2025年金屬熱處理考試試題及答案1.單項(xiàng)選擇題（每題1分，共20分）1.145鋼淬火后獲得馬氏體組織，其硬度主要取決于A.奧氏體晶粒度?B.馬氏體含碳量?C.冷卻速度?D.回火溫度答案：B1.2下列合金元素中，顯著提高鋼回火抗力的是A.Ni?B.Cr?C.Mn?D.Si答案：B1.3滲碳層出現(xiàn)網(wǎng)狀碳化物，最有效的消除工藝是A.一次淬火+低溫回火?B.正火+高溫回火?C.二次淬火+低溫回火?D.等溫退火答案：C1.4鋁合金T6處理中“T6”指A.固溶+自然時(shí)效?B.固溶+人工時(shí)效?C.退火+冷變形?D.人工時(shí)效+冷變形答案：B1.5感應(yīng)淬火淬硬層深度主要受A.電流頻率?B.比功率?C.材料原始組織?D.冷卻介質(zhì)壓力答案：A1.6下列冷卻介質(zhì)中，淬火烈度H值最大的是A.20℃自來水?B.60℃快速淬火油?C.20℃10%NaCl水溶液?D.80℃礦物油答案：C1.7球化退火主要適用于A.低碳鋼?B.高碳工具鋼?C.奧氏體不銹鋼?D.超硬鋁答案：B1.8真空淬火最突出的優(yōu)點(diǎn)是A.成本低?B.無氧化脫碳?C.淬硬層深?D.可局部加熱答案：B1.9鋼的回火脆性溫度區(qū)間是A.150–250℃?B.250–400℃?C.450–650℃?D.650–750℃答案：B1.10下列檢測(cè)方法中，可直接評(píng)定滲層有效硬化層深度的是A.洛氏硬度HRC?B.維氏硬度HV1?C.布氏硬度HBW?D.肖氏硬度HS答案：B1.11高速鋼W18Cr4V淬火后三次560℃回火的主要目的是A.降低硬度?B.消除應(yīng)力?C.二次硬化?D.細(xì)化晶粒答案：C1.12雙相鋼組織中軟相為A.馬氏體?B.貝氏體?C.鐵素體?D.殘余奧氏體答案：C1.13下列工藝中，屬于化學(xué)熱處理的是A.碳氮共滲?B.等溫淬火?C.形變熱處理?D.亞溫淬火答案：A1.14鈦合金α+β型最典型牌號(hào)是A.TA1?B.TC4?C.TB2?D.TA7答案：B1.15淬火變形超差，優(yōu)先采用A.熱校直?B.冷敲校直?C.加壓回火?D.退火后重新淬火答案：C1.16滲氮層硬度高于滲碳層的主要原因是A.氮原子半徑大?B.形成氮化物?C.晶格畸變小?D.冷卻速度快答案：B1.17下列缺陷中，與淬火冷卻過快無關(guān)的是A.軟點(diǎn)?B.裂紋?C.變形?D.殘余奧氏體增多答案：D1.18評(píng)定鋼材淬透性最常用的試驗(yàn)是A.夏比沖擊?B.端淬試驗(yàn)?C.拉伸試驗(yàn)?D.扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)答案：B1.19奧氏體不銹鋼固溶處理溫度一般選A.450–550℃?B.650–750℃?C.950–1050℃?D.1150–1250℃答案：C1.20下列關(guān)于貝氏體的描述，正確的是A.硬度高于馬氏體?B.形成于高溫區(qū)?C.綜合性能優(yōu)良?D.必須用等溫淬火獲得答案：C2.多項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分；多選少選均不得分）2.1影響滲碳層深度的因素有A.滲碳溫度?B.滲碳時(shí)間?C.爐氣碳勢(shì)?D.鋼原始含碳量?E.滲后冷卻方式答案：ABC2.2屬于表面淬火工藝的有A.火焰淬火?B.感應(yīng)淬火?C.激光淬火?D.電子束淬火?E.滲硼答案：ABCD2.3二次硬化鋼具備A.高回火穩(wěn)定性?B.高紅硬性?C.高淬透性?D.高韌性?E.高導(dǎo)熱性答案：ABC2.4鋁合金時(shí)效強(qiáng)化過程包括A.溶質(zhì)原子偏聚?B.GP區(qū)形成?C.過渡相析出?D.平衡相長(zhǎng)大?E.再結(jié)晶答案：ABCD2.5可逆回火脆性的特點(diǎn)有A.出現(xiàn)在450–650℃?B.與雜質(zhì)元素有關(guān)?C.可經(jīng)再次回火消除?D.沖擊韌性下降?E.硬度升高答案：ABCD2.6控制淬火變形措施有A.合理裝夾?B.選用分級(jí)淬火?C.增加比功率?D.預(yù)冷淬火?E.采用壓床淬火答案：ABDE2.7影響Ms點(diǎn)的因素A.碳含量升高M(jìn)s降低?B.Ni含量升高M(jìn)s升高?C.