2023年机械制造基础试题库问答题.doc

金属材料及热解决部分1 指出下列名词及其区别：耐腐蚀性与抗氧化性。2 按用途对塑料进行分类，并简述其应用情况。3 橡胶的最大特性是什么？简述其用途和储存方法。4 简述陶瓷的特点。5 什么是复合材料？它有何特点？6 热传递的基本方式有哪些？以工件在热解决炉中的加热为例说明传热的一般规律。7 解释下列各对名词意义：晶体与非晶体；晶格与晶胞；晶粒与晶界；单晶体与多晶体。8 简述纯金属的结晶过程。9 为什么要细化晶粒？生产上常用哪些方法细化晶粒？10 什么是同素异构转变？它有何特点？11 指出下列名词的概念及区别：合金、组元、相及组织。12 什么叫可控气氛？它是如何制备的？我国目前应用的可控气氛有哪几种类型？13 钢在真空加热的特点是什么？14 什么是盐浴校正剂？常用的盐浴校正剂有哪些？15 什么是热解决工艺规程？其基本内容是什么？16 退火与正火件应如何装炉？17 淬火与回火件应如何装炉？18 热解决用工装有哪些基本规定？19 设计热解决工装时应注意哪些问题？20 简述奥氏体的形成过程。21 什么是实际晶粒度和本质晶粒度？它们对热解决有什么指导意义？22 提出下面名词的重要区别：过冷奥氏体和残余奥氏体；连续冷却与等温冷却。23 什么是退火？其目的是什么？24 常用的退火工艺方法有哪些？25 什么是正火？其目的是什么？26 简述如何合理地选择退火与正火工艺。27 什么是淬火？其目的是什么？28 如何针对工件的具体情况选择淬火加热的方法？29 如何选择淬火加热温度？淬火保温时间是根据什么拟定的？30 如何计算不同形状工件的有效厚度？31 什么是回火？其目的是什么？32 回火的种类有哪些？其合用范围是什么？33 什么是深冷解决？其目的是什么？34 什么样的淬火介质最抱负？35 简述氯化钠（即食盐）水溶液的冷却性能。36 简述盐浴和碱浴淬火介质的冷却性能。37 什么是表面改性热解决？具体有哪些应用？38 简述感应加热淬火的基本原理。39 解释下列名词：集肤效应、邻近效应、环流效应及尖角效应。40 感应加热淬火后工件的力学性能有什么特点？41 什么叫化学热解决？它和感应加热表面淬火有什么区别？42 什么叫渗碳？其目的是什么？43 什么是渗氮？和渗碳相比渗氮零件有什么特点？44 热解决生产中，被解决工件的清洗有何作用？45 什么叫喷丸解决？它有哪些作用？其合用范围如何？46 提出下列名词的区别：热应力与相变应力；内应力与残余应力。47 简述下面简朴畸变矫正方法及其应用：冷压校直法、加热校直法和热点校直法。48 简述布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度的合用范围。49 简述退火、正火产生魏氏组织的因素及补救方法。50 简述高铝砖作为耐火材料的成分、性能特点及应用情况。51 盐浴炉工作一段时间后为什么要脱氧和捞渣？52 如何安装盐浴炉的热电偶？53 相变的实质是什么？54 铁碳合金相图（即FeFeC3相图）有何作用？55 指出下列名词及其区别：渗碳体、一次渗碳体、二次渗碳体和三次渗碳体。56 金属晶体的晶界处有何特性？57 为什么在碳钢中要严格控制硫和磷元素的含量？为什么在易切削钢中又要适当提高它们的含量？58 碳素工具钢中的碳质量分数对其力学性能有何影响？如何选用？59 什么是合金钢？它有哪些优越性？60 耐磨钢常用的钢号是哪一种？它的成分有何特点？它为什么能耐磨？通常它是如何加工成零件的？61 对的选择材料的原则是什么？62 简述铸铁的石墨化过程并说明影响石墨化的因素有哪些。63 简述灰铸铁表面淬火的目的和淬火方法。64 铝合金是如何分类的？65 什么是硬质合金？其性能特点是什么？66 热解决工艺编制的原则是什么？67 奥氏体连续冷却转变图和奥氏体等温转变图有何不同？68 什么是双介质淬火？控制双介质淬火的关键是什么？69 举例说明淬火件浸入淬火介质应遵循的原则及采用的方法。70 什么是二次硬化？其产生的因素是什么？71 淬硬性和淬透性有什么区别？72 影响淬透性的重要因素有哪些？73 简述淬透性在设计和生产实际中的作用。74 白点是如何形成的？影响白点敏感性的重要因素是什么？简述防止白点热解决的原理。75 什么是热应力、相变应力？