热处理试题（高级、技师、高级技师）

知识要求试题 1418651611 一、判断题（对画√，错画×） 1对于一般热轧钢材，表面具有均匀的薄氧化层铁皮的存在并不是什么缺陷，而且有利于提高材料的耐蚀能力。(√) 2氧化铁皮对于冷压力加工的钢材（如冷轧、拉丝等），以及用于镀层的钢板来说，它的存在不仅会影响制品的表面质量，而且会增加工具（轧辊及模具）的磨损，所以氧化皮是一种缺陷。(×)

3对于弹簧钢丝一类的材料，如果表面有氧化皮，虽然在拉丝过程中会嵌入钢丝表面，形成麻点。但这种表面缺陷和表面脱碳，可以在以后的加工过程中去除，不会显著降低弹簧的疲劳寿命。(×)

4脱碳会使零件疲劳性能大大降低，并给热处理带来淬不硬、表面裂纹等缺陷。(√)

5折叠多出现在条型钢材表面，折叠经下一道轧制时就产生耳子，耳子的产品折弯后就会开裂，使钢材的强度大大下降。(√)

6钢在液体状态溶解气体的能力比固态时大，钢液在冷凝过程中，气体从钢液中逸出，如来不及排出，则形成皮下气泡，即外部气泡。(×)

7在锻造过程中，在一定的范围内随着锻造比的增加，金属的力学性能显著提高，这是由于组织致密程度和晶粒细化程度提高所致。(√)

8非金属夹杂物会严重降低钢的塑性、韧性，但对钢的强度、硬度及疲劳强度影响不大。(×)

9白点在镍铬钢、镍铬铝钢等合金钢中较常见，所以就将这些些含镍、铝成分的钢种，例如5CrNiMo、5CrMnMo等称为白点敏感性钢。(√)

10带状组织主要是因钢锭中的树枝状偏析，在进行热压力加工时被拉长所致。碳钢相对于合金钢由于树枝状偏析较严重，所以更容易形成带状组织。(×)

11过烧现象主要表现为金属的晶粒粗大，导致力学性能下降。当过烧严重时，甚至会形成魏氏组织。(×) 12钢铁材料的生产过程由炼铁、炼钢和轧钢等三个主要环节组成。(√) 13炼铁的主要燃料是焦炭。焦炭在炼铁过程中的唯一作用是燃烧产生的热量，为炼铁过程中的还原反应提供热源。 (×)

14炼铁最常用的熔剂主要成分是石灰石( CaCO3)，其作用是与矿石中的脉石及燃料中的灰分互相作用，生成熔点低、流动性好和密度小的熔渣，以便将铁从其中分离出来。(√)

15各种炼钢炉根据炉村耐火材料性质的不同，可分为酸性炉（炉衬的主要成分为二氧化硅）和碱性炉（炉衬的主要成分为氧化硅、氧化钙）两种。现在世界各国主要采用酸性炉衬。(×) 16脱氧不充分的钢称为镇静钢。(×)

17与连铸法相比，模铸法铸坯结晶过冷度很大，晶粒细小，偏析轻，组织致密，质量好。(×) 18型材、板材、管材、线材和金属制品五大类主要是根据钢材的断面形状划分的。(√)

19在钢材的压力加工生产中，轧制、挤压和拉拔方法以生产毛坯为主；自由锻造、模型锻造和板料冲压方法以生产原材料为主。(×)

20轧制主要是用来生产型材、板材及管材的。(√)

21拉拔生产主要用来制造各种线材、薄壁管和各种特殊几何形状的型材如电缆等。多数情况下是在冷态下进行拉拨加工，所得到的产品具有较高的尺寸精度和较小的表面粗糙度值。(√)

22采用适当的分离手段，使金属中被测定元素与其他成分分离，然后用称重法来测定被测元素含量的方法称为重量分析法。(√)

23由于溶质原子溶入基体中形成固溶体而使其强度、硬度升高的现象称为固溶强化。它是金属强化的重要形式。(√)

24. 一般说来置换固溶体的强化效果比间隙固溶体更为显著。(×)

25金属化合物一般具有复杂的晶体结构，熔点高，硬而脆。但合金中出现金属化合物时，通常既能提高合金的强度、硬度和耐磨性，又不会显著降低其塑性、韧性。(×)

26通过调整固溶体的溶解度和分布于其中的化合物的形态、数量、大小及分布，可以使合金的力学性能发生很大变化，以满足不同的性能需要。(√)

27金属中晶体缺陷的存在会使金属的力学性能降低，所以通常希望金属中的晶体缺陷越少越好。(×) 28空位可以造成材料性能的变化，最明显的是引起电阻的减小，还使得晶体的密度增加。(×)

29点缺陷的出现，使周围的原子发生靠拢或撑开，使品格发生扭曲，造成晶格畸变。使金属材料的强度、硬度和电阻率增加。(√)

30理想晶体的强度很高，位错的存在可降低强度，所以生产中依靠增加位错密度米提高金属强度的方法是行

不通的。(×)

31晶界上的原子因具有较高的能量而呈现出不稳定性，所以容易导致加热时晶界的氧化。(√)

32无论是在常温还是在高温下，金属材料的晶粒趣细小，晶界亦越多，它对金属的塑性变形的阻碍作用越大，金属的强度、硬度亦就越高。(×)

33体缺陷就是原子偏离周期排列的三维缺陷。一般指材料中的空洞、夹杂物等。这种体缺陷对材料性能的影响和点缺陷、线缺陷及面缺陷相似，引起品格畸变，造成材料强度、硬度上升而塑性、韧性下降。(×)

34虽然弹性变形后的金属能恢复到原来的形状。但金属弹性变形后的组织和性能均会发生变化。(×) 35单晶体的塑性变形主要通过扭折方式进行的，此外，尚有滑移和孪生等方式。(×)

36一般在室温使用的细晶粒材料不仅具有较高的强度、硬度，而且具有良好的塑性和韧性，即具有良好的综合力学性能。(√)

37常温下随着塑性变形的增加，金属材料的强度、硬度下降，而塑性、韧性提高。(×) 38钢的锻造属于热加工，锻件没有加工硬化，所以锻件的力学性能和原钢材一样。(×) 39模型锻造不可以生产形状较为复杂的锻件。(×)

40加工硬化可以使金属具有一定的抗偶然超载的能力，提高了构件在使用中的安全性。(√)

4l金属材料的冷塑性变形会造成材料的电阻率增高，电阻温度系数下降，导电性、磁导率下降，化学活性增加，腐蚀速度加快等现象。(√)

42锡的再结晶温度为﹣7℃，在室温下的加工的锡，应属冷加工。(×) 43再结晶是无相变的结晶过程。(√)

44仅通过热加工，是不可能焊合铜锭中的气孔缩孔、消除铸态下的疏松及提高了金属的致密程度。(×) 45带状组织是一种缺陷，它也会引起钢材力学性能的各向异性。一般很难用热处理的方法消除带状组织。(×) 46纯金属的同素异构转变和共析转变等都是原子发生长距离无规则迁移的扩散型相变。(√) 47耐酸钢必然是不锈的，而不锈钢不一定是耐酸的。(√)

48铁索体型不锈钢虽然在加热和冷却过程中不发生固态相变，但还是可以通过淬火、回火来提高其强度、硬度和韧性。(×)

49铁索体不锈钢热处理的目的是消除加工应力和获得单一的铁素体组织，并消除脆性。(√)

50马氏体型不锈钢在一般温度下的强腐蚀介质中工作时，应淬火并低温回火后使用；而在高温下的强腐蚀介质中工作时，应淬火并高温回火后使用。(√)

51尺寸较大的马氏体不锈钢零件无需预热，可直接淬火。(×)

52为了消除或减轻晶间腐蚀，含钛、铌的18—8型铬镍奥氏体不锈钢一定要进行稳定化处理。(√) 5318-8型不锈钢因其有磁性，所以不能在仪器仪表工业中应用。(×)

5418-8型铬镍不锈钢固溶处理温度过高主要是形成铁素体，对耐蚀性没有什么影响。(×) 55奥氏体不锈钢固溶处理的的目的是为了使其具有优良的耐蚀性。(√)

56高锰耐磨钢常在铸态使用的原因是因为其加工硬化能力强，使得切削加工困难。(√) 57高锰耐磨钢为在热处理后获得单一的奥氏体组织，应进行“水韧处理”，以使其耐磨并耐冲击。(√) 58在外磁场去掉后，软磁合金仍能够显示磁性。(×) 59硬磁台金具有很大的矫顽力，用来制造永久磁铁。(√)

60真空热处理可用于退火、脱气、固溶热处理、淬火、回火和沉淀硬化等工艺。但到目前为止尚没应用于化学热处理。(×)

61气淬真空炉利用气体（通常是氮气）作为淬火介质。(√) 62气淬真空炉利用大气作为淬火介质。(×)

63激光淬火表面硬度提高的原因是马氏体点阵畸变，特殊碳化物的析出，硬化层晶粒超细化。(√) 64激光热处理可以实现极快加热工件表面，再用极快速度淬火介质冷却，以达到淬火目的。(×)

65激光束能精确地照射到工件的局部表面，所以能对拐角、不通孔底部等一般其他热处理工艺难以强化的表面进行处理。(√)

66当涂层材料和工件化学成分一定时，激光硬化层深度与激光束功率、光斑直径及扫描速度有关。(√) 67激光淬火的硬度比普通淬火的硬度高，但疲劳强度降低。(×)

68用电子束淬火后，由于零件几乎不发生变形，所以不再需要精加工，可直接装配使用。(√) 69离子注入深度浅，一般在lum以下。(√) 70 PVD的覆盖层的组织同CVD 一样。(×)

