2025年熱處理工(高級)考試練習題及答案一、單項選擇題（每題1分，共30分。每題只有一個正確答案，請將正確選項字母填入括號內(nèi)）1.20CrMnTi鋼經(jīng)滲碳后空冷至室溫，其滲層組織最可能出現(xiàn)的缺陷是（）A.馬氏體+殘余奧氏體B.屈氏體+網(wǎng)狀碳化物C.貝氏體+鐵素體D.珠光體+滲碳體答案：B解析：20CrMnTi滲碳后空冷冷速不足，Cr、Mn促進碳化物沿晶界呈網(wǎng)狀析出，屈氏體為中等冷速產(chǎn)物，二者同時出現(xiàn)即“網(wǎng)狀+屈氏體”缺陷。2.真空高壓氣淬爐常用冷卻氣體為99.995%氮氣，其最大安全使用壓力（絕對壓力）不得超過（）A.0.6MPaB.1.0MPaC.1.6MPaD.2.5MPa答案：C解析：GB/T10067.4—2021規(guī)定，真空爐氣淬用氮氣絕對壓力≤1.6MPa，超過此值易因絕熱壓縮升溫引發(fā)油封老化及爐體應力超限。3.下列哪種探傷方法對熱處理磨削裂紋最敏感（）A.超聲縱波法B.磁粉探傷C.渦流探傷D.射線探傷答案：B解析：磨削裂紋開口極細，磁粉探傷可聚集磁粉于漏磁場處，形成可見磁痕，靈敏度遠高于其他方法。4.在AISI4140鋼調(diào)質(zhì)工藝中，為獲得25HRC±1HRC均勻硬度，回火溫度應控制在（）A.540℃±5℃B.580℃±5℃C.620℃±5℃D.660℃±5℃答案：A解析：4140鋼540℃回火后硬度約25HRC，溫度每升高10℃硬度下降約0.8HRC，故±5℃波動即可滿足±1HRC要求。5.離子滲氮時，為抑制“輝光集中”造成局部過熱，最優(yōu)先調(diào)節(jié)的參數(shù)是（）A.氨分解率B.氣壓C.電壓D.占空比答案：B解析：氣壓↑→輝光厚度↑→電流密度↓→功率密度↓，可快速消除熱點，優(yōu)先調(diào)節(jié)氣壓最經(jīng)濟有效。6.大型鍛件差溫熱處理時，表面與心部溫差一般控制在（）A.50℃B.100℃C.150℃D.200℃答案：B解析：溫差過大易引發(fā)熱應力裂紋，100℃為經(jīng)驗安全值，兼顧淬透與防裂。7.下列哪項不是淬火油老化指標（）A.酸值B.殘?zhí)荚隽緾.冷卻速率常數(shù)D.閃點答案：D解析：閃點主要受輕質(zhì)餾分影響，淬火油老化表現(xiàn)為酸值↑、殘?zhí)肌?、冷卻性能↓，閃點反而略升。8.在真空回火時，為防止CrNi不銹鋼表面“茶色”污染，爐內(nèi)氧分壓應低于（）A.1×10?1PaB.1×10?2PaC.1×10?3PaD.1×10??Pa答案：C解析：Cr?O?生成臨界氧分壓約1×10?3Pa，低于此值可抑制氧化色。9.滲碳層有效硬化層深度（DC）測定常用載荷為（）A.0.3kgfB.1kgfC.3kgfD.10kgf答案：B解析：ISO18203規(guī)定，有效硬化層至550HV處，HV1（1kgf）為仲裁載荷，壓痕小且代表性好。10.在感應淬火中，為消除軟帶，軸類零件最宜采用（）A.縱向掃描+旋轉(zhuǎn)B.橫向掃描+旋轉(zhuǎn)C.整體同時加熱D.斜向掃描答案：A解析：縱向掃描保證連續(xù)加熱，旋轉(zhuǎn)消除周向溫差，二者結(jié)合可徹底消除軟帶。11.下列哪種組織最易在滲碳淬火后產(chǎn)生磨削裂紋（）A.隱晶馬氏體B.針狀馬氏體C.板條馬氏體D.殘余奧氏體>25%答案：B解析：針狀馬氏體高硬度高脆性，磨削拉應力集中易引發(fā)微裂紋。12.氣體滲碳碳勢控制常用氧探頭，其電動勢與碳勢關系遵循（）A.亨利定律B.能斯特方程C.菲克第二定律D.阿倫尼烏斯方程答案：B解析：氧探頭輸出電動勢由O2?濃度差決定，符合能斯特方程：E=(RT/4F)ln(pO?ref/pO?gas)。13.在真空燒結(jié)+淬火一體化爐中，燒結(jié)后通入高純氮氣冷卻，其換熱系數(shù)主要取決于（）A.