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热处理习题及答案

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第1章 钢的热处理
一、填空题
1．整体热处理分为 、 、 和 等。
2．热处理工艺过程由 、 和 三个阶段组成。
3．共析钢在等温转变过程中，其高温转变产物有： 、 和 。
4．贝氏体分 和 两种。
5．淬火方法有： 淬火、 淬火、 淬火和 淬火等。
6．感应加热表面淬火，按电流频率的不同，可分为 、 和 三种。而且感应加热电流频率越高，淬硬层越 。
7．按回火温度范围可将回火分为： 回火、 回火和 回火三种。
8．化学热处理是有 、 和 三个基本过程组成。
9．根据渗碳时介质的物理状态不同，渗碳方法可分为 渗碳、 渗碳和渗碳三种。
10．除 外，其它的合金元素溶入奥氏体中均使C曲线向 移动，即使钢的临界冷却速度 ,淬透性 。
11．淬火钢在回火时的组织转变大致包括 ， ， ， 等四个阶段。
12．碳钢马氏体形态主要有 和 两种，其中以 强韧性较好。
13、当钢中发生奥氏体向马氏体转变时，原奥氏体中碳含量越高，则Ms点越 ，转变后的残余奥氏体量就越 。
二、选择题
1．过冷奥氏体是 温度下存在，尚未转变的奥氏体。
A．Ms B．Mf C．A1
2．过共析钢的淬火加热温度应该选择在 ，亚共析钢则应该选择在 。
A．Ac1+30~50 B．Accm 以上 C．Ac3+30~50
3．调质处理就是 。
A．淬火＋低温回火 B．淬火＋中温回火 C．淬火＋高温回火
4．化学热处理与其他热处理方法的基本区别是 。
A．加热温度 B．组织变化 C．改变表面化学成分
5．零件渗碳后，一般需经 处理，才能达到表面高硬度和耐磨的目的。
A．淬火＋低温回火 B．正火 C．调质
6．马氏体的硬度主要取决于马氏体的（ ）
A.组织形态 B.合金成分 C.含碳量
7．直径为10mm的40钢其整体淬火温度大约为（ ）
A．750℃ B.850℃ C.920℃
8．钢在具体的热处理或热加工条件下实际获得的奥氏体晶粒大小称为（ ）
A.起始晶粒度 B.实际晶粒度 C.理论晶粒度 D.本质晶粒度
9．钢渗碳的温度通常是（ ）。
A.600~650℃ B.700~750℃ C.800~850℃ D.900~950℃
10．贝氏体转变属于（ ）。
A扩散型相变 B.无扩散型相变 C.半扩散型相变 D.其它
11．T12钢消除网状渗碳体应采用（ ）。
A. 正火 B. 球化退火 C. 去应力退火 D. 完全退火
三、判断题
1．淬火后的钢，随回火温度的增高，其强度和硬度也增高。（ ）
2．本质细晶钢是指在任何加热条件下均不会粗化的钢。（ ）
3．钢中碳的质量分数越高，其淬火加热温度越高。（ ）
4．高碳钢中用正火代替退火，以改善其可加工性。（ ）
5．过冷奥氏体发生马氏体转变时，若将温度降到Mf点以下则可全部转变。（ ）
6．45钢在水和油中冷却时，其相应临界淬透直径D0水和D0油的关系是D0水<D0油。（ ）
7．感应加热表面淬火工件表面硬度比一般淬火高，并可提高疲劳强度。（ ）