71形变热处理是将压力加工与热处理有机地结合起来，以获得高强度与高塑性、高韧性良好配合的热处理工艺。(√)

72高温形变热处理强化效果比低温形变热处理显著。(×) 73低温形变淬火效果仅同形变温度、形变量有关。(×)

74低温形变淬火同普通淬火相比，在保持塑性基本不变的情况下，抗拉强度明显提高。(√) 75中碳钢锻造余热淬火不能采用油淬方式。(×)

76因为照氏体的面心立方点阵滑移系统多，且奥氏体的塑性很好，易于变形，所以钢的锻造加工常在高温区域进行。(√)

77高温形变热处理对钢材没有特殊要求，是锻造（轧制）和热处理结合的工艺。(√)

78在整个奥氏体形成过程中，残留碳化物溶解，特别是奥氏体成分均匀化所需的时间最长。(√)

79用硅、锰脱氧的钢，奥氏体长大倾向较小，属于本质细晶粒钢；用铝脱氧的钢，因为不形成弥散析出的难溶第二相粒子，没有阻碍奥氏体晶粒长大的作用，所以奥氏体晶粒长大倾向较大，属于本质粗晶粒钢。(×)

80影响奥氏体晶粒长大的两个最主要因素是加热温度和保温时间，并且加热温度的影响比保温时间更为明显。(√)

81片状珠光体的力学性能主要取决于片间距和珠光体团的直径。因为珠光体的片层越细，珠光体中铁索体和渗碳体的相界面越多，其塑性变形抗力就越大，因而其强度、硬度越高。(√)

82在成分相同的条件下，片状珠光体比粒状珠光体具有较少的相界面，其硬度、强度较低，塑性较高。(×) 83因为上贝氏体中的渗碳体分布在贝氏体铁素体的条间，易引起脆性的断裂。所以下贝氏体的塑性与韧性优于上贝氏体。(√)

84马氏体的硬度随着含碳量的增加而增加，故碳的质量分数为1.2%的钢淬火后其硬度一定大于相同淬火条件下碳的质量分数为1.0%的钢。(×)

85马氏体的形成条件是一定的冷速（大于临界冷却速度）和深度过冷（低于Ms点）。大于临界冷却速度是为了抑制珠光体型转变（或贝氏体转变）；深度过冷是为了保证系统吉布斯自由能的降低，以便为马氏体的形成提供足够的相变驱动力。(√)

86一般认为降低Ms点的合金元素却恰好能提高Mf点。(×)

87在Ms - Mf之间进行塑性变形也可以促进马氏体相变，使马氏体转变数量增加。一般来说，形变量越大，形变温度越高，则形变诱发马氏体转变的量就越多。(×)

88由于马氏体相变时必然产生体积变化，因此拉应力或单向压应力将阻止马氏体的形成，因而降低Ms点。而多向压缩应力往往有利于马氏体的形成，使Ms点升高。(×)

89试验证明，钢在磁场中淬火冷却时，外加磁场将阻止马氏体相变，与不加磁场相比，Ms直降低，并且相同温度下的马氏体转变量减少。(×)

90由于马氏体转变的温度很低，铁原子和碳原子都失去了扩散能力，同时该转变的进行也无需原子的扩散。故非扩散性是马氏体转变区别与其他转变的主要特征，因此马氏体转变也被称为非扩散型转变。(√)

9l马氏体的转变特征的无扩散性是指在相变过程中所有原子都不发生迁移。(×)

92马氏体是由奥氏体直接转变而来，且是非扩散型转变，所以马氏体与转变前的奥氏体的含碳量相同。(√) 93 Ms点越高，则相交应力对变形的影响就越小。(×)

94当过冷奥氏体冷却到Ms以下后，马氏体的量随温度的下降而增加。若想大量、快速增加马氏体的量就应在Mf以下某一温度停留较长时间。(×)

95冷却时，奥氏体可以通过马氏体相变机制转变为马氏体，同样重新加热时，马氏体也可以通过逆向马氏体相变机制转变成奥氏体，即马氏体相变具有可逆性。(√)

96在马氏体、珠光体和奥氏体三种组织中，以马氏体的比容最大，奥氏体比容最小，而且马氏体中含碳量越高，其比容反而越小。(×)

97时效现象仅在钢中存在，在非铁合金中很少发生。(×)

98时效过程中一般均是先出现亚稳过渡相而不直接形成稳定相。(√)

99由于水温对水的冷却特性影响很大，水温升高，高温区的冷却速度显著下降，而低温区的冷却速度仍然很高，因此淬火时水温不应超过30℃。(√)

100油的冷却能力很大但冷却特性不好；水的冷却特性较好，但冷却能力又低。即通常有“水淬开裂，油淬不硬”的说法。(×)

101一般来说有机聚合物淬火剂，夏季使用的浓度可高些，冬季使用的浓度可低些，而且要有充分的搅拌，

才能取得良好的效果。(×)

102火焰加热淬火淬裂的主要原因是零件表面不清洁或零件表面有脱碳现象。(×)

103火焰加热淬火时如喷嘴移动速度和喷嘴与工件距离不适合，就会产生有效硬化层太深或太浅的缺陷。(√) 104高频感应加热表面淬火层剥落缺陷是加热温度过高，内层产生极大内应力所致。(√)

105由于感应加热表面淬火时加热速度极快，仅改变工件表面组织而保持心部的原始组织，心部冷态金属的高强度制约了表层淬火时所产生的裂纹，使工件开裂倾向小；另外由于加热时间短，工件表面氧化、脱碳也少。(×)

106高频感应加热淬火后常出现硬度偏低、表面软点和软带等缺陷，若是由于表面脱碳的原因造成的，则只能报废。(√)

107由于感应加热是依靠电磁感应产生的热量进行加热的，故其能耗大，是其他加热方式的两倍，而热效率低。(×)

108超高频感应加热淬火由于表层加热和冷却极快，畸变量较小，淬火表层与基体间看不到过渡带，所以不必回火。(√)

109对渗碳件进行感应加热表面淬火，可以显著减少淬火变形，但要做好非渗碳表面的防护措施，如镀铜或其他防渗措施。(×)

110感应加热淬火时，对于要求硬化区短的轴类零件、模数小于5mm及齿宽不大的齿轮等小型零件或淬火面积较小而尺寸较大的零件，一般应采用连续加热淬火法。(×)

111感应加热淬火后应及时回火，一般应在淬火后4h内进行。其目的是降低零件的淬火应力，防止开裂，提高零件的力学性能及使用寿命。(√)

112感应加热淬火后，采用自回火可节省电能，减少变形、开裂倾向，尤其是避免温度和硬度不均匀现象。(×) 113一般情况下离子渗氮不需外部热源即可使工件表面达到450 – 650℃的高温。(√)

114离子渗氮的优点是不需要预热、淬火、回火及渗后的表面清理（如喷砂、酸洗等）等工序，不需要渗氮的地方的防护也相对简单。(√)

115离子渗碳件虽然表面不产生脱碳层，无晶界氧化，表面清洁光亮，畸变小。但处理后的工件耐磨性和疲劳强度不如常规渗碳件高。(×)

116冷却方式对淬火变形的影响有重要的影响，降低Ms点以上的冷却速度，可减小热应力引起的变形。降低Ms点以下的冷却速度，可减小相变应力引起的变形。(√)

117工件淬火前后组织的比容差别越大，其淬火过程产生的相变应力也越小。(×)

118在获得相同硬度及相同组织的情况下，比较缓和的淬火介质所引起的淬火变形总要小些。(√) 119工件的截面尺寸直接影响淬火后的淬透层深度，截面尺寸越大，淬透层越小，热应力变形的作用越大。(√) 120工件形状越规则，截面比较对称，厚薄相差不大，则其变形比较规则、均匀。(√)

121正火或调质件，畸变量小于加工余量的2/3。轴类工件弯曲量不大于直径加工余量的2/3。(×)

122为减小工件畸变，细长t件应该垂直放立或吊挂装炉-不可平放，情况特殊时，可以斜放装炉。(×)

123工件的形状对热处理后的变形有重要的影响，形状越规则，截面比较对称，厚薄相差不大，则其变形比较规则、均匀。(√)

124为减少热处理畸变，工件上的孔、槽应尽量分布均匀，对厚薄相差较大的工件，应增加工艺孔，使加热与冷却均匀。(√)

125需要焊接的零件，应注意焊缝位置要远离加热部位，否则热处理后的畸变倾向较大。(√) 126尺寸相差较大的工件在热处理炉中加热时，应以宽边平放炉底板上保持竖立加热。(×)

127半环状工件淬火冷却时，为使圆弧不增大，可采用内圆弧向上冷却或采用夹具固定工件冷却。(×)

128对畸变要求高，冷加工应力大的细长件或薄壁件，应在淬火前增加消除应力工序，减小应力叠加引起工件畸变的倾向。(√)

129对于形状复杂、要求严格的工件，尤其是高合金钢，为防止其热处理变形，应尽可能做到均匀加热，减少加热时的热应力反应。(√)

130识别退火后组织出现球化级别通常是在显微镜下进行，当出现细片状珠光体时，说明退火温度过高，而当球化级别超过6级，出现粗球、粗片珠光体时，则说明退火温度低或加热时间不够。(×)

131识别淬火后马氏体级别，可在500倍光学显微镜下对照马氏体级别图进行评定，其级别越大则马氏体越粗大．说明淬火温度过高，就会出现过热或过烧现象。(√)

132.经退火、正火及调质处理后的毛坯或工件表面脱碳层深度一般不应超过加工余量的1/2。(×)

133淬火表面脱碳层按GB/T 224—1987《钢的脱碳层深度测定法》进行，表面脱碳层深度应小于单面留磨量

的2/3。(×)

