热处理新工艺试题

热处理新工艺考试题（A）

一、基本概念

1、何为钢的正火？目的如何？有何作用？正火与退火的主要区别是什么？ 2、 淬硬性和淬透性有什么不同？决定淬硬性和淬透性的因素是什么？ 3、淬火的目的是什么？淬火的方法有几种？比较几种淬火方法的优缺点？

4、何谓透入式加热和传导式加热？是比较它们的优缺点？如何选择这两种加热方式？ 5、何为碳势？何谓氮势？其本质有何异同点？

二、试分析下列说法是否正确（正确打√，错误打×）（每题1.0分，共10分） ⑴、钢中合金元素的含量愈多，则淬火后的硬度愈高。 （ ）

⑵、同一钢材在相同加热条件下，10％的食盐水溶液淬火比机床冷却液淬火的淬透

性好。 （ ）

⑶、所有合金元素都能提高钢的淬透性。 （ ）

⑷、多种合金元素同时加入钢中，其对钢的淬透性影响是单个合金元素作用的迭加。（ ） ⑸、工件在液体淬火介质中的冷却过程大致分为三个阶段：蒸汽膜阶段、沸腾阶段、对流

阶段。其中沸腾阶段是三个阶段中冷却最快阶段。 （ ）

⑹、感应加热表面热处理时，表面层淬得马氏体后, 由于体积膨胀在工件表面层造成较大

的残余拉应力,显著提高工件的疲劳强度。 （ ）

⑺、淬火过程中零件的热应力是在加热和冷却过程中，零件内外层组织不同造成的内

应力。 （ ）

⑻、马氏体的硬度取决于冷却温度。 （ ）

⑼、20钢渗碳后缓冷下来的显微组织是表层为P 和二次渗碳体，心部为原始亚共析钢组织（P+F），中间为过渡组织。 （ ）

⑽、合适的碳、氮含量进行碳、氮共渗时，快冷后得到的共渗层具有比渗碳层更高的

拉应力, 因而疲劳强度更高, 耐蚀性较好。 （ ） (11)马氏体硬而脆。 、

(12)过冷奥氏体的冷却速度越快，冷却后钢的硬度越高。 (13)钢中合金元素的含量越高，淬火后的硬度也越高。

(14)本质细晶粒钢加热后的实际晶粒一定比本质粗晶粒钢细。 ’

(15)同一钢材在相同加热条件下，总是水淬比油淬的淬透性好；小件比大件淬透性好。 三、简述题

1、 确定下列钢件的预备热处理方法？并指出预备热处理的目的与处理的后的显微组织。 ⑴ZG45的铸造齿轮。

⑵锻造过热的60钢坯。要求消除魏氏组织。 ⑶具有网状渗碳体的T12钢坯。 ⑷改善T13钢的切削加工性能。

⑸经冷轧后的20钢，要求消除带状组织、提高切削加工性。

2、 将T12钢（Ac1=730℃,Acm=820℃，G点910℃）工件在极强的氧化气氛及气氛碳势极低

的气氛中分别在960℃和850℃长时间加热，试述加热后表层缓冷至室温后的组织结构及形成过程。 四、分析题

1、今有一批20CrMnTi（Ac1=730℃,Ac3=820℃）汽车传动齿轮，其工艺路线为;下料→锻造

→-热处理⑴→-切削加工→热处理⑵→-热处理⑶→热处理⑷→喷丸→磨加工。试问：a、热处理⑴、热处理⑵、热处理⑶、热处理⑷采用什么热处理工艺？b、画出热处理工艺曲线（保温时间略），标明工艺参数。C、说明四种热处理工艺的目的与热处理后组织。 （20分） 2、现有65Mn（Ac1=721℃,Ac3=745℃）钢用做弹簧，45钢（Ac1=720℃,Ac3=775℃）用做传动轴（要求有良好机械性能），T12A（Ac1=730℃,Acm=820℃）钢用做简单车刀。请分别针对这三种钢回答：⑴、淬火温度的选择原则。⑵、加热方式、保温时间的选择原则及加热后显微组织、淬火后组织。⑶、回火温度的选择原则？⑷、回火后的组织。⑸、画出热处理工艺曲线（保温时间略），标明工艺参数。