它们对淬火件的变形有何影响？76 淬火零件开裂的因素是什么？常见的淬火裂纹有几种类型？77 为什么合金钢的淬火变形倾向小于碳钢？78 如何防止工件的淬火变形和开裂？79 合金元素在钢中有何作用？80 调质钢中合金元素的作用是什么？81 调质钢预备热解决的目的是什么？82 简述弹簧钢的热解决方法。83 滚动轴承钢的主加元素是什么？有何作用？其含量多少为宜？84 简述精密轴承零件的尺寸稳定解决。85 高速钢刃具淬火后为什么要及时回火和多次回火？86 冷作模具钢常用材料有哪些？如何选用？87 为什么Cr12型模具钢在退火前要反复锻造？88 Cr12型钢模具有哪两种热解决工艺？各自的性能及合用情况如何？89 量具钢热解决的重要特点是什么？90 火焰加热淬火设备都有哪些部分组成？对淬火质量影响最大的什么？91 火焰表面加热淬火的预备热解决是如何进行的？92 感应加热表面淬火的方法有哪些？93 感应加热后的冷却方法有哪些？各自合用范围是什么？94 感应加热淬火后的工件为什么要及时回火？常用的回火方法有哪些？95 制作感应器时应如何拟定感应器的形状？96 同渗碳相比碳氮共渗有哪些特点？97 简述碳氮共渗层的组织和性能，并说明碳氮共渗表面的最佳碳、氮浓度是什么？为什么？98 氮碳共渗同渗氮相比有何特点？99 简述氮碳共渗的组织和性能，并说明氮碳共渗的优点及局限性之处。100 渗氮前应做哪些准备工作？101 采用电抛光技术可以去除哪些痕迹？它有何局限性？102 什么是发蓝？它有何优点？103 什么是磷化？其目的是什么？答 案1 答：耐腐蚀性和抗氧化性都属于金属材料的化学性能，都是指金属对周边介质侵蚀的抵抗能力，只是它们的限度有所不同。耐腐蚀性是指金属材料在常温下对大气、水蒸气、酸及碱等介质腐蚀的抵抗能力。而抗氧化性是指金属材料在高温下对周边介质中的氧与其作用而损坏的抵抗能力。2 答：按塑料的应用情况可将其分为通用塑料、工程塑料和耐热塑料。通用塑料是指产量大、用途广、价格低而受力不大的塑料产品。重要有聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、酚醛塑料等，它们广泛应用于工农业生产和平常生活中。工程塑料是指力学性能较好、耐热、耐寒、耐蚀和电绝缘性良好的塑料，它们可以取代金属材料制造机械零件和工程构件。这类塑料重要有聚碳酸脂、聚酰胺（即尼龙）、聚甲醛、聚砜和ABS等。耐热塑料是指在较高温度下工作的各种塑料，如聚四氟乙烯、环氧塑料和有机硅塑料等均能在1002023的温度下工作。3 答：橡胶最重要的特性是高弹性。橡胶在储存过程中要特别注意保护其弹性，氧化、光照（特别是紫外线照射），均会促使其老化、龟裂、发黏或变脆，从而丧失其弹性。由于橡胶是具有优良的拉伸性能和储能性能，以及优良的耐磨性、隔音性和绝缘性的高分子材料，所以其在机械零件中广泛用于制造密封件、减震件、传动件、轮胎和电线的绝缘皮等。4 答：陶瓷的共同特点是硬度高、抗压强度大、耐高温、耐磨损及抗氧化性能好。但也存在着脆性大，没有延展性，经不起碰撞和急冷急热的缺陷。5 答：复合材料是由两种或多种固体材料（不同的非金属材料、非金属材料与金属材料、不同的金属材料）复合而成。复合材料与金属和其他固体材料相比具有比强度和比模量高、抗疲劳强度高、减震性好、耐高温能力强、断裂安全性好、化学稳定性、减磨性和电绝缘性良好等特点。6 答：热传递的基本方式有三种：传导、对流和辐射。事实上这三种传热方式并非单独存在，热量从某一物体传至另一物体往往是这三种基本传热方式的不同组合，但不管其组合方式如何，温度差的存在是产生传热过程的先决条件。例如，工件在热解决炉中加热时，一般是工件表面通过辐射或对流传热的方式从加热设备中取得热量，同时工件表面又以传导传热方式将热量传给其心部。所以，热解决炉中的传热，每种基本传热方式并非单独存在，而往往总是三种传热方式同时并存的综合传热。7 答：自然界中的固态物质按其原子的聚集状态而分为两大类：晶体与非晶体。在物质内部，凡原子呈无序堆积状况的，称为非晶体，例如普通玻璃、松香、树脂等，均属于非晶体。相反，凡原子呈有序、有规则排列的物质称为晶体。表达原子在晶体中排列方式的空间格架，叫做结晶格子或结晶点阵，简称晶格或点阵。