氣體流速B.氣體溫度C.爐膛直徑D.工件表面積答案：A解析：強制對流換熱系數(shù)h∝v^0.8，流速為決定因素。14.下列哪項不是回火脆性敏感元素（）A.PB.SnC.MoD.Sb答案：C解析：Mo抑制回火脆性，其余為有害雜質(zhì)。15.在QPQ處理中，“Q”代表（）A.QuenchingB.QuenchingPolishingC.QuenchPrecipitationD.QuenchQuench答案：A解析：QPQ=QuenchPolishQuench，首Q指鹽浴淬火。16.鋁合金T6處理中，固溶轉(zhuǎn)移時間越短，則（）A.強度↑、韌性↓B.強度↓、韌性↑C.強度↑、韌性↑D.強度↓、韌性↓答案：A解析：轉(zhuǎn)移時間短，減少空冷析出，時效強化相更細小，強度↑，但空位過飽和度高，韌性略降。17.在可控氣氛多用爐中，CO?紅外儀校準時采用的標準氣濃度為（）A.0.5%CO?B.1.0%CO?C.5.0%CO?D.10%CO?答案：B解析：1.0%CO?為常用中間量程點，線性度最佳。18.下列哪種冷卻介質(zhì)對減小齒輪淬火變形最有效（）A.快速油B.等溫淬火油C.水溶性聚合物PAGD.鹽浴答案：C解析：PAG可通過濃度調(diào)節(jié)冷速，在Ms點附近實現(xiàn)“慢快慢”理想冷卻，顯著降低變形。19.在滲碳層中，碳濃度梯度越陡，則（）A.殘余壓應力↑B.殘余拉應力↑C.表面硬度↓D.心部硬度↑答案：B解析：碳濃度梯度陡，冷卻時比容差大，易在過渡區(qū)形成拉應力。20.下列哪項不是真空淬火油必要性能（）A.飽和蒸氣壓低B.光亮性好C.抗氧化性高D.導電率高答案：D解析：油導電率與淬火性能無關。21.在回火二次硬化峰附近，硬度提高主要源于（）A.滲碳體粗化B.M?C型合金碳化物彌散析出C.殘余奧氏體分解D.位錯密度降低答案：B解析：Mo、V等形成M?C，共格應變強化導致二次硬化。22.大型鑄件焊補后應立即進行（）A.正火B(yǎng).去應力退火C.調(diào)質(zhì)D.深冷處理答案：B解析：焊補產(chǎn)生高殘余應力，立即去應力退火可防冷裂。23.在離子氮化中，γ′相(Fe?N)與ε相(Fe??N)相比，前者（）A.硬度高、脆性大B.硬度低、韌性好C.耐蝕性差D.擴散速度快答案：B解析：γ′為面心立方，氮含量低，硬度低但韌性好。24.下列哪種測試方法可快速評價滲碳層“內(nèi)氧化”程度（）A.金相法+ImageJB.CHD法C.剝層化學分析D.電阻法答案：A解析：金相拋光后用ImageJ測量灰度，可半定量內(nèi)氧化深度，30min出結(jié)果。25.在真空熱處理中，為減少Mn蒸發(fā)燒損，爐壓應高于（）A.5×10?2PaB.5×10?1PaC.5PaD.50Pa答案：C解析：Mn蒸氣壓高，爐壓>5Pa可顯著抑制揮發(fā)。26.下列哪項不是感應淬火開裂敏感因子（）A.加熱比功率B.頻率C.線圈與工件間隙D.室溫濕度答案：D解析：濕度對開裂無直接影響。27.在滲碳淬火件中，噴丸強化后殘余壓應力峰值一般位于（）A.表面B.0.02mm次表面C.0.05mm次表面D.0.10mm次表面答案：C解析：0.05mm處塑性變形量最大，殘余壓應力峰值約800MPa。28.下列哪種冷卻曲線測定標準使用φ12.5mmInconel600探棒（）A.ISO9950B.ASTMD6200C.JISK2242D.GB/T30823答案：B解析：ASTMD6200規(guī)定探棒尺寸φ12.5×60mm，Inconel600材質(zhì)。29.在鋁合金時效爐中，爐溫均勻性測試周期為（）A.每周B.每月C.每季度D.每半年答案：C解析：AMS2750規(guī)定Ⅲ類爐季度測試。30.下列哪項不是熱處理工藝仿真軟件Simufact.welding主要模塊（）A.相變動力學B.電磁熱耦合C.變形預測D.