2025年大學(xué)大三（材料科學(xué)與工程）金屬熱處理工藝綜合測試試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共40分）請將答案填在括號內(nèi)。每題只有一個(gè)正確答案。(總共20題，每題2分，每題給出的選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)符合題目要求)1.金屬熱處理的主要目的不包括以下哪一項(xiàng)？（）A.提高金屬材料的強(qiáng)度和硬度B.改善金屬材料的韌性和塑性C.改變金屬材料的化學(xué)成分D.消除金屬材料的殘余應(yīng)力2.以下哪種熱處理工藝能使金屬材料獲得良好的綜合力學(xué)性能？（）A.退火B(yǎng).正火C.調(diào)質(zhì)處理D.淬火3.完全退火主要適用于以下哪種情況？（）A.亞共析鋼B.共析鋼C.過共析鋼D.所有碳鋼4.球化退火主要用于改善哪種鋼的切削加工性能？（）A.低碳鋼B.中碳鋼C.高碳鋼D.合金鋼5.正火與退火相比，以下說法正確的是（）A.正火冷卻速度快，強(qiáng)度和硬度較低B.正火冷卻速度慢，強(qiáng)度和硬度較高C.正火冷卻速度快，強(qiáng)度和硬度較高D.正火冷卻速度慢，強(qiáng)度和硬度較低6.淬火的主要目的是（）A.提高金屬材料的硬度和耐磨性B.降低金屬材料的硬度C.改善金屬材料的韌性D.消除金屬材料的內(nèi)應(yīng)力7.以下哪種淬火介質(zhì)冷卻能力適中，應(yīng)用廣泛？（）A.水B.油C.鹽水D.堿液8.回火的主要作用是（）A.消除淬火應(yīng)力，降低材料脆性B.提高材料硬度C.增加材料內(nèi)應(yīng)力D.改變材料組織結(jié)構(gòu)9.低溫回火的溫度范圍一般是（）A.15０～25０℃B.25０～35０℃C.35０～50０℃D.50０～65０℃10.中溫回火主要用于處理以下哪種零件？（）A.刀具B.量具C.彈簧D.軸類零件11.高溫回火的溫度范圍通常是（）A.50０～65０℃B.65０～80０℃C.80０～95０℃D.95０～1100℃12.調(diào)質(zhì)處理后的組織是（）A.回火馬氏體B.回火索氏體C.回火屈氏體D.珠光體13.化學(xué)熱處理與普通熱處理相比，主要區(qū)別在于（）A.改變金屬材料的表面化學(xué)成分B.改變金屬材料的整體化學(xué)成分C.只改變金屬材料的組織D.不改變金屬材料的性能14.以下哪種化學(xué)熱處理方法能提高金屬材料的耐磨性？（）A.滲碳B.滲氮C.碳氮共滲D.以上都是15.滲碳處理適用于以下哪種類型的零件？（）A.承受交變載荷的零件B.要求表面硬度高、心部韌性好的零件C.要求耐高溫的零件D.要求耐蝕性好的零件16.滲氮處理的溫度一般在（）A.500～600℃B.600～700℃C.700～800℃D.800～900℃17.碳氮共滲與滲碳相比，以下優(yōu)勢不包括（）A.處理溫度低B.周期短C.滲層硬度高D.成本低18.感應(yīng)加熱表面淬火的特點(diǎn)不包括（）A.加熱速度快B.淬火質(zhì)量好C.適合單件生產(chǎn)D.易于實(shí)現(xiàn)自動化19.火焰加熱表面淬火主要用于處理以下哪種工件？（）A.大型工件B.小型精密工件C.形狀復(fù)雜的工件D.要求淬硬層薄的工件20.真空熱處理的優(yōu)點(diǎn)不包括（）A.工件變形小B.表面質(zhì)量好C.成本低D.無污染第II卷（非選擇題共60分）二、填空題（每題2分，共10分）(總共5題，每題2分，將答案填寫在橫線上)1.