由于晶体中的原子排列具有周期反复性，因此，可从晶格中选取一个最具有代表性的最小几何单元来说明晶体中的原子排列排列规律和特点，这个最小的能反映晶格原子排列特性的单元称为晶胞。外形不规则而内部原子排列规则的小晶体称为晶粒。由于每个晶粒的位向不同，使它们相遇时不能合为一体，这些晶粒与晶粒这间的分界面称为晶界。结晶后只有一个晶粒的晶体称为单晶体，假如结晶后的晶体是由许多位向不同的晶粒组成的，则称为多晶体。8 答：当液态金属冷却到结晶温度以下时，液态金属中一方面形成晶核，并以此为中心吸引周边的原子，按一定的几何形状进行有规则的排列，使其不断长大，同时还会有新的晶核产生和长大，直到液体金属所有结晶为晶体为止。9 答：金属的晶粒大小对金属的力学性能有重要的影响。通常在室温下，细晶粒金属具有较高的强度和韧性。所认为了提高金属的力学性能，必须控制金属结晶后的晶粒大小。常用的细化晶粒方法有下面三种：（1） 增长过冷度：金属的形核率N和长大速度v均随过冷度的增大而增大，但两者增大的速率并不相同，在很大范围内形核率比晶核长大速度增大更快，因此，增长过冷度能使晶粒细化。这种方法只合用于中、小型铸件，对于大型铸件则需要用其他方法使晶粒细化。（2） 变质解决：在浇注前向液态金属中加入一些细小的形核剂（又称变质剂或孕育剂），使它分散在金属液中作为人工晶核，可使晶粒显著增长，或者减少晶核的长大速度，这种细化晶粒的方法称为变质解决。钢中加入钛、硼、铝等，铸铁中加入硅铁、硅钙等均能起到细化晶粒的作用。（3） 振动解决：在结晶时，对金属液加以机械振动、超声波振动和电磁振动等，使生长中的枝晶破碎，从而提供更多的结晶核心，达成细化晶粒的目的。10 答：金属在固态下，随温度的改变由一种晶格转变为另一种晶格的现象称为同素异构转变。同素异构转变除了具有结晶的特点外，由于其属于固态相变，又具有其自身的特点，例如：同素异构转变时，新晶格的晶核优先在本来晶粒的晶界处形核；转变需要较大的过冷度；晶格的变化随着着金属体积的变化，转变时会产生较大的内应力。11 答：一种金属元素与其它金属元素或非金属元素，通过熔炼或其它方法结合而成的具有金属特性的物质称为合金；组成合金的独立的最基本的物质叫做组元，简称元；即合金中具有同一成分、同一聚集状态，并能以界面互相分开的各个均匀组成部分称为相；所谓的组织是指用金相观测方法，在金属及合金内部看到的涉及晶体或晶粒的大小、方向、形状、排列状况等组成关系的构造情况。也可以说是人们观测到的（涉及用肉眼直接观测或借助于仪器观测）合金的特性与形貌。12 答：在我国对保护气氛及可控的渗碳（或碳氮共渗）气氛统称为可控气氛。将含碳氢化合物的原料气，如天然气、液化石油气、城市煤气、丙烷、甲烷等，按一定的比例和空气混合后，送入燃烧室或反映罐中进行不完全燃烧可制得可控气氛。根据制备原理，我国目前应用的可控气氛有：放热式气氛、吸热式气氛、氨分解气氛和滴注式气氛。13 答：钢在真空加热时，具有一般热解决所没有的以下特点：（1） 保护作用 真空炉内氧化性与脱碳性气体很少，故可以防止氧化脱碳，实现光亮淬火。（2） 表面净化作用 真空炉内的气氛中，氧的分压力很低。在高温下，零件表面的氧化物将发生分解反映：2FeO2Fe+O2，所生成的氧气由真空泵排除，使零件获得光亮的表面。（3） 脱气作用 加热时零件处在高温负压状态，常压时溶入金属的气体，如氢、氧、氮等，在负压时将从金属表面逸出，这种现象称为脱气。氢的脱气效果最为明显。脱气作用使钢热解决后强度、韧性都有明显提高。（4） 加热速度低 零件在真空炉中的加热是依靠热辐射来实现的。与其它加热方式相比，零件的温度上升较慢，升温过程中零件表面与中心温差较小，零件各处膨胀比较均匀，因而真空热解决的变形较小。（5） 脱元素现象 真空加热时，在高温下某些蒸气压高的合金元素（如Cr、Mn）会从零件表面蒸发，这种现象称为脱元素现象。14 答：所谓盐浴校正剂是指能恢复或保持盐浴加热性能、减少工件氧化或脱碳的物质。常用的盐浴校正剂有木炭、钛白粉（TiO2）、硅胶（SiO2）及硅钙合金（SiCa）硼砂（Na2B4O710H2O）等。15 答：热解决工艺规程是各道热解决工序必须遵守的准则，其基本形式是热解决工艺卡。