8．为使表面获得高硬度和耐磨性，钢渗氮后还需进行淬火加低温回火处理。（ ）
9．分级淬火方法只适合较小尺寸工件的淬火。（ ）
10．含铬锰的合金钢在低温区回火时若出现脆性增大现象可采用回火后快冷来消除。（ ）
四、简答题
1．简述共析钢过冷奥氏体在A1~Mf温度之间不同温度等温时的转变产物及性能。
2．今有经退火后的45号钢，在700、760、840加热，保温一段时间后水冷，所得到的组织各是什么？
3．共析碳钢加热到奥氏体后，以各种速度连续冷却，能否得到贝氏体组织，采取什么办法才能获得贝氏体组织？
4．马氏体转变有哪些特点？
5．钢的淬透性是指什么？分析“某钢件加热条件相同时，小件的淬透性比大件的好”这句话正确与否。
五、综合题
1．将ф5mm的T8钢加热到760℃并保温足够的时间，问采用什么热处理方法可以得到下列组织：珠光体，索氏体，下贝氏体，屈氏体+马氏体，马氏体+少量残余奥氏体。
2．某型号柴油机的凸轮轴,要求凸轮表面有高的硬度（HRC>50），而心部具有良好的韧性(Ak>40J)，原采用45钢调质处理再在凸轮表面进行高频淬火，最后低温回火，现因工厂库存的45钢已用完,只剩15钢，拟用15钢代替.试说明：
(1)原45钢各热处理工序的作用；
(2)改用15钢后，应按原热处理工序进行能否满足性能要求，为什么？
(3)改用15钢后，为达到所要求的性能，在心部强度足够的前提下采用何种热处理工艺？
3．有两个碳含量为ωc1.2%的碳钢薄试样，分别加热到780℃和860℃并保温相同时间，使之达到平衡状态，然后以大于vk的冷却速度冷至室温。试问：
1）哪个温度加热淬火后马氏体晶粒较粗大? ( )
2）哪个温度加热淬火后马氏体碳含量较多? （ ）
3）哪个温度加热淬火后残留奥氏体较多? （ ）
4）哪个温度加热淬火后未溶碳化物较少? ( )
5）你认为哪个温度淬火合适? ( )
4．确定下列钢件的退火方法：
（1）经冷轧后的15钢钢板，要求降低硬度；（ ）
（2）ZG270－500钢的铸造齿轮； （ ）
（3）铸造过热的60钢锻坯； （ ）
（4）改善T12钢的切削加工性能； （ ）
（5）20钢焊接后。 （ ）
第一章 钢的热处理
一. 填空题
1. 退火 正火 淬火 回火
2. 加热 保温 冷却
3. 珠光体 索氏体 屈氏体
4. 上贝氏体 下贝氏体
5. 单介质 双介质 马氏体分级 贝氏体等温
6. 高频 中频 工频 薄
7. 低温回火 中温回火 高温回火
8. 分解 吸收 扩散
9. 气体 固体 液体
10. Co 右 降低 增强
11．马氏体的分解（＜200℃） 残余奥氏体的分解（200℃~300℃） 碳化物的转变（250℃~400℃） 渗碳体的聚集长大与α相的再结晶
12. 板条状 片状 板条状
13. 低 多
二．选择题
1~5 C AC CCA 6~10 CBBDC 11 A
三．判断题
1~5 ××××× 6~10 ×√×√×
四．简答题（部分答案）
2. 700℃加热时为F+P，无相变，故水冷后仍得到F+P组织；760℃加热时为F+A，故水冷后得到F+M组织；840℃加热时得到全部A，故水冷后得到M组织。
0