热处理新工艺考试题

一、基本概念

1、何为钢的退火？退火的种类及用途如何？

2、分级淬火与等温淬火的主要区别是什么？举例说明他们的应用。 3、何谓淬硬层深度？影响淬硬层深度有哪些？

4、渗碳和氮化各应用什么场合？工件经渗碳和氮化化学热处理后，工件的性能有何特点？ 5、在渗碳和氮化过程中，怎样调整炉内的碳势与氮势？ 二、试分析下列说法是否正确（正确打√，错误打×）

⑴、同一钢材在相同加热条件下，水淬比油淬的淬透性好、小件比大件的淬透性好。 ⑵、多种合金元素同时加入钢中，其对淬透性影响是单个合金元素作用的迭加。

⑶、工件在淬火介质中的冷却过程大致分为三个阶段：蒸汽膜阶段、沸腾阶段、对流阶段。

其中沸腾阶段是三个阶段中冷却最快阶段。

⑷、淬火时变形和开裂都是由零件的外部应力引起的，零件的外应力分为热应力和组织应

力。

⑸、淬火过程中零件的热应力是在加热和冷却过程中，零件内外层加热和冷却速度不同造

成的内应力。

⑹、淬火过程中零件的组织应力是在加热或冷却过程中，由于零件内部组织发生转变的时

间不一致造成的内应力。

⑺、淬火钢经回火获得的托氏体和索氏体组织与过冷奥氏体直接分解所得到的托氏体和索

氏体相比，具有较优的性能；在硬度相同时，前者具有较高的屈服强度、塑性和韧性。这主要是因为组织形态不同所致。

⑻、一般将化学热处理过程看成由渗剂的分解、工件表面对活性原子的吸收和渗入工件表

面的原子向内部扩散三个基本过程组成。

⑼、感应加热表面热处理时，表面层淬得马氏体后, 由于体积膨胀在工件表面层造成较大

的残余拉应力,显著提高工件的疲劳强度。 ⑽、20钢渗碳后缓冷下来的显微组织是表层为二次渗碳体，心部为原始亚共析钢组织（P+F），中间为过渡组织。 三、简述题

1、指出下列零件的锻造毛坯进行正火的主要目的及正火后的组织 ⑴20钢齿轮 ⑵45钢小轴 ⑶T12钢锉刀

2、试述亚共析钢和过共析钢淬火加热温度的选择原则，为什么过共析钢淬火加热温度不能超过Acm线？（10分）

3、 指出φ10㎜的45钢（退火态）经下列温度加热并水冷后获得的组织：700℃、760℃、

840℃（已知Ac1=724℃, Ac3=780℃,D水冷=20㎜）。（10分） 4、两个含碳量为1.2％的碳钢薄试样（T12），分别加热到780℃和900℃并保温相同的时间，

奥氏体化后（Ac1=730℃,Acm=820℃）以大于临界冷却速度冷至室温，试分析：⑴哪个温度加热淬火后马氏体晶粒较粗大？⑵哪个温度加热淬火后马氏体含量较多？⑶哪个温度加热淬火后残于奥氏体量较多？⑷哪个温度加热淬火后未溶碳化物较少？⑸哪个温度淬火合适？为什么？（15分）

四、分析题

1、 已知某机床主轴的材料为40Cr（Ac1=735℃,Ac3=780℃）钢，其生产工艺路线为：下料

→锻造→正火→-粗车→调质→精车-→锥部整体淬火→回火（HRC43）→粗磨→人工时效→精磨

要求: ⑴说明每道热处理工序的作用。 ⑵分析组织变化的全过程。 ⑶画出热处理工艺曲线

2、今有一批20CrMnTi（Ac1=730℃,Ac3=820℃）汽车传动齿轮，其工艺路线为;下料→锻造→-热处理⑴→-切削加工→热处理⑵→-热处理⑶→热处理⑷→喷丸→磨加工。试问：a、热处理⑴、热处理⑵、热处理⑶、热处理⑷采用什么热处理工艺？b、画出热处理工艺曲线（保温时间略），标明工艺参数。C、说明四种热处理工艺的目的与热处理后组织。 [思考题]