它是操作工人必须遵守的法规文献，其基本内容如下：（1） 零件概况 即零件名称及编号、材料牌号、质量大小、轮廓尺寸及热解决有关尺寸、工艺路线等。（2） 热解决技术规定 热解决工序完毕后的质量验收指标。热解决工艺卡上的技术规定比图纸上提出的热解决技术规定更具体、更具体。如零件化学热解决后还要进行磨削加工，热解决工艺卡上的硬化层深应加上磨削量。（3） 零件简图 在工艺卡上应绘制零件简图，便于辨认、核对零件，同时局部热解决、硬度检查部位等一目了然。（4） 装炉方式及装炉量。（5） 设备及工装名称、编号。（6） 工艺参数 涉及：保温时间、冷却方式、淬火介质等。对于化学热解决还涉及到碳势、氮势以及活性介质的流量等。（7） 质量检查的内容，检查方法及抽查率。16 答：退火、正火件的装炉方法（1） 检查炉体各部分是否损坏，平车、卷扬机和其它附属设备运转是否正常，高温仪表指示必须对的，工件应装在各种炉型规定的有效加热区内；（2） 同炉的工件，工艺规范须相同或相近，各类工件有效厚度不能相差太大，工件堆放保持适当距离。假如使用箱式电炉，工件离炉底板的距离应大于或等于100mm；（3） 使用大型燃料炉时，工件有效厚度相差不能大于200mm，装在台车上要平衡稳定，离台车表面距离要大于200mm，横向间隔应大于或等于100mm，以保证炉气良好循环；（4） 大件放在底层，小件放在上层，厚壁大件放在近火门处，上层工件的重量不应集中在下层易变形处；（5） 力学性能试棒必须与所代表的工件同炉装在工件有代表性的部位或工艺卡规定的地方；（6） 保护气氛加热炉、热浴加热炉、真空炉、连续作业炉等以及其它炉型用于退火或正火时，其操作可按各公司专用的操作规范解决。17 答：淬火、回火件的装炉方法（1） 允许不同材料但具有相同加热温度和加热速度的零件装入同一炉中加热；（2） 截面大小不同的零件装入同一炉时，大件应放在炉膛里面，以便小件先出炉；（3） 零件装炉时，应放在炉内均匀温区，多方面采用措施，力求提高均温限度；（4） 装炉时必须将零件放在装料架或炉底板上，用钩、钳堆放，不准将零件直接抛入内，以免碰伤零件或损坏设备；（5） 入炉零件均应干燥无油污；（6） 如图3-1a、b所示：细长零件应尽量垂直吊挂，以免变形。对某些工件要合理绑扎，以免因自重而变形；（7） 盐炉的装炉量要适当，零件放入盐浴后，盐浴液面应低于盐浴规定的液面线，还要使零件之间保持大于或等于10mm距离；（8） 零件入盐浴前要预热或烘干，对于薄而长的工件，应设法避免盐浴翻滚时工件互相撞击，还要防止工件碰撞电极或距电极太近而导致过热或过烧；（9） 箱式炉的装炉一般为单层排列，零件间距离1030mm为宜。小件允许堆放，加热时间须酌量增长，每炉零件数应基本一致；（10） 有力学性能规定的工件，试棒与工件同时装炉，试棒应放在有代表性的位置。18 答：热解决工装应满足如下规定：（1） 较好的耐热性能 一般在高温下承载工件的工装，都规定具有较好的耐热性能和一定的耐蚀性，以防止严重的氧化，有的还规定能抗渗碳等。为了满足这些规定，一般都从材料的选择上加以考虑，因此，材料的成本较高。（2） 一定的高温强度 高温强度是指装载工件的工装在高温长时间加热的情况下，可以承载被加热工件的重量，并且工装不发生严重变形甚至散架。工装的高温强度靠材料和工装的结构保证，但假如结构太强，则重量大，吸取的热量多，使工件的单位能耗增长，加热时间延长，导致生产成本上升。（3） 较低的材料与制作成本 热解决工装是一种易损件，重要的失效形式是高温氧化减薄，强度严重下降。制作工装常用焊接、铸造的方法。控制工装材料与工装制作成本，是控制热解决生产成本的重要方面。19 答：一般应考虑以下问题：1） 对工件结构和技术规定做具体分析，最大限度地满足技术规定。2） 保证工装能安全可靠地承载工件完毕热解决工艺过程，并具有较长的使用寿命。3） 保证工件装载在工装上均匀地被加热，被渗碳、碳氮共渗，被均匀冷却。4） 尽也许多地装载工件，以提高热解决生产效率，减少能源消耗。5） 尽也许地兼顾工装的通用性，减少工装种类，简化工装管理，减少成本。6） 尽也许地减少工装用材料和制导致本。20 答：根据FeFe3C相图，由铁素体和渗碳体两相所组成的珠光体，加热温度稍高于Ac1时要转变为单相奥氏体。