134用锤子或铁块轻轻地叩击工件，如工件发出清晰的金属声音，其声音衰减缓慢且尾音悠长，则说明工件上有肉眼观察不到的裂纹。(×)

135用叩击法检查工件裂纹时，如工件发出重浊的声音，则说明工件上未有裂纹产生。(×)

136用叩击法检查较薄或细长的小型工件裂纹时，应将其平放在平坦的水平面上，然后再行敲击，以便能进行准确地判断。(×)

137用渗透法检查工件裂纹时，要将经淬火后的工件浸入煤油中进行仔细清洗，然后将工件取出并用干净的棉纱擦拭工件的表面，待工件表面晾干后用白粉笔末涂在工件表面上，经一段时间后如在白色部位上有油渗出，渗油处即是裂纹，说明工件上有裂纹存在。(√)

138大型锻件中发现白点缺陷后，不必立即报废，而应进行去氢退火补救，如无法消除再报废。(×)

139淬火件如用洛氏硬度计无法检验时，也允许用肖氏硬度计或其他便携式硬度计检验，但零件表面粗糙度应尽量接近标准硬度块的粗糙度。(√)

140薄板类零件在检验平板上由塞尺检验零件的平面度，检验时工件和工具要清洁。(√) 141一般轴类零件可在检验平板上用塞尺检验弯曲度，检验时工件及工具要清洁；细小的轴类零件用顶尖或V形铁支撑两端，用百分表测其径向圆跳动量，顶尖孔要同心、完整、无磕伤碰伤。(×)

142孔类零件用游标卡尺、内径百分表、塞规等检验其圆度，检验时工件表面要清洁，工具、仪器要按规定正确使用。(√)

143采用试样进行金相检验时，对于试样要求必须是同材料、同工艺条件，但可以不是同炉处理的。(×) 144目前渗氮生产中广泛使用氧化铵（或四氯化碳）作催渗剂。(×)

145为预防薄板状渗氮件起泡剥落，应尽量选用轧材锻造以改善组织和夹杂物的分布，不选用圆材以避免起泡剥落。(×)

146工件渗氮时第一阶段氨分解率偏高将导致渗氮层硬度低。(√) 147工件渗氮时第二阶段氧分解率偏低将导致渗氮层厚度浅。(√)

148工件渗氮时，一般情况下氨分解率越高，向零件表面提供渗入氮原子的能力就越强。(×)

149零件渗氮前的调质处理出现块状铁素体，或零件表面保持有脱碳层时，易引起渗氮脆性脱落。(√) 150造成渗氮层疏松的主要原因是氨分解率过高，表面氮浓度太低。(√)

15l应严格将渗氮温度控制在480-550℃范周内，因为渗氮温度超过550℃时，合金氯化物将发生聚集长大，使渗层硬度下降。(√)

152碳氮共渗件在共渗后如尚需机械加工，也可以空冷，而后再次加热淬火并在180~200℃进行低温回火。(√) 153碳氮共渗产生的黑色组织缺陷，即使深度较浅(小于0.002mm)，也没有有效的办法进行补救。(×)

154导致氮碳共渗件渗层疏松的原因一般为：共渗温度过低或时间太短；氨分解偏高、渗剂加入量过少。(×) 155铝合金热处理后产生表面变色的缺陷，其特征是铝合金热处理后表面呈灰褐色；若是铝镁合金则表面呈灰暗色。(×)

156形变铝合金的再结晶温度均在250℃左右，过烧温度大约在500℃以上。(√)

157经过时效后的形变铝台金，机械加工后，为消除应力、稳定尺寸，还应进行稳定化处理。(√)

158为了防止铸铝合金工件的变形和过热，最好在350℃以下低温人炉，然后随炉缓慢加热至淬火温度。(√) 159黄铜经过再结晶退火，可以防止应力腐蚀开裂。(×)

160普通箱式电阻炉的炉壳可能出现的故障主要是两种情况：炉壳带电和炉壳变形。(√)

161新砌或经大修的箱式电阻炉应经充分烘干后才能升至高温工作，否则极易导致炉衬开裂。(√) 162箱式电阻炉由于预留了膨胀缝隙，即便炉子长时间超温工作，也不至于导致炉壳变形。(×)

163箱式电阻炉钢制门框中部温度过高，致使焊接门框变形量超过膨胀割缝而发生变形。此种故障是不可修复的，只能进行更换。(×)

164为防止箱式电阻炉中电热元件因短路而造成过热、烧损或熔断，装炉时工件与电热元件间至少应保持50mm以上的距离。(√)

165电极式盐浴炉若新炉烘干不彻底或坩埚漏盐，常会导致盐浴翻花，其颜色多与熔盐相同。(√)

166热处理用非铁金属设备、衬里设备及其他易损设备或附件可以与钢制设备一起堆放，存放场地应保持平整，清洁。(×)

167验收时，热处理电阻炉在烘干前，应测量电热元件与炉壳是否有短路现象，烘干后应使用500MΩ表测量其冷态绝缘电阻，保证不小于0.5MΩ。(√)

168外热式真空炉相对于内热式真空炉要更够容易地达到高真空度。(√)

169与内热式真空炉相比，外热式真空炉的结构比较复杂，制造、安装和调试精度要求较高。(×)

170真空热处理炉的加热室通常星由隔热屏组成的，其作用仅是隔热、保温并尽量减少热量损失。因此隔热屏不能作固定加热器的结构基础。(×)

171真空热处理的高温加热器是由电热合金件组成的。(×)

172真空热处理炉的高温加热器是由高熔点的纯金属电热材料（铂、钨、铝、钽等）元件组成。(√)

173真空热处理炉的高温加热器是由高熔点的非金属电热材料（石墨、碳化硅、二硅化钼等）元件组成。(√) 174为了防止真空炉炉体由于受热不均匀而产生变形，炉壳应设有水冷装置。(√)

175测量低于大气压的气体的压强的工具称为真空计。其中直接测量气体的压强的工具称为绝对真空计。通过与压强有关的物理量来间接测量压强的工具称为相对真空计。(√)

176空炉抽空时间的测量是指从炉内起始压强时启动真空泵开始抽气，至炉内真空度达到技术文件规定的真空度的时间。在试验中，扩散泵和增压泵的预热时间应包括在空炉抽空时间内。(×)

177测量低于大气压的气体的压强的工具称为真空计。其中直接测量气体的压强的工具称为绝对真空计。通过与压强有关的物理量来间接测量压强的工具称为相对真空计。(√)

178 一般碳钢的激光硬化层组织基本是板条马氏体+碳化物以及少量残留奥氏体；合金钢则为细针状马氏体。(×)

179金属元素镍能有效地稳定奥氏体组织，同时，随着含镍量的增加，材料的线胀系数也会逐渐增大。(×) 180设计热处理工装夹具时，应将容易变形的方筐改为不易形变的圆筐、增加焊接加强筋以提高板或框架的牢固程度、用多点悬挂支撑来代替单点悬挂支撑以平衡工件重量等等。(√)

二、选择题（将正确答案的序号填人括号内）

1大多数材料在用于制造零件时，都会留有一定的加工余量，材料有轻微的氧化脱碳，可以在加工过程中去除。但对于(A弹簧钢)一类的材料，这种表面缺陷和表面脱碳，将显著降低它的疲劳寿命。

2工件表面出现较浅龟裂，其形状如同龟壳上面的纹路，有时也称其为网裂，这种缺陷通常出现在(C锻造)工序。

3由于各种锻件锻造成形时在立体的三个方面都有变化，所以材料的锻造比应以(B最大)变化方向的变形比考虑。

4非金属夹杂物在钢材中的存在是不可避免的，其数量和形态只能通过提高钢的纯净度，降低非金属夹杂物的总量，以及良好的(D轧制或锻造)加以改善。

5白点主要发生在珠光体钢、马氏体钢、贝氏体钢的轧件中。白点形成的根本原因是由于钢中存在(D氢)。 6在钢的各种组织中，白点敏感性下降的顺序是(c珠光体、贝氏体、马氏体)。

7铸铁或铸件在凝固过程中，由于诸晶枝之间的区域内的熔体最后凝固而收缩以及放出气体，导致产生许多细小孔隙和气体而造成的不致密性。这种钢的组织不致密称为(A疏松)。

8下面处理方法中，(D机械加工) 不能改善高碳钢的碳化物偏析带状组织。

9炼铁的主要燃料是(B焦炭)。它在炼铁过程中起着双重作用：一方面燃烧产生的热量，为炼铁过程中的还原反应提供热源；另一方面，其燃烧产物也是很好的还原剂。

10炼钢有转炉、平炉和电弧炉三种主要设备。(C电弧炉)炼钢发展很快，主要用于冶炼高质量合金钢种，己超过了世界钢产量的20%。

1l压力加工是目前钢材生产的主要方法，其中(C板料冲压)以生产毛坯为主。

12(B拉拔)生产主要用来制造各种线材、薄壁管和各种特殊几何形状的型材如电缆等。多数情况下是在冷态下进行加工，所得到的产品具有较高的尺寸精度和较小的表面粗糙度值。

13生产金属毛坯最常用的方法有(D铸造、压力加工)。

14金属在再结晶温度以上进行的塑性变形，称为(B热加工)。

15钢板在常温下冲压成零件后，其力学性能的变化是(A产生了加工硬化，强度，硬度比原钢板高 )。 16钢轨是用(c轧制)工艺方法生产的。

17不锈钢饭盒是用什么工艺方法生产的(D冲压)