金屬熱處理工藝一般包括加熱、________和冷卻三個(gè)過程。2.退火的目的是消除金屬材料的殘余應(yīng)力，降低硬度，改善________。3.淬火后的鋼必須及時(shí)進(jìn)行________，以消除淬火應(yīng)力，防止工件變形和開裂。4.化學(xué)熱處理的基本過程包括分解、________和擴(kuò)散三個(gè)階段。5.感應(yīng)加熱表面淬火是把工件放入感應(yīng)器內(nèi)，當(dāng)感應(yīng)器內(nèi)通入交變電流后，立即產(chǎn)生交變磁場，電流密度在工件表面分布不均勻，表面密度大，中心密度小，在工件基本電阻的作用下，表層迅速被加熱到淬火溫度，而心部仍接近________，在立即噴水冷卻后，達(dá)到表面淬火的目的。三（每題5分，共15分）(總共3題，每題5分，簡要回答問題)1.簡述正火和退火的主要區(qū)別。2.說明淬火的操作要點(diǎn)及注意事項(xiàng)。3.分析滲碳處理后的零件應(yīng)進(jìn)行哪些后續(xù)熱處理工藝及其作用。四、材料分析題（每題10分，共20分）(總共2題，每題10分，閱讀材料，回答問題)材料：有一批中碳鋼制造的軸類零件，要求具有良好的綜合力學(xué)性能。生產(chǎn)過程中對部分零件進(jìn)行了調(diào)質(zhì)處理，而另一部分零件只進(jìn)行了淬火處理。問題：1.調(diào)質(zhì)處理后的零件性能為何優(yōu)于只淬火處理的零件？2.若要進(jìn)一步提高調(diào)質(zhì)處理后零件的耐磨性，可采取什么后續(xù)處理方法？五、綜合應(yīng)用題（15分）(總共1題，每題15分，根據(jù)題目要求作答)設(shè)計(jì)一個(gè)金屬熱處理工藝方案，用于制造一個(gè)承受中等交變載荷的齒輪，材料為45鋼。要求寫出具體的熱處理工藝步驟、工藝參數(shù)，并說明各步驟的作用。答案：1.C2.C3.A4.C5.C6.A7.B8.A9.A10.C11.A12.B13.A14.D15.B16.A17.D18.C19.A20.C二、1.保溫2.切削加工性能3.回火4.吸收5.室溫三、1.正火冷卻速度比退火快，因此正火后的強(qiáng)度和硬度比退火后的高，塑性和韌性比退火后的低。正火生產(chǎn)周期短，成本低，常用于改善低碳鋼和中碳鋼的切削加工性能等；退火主要用于消除殘余應(yīng)力、降低硬度、改善組織等。2.操作要點(diǎn)：將工件加熱到淬火溫度，保溫一定時(shí)間后迅速放入淬火介質(zhì)中冷卻。注意事項(xiàng)：選擇合適的淬火介質(zhì)和淬火溫度，控制加熱速度和冷卻速度，防止工件變形和開裂，淬火后及時(shí)回火。3.滲碳處理后的零件應(yīng)進(jìn)行淬火和低溫回火。淬火可使?jié)B碳層獲得高硬度和耐磨性，心部保持一定韌性；低溫回火能消除淬火應(yīng)力，降低材料脆性，穩(wěn)定組織和尺寸。四、1.調(diào)質(zhì)處理是淬火后高溫回火，得到回火索氏體組織，具有良好的綜合力學(xué)性能。只淬火處理后組織為馬氏體，硬度高但脆性大，綜合力學(xué)性能差。2.可進(jìn)行低溫回火進(jìn)一步消除應(yīng)力穩(wěn)定組織，或進(jìn)行氮化處理提高表面硬度和耐磨性。五、工藝方案：下料→鍛造→正火→粗加工→調(diào)質(zhì)處理→半精加工→高頻感應(yīng)加熱表面淬火+低溫回火→精加工。工藝參數(shù)：正火溫度約850℃，保溫適