由于新形成的奥氏体和本来的铁素体及渗碳体的碳质量分数和晶格结构相差很大，所以珠光体转变成奥氏体的整个过程可以当作是由四个基本过程组成，如图4-3所示，即奥氏体晶核的形成、奥氏体晶核的长大、残余渗碳体的溶解和奥氏体成分的均匀化。21 答：实际晶粒度是指钢在实际生产中的具体加热条件下所获得的奥氏体晶粒度。它的大小直接影响工件的性能。而本质晶粒度是在规定的加热条件下（加热到930，保温3或8h），所测得的奥氏体晶粒度。本质晶粒度并不指具体的晶粒，而仅仅是表现某种钢奥氏体晶粒的长大倾向。本质细晶粒钢在热解决时就可选择较宽的加热温度，而本质粗晶粒钢，就要严格控制加热温度，避免因加热时晶粒粗大使零件在热解决后性能变坏。22 答：过冷奥氏体是指暂时存在于A1温度线以下，尚未发生转变的处在不稳定状态的奥氏体；而残余奥氏体是指过冷到Mf温度以下仍未发生马氏体转变的奥氏体。将奥氏体自高温连续冷却到室温称为连续冷却；而将奥氏体迅速冷却到临界温度以下某一温度进行保温，然后再冷却到室温称为等温冷却。23 答：退火就是将金属或合金加热到适当温度，保温一定期间，然后缓慢冷却的热解决工艺。其目的重要是：减少钢的硬度，提高塑性，以利于切削加工及冷变形加工。细化晶粒，消除因铸、锻、焊引起的组织缺陷，均匀钢的组织及成分，改善钢的性能或为以后的热解决做准备。消除钢中的内应力，以防止变形和开裂。24 答：常用的退火工艺方法有完全退火、球化退火、去应力退火、再结晶退火和均匀化退火等几种。25 答：将钢材或钢件加热到Ac3（或Accm）以上3050，保温适当时间后，在静止的空气中冷却的热解决工艺称为正火。其目的重要有：改善碳质量分数较低的钢材的切削性能。中碳结构钢规定不高时，可代替调质作为最终热解决，起到简化工艺的目的。消除过共析钢的网状渗碳体。消除缺陷、细化晶粒、改善组织，为最终热解决做准备。26 答：重要从以下三个方面加以考虑：（1） 从切削加工性考虑 一般来说，硬度在170230HBS范围内的钢材，其切削加工性能最佳。硬度过高难以加工，且刀具易于磨损；硬度太低，切削时容易“粘刀”，使刀具发热而磨损，且工件的表面不光。因此作为预备热解决，低碳钢正火优于退火，而高碳钢正火后硬度太高，必须采用退火。（2） 从使用性能上考虑 对于亚共析钢工件来说，正火比退火具有较好的力学性能。假如零件的性能规定不高，则可用正火作为最终热解决。但当零件形状复杂时，由于正火冷却速度快，有引起开裂的危险，则以采用退火为宜。（3） 从经济上考虑 正火比退火的生产周期短、成本低，且操作方便，故在也许的情况条件下优先采用正火。27 答：钢的淬火就是将钢加热到Ac3或Ac1以上某一温度，保持一定期间，然后以适当速度冷却获得马氏体和（或）下贝氏体组织的热解决工艺。淬火的目的是使过冷奥氏体进行马氏体（或下贝氏体）转变，得到马氏体（或下贝氏体）组织，然后配合以不同温度的回火，获得所需的力学性能。28 答：一般的低、中碳钢工件，视工件厚薄可采用现有加热设备能达成的较快加热速度（如到温加热、超温装料或超温加热）进行加热；铸锻件在其锻后及铸造后的热解决加热时，由于工件内部存在着锻造及铸造应力，因而要控制加热速度，一般采用低温入炉，随炉升温的方法进行加热；大截面工件内部易存在偏析、夹杂、组织不均等缺陷及有较大内应力，高碳钢及高合金钢导热性差，表面和心部温差大，导致热应力大，厚薄相差悬殊及形状复杂工件，易产生应力集中导致变形和开裂，这三类工件应严格控制加热速度，采用分段预热的加热方法。29 答：淬火加热温度是根据钢的成分、组织和不同的性能规定来拟定的。其基本原则是：亚共析钢Ac3+3050；共析钢和过共析钢Ac1+3050。在具体选择钢的淬火加热温度时，除了遵守上述的一般原则外，还应考虑工件的化学成分、技术规定、尺寸形状、原始组织以及加热设备、淬火介质等诸多因素的影响，对加热温度予以适当调整，如对合金钢零件而言，通常取推荐温度的上限或更高温度。而对于形状复杂、易变形开裂的碳钢零件，则应取推荐温度的下限以减少淬火应力。在具体生产条件下，工件保温时间应根据工件的有效厚度来拟定。30 答：工件有效厚度D的计算可按下述方法拟定：（1） 圆柱体以其直径作为有效厚度；（2） 板件以其厚度作为有效厚度；（3） 矩形截面工件以其短边作为有效厚度；（4） 筒类工件以其壁厚作为有效厚度；（5） 锥体以离小头2/3长度处的直径作为有效厚度；（6） 球体以其直径的0.6倍作为有效厚度；（7） 形状复杂工件按工作部分厚度计算，或按几处重要截面部位的平均厚度计算。