18(C板料冲压)是固态金属在外力的作用下，通过发生塑性变形来实现成形加工，因此属于压力加工。

19采用适当的分离手段，使金属中被测定元素与其他成分分离，然后用称重法来测定被测元素含量的方法常称为(D重量分析法)。

20形成间隙固溶体时，溶剂的点阵常数(A增大)。

21影响固溶体类型和溶解度的主耍因素有两组元的(B原子半径)电化学特性和晶格类型等。 22在下列金相结构中，硬度最高的是(D金属化合物)。

23间隙化合物是具有简单晶格结构间隙相和具有(A复杂晶格)结构的间隙化合物两大类组成。 24硬性第二相对金属材料强韧性较为有利的形态和分布是(B以细小点状弥散分布在基体上)。 25晶体外表面、晶粒边界、孪晶界等属于(c面缺陷)。

26实际上点缺陷对金属性能的影响就是空位，问隙原子、置换原于和异类原子等缺陷所引起的晶格畸变造成的(A固溶强化)。

27实际上像位错等线缺陷对金属性能所造成的影响实质上即(B加工硬化)。

28实际上，晶体外表面、晶粒边界、孪晶界等面缺陷对金属性能的影响就是(c细晶强化)。 29材料中的空洞、夹杂物等原子偏离周期排列的三维缺陷通常被称为(D体缺陷)。

30(A弹性变形)的本质是外力克服了原子间的作用力，使原子间距发生改变。当外力消除后，原子间的作用力又使它们回到原来的平衡位置，使金属恢复到原来的形状。因此这种变形后金属的组织和性能不发生变化。

31在常温和低温下，单晶体的塑性变形主要通过(A滑移)方式进行的。

32通常对称性低、滑移系少的(C密排六方)金属如Cd，Zn．Mg等往往容易出现孪生变形。虽然孪生也是塑性变形的一种重要形式，但其对塑性变形的直接贡献要比滑移小很多。

33滑移线在(D电子显微镜)可观察判。

34当多晶体进行塑性变形的时候，晶界对塑性变形的阻碍作用被称为(B竹节现象)。 35塑性变形后金属性能变化最显著的是力学性能。随着塑性变形的增加，金属的(D强度、硬度提高，而塑性、韧性也得到提高)的现象称为加工硬化或形变强化。

36塑性变形不但能使金属材料的力学性能发生变化，也会影响金属材料的其他性能，如(D强度、硬度提高，而塑性、韧性也得到提高)等。

37塑性变形也会使晶粒内部发生变化，除产生滑移带、孪晶带外，还会使晶粒破谇，形成(c亚结构 )。 38第三类内应力叉叫(D点阵畸变)，是由于晶体缺陷增加引起点阵畸变增大而造成的内应力，所以存在于晶体缺陷中。

39非扩散型相变则是指原子按特定的方式迁移，化学成分不发生变化，典型的例子是钢中(D马氏体)的相变。 40冷加工和热加工之间的区别在于(A冷加工是在再结晶温度以下进行的，而热加工是在再结晶温度以上进行的)。

4l钨的最低再结晶温度是1200℃，所以对钨来说，在1000'C高温下的加工应(B属于冷加工)。

42由下纤维组织和带状组织的出现，使金属材料的性能在不同方向上有明显的差异，其纵向性能应(c优于)横向性能。

43对于降温过程中产生新相的的固态相变而言，温度对转变速率的影响规律是：随转变温度的下降，转变的速率是(A先快后慢)。

44相变过程中的过冷或过热是(c促进相变的动力)。

45相变的热力学条件是(A新相的吉布斯自由能必须低于旧相的吉布斯自由能)。

46对于不锈钢而言，钢中含碳量越高，虽然其强度越高，但其耐蚀性就越差，所以综合多方面因素不锈钢中碳的质量分数一般不超过(A 0.4% )。

47医疗用手术刀应选用(B 4Cr13 )材料制造。

48在铁铬合金中平均铬的质量分数达到(D 12.5%)时，铁的电扭电位由负变正，使耐蚀性能显著提高。 49不锈钢中镍与铬的配合主要是(B获得单一奥氏体组织)。 50在下列不锈钢中，属于热处理能强化的钢是(c 3Cr13 )。

51铁素体不锈钢在500-800℃长时间加热，会造成钢的脆性，一般情况下是由于(D出现σ相)所致。 5218-8型铬镍奥氏体不锈钢热处理的目的是(D提高耐蚀性)。

5318-8型铬镍奥氏体不锈钢固溶处理常用的加热温度是(A 1050~1100)℃。

54含铌和钛的18-8型铬镍奥氏体不锈钢固溶处理后的稳定化处理温度应为(B高于碳化铬溶解温度而低于碳化铌或碳化钛溶解温度)。

5518-8型铬镍奥氏体不锈钢固溶处理时冷却一般选择(A水冷)。

56铬是提高耐热钢的抗氧化性的主要元素。实践证明，在600 - 700℃使用的钢件，ω(Cr)在5%才能具有足够的抗氧化性；在800℃时ω(Cr)为12%；950℃时ω（Cr）为20%；1100℃时ω(Cr)必须达到(D 28% )。

57马氏体时效钢属于(c超高强度钢)。

5812CrMoV钢是(A珠光体)型热强铜。

59 (c奥氏体)基体的热强钢具有最高的热稳定性和较高的再结晶温度。 60根据钢的组织特点，可将热强钢分为四类(A珠光体热强钢、马氏体热强钢、铁素体热强钢和奥氏体热强钢)。 61激光加热金属，主要是通过(B光子)同金属材料表面的电子的能量交换，使处理层材料温度升高。

62当一束高能光子照射在金属局部表面上，使该表面的薄层快速加热到奥氏体化温度，表层获得马氏体组织采用(D基体金属自身导热冷却)。

63同普通淬火相比，低温形变淬火具有(c强度提高、塑性不变)。

64同普通淬火相比，高温形变淬火后并经适当的温度回火，其力学性能具有(B抗拉强度提高、塑性也提高)。 65形变热处理一般最佳形变量是(C 25% - 40%)。

66化学气相沉积是非均相反应，反应所需水活化能(A低于)相同的均相反应。 67 PVD沉积温度一般为(D 600%以下)。 68 PVD和CVD相比，工件变形(D小)。

69奥氏体的长大速度随温度升高而(C增大)。 70奥氏体晶粒半径越小，长大驱动力(A越大)。

71在整个奥氏体形成过程中，(D奥氏体成分的均匀化)所需的时间最长。

72钢的冶炼方法也影响奥氏体晶粒的长大倾向，一般情况下用(B铝)脱氧的钢，奥氏体长大倾向较小，属于本质细晶粒钢。

73 一般认为共析钢珠光体转变的领先相是(B渗碳体)。

74生产中广泛应用的球化处理．通过(A低的)奥氏体化温度，短的保温时间，以得到较多的未溶渗碳体粒子。 75与片状珠光体相比，在成分相同的情况下，粒状珠光体的（c强度、硬度稍低，塑性较好）。 76贝氏体转变时，由于温度较高，会存在(B碳原子)的扩散。 77贝氏体的强度随形成温度的降低而(D提高)。

78下贝氏体与上贝氏体相比，其(A强度高、韧性好)。

79经等温淬火获得的下贝氏体，与淬火加中温回火所得或调质所得的组织相比，(B在交变载荷下有较低的疲劳缺口敏感性)。

80根据转变的规律可知：要使过冷奥氏体转变成下贝氏体组织，必须控制(B含碳量在中碳以上，形成温度400℃以下Ms温度之上)。

81马氏体转变时，晶格结构的改组是依靠(C切变方式)进行的。 82中、高碳马氏体的晶格是(D体心正方) 晶格。

83高碳片状马氏体脆性较大的原因是(A有显微裂纹存在)。

84低碳板条状马氏体中板条群的大小取决于(c奥氏体晶粒的大小)。

85由高温奥氏体转变成马氏体将造成体积增大，其原因是(D马氏体比容大于奥氏体比容)。 86马氏体转变的数量只取决于(B转变温度)。

87钢的马氏体转变开始温度Ms和结束温度Mf，主要取决于(A奥氏体的化学成分)。 88下列情况下，促进马氏体相变的因素是(c外加磁场)。

89根据马氏体转变理论可知，当过冷奥氏体以大于临界玲却速度冷却到马氏体转变终了温度Mf点时，(D即使继续降温也不会发生马氏体转变)。

90具有热弹性马氏体转变的合金会产生超弹性及形状记忆效应，其原理是利用马氏体转变的(B可逆性)。 91(A相变强化机械稳定化)是由于马氏体形成时产生的体积膨胀，经周围奥氏体中造成多向压应力和引起较大的变形，使奥氏体继续向马氏体转变发生困难，只有不断降温，马氏体才能继续形成。

92对低碳马氏体[ω(C)<0.25%]或低碳合金钢采用强烈淬火可以获得板条马氏体。下面对板条马氏体性能描述不正确的是(A较高的过载敏感性)。

93为使精密零件的尺寸稳定，必须避免在使用过程中残留奥氏体发生转变，造成尺寸精度降低。因此，利用马氏体转变(B降温形成特性)采用连续冷却方式，淬火后立即进行深冷处理，使残留奥氏体进一步转变和稳定化，同时减小内应力，稳定尺寸，保证零件的精度。

94在钢中保留一定的残留奥氏体量，可调节零件的淬火畸变及改善钢的韧性。下列利用奥氏体稳定化来调整残留奥氏体量的错误方法是(A在Ms点以上某一温度，即彤变马氏体点Md以上对奥氏体进行塑性变形，或施加较大拉应力，而引起奥氏体稳定性的增)。

95由于在马氏体点Ms上下恒温停留，对随后继续冷却时马氏体的彤成产生困难，这种现象称为奥氏体的(A

热稳定化)。

96(A溶质原子必须和溶剂原子具有相同的晶体结构)不是发生时效时必须具备的条件。

97精密滚珠丝杠的损坏形式主要是磨损和疲劳，因此其性能要求是高强度、硬度和足够的耐磨性，同时还要求高的尺寸稳定性。因此下列材料中不宜采用的是(c 38CrMoAI)。