时间

MsM

Ac1

温度

Ac1

3．由于贝氏体转变孕育期较长，在连续冷却情况下难以获得贝氏体。
采用等温淬火可获得贝氏体组织（右图）。
4．无扩散性、（切变共格和表面浮凸现象、）变温形成、高速长大、转变不完全
五、综合题（部分答案）
1．P：退火；S：正火；B下：等温淬火；T＋M：油冷淬火 ；M＋少量A′：水冷淬火
3．1）～4）均为860℃，5）为780℃
4．1）再结晶退火；2）去应力退火；3）完全退火；4）球化退火；5）去应力退火

第2章 工业用钢
一、填空题
1．钢中所含有害杂质元素主要是 、 。
2．T12A钢按用途分类属于 钢，按碳的质量分数分类属于 钢，按质量分类属于 钢。
3．45钢按用途分类属于 钢，按碳的质量分数分类属于 钢，按质量分类属于 钢。
4．60Si2Mn是 钢，它的最终热处理方法是 ，为提高表面质量常进行 处理。
5．高速钢刀具在切削温度高达600时，仍能保持 和 。
6．ZGMn13-3制造坦克履带板需经过 处理，目的是为得到 组织。
二、选择题
1．08F牌号中，08表示其平均碳的质量分数为 。
A．0.08% B．0.8％ C．8%
2．在下列三种钢中， 钢的弹性最好， 钢的硬度最高， 钢的塑性最好。
A．T10 B．20 C．65
3．选择制造下列零件的材料：冷冲压件 ，齿轮 ，小弹簧 。
A．08F B．70 C．45
4．选择制造下列工具所用的材料：木工工具 ，锉刀 ，手锯锯条 。
A．T9A B．T10 C．T12
5．合金渗碳钢渗碳后必须进行 后才能使用。
A．淬火加低温回火 B．淬火加中温回火 C．淬火加高温回火
6．将下列合金钢牌号归类。
耐磨钢 ；合金弹簧钢 ；合金模具钢 ；不锈钢 。
A．60Si2MnA B．ZGMn13-1 C．Cr12MoV D．2Cr13
7．为下列零件正确选材：
机床主轴 ；汽车、拖拉机变速齿轮 ；板弹簧 ；滚动轴承 ；贮酸槽 ；坦克履带 。
A．1Cr18Ni9 B．GCr15 C．40Cr D．20CrMnTi E．60Si2MnA F．ZGMn13-3
8．为下列工具正确选材：
高精度丝锥 ；热锻模 ；冷冲模 ；医用手术刀片 ；麻花钻头 。
A．Cr12MoVA B．CrWMn C．7Cr17 D．W18Cr4V E．5CrNiMo
三、判断题
1．T10钢中碳的质量分数是10％。（ ）
2．碳素工具钢都是优质或高级优质钢。（ ）
3．碳素工具钢中碳的质量分数一般都大于0.7％。（ ）
4．工程用铸钢可用于铸造生产形状复杂而力学性能要求较高的零件。（ ）
5．用Q345钢制造的自行车车架，比用Q235钢制造的轻。（ ）
6．3Cr2W8V钢一般用来制造冷作模具。（ ）
7．GCr15钢是滚动轴承钢，其Cr的质量分数是15％。（ ）
8．Cr12MoV钢是不锈钢。（ ）
9．1Cr18Ni9Ti钢不仅可作不锈钢，还可用作耐热钢制造内燃机排气阀。（ ）
10．3Cr13钢的耐蚀性不如1Cr13钢。（ ）
四、简答题
1．与非合金钢相比，合金钢有哪些优点？
2．说明在一般情况下非合金钢用水淬火，而合金钢用油淬火的道理？
3．高速钢有何性能特点？回火后为什么硬度会增加？
4．耐磨钢常用牌号有哪些？它们为什么具有良好的耐磨性和韧性？
五、综合题
1、现有几个钢种：40Cr、5CrNiMo、65Mn、Cr12MoV、Q345
问：（1）要制造冲孔落料模，应选用何种钢材？
（2）锻造后能否直接空冷，为什么？
（3）简单说明最终热处理工艺及获得的组织。
2、W18Cr4V制造盘形齿轮铣刀工艺路线如下：
下料®锻造®①®机械加工®②+③®喷砂®磨加工®成品
问：（1）该钢含碳量范围及各合金元素的主要作用；
（2）其锻造有何特点?
（3）①为何种热处理工序，其目的及所得组织？
（4）分析②和③所采用的热处理工艺，最终组织及大致硬度。
3．20CrMnTi制造某汽车变速齿轮工艺路线如下：
下料®锻造®①®加工齿形®②®③+④®喷丸®磨齿（精加工）