31 答：回火就是将淬火后的零件加热到Ac1以下某一温度，保温后冷却到室温，获得较稳定组织及所需力学性能的热解决工艺。回火的目的是：合理的调整力学性能，使工件满足使用规定；稳定组织，使工件在使用过程中不发生组织转变，从而保证工件的形状、尺寸不变；减少或消除内应力，以减少工件的变形并防止开裂。32 答：一般根据回火温度将回火分为以下三类：（1） 低温回火 将淬火工件加热到150250回火，可得到回火马氏体组织。重要用于刀具、量具、拉丝模、滚动轴承以及其它规定硬而耐磨的零件。硬度一般大于55HRC。（2） 中温淬火 将淬火工件加热到250500回火，可获得回火托氏体组织。重要用于弹性零件及热锻模等。硬度一般在3550HRC范围内。（3） 高温回火 将淬火工件加热到500700回火，习惯上将淬火加高温回火的工艺称为调质解决，可获得回火索氏体组织。调质解决广泛应用于受力构件，如螺栓、连杆、齿轮、曲轴等零件，还可作为零件表面淬火、渗氮前的预先热解决。硬度一般在2540HRC。33 答：将淬火钢继续冷却到室温以下某一温度，并停留一定期间，使残余奥氏体转变为马氏体的热解决工艺称深冷解决。深冷解决的目的是提高硬度、稳定尺寸及提高钢的磁性（因奥氏体无磁性）。34 答：抱负淬火介质的性能是使钢在高温区域（700以上）较缓慢地冷却，以减少工件的热应力；在550600间以足够快的冷却速度迅速通过奥氏体等温转变图的“鼻尖”，以防止发生珠光体或贝氏体转变；在容易导致淬火裂纹的过冷却奥氏体较稳定的低温区域（300以下）缓慢冷却，使工件在缓冷条件下通过奥氏体向马氏体的转变区，从而减少相变应力。35 答：氯化钠（食盐）水溶液是最常用的盐水，一般使用浓度为5%15%。食盐水溶液在500650区间的冷却能力约为清水的二倍，能使工件淬火后得到高而均匀的硬度，而它在低温时的冷却速度则与清水差不多。由于盐水能使工件冷却均匀，因此用它作为淬火介质，可使零件获得高硬度，并且硬度均匀，避免产生软点，变形、开裂倾向比清水小。缺陷是零件淬火后容易生锈，必须及时仔细清洗。36 答：盐浴和碱浴都属于不发生物态变化的淬火介质。淬火时不会引起介质的汽化，所以在冷却过程中，无蒸气膜阶段和沸腾阶段，工件的冷却重要是通过介质的对流和传导来实现的。工件淬入这类介质中，开始冷却时，由于工件与介质间温差最大，所以冷却一开始就不久达成最大冷却速度，也就是说在高温区域它们的冷却速度较快；此后，随着温差的减小，其冷却能力逐渐减少，即低温区域冷速较慢。总之，它们的冷速重要取决于浴的成分、流动性以及与淬火工件之间的温差。这种冷却特性可以保证某些钢种和过冷奥氏体在高温区域不发生分解，而在低温区域，能以较低的速度发生马氏体转变，从而使工件的变形、开裂倾向大大减少。37 答：表面改性热解决是运用各种物理和化学的方法，使金属表面获得特殊的化学成分、组织结构和性能，从而达成提高金属零件或构件使用寿命的技术。对于在弯曲、扭转以及各种交变载荷作用下服役的一些机械零件，如轴、曲轴、齿轮和凸轮等，其表面外层承受的应力要比心部承受的高出许多，此外，在有摩擦作用时，这些零件还要受到不同限度的磨损。因此，在工程上必须想办法提高这些零件表层的硬度、耐磨性和抗疲劳性，而在心部仍需保持较好的强度和韧性，使其能承受各种冲击载荷。此时，若采用常规的整体热解决的方法，就很难满足上述的规定，这就需要采用表面改性热解决。38 答：所谓感应加热淬火就是运用感应电流通过工件所产生的热效应，使工件表层及局部加热至淬火温度，随后进行快速冷却的淬火工艺。淬火时把零件放在铜质的感应器中，接上某一固定频率的交流电以产生电磁感应，其结果会在零件表层产生与感应圈中电流相反的感应电流。这种感应电流沿零件表面形成的封闭回路，称为涡流。在涡流及零件自身电阻的作用下，电能便在零件表层转化为热能，使表层不久升温至淬火温度，此后将零件立即进行快速冷却，就达成了表面淬火的目的。39 答：当通过交流电时，其电流在导体截面上的分布是不均匀的，导体表面的电流密度大，中心的电流密度小，电流密度自面向中心呈指数规律衰减。这种现象就称为交流电的集肤效应。