98下列物理方法中不能提高淬火油冷却速度的是(B升温)。 99(B加剧搅拌程度)能加快有机聚合物淬火剂的冷却速度。

100通常有“水淬开裂，油淬不硬”的说法，水和油作为传统的淬火介质均不属于理想淬火介质，其原因之一是(c油的冷却特性好，但冷却能力差)。

101有机聚合物淬火剂大多是被加到自来水中配成淬火液来使用，下面叙述错误的是(A水中加入这些淬火荆剂的主要目的是降低水的高温冷速)。

102 工件淬火前淬火液的液温对PAG淬火液冷却特性有较大影响。生产中宜将液温控制在较窄的范围(B 20 -40℃)或更窄的范围。

103火焰加热淬火产生裂纹的主要原因描述不正确的是(D保温时间不足)。

104有可能造成火焰加热淬火有效硬化层太深或太浅的原因是（D喷嘴移动速度和喷嘴与工件距离不适合)。 105有可能导致感应加热淬火出现裂纹的原因是(c加热温度过高或温度不均匀)。 106对于间距较小的凹凸不平的工件（如齿轮等），应采用(A双频感应加热淬火)才能使凹凸处各点加热温度一致，获得均匀硬化层。

107如要对250m长钢轨进行轨面表面淬火，通常采用(c感应加热表面淬火)。

108表面淬火零件淬火后的硬度，应大于或等于图样规定硬度值的下限加(C 3HRC)。 109感应加热表面淬火后，为实现表面高硬度、高耐磨性能，要及时进行(A低温回火)。

110连续加热淬火时工件与感应器之间(C相对移动速度)是重要的工艺参数，一般用图表查取。 111感应加热零件在加热和冷却时应该旋转，其目的是增加零件的加热和冷却的(B均匀性)。

112自回火是利用零件感应加热淬火后其内部尚存的(B热量)，待其返回淬火层，使淬火层得到回火。

113由于感应加热氧化脱碳少，淬硬层中马氏体晶粒细小。所以一般来说，感应加热表面淬火件的耐磨性要比普通淬火件提高(D 75%)左右。

114感应加热表面淬火件疲劳强度比常规热处理高，其原因在于(D表面存在着压应力区)。

115下面有关离子渗氮的叙述错误的是(D工序相对较简单，不需要预热、淬火、回火，但渗后要进行表面清理)。

116下面有关离子渗氮冷却方法中，(B变形要求严格控制的工件，则应对炉内先停电，降低炉内气压，维持低气压，以便更慢速降温)的叙述是错误的。

117对于烧结件和不锈钢等难渗碳件进行渗碳的最好方法是(D离子渗碳)。 118 (B截面尺寸较小的中碳钢)制成的工件以相变应力引起的变形为主。

119淬火变形是不可避免的，但若工件(B厚薄相差越小)，则其淬火后的变形越比较规则和均匀。 120以下因素中对淬火变形不产生影响或影响较小的是(A钢材的脱氧程度) 。 121工件产生畸变的主要原因是应力超过材料的(D屈服强度)造成的。

122下面关于减少热处理畸变的错误叙述是(A工件上的孔、槽应尽量均匀分布在边缘处)。 123调质处理的大型工件中的残留应力是(c热应力)。

124 从热处理工艺性能上学虑，下面说法错误的是(D工件上的孔、槽、凸起或凹陷部分应尽量集中分布)。 125要求表面淬火或强化的工件，表面淬火或强化前先进行(D调质处理)，以减少组织比容差过大引起的畸变。 126盘类及薄壁孔件，大批量生产时尽量采用(D淬火机床)进行淬火。

127下面不正确的装炉方法是(B对半环状工件为使圆弧不增大，可采用外圆弧向下冷却)。

128正确的淬火操作是减小淬火变形的有效方法。(D薄片件要注意不能侧向淬入)是错误的淬火操作方法。 129对金属材料金相组织的检验应在(c光学显微镜)观察下进行。

130用叩击法检测工件裂纹时，拿锤子或铁块轻轻地叩击工件，(c如工件发出清晰的金属声音，其声音衰减缓慢且尾音悠长)，则说明工件未产生裂纹。

131用叩击法检测较薄或细长的小型工件的裂纹时，应(A将其垂直吊挂)，然后再行敲击，以便能进行准确地判断是否存在裂纹。

132用渗透法检测淬火工件裂纹时，先将工件浸入媒油中进行仔细清洗，然后将工件取出并用干净的棉纱擦拭工件的表面，待工件表面晾干后用白粉笔末涂在工件表面上，经一段时间后如在白色部位上(D有油渗出)，说明工件

上有裂纹存在。

133工件在发蓝清洗后、皂化浸油之前，在其表面滴体积分数为10%的酚酞酒精溶液1-2滴，此时如溶液呈(D粉红色)则说明清洗不干净。

134氧化膜的致密性检查：发蓝层脱脂后，放入(C质量分数为3%的中性硫酸铜水溶液)浸泡40 – 60s，表面除棱角边缘外，不准有铜的痕迹。

135氧化膜的抗蚀性：发蓝层脱脂后，放入(C体积分数为0.17%的硫酸水溶液)中浸泡20 -40s，表面颜色保持不变且无锈迹。

136渗碳层深度：最常用的方法是将淬火态的钢材用锤击法一次打断，并将断口磨平，在(B体积分数为3%的硝酸酒精溶液)中的腐蚀30s左右，测定其被腐蚀的黑色层深即渗碳层深度。

137白点缺陷在钢中是不允许存在的，一经发现应立即报废。下面有关白点缺陷的描述不正确的是(c钢材中氢的含量较高)。

138引起钢中白点缺陷的主要因素是(c氢)。

139疲劳断口的特征是在裂纹周围有很多停歇线分布，构成贝壳状条纹，这是(A交变载荷)造成的。 140(A渗氮)的硬度用维氏硬度计负荷50N或显微硬度计负荷1N检验。

141下面检验零件变形的方法错误的是(A薄板类零件用V形铁支撑两端并由塞尺检验零件的平面度，检验时工件和工具要清洁)。

142金相检验按工艺规定采用试样检验时，试样必须是(D同炉址理、同材料及同工艺条件)的试样。 143淬火件如用洛氏硬度计无法检验时，也允许用(B肖氏硬度计)或其他便携式硬度计检验。 144下列方法中(c用金相显微镜观察金相组织)不能检验出零件材料的化学成分。

145渗氮层外表面起泡剥落的原因是(B薄板材料的带状组织和非金属夹杂物分布不当，造成渗氮层组织不均匀)。

146引起渗氮层表面产生氧化色的原因是(B氧气管网中的干燥剂吸潮严重，甚至积水)。 147关于渗氮工件变形原因的错误表述是(c渗氮温度过低，渗氮时间过短)。

148(D零件结构上存在尖角、锐边等不合理结构)会引起渗氮层脆性较大并出现网状、脉状、针状或鱼骨状氮化物的缺陷。

149造成渗氮后表面硬度偏低的原因是(D零件进炉前表面不洁：零件表面有油污、锈斑等)。 150正常的渗氨件出炉后，其外观呈(A银灰色)颜色。 151在渗氮过程中，常用调节(B氨流量)来控制氨分解率。

152下面(c控制局部渗氮工件的防渗层尽量加厚)不是预防渗氮层硬度不均缺陷的方法。

153碳氮共渗出现较浅的黑色组织缺陷时，如其深度小于0.002mm，这时可采取(D喷丸)的方法予以补救。 154氮碳共渗如共渗温度过高或时间过长，可造成(B渗层疏松)的缺陷。 155导致氮碳共渗件外观质量差的原因是(c炉罐密封性差)。

156氮碳共渗层出现表面花斑，原因是处理前未清洗干净，表面有锈斑、氧化皮或严重油污等；装炉量太多，工件相互重叠或与炉壁接触。预防办法是共渗前工件只能在(D清水)中清洗。

157造成铝合金热处理时过烧的原因是(A炉内温度分布不均匀)。

158下列(C提高加热温度)不能预防铝合金零件在热处理后出现的裂纹。

159铝合金工件热处理后经机械加工出现变形，应(A采用消除应力退火防止变形)。

160铝合金热处理后若产生表面呈灰暗色的缺陷，(B盐浴的碱度质量分数（换算成KNO3）应超过1%，氯化物量质量分数（换算成氯离子）应超过0.5%)的应对方法是错误的。

161铜合金热处理出现工件在拉伸试验时发生脆断，金相检验时可见到晶界裂纹的缺陷，称为(D紫铜氢脆)。 162镀青铜光亮淬火失色的缺陷特征为表面氧化，有斑点，色彩不均，无光泽。形成原因是(A氨含水分高，氨分解不充分或流量过小，淬火转移时间太长)。

163钛合金热处理的典型缺陷是渗氢，其特征是缺陷特征为工件呈脆性，严重的其脆性类似玻璃一样。预防和补救方法是(B控制炉内为微氧化气氛)。

164特殊钢热处理加热时，为防止(D晶间腐蚀)缺陷，除非工件有足够的加工余量，否则是不允许在盐浴炉中加热的，必须在还原性或真空炉中进行热处理。

165对设备箱式电阻炉进行检修时发现，由于接地不良而导致炉壳带电，此时相应的排除方法是(c拆下炉体的接地螺钉和螺母，用砂纸或锉刀进行修锉，然后重新安装并加以紧固)。