问：（1）①、②、③及④各为何种热处理方法；
（2）各热处理的工艺及目的；
（3）最终热处理后表层组织及大致硬度。
4、现有几种材料，牌号如下：
5CrMnMo 40CrNi 20CrMnTi LY1 CrWMn 60Si2Mn 4Cr13 Q390 T12 ZGMn13 W18Cr4V HT200 3Cr18Mn12Si2N H70
请从上选出相应用途的材料：
汽车板簧 （ ） 床身、机座（ ）
连杆 （ ） 压力容器 （ ）
坦克履带板 （ ） 手术刀 （ ）
小型热锻模 （ ） 锉刀 （ ）
弹壳 （ ） 铆钉 （ ）
第二章 工业用钢
一．填空题
1. P S
2. 工具 高碳 高级优质
3. 结构 中碳 优质
4. 弹簧 中温回火 喷丸
5. 高硬度 高耐磨性
6. 水韧 单一奥氏体
二．选择题
1. A 2. CAB 3. ACB 4. ACB 5. A
6. BACD 7. CDEBAF 8. BEA（或B）CD
三．判断题
1~5 ×√√√√ 6~10×××√√
四．简答题
1．与非合金钢相比，合金钢的淬透性高、强度高、热硬性好、特殊性能（耐蚀性、耐热性）好。
2．由于合金钢较非合金钢的淬透性高，淬火临界冷却速度小，因此可以降低淬火冷却速度，使用油淬。而非合金钢则要求快冷使用水淬。
3．高速钢具有高硬度、高耐磨性和高热硬性，以及一定的强度和韧性。回火时由于含W、V、Mo等合金碳化物的弥散析出，以及回火冷却时残余奥氏体向马氏体转变，产生了“二次硬化”，使得硬度不降低反而增加。
4．高锰耐磨钢常用牌号有ZGMn13－1（2、3、4）。
经过水韧处理后，组织是单一的奥氏体，韧性很好。在使用中当它受到剧烈冲击或较大压力作用时，表面层奥氏体将迅速产生加工硬化，（并有马氏体及ε碳化物沿滑移面形成，）从而使表面层硬度提高，获得高的耐磨性。而其心部则仍维持原来状态。当旧表面磨损后，新露出的表面又可在冲击和摩擦作用下形成新的耐磨层。故此类钢具有良好的耐磨性和韧性。
五．综合题（部分答案）
2．（1）0.7～0.8％C；W：提高热硬性，Cr：提高淬透性，V：提高耐磨性
（2）锻造时需采用大的锻造比，反复镦粗和拔长，使大块碳化物细化并分布均匀；
（3）①为退火；目的：消除锻造应力，降低硬度、以利切削加工，并为最终热处理作好组织准备；组织：索氏体+合金碳化物
（4）②淬火：800～840℃预热，1270～1280℃分级淬火，使W、V等溶解；
③回火：560℃回火三次，产生二次硬化，并使残余奥氏体量降至最低。
最终组织为回火马氏体＋碳化物＋少量残余奥氏体，硬度≥65HRC
3．（1）①正火；②渗碳；③淬火；④低温回火
（2）①正火目的：改善锻造状态的不正常组织，细化晶粒，以利切削加工
工艺：加热至Ac3+30~50℃或950~970℃，空冷
②渗碳目的：提高齿轮表面的含碳量，为淬火作准备
工艺：900~950℃进行
③淬火目的：使渗碳层获得高硬度和耐磨性，并保持心部的强度和韧性
工艺：渗碳后（预冷870℃）油冷
④低温回火目的：减少或消除淬火应力和脆性，保持高硬度和耐磨性
工艺：150~200℃进行
（3）表层组织：M回+K+A残；心部组织：细P＋F＋M回（或M回）
硬度：58～62HRC
4． 汽车板簧 （ 60Si2Mn ） 床身、机座（ HT200 ）
连杆 （40CrNi ） 压力容器 （ Q390 ）
坦克履带板 （ ZGMn13 ） 手术刀 （ 4Cr13 ）
小型热锻模 （ 5CrMnMo ） 锉刀 （ T12 ）
弹壳 （ H70 ） 铆钉 （ 2A11 ）
第3章 铸铁
一、填空题
1．生产球墨铸铁需进行 和 处理。
二、选择题
1．为提高灰铸铁的表面硬度和耐磨性，采用 方法效果较好。
A．电接触加热表面淬火 B．等温淬火 C．渗碳后淬火加低温回火
2．下列哪种铸铁的减震性最好。（ ）
A. 灰口铸铁 B.可锻铸铁 C.球墨铸铁 D.白口铸铁
3．为下列零件正确选材：
机床床身 ；汽车后桥外壳 ；柴油机曲轴 ；排气管 。