当两个相邻导体通过电流时，若其电流方向相同，则由于它们所产生的交变磁场的互相作用，使得两个导体相邻一侧的感应反电势最大，电流被驱向于导体外侧流过；相反，当电流方向相反时，电流被驱向于两导体相邻一侧，即内侧流过，这种现象称为邻近效应。当交变电流通过圆环状或螺旋状导体时，由于交变磁场的作用，使其外表面电流密度因自感反电动势增大而减少，而在圆环内侧的表面会获得最大的电流密度，这种现象称为环流效应。将外形带有尖角、棱边及曲率半径较小的突出部分工件置于感应器中加热时，即使感应器与工件之间的间隙相等，但由于在工件的尖角处和突出部分通过的磁力线密度较大，感应电流密度也较大，加热速度快，热量集中，这样会使这些部位产生过热，甚至发生烧熔现象，这种现象称为尖角效应。40 答：感应加热后的工件在力学性能上有如下特点：（1） 硬度 感应加热表面淬火后零件的硬度比常规淬火要高出23HRC，这种现象被称为超硬现象。产生超硬现象的因素是由于加热速度极快，使晶粒充足细化的结果。这种现象在200以上回火后，即不复存在。（2） 疲劳强度 感应加热表面淬火能有效地提高工件抗弯曲和扭转的疲劳强度。一般来说，对于小工件能将疲劳强度提高23倍，对于大工件则能提高20%30%。这是由于工件表层经感应加热淬火获得的马氏体晶粒极为细小，碳化物弥散限度很高，并且产生了有助于提高疲劳强度的残余压应力。（3） 耐磨性 经感应加热淬火后，工件的耐磨性，要比常规淬火提高75%左右。其因素是感应加热淬火过程中氧化和脱碳较少，且淬硬层中马氏体晶粒细小。但是，感应加热淬火件的耐磨性不如渗碳工件。41 答：化学热解决是将金属或合金工件置于一定温度的活性介质中，使一种或几种元素渗入至它的表层，以改变其表层的化学成分、组织和性能的热解决工艺方法。尽管都是表面改性热解决，表面感应淬火是通过淬火的方法提高工件表层的硬度；而化学热解决是通过改变工件表面的化学成份而改变工件表面的金相组织和力学性能，两者有本质的区别。42 答：钢的渗碳就是工件在渗碳介质中进行加热和保温，使活性炭原子渗入至钢件表面，使其获得一定的表面碳质量分数和一定浓度梯度的工艺。渗碳的目的是使机器零件获得高的表面硬度、耐磨性及高的接触疲劳强度和弯曲疲劳强度。43 答：渗氮热解决就是在一定温度下使活性氮原子渗入至工件表面，从而提高其硬度、耐磨性和疲劳强度的一种化学热解决方法。和渗碳相比，渗氮零件具有如下特点：（1） 高硬度和高耐磨性 当采用含铝、铬的渗氮钢时，渗氮后表层的硬度可达10001200HV，相比而言，渗碳淬火后表层的硬度只有700760HV。渗氮层由于硬度高，所以耐磨性也较高。特别值得提出的是，渗氮层的高硬度可以保持到500左右，而渗碳层的硬度在200以上就会剧烈下降。（2） 高疲劳强度 这是由于渗氮层的残余应力比渗碳层大。实验证明，缺口试样渗氮后的疲劳强度可以与光滑试样渗氮后相比美。（3） 变形小而规律性强 这是由于渗氮温度低，渗氮过程中零件心部没有发生相变，渗氮后又不需要任何热解决。可以引起零件变形的因素只有渗氮层的体积膨胀，所以其变形的规律性也较强。（4） 高的抗咬合性能 咬合是由于短时间缺少润滑，过热的相对运动的两表面产生的卡死、擦伤或焊合现象。工件的渗氮层因其具有高硬度和高温硬度可使其具有较好的抗咬合性能。（5） 高的抗腐蚀性能 这种性能来自于渗氮层表面化学稳定性高而致密的化合物层，即通常所谓的白亮层。有时为了减少渗氮层的脆性而抵制了它的生成，工件的抗腐蚀性就不会提高。渗氮的缺陷是工艺过程时间较长，成本较高。如欲获得1mm深的渗碳层，渗碳解决仅需要69h，而欲获得0.5mm的渗氮层，渗氮解决常需要4050h。此外，由于渗氮层较薄，也不能承受太大的接触应力。44 答：被解决工件的清洗一小部分为工件热解决前的预清洗，其作用是去除工件在热解决前的油渍和污垢。而大部分是工件热解决之后的清洗，其作用是去除工件在热解决之后残留在工件表面的盐垢、油渍和炭黑等污物，使工件达成光亮清洁的目的。45 答：借助压缩空气作为动力，将玻璃丸或钢丸喷射到工件表面，使工件表面的氧化皮及污物脱落下来，这种清除氧化物及污物的方法称为喷丸解决；喷丸后，工件的表面光洁发亮，同时还能在工件表面产生残余压应力，提高工件的疲劳强度；由于钢丸或铁丸的强度较高、冲击力较大，因此，喷丸只合用于渗碳或碳氮共渗后经淬火的零件及其它高硬度工件的表面清理，硬度在40HRC以下的工件不能进行喷丸，硬度在4055HRC之间的工件，喷丸时不能解决得太久。