2025年大二（金属材料工程）金属热处理考核题.doc

2025年大二（金属材料工程）金属热处理考核题

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题 共30分）
答题要求：本大题共10小题，每小题3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. 以下哪种金属材料在进行退火处理时，主要目的是消除残余应力？
A. 亚共析钢
B. 共析钢
C. 过共析钢
D. 所有金属材料

2. 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. 材料含碳量

3. 下列关于回火的说法，错误的是：
A. 低温回火可消除淬火应力，降低材料脆性
B. 中温回火可获得良好的综合力学性能
C. 高温回火可使钢具有高硬度和耐磨性
D. 回火是在淬火后进行的热处理工艺

4. 对于形状复杂、尺寸精度要求高的模具钢，常采用的预先热处理是：
A. 完全退火
B. 球化退火
C. 去应力退火
D. 正火

5. 渗碳工艺中，渗碳层深度一般控制在：
A. 0.1 - 0.3mm
B. 0.3 - 0.6mm
C. 0.6 - 1.0mm
D. 1.0 - 1.5mm

6. 金属材料在进行淬火时，容易产生的缺陷是：
A. 硬度不足
B. 韧性过高
C. 变形和开裂
D. 组织不均匀

7. 下列哪种合金元素能显著提高钢的淬透性？
A. 硅
B. 锰
C. 铬
D. 以上都是

8. 等温淬火的目的是：
A. 获得马氏体组织
B. 获得下贝氏体组织
C. 提高硬度和耐磨性
D. 减少变形和开裂

9. 对于低碳钢的渗氮处理，其主要作用是：
A. 提高表面硬度和耐磨性
B. 提高心部强度和韧性
C. 改善切削加工性能
D. 消除内应力

10. 金属热处理工艺中，加热速度过快可能导致的问题是：
A. 氧化脱碳
B. 过热过烧
C. 硬度不均匀
D. 以上都是

第II卷（非选择题 共70分）

二、填空题（共20分）
答题要求：本大题共10空，每空2分。请将答案填写在题中的横线上。

1. 金属热处理的基本工艺包括加热、________和冷却三个过程。

2. 完全退火主要适用于________钢。

3. 球化退火后的组织是________。

4. 正火的冷却速度比退火________，因此获得的组织比退火组织更细。

5. 淬火加热时，奥氏体化的四个阶段分别是奥氏体晶核的形成、________、奥氏体的均匀化和奥氏体晶粒的长大。

6. 常用的淬火介质有水、________和油等。

7. 回火的加热速度通常比淬火________。

8. 化学热处理的基本过程包括分解、________和扩散三个阶段。

9. 感应加热表面淬火的热源是________。

10. 渗氮处理可分为气体渗氮、________和离子渗氮等。

三、简答题（共20分）
答题要求：本大题共4小题，每小题5分。简要回答问题，要求语言简洁、准确。

1. 简述退火和正火的主要区别。

2. 说明淬火的目的及常用的淬火方法。

3. 为什么要进行回火处理？回火的作用有哪些？

4. 分析渗碳工艺中影响渗碳层深度的因素。

四、材料分析题（共15分）
答题要求：阅读以下材料，回答问题。

某工厂对一批45钢零件进行热处理，工艺过程为正火、淬火、高温回火。零件在淬火后发现有较大变形，且部分零件出现开裂现象。

1. 分析零件淬火后变形和开裂的可能原因。（7分）

2. 针对这些问题，提出改进措施。（8分）

五、论述题（共15分）
答题要求：本大题共1小题。结合金属热处理的相关理论知识，论述如何根据零件的使用要求合理选择热处理工艺。

答案：
一、选择题
1. C
2. B
3. C
4. B
5. C
6. C
7. D
8. B
9. A
10. D

二、填空题
1. 保温
2. 亚共析
3. 球状珠光体
4. 快
5. 奥氏体晶核的长大
6. 盐水
7. 慢
8. 吸收
9. 交变电流
10. 液体渗氮

三、简答题
1. 退火和正火的主要区别在于冷却速度。退火冷却速度慢，正火冷却速度快。退火后的组织较粗大，正火后的组织较细小。退火主要用于消除应力、改善组织等，正火可提高强度和硬度，改善切削性能。
2. 淬火的目的是获得马氏体组织，提高钢的硬度和耐磨性。常用的淬火方法有单液淬火、双液淬火、分级淬火和等温淬火等。
3. 进行回火处理是为了消除淬火应力，降低材料脆性，调整硬度和韧性，使零件获得良好的综合力学性能。回火的作用包括消除内应力、稳定组织、调整性能等。
4. 渗碳工艺中影响渗碳层深度的因素有渗碳温度、渗碳时间、渗碳剂活性等温度越高、时间越长，渗碳层深度越大；渗碳剂活性高，渗碳层深度也会增加。

四、材料分析题
1. 零件淬火后变形和开裂的可能原因有：零件形状复杂，淬火时冷却不均匀；淬火加热速度过快，产生较大热应力；材料原始组织不均匀；淬火介质选择不当等。
2. 改进措施：合理设计零件结构，减少淬火时的应力集中；采用合适的加热速度和加热温度；对材料进行预先热处理，改善原始组织；选择合适的淬火介质，并控制冷却速度；淬火后及时进行回火处理，消除应力。

五、论述题
根据零件的使用要求合理选择热处理工艺，需考虑以下因素。首先是零件的材料成分，不同成分的材料适用的热处理工艺不同。其次是零件的服役条件，如承受的载荷、工作温度等。对于承受交变载荷的零件，可能需要进行调质处理以提高综合力学性能；对于要求高硬度耐磨的零件，可采用淬火+低温回火工艺。再者是零件的尺寸和形状，形状复杂的零件要选择合适的淬火方法以减少变形开裂。总之，要综合多方面因素，科学合理地选择热处理工艺，以满足零件的使用要求。