A．RuT300 B．QT700-2 C．KTH350-10 D．HT300
二、判断题
1．热处理可以改变灰铸铁的基体组织，但不能改变石墨的形状、大小和分布情况。（ ）
2．可锻铸铁比灰铸铁的塑性好，因此，可以进行锻压加工。（ ）
3．可锻铸铁一般只适用于薄壁小型铸件。（ ）
4．铸铁不应考虑用于焊接件。（ ）
三、简答题
1．什么是铸铁？它与钢相比有什么优点？
2．影响铸铁石墨化的因素有哪些？
3．用金属模浇铸灰口铸铁件时，发现表层及薄壁处硬度很高，难以切削加工，说明其原因及消除办法。
4．下列牌号各表示什么铸铁？牌号中的数字表示什么意义？
①HT250 ②QT700-2 ③KTH330-08 ④KTZ450-06 ⑤RuT420
第三章 铸铁
一．填空题
1. 球化处理 孕育处理
二．选择题
1~2 AA 3 DCBA
三. 判断题
1~4 √×√√
四．简答题（部分答案）
1．含碳量大于2.11%且含有较多杂质的铁碳合金称为铸铁。与钢相比，铸铁的强度、塑性和韧性较差，但其铸造性、切削加工性好，且具有优良的减振性、减摩性和低的缺口敏感性。
3．原因：由于铸件表面及薄壁处冷却速度较快，石墨化不充分，出现了白口，硬度很高，致使机械加工难以进行。
消除办法：在共析温度以上高温退火，即将铸件加热至850～900℃，保温2～5h，使渗碳体分解为石墨，而后随炉冷至400～500℃，再出炉空冷。
第4章 有色金属
一、填空题
1．钛也有 现象，882以下为 晶格，称为 钛；882以上
为 晶格，称为 钛。
2．铸造铝合金有： 系、 系、 系和 系合金等。
3．H80是 合金，80代表 。
二、选择题
1．LF2按工艺特点分，是 铝合金，属于热处理 的铝合金。
A．铸造 B．变形 C．能强化 D．不能强化
2．某一材料的牌号为T3，它是 。
A．碳的质量分数为4％的碳素工具钢 B．3号工业纯钢 C．3号纯铁
3．某一材料牌号为QTi3.5,它是 。
A．钛青铜 B．球墨铸铁 C．钛合金
4．将相应牌号填入空格内：
普通黄铜 ，特殊黄铜 ，锡青铜 ，硅青铜 。
A．H70 B．QSn4-3 C．QSi3-1 D．HA177-2
三、判断题
1．特殊黄铜是不含锌元素的黄铜。（ ）
2．变形铝合金都不能热处理强化。（ ）
3．H80属双相黄铜。（ ）
4．β钛合金可通过淬火时效处理强化，其高低温强度均高于α钛合金。（ ）
5．ZL102具有优良的铸造性能、抗蚀性，并可通过时效提高其强度。（ ）
四、简答题
1．铝合金热处理强化的原理与钢热处理强化原理有何不同？
2．何谓简单硅铝明？为什么它具有良好铸造性能?在变质处理前后其组织及性能有何变化?
第四章 有色金属
一．填空题
1. 同素异构转变 密排六方 α 体心立方 β
2. 铝硅 铝铜 铝镁 铝锌
3. 加工黄铜 铜元素含量为80%
二．选择题
1. BD 2. B 3. A 4. ADBC
三．判断题
1~5 ×××××
四．简答题
1．钢淬火后得到的是含碳过饱和的马氏体，其强度、硬度显著升高而塑性韧性急剧降低，回火时马氏体分解，强度、硬度降低，塑性韧性提高；铝合金固溶处理（淬火）后虽然得到的也是过饱和固溶体，但强度、硬度并未提高，塑性、韧性却较好，在随后的时效过程中过饱和固溶体发生分解，强度、硬度升高，实现强化。
2．简答硅铝明即铸造二元铝硅合金ZL102（ZAlSi12）；由于其化学成分为12%Si，在共晶成分附近，因此铸造性能好；变质前其组织为（α＋粗针Si）共晶体，合金很脆，变质后为亚共晶成分，组织为初生α＋（α＋细粒状Si）共晶体，由于Si晶体得到细化，强度和塑性显著提高。

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教育之通病是教用脑的人不用手，不教用手的人用脑，所以一无所能。教育革命的对策是手脑联盟，结果是手与脑的力量都可以大到不可思议。

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