工具及形状复杂的工件也不宜采用喷丸。46 答：工件在加热和（或）冷却时由于不同部位存在着温度差别而导致热胀和（或）冷缩的不一致所引起的应力，称为热应力。而热解决过程中由于工件各部位相转变的不同时性所引起的应力，称为相变应力。象热应力和相变应力这样由工件内部产生的应力称为内应力，工件冷却完毕后，在没有外力作用、工件各部位也没有温差的情况下，仍然存留在工件内部的应力称为残余应力。47 答：冷压校直法：在室温下对畸变工件的伸长边（即弯曲工件的凸起面）的最高点加一静压力，使原伸长边承受压应力，缩短边承受拉应力，直至产生塑性变形，从而使伸长边缩短，短边伸长，达成校直的目的。该方法一般合用于硬度较低（40HRC以下）的轴类、长板类、薄片类工件校直，生产中常用于调质、正火、退火等热解决后工件的畸变校直。加热校直法：用氧-乙炔火焰对工件弯曲最大处（必须是硬度规定不高或不严的部位）进行局部加热，然后再进行加压校直。如对高速钢钻头，对其柄部坚韧至暗红色然后加压校直，就容易矫正过来，且不会减少其硬度。热点校直法：用氧-乙炔火焰小面积加热工件的凸起（弯曲最大处）部分至暗红色，随后根据钢的成分进行急冷，对碳钢可用水冷，对合金钢可用油冷。通过受热部位膨胀，急冷导致该点收缩，达成校直的目的。48 答：布氏硬度只合用于测定小于450HBS的金属材料，如铸铁、非铁金属及其合金、各种退火及调质的钢材，特别对软金属，如铝、铅、锡等更为适宜。洛氏硬度操作简便迅速，可直接从刻度盘上读出硬度值，由于压痕小，可测定成品及薄工件，并且测试的硬度值范围大。维氏硬度实验是一种较为精确的硬度实验方法，在热解决工件的质量检查中，重要运用其低载荷来测定不适合用布氏和洛氏法来测定的薄工件和工件上薄的硬化层的硬度。49 答：加热温度过高，保温时间过长，有时会促使工件在随后的快速冷却过程中形成粗大魏氏组织，其特性是亚共析钢中的先共析铁素体或过共析钢中的先共析渗碳体从晶界出发，以针状或片状伸入晶内，并且定向分布在基体上，这种组织的力学性能比一般的粗大晶粒还要差。当钢中出现魏氏组织时，可以通过重新正火消除。50 答：高铝砖由高铝矾土、硅线石、天然或人造刚玉、工业氧化铝等原料经配料、混合和成形等工序，最后经高温焙烧而成。其特点是耐火度和荷重软化温度都比粘土质耐火砖高，使用温度可达14001650；属中性耐火材料，其抗渣性和热震稳定性较好，其缺陷是热稳定性较低，重烧收缩较大，价格较贵。热解决炉中温度较高的区域，需要使用高铝砖。如电阻丝的搁砖一般都采用高铝砖。51 答：盐浴炉工作一段时间后，由于熔盐与空气中的氧和水以及与金属电极、工件和挂具等发生反映，能在盐浴中生成易使工件产生氧化或脱碳的金属氧化物。为了防止工件的氧化和脱碳，在热解决生产中，通常采用校正剂定期对熔盐进行脱氧，以去除（沉淀）这些有害的金属氧化物，沉淀在炉膛底部的脱氧产物叫做炉渣。通常在脱氧后要进行捞渣，捞渣的彻底与否对工件的加热质量有着十分明显的影响。52 答：热电偶的安装方式分为竖直式和水平式，前者合用于盐浴炉和箱式电阻炉测温，后者合用于井式电阻炉测温。其测量端伸入炉膛的长度不宜过短或过长。伸入部分过短，会影响测温的准确性；伸入部分过长，又容易被碰损或产生变形。一般情况下，伸入长度应大于保护管外径的810倍，但又不要超过500mm，露出部分应使用架子托牢，并在使用一段时间后，可将其旋转180继续使用。热电偶保护管与炉壁之间的空隙须用耐火泥或耐火纤维进行堵塞，以免因气体对流而影响测量的准确性。按水平方式进行安装时，补偿导线与接线盒出线孔之间的空隙也应用耐火纤维塞紧，并使其朝向下方，以免污物落入。安装在箱式电阻炉和井式电阻炉上的热电偶一般不需要经常挪动，而使用盐浴炉时，在校正、除渣、停炉或开炉时都需要将热电偶取出、放入，挪动比较频繁。此外，为了避免热电偶因急热急冷受损，热电偶的测量端应先在热解决炉的炉口上方充足烤热后，才干放入炉内；同样，从炉中取出的热电偶也应先放在炉口旁进行缓慢冷却。53 答：合金在相变温度的两侧各有一个自由能较低的稳定状态，合金在加热或冷却过