166(D筑炉时，膨胀缝预留的太多)不会造成箱式电阻炉炉壳变形。

167箱式电阻炉炉衬开裂的原因是(A新砌或经大修的炉子未经充分烘干就直接升至高温工作)。 168当发现箱式电阻炉炉子升温时间过长时，应(B检查是雨因电热丝熔断引起缺相)。

169操作工在往箱式电阻炉内装料时，若不慎将工件碰及电热元件或由于堆放不良，致使丁件倒塌触及电热元件，会引起(C电热元件短路或熔断)。

170验收电炉内温度偏差时，要使无负载的炉子达到额定工作温度并保温几小时后，按照国家标准用热电偶测量炉内规定的(D九点)的温度，其最高温度和最低温度的差值(℃)即为检测炉温的均匀性。

171验收热处理设备的机械部分时，先采用手动的方法，检查装料、卸料、输送升降机构运行的状态是否正常，调整结束后，应(B先室温下冷态运行时间≥2h，然后在额定工作温度下热态空载≥2h、满载不小于4h )，以考查其可靠性。

172下面有关箱式电阻炉电热元件过热、烧损或熔断原因的叙述错误是(B采用高铝搁丝砖)。

173造成盐裕炉不升温或升温速度过于缓慢的原因是(D在生产过程中，落入工件或其他金属物体，致使主电极短路)。

174盐浴翻花且颜色与熔盐不同，其原因是(A炉渣过多)。

175下面(A真空炉停炉时，应保持炉内真空度不高于6. 65×104Pa)是有关真空热处理炉的维修、维护与保养的错误方法。

176气淬真空炉的淬火介质是(A氮气)。

177下面(c零件件结构的复杂程度)和钢铁材料进行激光表面淬火的硬化层深度无关。

178激光热处理主要是利用激光对工件进行表面强化处理，最常用的激光器是(c CO2激光器)。

179铸造工装夹县用的材质碳的质量分数通常在0.3% -0.5%轧制工装夹具用的材质碳的质量分数在(B 0.3%)以下。

180下列(A将圆筐改为方筐)是延长工装夹具寿命的错误方法。 三、计算题

1试确定简单立方、体心立方和面心立方结构中原子半径和点阵参数之间的关系。

解：1)参阅题图11，可以发现原子在简单立方体中沿着立方体的边相接触。原子集中在立方体的各个角上，所以有 简单立方 面心立方 体心立方

题图11 立方系中原子半径和点阵参数关系 α0=2r

2)在面心立方结构中，原子沿着立方体的面对角线相接触，面对角线的长度为√2α，沿着该长度有四个原子半径一面心原子的2个半径和每个角上的一个原子半径，所以有 α0=4r/√2

3)在体心立方结构中，原子沿着体对角线相接触，体对角线的长度为√3α0，中心原子为2个原子半径，体对角线上每个角原子有一个原子半径，所以有 α0=4r/√3

2铁的原子半径为1. 24 ?Θ，试汁算体心立方和面心立方铁的点阵参数及体心立方铁的密度。 解：体心立方α0=4r/√3=4×1.24/√3?=2.86 ? 面心立方α0=4r/√2=4×1.24/√2?=3.51 ? 密度ρ=（原子数/晶胞）（每个原子的相对原子质量）/(晶胞体积)（阿佛伽德罗常数） 对于体心立方铁原子数／晶胞=2 相对原子质量=55.85g/mol

晶胞体积=α03=（2.866×10-5）3mm 3／晶胞=23. 55×10-15mm3／晶胞 阿佛伽德罗常数NA=6.02×1023原子数/mol

ρ=2×55.85/23.55×10-15×6.02×1023g/mm3=7.879×l03 g/mm3 3试计算体心立方铁受热而变为面心立方铁时出现的体积变化。（在转变温度下体心立方铁的点阵参2.863 ?，而面心立方铁的点阵参数是3.591?）。

解：体心立方晶胞的体积=(α03) α=2. 863? 3= 23. 467? 3 面心立方晶胞的体积=(α03) γ=3.591? 3= 46.307? 3

但是面心立方晶胞含有4个原子，而体心立方晶胞只古有2个原子。两个体心血方晶胞才含有4个原子，总体积为2×23.467 ? 3 =46.307? 3

因此，体积变化= 46.307-46.934/46. 934 ×l00%= -1.34% 所以说铁在加热时反而出现了收缩。

4设有同一种钢的两个试样，试样a为圆棒，其直径由15mm经冷加工至直径11mm;试样b为一矩形棒，截

面由125mm×175mm加工至截面为75mm×200mm，试问冷加工后哪一个硬度更高？如果都在450℃再结晶退火，硬度还有区别吗？

解：断面收缩率能够反映材料的冷加工变形程度

φa=Aa0- Aal/ Aa0×100%=(152-112)/ 152×100%=46.22% φa=125×175-75×2020/127×175×100%=31.43%

由计算可知，圆形棒的冷加丁变形程度大于矩形棒，所以由于加工硬化作用，冷加工后圆形棒的硬度高，再结晶回火后，由于变形金属的组织和性能又回到冷塑性变形前的状态，所以硬度没什么区别。

四、简答题

1．什么是氧化7什么是脱碳？简述原材料氧化、脱碳的形成原因及其危害性。 2简述国家标准对零件用钢材料表面氧化与脱碳层深度的规定。 3原材料表面开裂缺陷的种类有哪些？简要说明其危害。 4什么是锻造比？钢材为什么要有足够的锻造比？

5什么是钢中的非金属夹杂物？简述其危害性及改善办法。 6什么是白点？它是如何形成的？哪些钢是白点敏感性钢？ 7简述钢材的生产过程。 8如何炼铁？ 9如何炼钢？

10生产金属毛坯最常用的方法有哪些？

11根据铸造生产的特点，为什么可以将铸造称为液态成形' 12机器零件的生产一般需要哪两个基本过程？

13钢板在常温下冲压成零件后，其力学性能有何变化？

14钢的锻造属于热加工，锻件没有加工硬化，简述锻件的力学性能和原钢材有何差异？为什么？ 15为什么大型或巨型锻件只能用自由锻造的方法生产？ 16为什么通过减小晶粒来提高强度不会降低塑性？ 17简述晶体缺陷与材料性能之间的关系。 18试简要说明回复与再结晶的主要区别。 19固态相变的基本规律是什么？ 20简述铬在不锈钢中的耐蚀作用。

21奥氏体不锈钢为什么会产生晶间腐蚀？

22耐热钢中的主要合金元素有哪些？它们在钢中各起什么作用？ 23奥氏体状态的高锰钢为什么十分耐磨？ 24控制奥氏体晶粒长大的方式有哪些？

25对照马氏体切变共格的特征并根据珠光体转变的机理说明珠光体转变时原子是如何移动的？

26珠光体团也对其性能有一定的影响。请根据珠光体的转变规律分析如何能够细化珠光体团（提示：根据珠光体的形核位置并结合奥氏体的组织进行思考）？

27根据贝氏体的转变规律，为了得到下贝氏体，应从哪几方面进行控制？ 28马氏体的转变特征的无扩散性是否指在相变过程中所有原子不发生迁移？ 29马氏体为什么具有高硬度？

30将钢奥氏体化后快冷到室温（如水冷）可以得到马氏体。根据马氏体转变的不完全性可以知道必有一部分残留的奥氏体存在，可否根据马氏体转变的基本规律提出进一部减少残留奥氏体的方法？

31为什么在时效过程中一般均是先出现亚稳过渡相而不直接形成稳定相，

32在生产中有时采用两段时效工艺，即第一次用较低的温度进行时效，第二次用较高的温度进行时效，其目的何在？

33举例说明水作为传统淬火介质的主要缺点。 34简述改进传统淬火介质的思路。

35感应加热表面淬火时，如何防止轴类零件或长条形零件的变形？ 36感应加热表面淬火时，如何防止圆柱齿轮的变形？ 37什么是超高频感应加热淬火？其特点和应用情况如何？ 38举例说明双频感应加热淬火有何特殊效果。

39在实际生产中，如何控制感应加热温度？

40感应加热淬火的冷却方式如何？通常使用的淬火介质有哪些？

41离子渗氮工艺对温度的均匀性有何要求？在实际生产中应如何操作？ 42简述离子渗碳的工作原理及特点。

43试述在热处理过程中减小工件畸变的方法有哪些？ 44试述工件畸变的影响因素有哪些？

45如何用最简便的方法有效地检测淬火工件的裂纹？ 46如何用简便方法检查工件表面氧化膜的致密性？ 47如何用简便方法检查工件表面氧化膜的耐蚀性？， 48如何周简便方法检查工件表面氧化膜的耐磨性？ 49如何检查热处理后工件的变形？ 50检验材料的化学成分可用哪些方法？

5l渗氮件表面出现起泡、剥落的原因是什么？如何预防这些缺陷？ 52造成渗氮件渗氮层深度过浅的原因有哪些？如何防止？ 53分析渗氮件渗氮层强度丕均匀的原因并简述解决方法。

54碳氮共渗层中出现黑色组织的原因是什么？如何预防和补救？ 55分析铝台金热处理的过烧缺陷并指出应对方法。 56热处理设备安装和调试前应做哪些准备工作？ 57如何验收普通电阻炉？其主要考核指标是什么？ 58如何对真空热处理炉进行维修、维护与保养7

59如何选择热处理工装夹具的材料？常用的材料中加入了哪些合金元素？ 60简述常用的制作热处理工装夹具方法的特点。

四、简答题

1答：原材料的氧化与脱碳是材料在轧制过程中，在高温下与氧或二氧化碳、水蒸气、二氧化硫等氧化性气体相互作用的结果。

氧化是指钢及铁基合金的材料在加热、轧制和冷却过程中，在表面生成的氧化皮，即金属氧化物。对于冷压力加工的钢材（如冷轧、拉丝等），以及用于镀层的钢板来说，氧化皮的存在不仅会影响制品的表面质量，而且会增加工具（轧辊及模具）的磨损。在这种情况下，氧化皮就是缺陷，是不允许存在的。另外．由于轧制过程中氧化皮去除得不干净，部分氧化皮嵌入金属表面，也构成了缺陷。