冷卻速度加快Ms降低?D.應(yīng)力狀態(tài)影響?E.晶粒細(xì)化Ms升高答案：AD2.8化學(xué)熱處理加速方法A.稀土催滲?B.真空高壓滲碳?C.離子轟擊?D.流態(tài)床滲氮?E.激光輔助滲硼答案：ABCDE2.9屬于低溫化學(xué)熱處理的有A.離子滲氮?B.氣體氮碳共滲?C.鹽浴硫氮共滲?D.硼砂熔鹽滲金屬?E.等離子滲碳答案：ABC2.10評(píng)定熱處理缺陷的無損檢測(cè)手段A.磁粉檢測(cè)?B.超聲檢測(cè)?C.渦流檢測(cè)?D.射線檢測(cè)?E.金相檢驗(yàn)答案：ABCD3.填空題（每空1分，共30分）3.1鋼淬火臨界冷卻速度Vk與__________（填“C曲線”）的__________（填“鼻部”）相切。答案：C曲線；鼻部3.2滲碳層有效硬化層深度指從表面到__________（填“550HV”）處的垂直距離。答案：550HV3.3鋁合金固溶處理轉(zhuǎn)移時(shí)間越短，可獲得越__________（填“高”）的過飽和度。答案：高3.4感應(yīng)淬火頻率f與淬硬層δ經(jīng)驗(yàn)關(guān)系δ≈__________（填“500/√f”）mm，其中f單位kHz。答案：500/√f3.5高速鋼回火后硬度升高現(xiàn)象稱為__________（填“二次硬化”）。答案：二次硬化3.6鈦合金α相為__________（填“hcp”）結(jié)構(gòu)，β相為__________（填“bcc”）結(jié)構(gòu)。答案：hcp；bcc3.7球化退火后珠光體中滲碳體呈__________（填“球狀”）分布。答案：球狀3.8真空淬火油需具備低的__________（填“飽和蒸氣壓”）。答案：飽和蒸氣壓3.9鋼的回火溫度越高，其沖擊韌性一般越__________（填“高”）。答案：高3.10滲氮白亮層相結(jié)構(gòu)主要為__________（填“Fe23N”）。答案：Fe23N3.11形變熱處理將__________（填“塑性變形”）與__________（填“熱處理”）結(jié)合。答案：塑性變形；熱處理3.12評(píng)定淬透性用__________（填“Jominy”）端淬試樣長(zhǎng)度__________（填“100”）mm。答案：Jominy；1003.13雙液淬火先__________（填“水”）后__________（填“油”）。答案：水；油3.14鋁合金過時(shí)效組織出現(xiàn)__________（填“平衡相”）粗化。答案：平衡相3.15鋼中__________（填“Si”）元素提高回火抗力但促進(jìn)__________（填“石墨化”）。答案：Si；石墨化3.16滲碳層碳濃度梯度越陡，彎曲疲勞強(qiáng)度越__________（填“低”）。答案：低3.17激光淬火冷卻方式主要為__________（填“自冷”）。答案：自冷3.18殘余奧氏體可通過__________（填“深冷”）處理減少。答案：深冷3.19鋼的正火空冷速度比退火__________（填“快”）。答案：快3.20等溫淬火獲得__________（填“貝氏體”）組織。答案：貝氏體3.21滲硼層硬度可達(dá)__________（填“1800–2000HV”）。答案：1800–2000HV3.22奧氏體不銹鋼敏化溫度區(qū)間為__________（填“450–850℃”）。答案：450–850℃3.23鋼淬火后回火第一階段發(fā)生__________（填“馬氏體分解”）。答案：馬氏體分解3.24高速鋼淬火加熱需__________（填“分級(jí)”）或__________（填“等溫”）預(yù)熱。答案：分級(jí)；等溫3.25評(píng)定鋁合金晶間腐蝕用__________（填“NACL+H2O2”）溶液。答案：NACL+H2O23.26鋼的脫碳層測(cè)定按GB/T__________（填“224”）標(biāo)準(zhǔn)。答案：2243.27鈦合金固溶處理快冷抑制__________（填“ω相”）析出。答案：ω相3.28形變誘發(fā)馬氏體需在__________（填“Ms–Md”）溫度區(qū)間變形。答案：Ms–Md3.29滲碳層出現(xiàn)__________（填“網(wǎng)狀”）碳化物需正火消除。