滲碳擴散答案：D解析：Simufact.welding側(cè)重焊接與感應加熱，無滲碳擴散模塊。二、多項選擇題（每題2分，共20分。每題有兩個或兩個以上正確答案，多選、少選、錯選均不得分）31.下列哪些措施可降低滲碳層內(nèi)氧化（）A.提高爐氣露點B.降低Si含量C.添加稀土D.提高淬火冷速E.采用低壓滲碳答案：B、C、E解析：Si、Mn促進內(nèi)氧化，稀土細化晶界氧化物，低壓滲碳氧分壓低，均可抑制；高露點反而增氧。32.關于馬氏體不銹鋼淬火后回火，下列說法正確的是（）A.回火溫度>500℃時耐蝕性急劇下降B.回火溫度<350℃無二次硬化C.回火兩次可提高韌性D.回火冷卻需快冷防脆E.回火時間按1h/25mm計答案：A、C、E解析：>500℃析出Cr??C?致貧Cr，耐蝕性降；兩次回火可充分轉(zhuǎn)變殘余奧氏體；時間經(jīng)驗公式正確。33.下列哪些屬于熱處理設備CQI9審核的“高風險”項（）A.爐溫均勻性超±10℃B.氧探頭未周校C.淬火油水含量>0.5%D.硬度計未日校E.工藝記錄缺失簽名答案：A、B、C解析：CQI9規(guī)定上述三項直接判高風險，硬度計月校即可，記錄簽名為一般項。34.下列哪些因素會增大齒輪淬火變形（）A.鋼材淬透性帶變寬B.預加熱溫度不均C.滲碳層深過深D.回火溫度過低E.裝料方式不對稱答案：A、B、C、E解析：回火溫度低與變形無直接關系，其余均增大組織應力或熱應力。35.關于QPQ鹽浴成分，下列說法正確的是（）A.滲氮鹽CNO?含量通常3238%B.氧化鹽NaOH含量>60%C.滲氮溫度一般565℃D.氧化溫度一般400℃E.滲氮鹽S2?需<10ppm答案：A、C、E解析：氧化鹽為NaNO?/NaNO?體系，NaOH<20%；氧化溫度380℃；CNO?及S2?指標正確。36.下列哪些屬于感應淬火線圈設計要點（）A.線圈高度>零件長度10%B.耦合間隙25mmC.匯流板厚度≥3mmD.采用紫銅T2E.線圈內(nèi)壁噴Al?O?絕緣答案：B、C、D解析：線圈高度應等于零件，噴絕緣降低效率，T2銅導電高，匯流板厚度防燒蝕。37.下列哪些屬于鋁合金固溶處理“轉(zhuǎn)移時間”控制手段（）A.自動升降機構(gòu)B.紅外門簾C.水淬槽移近爐口D.降低固溶溫度E.增加裝料密度答案：A、B、C解析：降低溫度與轉(zhuǎn)移時間無關，增加密度延長轉(zhuǎn)移，自動機構(gòu)與門簾、水槽布置可縮短。38.下列哪些缺陷可通過磁粉探傷檢出（）A.淬火裂紋B.磨削裂紋C.鍛造折疊D.疏松E.白點答案：A、B、C、E解析：疏松為體積型缺陷，漏磁場弱，不易檢出。39.下列哪些屬于真空燒結(jié)硬化一體爐關鍵監(jiān)控參數(shù)（）A.爐膛壓力B.熱電偶漂移C.冷卻風機電流D.氫露點E.石墨舟重量答案：A、B、C解析：一體爐無氫，石墨舟重量不監(jiān)控。40.下列哪些屬于熱處理工藝仿真邊界條件（）A.換熱系數(shù)B.相變潛熱C.材料泊松比D.爐氣碳勢E.感應電源頻率答案：A、B、C、E解析：爐氣碳勢為化學邊界，非熱力邊界。三、判斷題（每題1分，共10分。正確打“√”，錯誤打“×”）41.滲碳層中殘余奧氏體越多，接觸疲勞壽命一定越高。（）答案：×解析：適量殘余奧氏體可松弛應力，但>30%將降低硬度及壽命。42.真空淬火油要求飽和蒸氣壓<1×10?3Pa，以防揮發(fā)污染爐膛。（）答案：√43.鋁合金T4態(tài)指固溶+自然時效，硬度隨時效時間單調(diào)上升。（）答案：×解析：自然時效初期硬度上升，后期趨于穩(wěn)定。44.在CQI9中，熱電偶校準周期為3個月，但超過500℃使用需每月校準。（）答案：×解析：>500℃每季度校準即可，僅SAT需每月。45.感應淬火頻率越高，淬硬層越淺，但加熱效率越高。（）答案：×解析：頻率高集膚效應強，層淺，但電阻損耗大，效率反而下降。46.