脱碳是指钢及铁基合金的材料或制件的表层内的碳全部或部分失掉的现象，它是钢材表面含碳量降低的一种缺陷。例如钢锭经热轧及退火后表面有脱碳，若钢材供货时圆度过大，使加工后表面残留脱碳层，表面脱碳增加了余量，若脱碳在加工余量以外时，会使零件疲劳性能大大降低，并给热处理带来淬不硬、表面裂纹等缺陷。

2答：CB/T 3077—1999合金结构钢标准规定：对碳的质量分数大于0.30%的钢，采用显微组织法检验每边总脱碳层深度（铁素体 +过渡层）不大于钢材直径或厚度的1. 5%。对于弹簧用材，还有更严格的规定，碳素弹簧钢丝每边总脱碳层深度不超过直径的1%；铬-钒弹簧钢丝直径小于lmm的，每边总脱碳层深度不超过0.01mm；直径大于或等于1mm的，每边总脱碳层深度不超过0.03mm；合金弹簧钢丝直径小于或等于6mm的，每边总脱碳深度不超过直径的2%；直径大于6mm的，不超过直径的l.5%；弹簧钢带厚度大于0.5mm的，每边总脱碳层深度不超过0.0l mm。

3答：原材料的表面开裂缺陷是多种多样的，如以其开裂状况来分，有裂纹、发纹、结疤、龟裂、纵裂、发纹、网裂、节裂、劈裂、皮下气泡、分层、刮伤等表现形式。开裂缺陷的程度不同，对热处理工艺与性能的影响不同，如果材料有较大的加工余量，裂纹可以在热处理前的粗加工过程中彻底切削掉。如果这些缺陷的深度大于粗加工余量，或在毛坯状态就进行热处理，那么这些缺陷都会破坏金属基体的连续性，降低钢的力学性能。在淬火时，它们都起着局部裂纹的作用，造成较大的应力集中，成为淬火裂纹的起源，直接导致淬火开裂。

4答：锻造比即锻造时变形程度的一种表示方法，通常用变形前后的截面比、长度比或高度比来表示。钢材的锻造比和锻件不同，是指钢材的横断面积与钢锭的横断面积的比值。

不论是铸锭开坯、轧（锻）成材，还是连铸连轧成材，由于钢液的结晶规律，材料内部存在三个结晶区（边缘部位细小等轴晶区、垂直于锭模壁的粗大柱状晶区、心部粗大等轴晶区）以及众多缺陷。为了克服这些缺陷的不良影响，就要有足够的锻造比，以便较彻底地打碎树枝状结晶和粗大柱状结晶，使其细化并沿主伸长方向分布；就要将铸锭中的疏松、气孔、缩孔等缺陷锻台而使组织强化细密，充分破碎偏析和夹杂物等使组织趋于均匀，使钢材性能得

以改善。

在锻造过程中，在一定的范围内随着锻造比的增加，金属的力学性能显著提高，这是由于组织致密程度和晶粒细化程度提高所致。结构钢钢锭的锻造比一般为2-4，其他各类钢坯和轧材的锻造比一般为1.1-1.3。

5答：常见的非金属夹杂物按其来源分有两类：一类是冶炼浇注过程中，钢中气体与脱氧剂及合金元素物理化学反应的产物，一般为氧化物、硫化物、硅酸盐等，另一类是炉渣及耐火材料侵蚀剥落后进入铜液中形成的产物。

金属中夹杂物破坏了金属基体的连续性，剥落后就成凹坑或裂纹，大块夹杂物还降低了材料的疲劳强度；在金属锻压和轧制过程中，夹杂物可能被延展成为长而薄的流线状，形成带状组织，使金属产生明显的各向异性，大大增加淬火裂纹产生的几率；对精密量具来说，钢中存在夹杂物会降低制品的使用寿命，夹杂严重时，造成热处理时的应力集中，淬火时易开裂，因此应根据技术要求严格控制滚动轴承钢和工具钢中的夹杂物；钢中夹杂物还会引起渗氮零件表面起泡；另外大量的非金属夹杂物会严重降低钢的力学性能和使用性能，尤其是降低钢的塑性、韧性和疲劳强度。

非金届夹杂物在钢材中的存在是不可避免的，其数量和形态只能通过提高钢的纯净度，降低非金属夹杂物的总量，以及良好的轧制或锻造加以改善。

6答：白点又称发裂，它是钢巾的一种内裂，是不允许存在的缺陷。

白点主要发生在珠光体钢、马氏体钢、贝氏体钢的轧件中。白点形成的根本原因是由于钢中存在氢。氢在钢中的溶解度随温度下降而降低，过剩的氢析出后进人钢的缺陷处，如疏松、枝晶间隙处。这些部位的氢聚集到一定程度，在一定温度下，就会在局部形成很高的压力，压力超过钢的正断抗力时，将使钢形成裂纹（白点）。氢的存在并非白点形成的唯一原因。相变应力和热应力对白点的形成起着重要的作用。发生马氏体相变的钢，冷却时容易产生白点，就是因为马氏体相变时产生的应力很大，相变温度比较低，而马氏体塑性很差，故产生白点。

有些钢种对于白点的生成比较敏感，被称之为白点敏感性钢，例如含镍、钼成分，例如5CrNiMo、5CrMnMo，有时也会在中碳钢，例如45钢中出现。

7答：钢铁材料是由铁、碳及硅、锰、硫、磷等杂质元素组成的金属材料。由铁矿石等原料经高炉冶炼首先获得生铁，高炉生铁除了浇成铁锭，用于铸造工业，获得铸铁件外，还可以用来炼钢。钢就是由生铁经高温熔炼降低其碳质量分数和清除杂质后而得到的。炼得的钢液，除少数浇成铸钢件以外，绝大多数都浇成钢锭，再经过轧制或锻压制成各种钢材（板材、型材、管材、线材等）或锻件，供进一步加工使用。由此可见，钢铁材料的生产过程由炼铁、炼钢和轧钢等三个主要环节组成。

8答：炼铁是指将处理好的矿石，用气体或固体还原剂还原成金属的过程。一般采用高炉来冶炼生铁，采用焦炭作还原剂，造渣反应一般采用CaO作熔剂。

9答：冶炼所得到的含有少量杂质的金属需要进一步处理，去除杂质，提高纯度。它可采用化学方法氧化杂质使之进入炉渣或气体而排走，也可采用物理方法，如利用蒸汽压的区别而分离杂质。炼钢是对生铁的精炼，绝大部分钢是通过这种工艺炼成的，炼钢炉有转炉、平炉（逐渐被淘汰）和电弧炉。炼钢的主要目的在于控制成分、降低气体和夹杂，其中在氧化反应期去除铁液中的Si、Mn、C和P等，产生的CO和CO2进入炉气，而SiO2、MnO、P2O5和FeO等与Ca0等熔成炉渣；在还原精炼期，主要加入硅铁、锰铁，脱去钢液中的氧；最后加入铁合金以调整钢的成分。

10答：大多数机器中，由铸造和锻造方法生产的毛坯零件约占整个机器重量的90%以上。所以铸造、锻造是机器制造工业中最常用的毛坯生产方法。

11答：铸造是将金属熔化成液体，浇注到铸型中，待其冷却凝固后获得铸件（毛坯）的。因此，铸造也可以称为液态成形。

12答：一般需要先生产出毛坯，再将毛坯切削加工成零件这两个过程。

13答：钢板冲压属于冷变形，会产生加工硬化，与冲压前相比强度、硬度增高，塑性下降。

14答：锻件虽然没有加工硬化，但是经过塑性变形，钢的内部组织致密、缺陷减少、晶粒细化，所以，锻件具有较高的力学性能。

15答：由于固态金属的变形需要非常大的压力，模型锻造受锻造设备的限制，目前只能锻造出不超150kg的锻件，而自由锻造可以实现局部变形，所以，大型或巨型锻件只能采用自由锻造的方法生产。

16答：塑性变形靠位错的滑移来实现。如果位错的滑移受钉札，塑性会降低。晶粒越小，一个晶粒内位错的滑移虽受晶界阻挡越明显，但随着应力的增加，邻近的晶粒的滑移系能够继续开动，故强度增加，塑性并不降低。

17答：晶体缺陷可以按照其几何维数分为四类：零维——点缺陷，一维——线缺陷，二维——面缺陷和三维——体缺陷。

1)点缺陷在三维空间各方向上的几寸都很小，所以也称为零维缺陷。包括空位，间隙原子、置换原子和异类

原子等。点缺陷的出现，使周围的原子发生靠拢或撑开，使晶格发生扭曲，造成晶格畸变。使金属材料的强度、硬度和电阻率增加。所以金属中，点缺陷越多，它的强度、硬度越高。

实际上点缺陷对金属性能的影响就是空位，间隙原子、置换原子和异类原子等缺陷所引起的晶格畸变造成的固溶强化。

2)线缺陷又称为位错。也就是说，位错是一种线型的晶体缺陷，位错线周围附近的原子偏离白己的平衡位置，造成晶格畸变。位错的存在对金属的强度有着重要的影响，增加或降低位错密度，都能有效地提高金属强度。理想晶体的强度很高，位错的存在可降低强度，当位错大量产生后，强度又提高。由于没有缺陷的晶体很难得到，所以生产中一般依靠增加位错密度来提高金属强度，但塑性随之降低。经冷加工后，位错密度能提高10倍左右，所以实际上线缺陷对金属性能的影响即加工硬化。