答案：網(wǎng)狀3.30鋼的回火脆性元素除P外還有__________（填“Sn、Sb、As”）。答案：Sn、Sb、As4.簡(jiǎn)答題（共40分）4.1封閉型（6分）寫出40Cr鋼調(diào)質(zhì)處理完整工藝路線并給出回火后金相組織。答案：850℃油淬→520℃回火水冷；組織：回火索氏體+少量鐵素體。4.2開放型（8分）分析大型齒輪滲碳淬火后齒面出現(xiàn)非馬氏體組織的原因并提出兩條改進(jìn)措施。答案：原因：爐氣氧勢(shì)高導(dǎo)致內(nèi)氧化→合金元素貧化→淬透性下降；滲后冷卻慢或淬火冷卻不足。措施：1.滲碳后期通入適量NH3還原內(nèi)氧化；2.采用高壓氣淬或強(qiáng)烈攪拌淬火油提高冷速。4.3封閉型（6分）說明鋁合金T73與T6相比犧牲強(qiáng)度換取的性能并寫出T73關(guān)鍵參數(shù)。答案：T73提高抗應(yīng)力腐蝕性能；固溶后雙級(jí)時(shí)效：110℃6h+170℃24h。4.4開放型（8分）某汽車轉(zhuǎn)向節(jié)選用42CrMo，要求整體抗拉≥900MPa、沖擊≥60J，給出兩種可行熱處理方案并對(duì)比優(yōu)缺點(diǎn)。答案：方案A：調(diào)質(zhì)850℃油淬+580℃回火；性能滿足，成本低，但淬透層有限。方案B：整體淬火+中溫回火+表面感應(yīng)淬火；心部韌性好，表面耐磨，但工藝復(fù)雜、變形控制難。4.5封閉型（6分）寫出評(píng)定鋼淬透性Jominy試驗(yàn)步驟（五步）。答案：1.加熱至Ac3+30℃保溫30min；2.迅速移至端淬機(jī)垂直噴水冷卻；3.沿軸線磨平平面；4.每隔1.5mm測(cè)HRC；5.繪制硬度–距離曲線。4.6開放型（6分）解釋高速鋼淬火后需三次回火的機(jī)理。答案：第一次回火降低殘余奧氏體至<10%，析出M2C碳化物；第二次回火殘余奧氏體繼續(xù)轉(zhuǎn)變，二次硬化峰值；第三次回火消除新生馬氏體應(yīng)力，硬度均勻，尺寸穩(wěn)定。5.應(yīng)用題（共90分）5.1計(jì)算題（20分）某20CrMnTi齒輪模數(shù)4mm，要求滲層深度1.2mm，在930℃固體滲碳，已知擴(kuò)散系數(shù)D=0.42exp(–174000/RT)mm2/s，求保溫時(shí)間。答案：由Fick第二定律簡(jiǎn)式δ=K√t，K=2√D，T=1203K，D=0.42exp(–174000/8.314/1203)=0.013mm2/s，K=0.228mm/√h；t=(1.2/0.228)2=27.6h≈28h。5.2分析題（25分）某廠對(duì)38CrMoAl鏜桿進(jìn)行氣體滲氮，工藝530℃×30h，氨分解率45%，出爐發(fā)現(xiàn)硬度梯度平緩且白亮層過厚（25μm），脆性大。分析原因并給出優(yōu)化工藝。答案：原因：分解率過低→爐氣氮?jiǎng)莞摺坏獙釉龊?；溫度偏高→擴(kuò)散快但化合物層厚。優(yōu)化：1.分解率提至65–75%；2.采用兩段滲氮：第一段520℃×10h，氨分解率55%獲高硬度；第二段560℃×20h，分解率75%降低氮?jiǎng)轀p小白亮層至8μm；3.滲后爐冷至200℃再空冷減少殘余應(yīng)力。5.3綜合設(shè)計(jì)題（30分）設(shè)計(jì)φ80mm的AISI4140（相當(dāng)于42CrMo）液壓缸活塞桿，要求表面硬度55–60HRC，有效硬化層深3mm，心部抗拉≥800MPa，沖擊≥50J。給出完整熱處理流程、設(shè)備、冷卻介質(zhì)、檢驗(yàn)項(xiàng)目及合格指標(biāo)。答案：流程：1.預(yù)備熱處理：正火850℃空冷→HB220；2.粗加工后調(diào)質(zhì)：淬火850℃×1h→PAG淬火液（濃度15%，冷速28℃/s800–500℃）→回火580℃×2h水冷→硬度28–32HRC，Rm≥900MPa，KV2≥70J；3.表面感應(yīng)淬火：立式掃描淬火，頻率2.5kHz，比功率1.2kW/cm2，移動(dòng)速度1mm/s，自噴乳化液冷卻；4.低溫回火：180℃×2h空冷；5.精磨后去應(yīng)力：180℃×1h；檢驗(yàn)：表面硬度55–60HRC（GB/T230.1），有效硬化層深3mm（GB/T5617，550HV處