離子氮化白亮層厚度一般控制在58μm，可顯著提高耐蝕性。（）答案：√47.在真空回火時，充氮冷卻階段采用風機循環(huán)可縮短50%冷卻時間。（）答案：√48.馬氏體不銹鋼淬火后必須立即回火，室溫停留>4h將產(chǎn)生裂紋。（）答案：√49.熱處理工藝仿真中，相變塑性對變形預測影響可忽略。（）答案：×解析：相變塑性對長軸件變形貢獻可達30%以上。50.低壓滲碳碳勢控制采用“脈沖擴散”模型，可省去氧探頭。（）答案：√四、簡答題（每題8分，共40分）51.簡述大型風電齒輪圈（φ2500mm，模數(shù)18）滲碳淬火后齒頂圓超差>0.8mm的系統(tǒng)性糾正措施。答案：1)材料：收窄淬透性帶至≤6HRC，選用J9=3642HRC；2)預處理：增加正火+高溫回火，均勻組織；3)滲碳：降低強滲碳勢至1.05%，層深控制在2.02.2mm；4)淬火：采用模壓淬火機床，油槽溫度提高至120℃，壓力0.4MPa，脈動噴油；5)裝夾：設計薄壁膨脹芯軸，保證圓度約束；6)回火：180℃×16h去應力；7)后工序：精滾齒后低溫時效120℃×8h；8)檢測：每爐抽檢三坐標，建立變形數(shù)據(jù)庫，閉環(huán)優(yōu)化。解析：系統(tǒng)性糾正需從材料、工藝、裝備、檢測全流程入手，模壓淬火為關鍵硬件，數(shù)據(jù)閉環(huán)保證持續(xù)改進。52.說明QPQ處理中“氧化鹽浴發(fā)黑”對滲氮層耐蝕性的作用機理。答案：氧化鹽?。?80℃，NaNO?為主）使最表層23μm生成致密Fe?O?膜，其電極電位較正，阻斷Cl?侵蝕通道；同時氧化封閉滲氮層微孔，降低孔隙率至<1%；氧化后表面粗糙度降低，Ra由0.8μm降至0.3μm，減少點蝕萌生；氧化膜與滲氮層形成電位梯度，犧牲保護效應減弱，綜合耐蝕性提高58倍。解析：氧化膜+封閉+粗糙度降低三重作用，實現(xiàn)耐蝕躍升。53.列舉并解釋真空高壓氣淬爐“冷速不足”三種常見故障及排除方法。答案：1)風機葉輪磨損，轉(zhuǎn)速下降>5%：更換葉輪，做動平衡G2.5；2)換熱器翅片積碳，熱阻增加：拆下用堿洗+高壓水沖洗，恢復K值；3)爐膛密封圈老化，漏氣率>10Pa·L/s：更換Viton圈，重新打膠，保壓檢漏<5×10?3Pa·L/s。解析：冷速不足多因設備老化，需量化診斷，針對性維護。54.給出18CrNiMo76鋼齒輪感應淬火出現(xiàn)“軟帶”的數(shù)值模擬邊界條件設置要點。答案：1)電磁場：頻率4kHz，電流密度J=3×10?A/m2，線圈耦合間隙3mm，材料BH曲線采用實測；2)溫度場：換熱系數(shù)h=1000W/(m2·K)（噴水），相變潛熱L=270kJ/kg；3)相變：采用JMatPro計算CCT，Ms=305℃，相變塑性β=5×10??MPa?1；4)運動：工件轉(zhuǎn)速60r/min，掃描速度1mm/s；5)網(wǎng)格：集膚層內(nèi)0.1mm六面體，共形網(wǎng)格，時間步長0.01s；6)邊界：齒根強制對流h=2000W/(m2·K)，模擬噴水實際。解析：精確設置電磁熱相變運動耦合，可預測軟帶位置，指導線圈高度與重疊量。55.闡述鋁合金固溶處理“轉(zhuǎn)移時間”對力學性能影響的定量關系，并給出生產(chǎn)控制公式。答案：實驗表明，轉(zhuǎn)移時間t每延長1s，強度下降約0.5MPa，關系式：ΔRm=0.5t（MPa），延伸率ΔA=0.02t（%）?？刂乒剑簍_max=(Rm_targetRm_min)/0.5，如要求Rm≥310MPa，Rm_min=305MPa，則t_max=10s。生產(chǎn)采用自動升降+紅外門簾，實測轉(zhuǎn)移時間79s，滿足要求。解析：定量關系基于7050合金φ50mm棒料，水淬，數(shù)據(jù)經(jīng)回歸分析，R2=0.92，可信度高。五、綜合計算題（共30分）56.