1. 什么叫热处理，热处理与其它加工方法的区别是什么？

2. 说明完全退火，球化退火和去应力退火的目的、用途和组织变化； 3. 比较低温回火，中温回火，高温回火的组织、性能特点和应用范围；

4. 残余奥氏体对钢淬火后的性能有何影响？用什么方法可以减少残余奥氏体的数量？ 6. 从材料、表面层组织、性能特点、应用范围等方面比较各种表面热处理方法的异同。 7. 有一根锯条在使用时齿很快磨损、试从各方面分析其可能的各种原因。 8. 淬火内应力是怎样产生的？它与哪些因素有关？

9. 退火与回火都可以消除钢中内应力，问两者在生产中一般能否通用？为什么？ [练习题]

1. T12钢作工具，机加工前应采用何种热处理方法？为什么？说明其加热温度、冷却方式及所得的组织。

2. 含碳量为1.1%的工具钢（Ac1=730℃,Acm=820℃），加热至880℃淬火后发现硬度不足，脆性很大，试分析原因，并提出改进措施。

3. 试比较下列材料不同热处理后硬度值的高低，并说明原因：

① 45钢分别加到到700℃，750℃，840℃后水冷（已知Ac1=724℃, Ac3=780℃,D水冷=20㎜）；

②T12钢分别加热到700℃、750℃、900℃后，水冷（Ac1=730℃,Acm=820℃）。 4. 某拖拉机上的连杆是用0.4%的钢制成，其工艺路线如下：锻造?正火?切削?调质?精加工。最后要求：硬度HB=217～241，试说明两次热处理的目的及其组织变化情况，并确定其加热温度和冷却方式。

5. 用15#钢生产?20mm×50mm的渗碳件，采用两次淬火加回火工艺，试说明其全部热处理过程中，表层与心部材料的组织变化过程。

6. 某机床传动齿轮，要求表面硬度为HRC55，转速不高，载荷不等，试选择两种不同类型材料，并决定其热处理方法，加热温度及最终组织。

7. 有人以25号钢代替调质处理的40钢（HR220～50）在?3.5mm螺栓上使用获得成功，问怎样处理25钢才能达到调质的40钢性能要求？处理后的25钢组织是什么？

8. 45钢经调质处理后要求硬度为HB220～250，但热处理后发现硬度偏高，问能否依靠减慢回火时的冷却速度使其硬度降低？若热处理后硬度偏低，能否靠降低回火时的温度，使其硬度提高？说明其原因。

9. 有一批35钢制成的螺钉，要求其头部在处理后硬度为HRC35～40。现在材料中混入少量T10钢和10钢。问由T10钢和10钢制成的螺钉若仍按35钢进行淬火处理时，能否达到要求？为什么？

10. 某汽车5mm厚的钢板弹簧选用65钢，要求硬度为HB321~402，试说明①热处理前对材料质量要求；② 所需热处理方法，及每一热处理后的组织。

11.现有20钢齿轮和45钢齿轮两种，齿轮表面硬度要求52HRC～55HRC，问采用何种热处理可满足上述要求。比较它们在热处理后的组织与力学性能的差别。

12.用热处理基本工艺曲线形式表示均匀化退火、完全退火、球化退火、淬火、回火等工艺。

13．说明下列零件的淬火及回火温度，并说明回火后获得的组织和硬度： (1)45钢小轴(要求有较好的综合力学性能)。 (2)60钢弹簧。 (3)T12钢锉刀。

o

14.用20钢制造的直径20mm的小轴，经930C，5小时渗碳后，表面碳的质量分数增加至1．2％分析经下列热处理后表面及心部的组织： (1)渗碳后缓冷到室温。

(2)渗碳后直接淬火，然后低温回火。

(3)渗碳后预冷到820℃，保温后淬火，低温回火。

o

(4)渗碳后缓冷到室温，再加热到880C后淬火，低温回火。

o

(5)渗碳后缓冷到室温，再加热到780 C后淬火，低温回火。

15．有一根φ30mm的轴，受中等的交变载荷作用，要求零件表面耐磨，心部具有较高的强度和韧性，供选择的材料有16Mn、20Cr、45钢、T8钢和Crl2钢。要求：1)选择合适的材料；2)编制简明的热处理工艺路线；3)指出最终组织。

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