬度高，耐磨性好；可实现局部淬火。
23. 渗碳工艺步骤：工件表面清理脱脂等预处理；将工件装入密封加热炉，加热到渗碳温度；通入渗碳剂，进行渗碳；渗碳结束后，出炉空冷或直接淬火等后续处理。适用范围：低碳钢或低碳合金钢，用于提高零件表面硬度、耐磨性及疲劳抗力等，如齿轮、轴类等零件。
24. 可采用调质处理工艺。先将零件加热到840℃ - 860℃进行淬火，油冷，使零件获得马氏体组织。然后在550℃ - 650℃进行高温回火，得到回火索氏体组织，硬度可达HRC40 - HRC45，具有良好的综合力学性能。
25. 硬度不足可能原因：淬火加热温度不够，未达到临界淬火温度，使奥氏体化不充分；保温时间不足，组织转变不完全；冷却速度不够，未形成足够的马氏体组织；钢材原始组织不良，如存在带状组织等影响淬透性。改进措施：适当提高淬火加热温度并延长保温时间；选择冷却能力更强的淬火介质；对钢材进行预先热处理改善原始组织；可进行二次淬火等补救措施。