3)晶体的面缺陷一般是指具有二维尺寸的晶体缺陷。主要包括：晶体外表面、晶粒边界、孪晶界等。其中对金属性能影响最大的是晶界，由于晶界处原子呈不规则排列，使晶格处于畸变状态，使晶界处能量高出晶粒内部能量，因此晶界与晶粒内部有着一系列不同的特性。例如晶界在常温下对金属的塑性变形起阻碍作用，即表现出晶界有较高的强度和硬度。晶粒越细小，晶界亦越多，它对金属的塑性变形的阻碍作用越大，金属的强度、硬度亦就越高；在高温下则其强度和硬度反而较低；晶界容易被腐蚀；晶界熔点较低：晶界处原子扩散速度较快等。实际上，面缺陷对金属性能的影响就是细晶强化。

4)顾名思义，体缺陷就是原子偏离周期排列的三维缺陷。一般指材料中的空洞、夹杂物等。这种体缺陷对材料性能的影响一方面与它的几何尺寸大小有关；另一方面也与其数量、分布有关。它们往往会使金属易受腐蚀，降低力学性能，并成为热处理裂纹的起源，所以它们的存在常常是有害的。

18答：回复使残留内应力减少或消除，晶粒保持原来的形状和大小。再结晶阶段则有新的尺寸更小的等轴晶粒形成。

19答：固态相变的基本规律有以下几点：

1)温度变化往往带来固态相变的发生。因此控制转变温度是控制固态相变的重要因素之一。 2)同态相变的基本过程是新相的形核与长大。新相的形核一般需要过冷（或过热）。新相的晶核一般在母相的晶界（或其他的缺陷如位错处）形成。

3)对于降温过程中产生新相的扩散型固态相变而言，其转变动力学的规律是转变的速率随温度的变化出现极值，在同一温度下，随时间延长转变量增加。

20答：铬是决定不锈钢耐蚀性的主要元素，又能使不锈钢在氧化介质中产生钝化现象，即在表面形成一层约10mm的膜；另外铬还是提高铁的电极电位最有效的合金元素。但铁基固溶体的电极电位不是随着含铬量的提高而均匀增加，而是遵循n／8定律突变式增加。对不锈钢而言，ω( Cr)不能低于12. 5%。因为当ω(Cr)超过12. 5%时，纯铁即可成为单一奥氏体组织。所以为保证耐蚀性能．实际应用的不锈钢其平均ω(Cr)为13%以上。

21答：这是因为奥氏体在450- 850℃的温度保温时，沿晶界析出富铬的碳化物，从而导致晶界附近贫铬，造成耐蚀性下降，最终产生晶间腐蚀。

22答：主要的合金元素有铬、硅、铝及钨、钼、钒等。前三种元素的作用，是使钢的表面在高温下与介质中的氧结合成致密的高铬氧化膜，它覆盖在整个金属表面，从而阻止了钢表面的继续氧化。铬及后三种元素均提高钢的再结晶温度，从而也提高了钢的热强性。

23答：由于高锰钢中含锰量特别高，锰又是扩大γ相区、增加奥氏体稳定性的元素，所以高锰钢在室温下为奥氏体组织。实践证明，高锰钢随着变形量的增加，硬度急剧上升，耐磨性也显著提高。这是因为高锰钢在受到剧烈冲击和强大压力而变形时，不仅奥氏体发生加工硬化，而且伴有马氏体相变发生，零件表面的硬化效果异常显著，硬度可达52-56HRC。

24答：1）选用本质细晶粒钢或含有碳化物形成元素的合金钢。

2)控制钢的原始组织，保证获得细小组织，以便奥氏体的形成，从而达到缩短保温时问，防止奥氏体晶粒长大的目的。

3)严格控制加热温度和保温时间或采用快速加热。

25答：珠光体是扩散性的相变，原子运动情况与马氏体完全不同，相界面向母相推移以散乱的方式由母相转移到新相，每一个原子的移动方向是任意的，相邻原子移动超过原子间距，原子的近邻关系被破坏。

26答：因为珠光体在奥氏体的晶界形核，所以如果奥氏体的晶粒细化则形核率高，且珠光体的团也不易长大。 27答：控制母相（奥氏体）中化学成分，要保证含碳量达到中碳或高碳水平，同时要控制转变温度较低。 28答：马氏体转变的无扩散性并不是指原子不发生迁移，而是指在马氏体转变过程中原子的迁移是按切变的方式进行，这种切变方式的原子迁移与珠光体转变中的原子迁移完全不同。

29答：马氏体的高硬度主要取决于其中的含碳量和组织结构。

1)碳的固溶强化：马氏体中过饱和的碳引起晶格的严重畸变，从而导致强烈的固溶强化。固溶的碳越多，强化作用越大。

2)亚结构硬化：马氏体中的高密度位错、细小孪晶等都会阻碍塑性变形，从而造成硬化。

3)弥散硬化：马氏体在淬火过程中、室温停留期间及外力作用下，会发生碳原子沿晶界缺陷处偏聚或碳化物的弥散析出，从而产生弥散硬化．

30答：利用马氏体降温形成特性，采用连续冷却方式，淬火后立即进行深冷处理，即对奥氏体进行快速冷却得到马氏体后，立即将材料放人冰箱中继续冷却。使残留奥氏体最大限度地转变成马氏体。

31答：因为稳定相与基体的浓度差较大，溶质原子必须充分的扩散才能达到成分要求。为了保证高硬度时效的温度一般较低，所以在短时间内难于充分扩散。而亚稳相与基体的浓度差较少，因此较易通过扩散来形核与长大。另一方面形成亚稳相时所需要的界面能也较小，所以一般均是先出现亚稳过渡相。

32答：根据时效原理可以知道在第一次时效时由于温度较低，所以可以获得尺寸很细小且弥散分布的析出物。在此基础上进行提高温度的第二次时效，可以使过饱和固溶体的析出达到足够的程度，并使析出物长大达到一定的尺寸。因此采用两段时效可以获得分布均匀且尺寸合理的组织。但是耗能较多生产周期较长。

33答：水的第一大缺点是低温冷却速度太快，很容易引起工件的变形和开裂。除此之外，还遇到另外的问题。比如，多个工件采取比较密集的方式同时入水时，淬火后会有显著的硬度差异；又如，工件形状复杂、尤其是有较深的内孔时，自来水中淬火后，除了有严重的硬度不均外，常常伴有很大的淬火变形；再如，像大型圆锯片之类的大薄片状工件，在自来水淬火后，往往出现特别大的变形翘曲。引起这些问题的原因是，水的冷却特性对水温变化太敏感。所以水的第二大缺点是冷却特性对液温变化太敏感。

34答：传统的淬火介质主要是水和油，想要改进传统淬火介质就得围绕这两种物质展开。

1)在水中加入无机盐和有机聚合物：这样可以程度不同地降低工件淬火时的低温冷却速度，因而能有效地防止工件的淬裂和变形，或者获得更高的淬火硬度和更深的淬硬层深度，从而提高工件的淬火质量。

2)在淬火油中加入添加剂：在淬火油中添加催冷剂、抗氧化剂、光亮剂等，形成高效多用新型淬火油，这样可以获得更强的冷却能力和更合理的冷却速度分布以及更长的使用寿命：或者更能保持工件表面的光亮性，更能减少工件变形和开裂，从而实现一油多用。此外改进淬火装置，使用物理的方法（搅拌、喷淋、超声波等）来强化冷却，也可以提高淬火油的冷却速度，满足淬火工艺要求。

35答：轴类和长条形零件主要是在加热层厚度不均的情况下，会产生淬火翘曲或快冷一侧凸起等变形。防止方法是，改善感应器的设计，使感应器的外形更加贴近零件的轮廓，这样零件表面与感应器间隙就会尽量均匀一些。此外轴类零件加热时要转动，以获得均匀的淬硬层；长条形零件则应考虑加热层的对称性。

36答：圆柱齿轮的变形主要是内孔胀缩和齿形变化。防止方法是．在能满足淬硬层要求的前提下，采用较大的比功率和缩短加熟时间，选择适当的冷却方式和用缓冷介质冷却，合理的设计使齿轮壁厚均匀和形状对称，齿轮内孔端面加盖，以防内孔过早冷却，合理设计与安排工艺路线。

37答：超高频感应加热淬火叉称超高频冲击淬火或超高频脉冲淬火，是利用27.12MHz超高频率极强的集肤效应，使0.05~0.5mm厚的零件表层在极短的时间内(1-500ms)加热至上千摄氏度，其能量密度可达100-1000W/mm2。仅次于激光和电子束，加热速度为104~106℃／s，加热停止后表层主要靠自身散热迅速冷却，自身冷却速度高达106℃/s．达到淬火目的。由于表层加热和冷却极快，畸变量较小，不必回火，淬火表层与基体间看看不到过渡带。超高频感应加热淬火主要用于小、薄的零件，如录音器器材、照相机械、打印机、钟表、纺织钩针、安全刀等零部件，可明显提高质量，降低成本。

38答：对于凹凸不平的工件如齿轮等，当间距较小时，任何形状的感应器都不能保持工件与感应器的施感导体之间的间隙致。因而，间隙小的地方电流透人深度就大，间隙大的地方电流透人深度就小，难以获得均匀的硬化层。要使低凹处达到一定深度的硬化层，难免使凸出处过热；反之，低凹处得不到硬化层。双频感应加热淬火是采用两种频率交替加热，较高频率加热时，凸出处温度较高；较低频率加热时，则低凹处温度较高。这样凹凸处各点温度趋于一致，可以均匀硬化。

39答感应加热的温度控制，目前尚无可靠的方法可循。在单件或小E景生产中，一般用目测法控温。这种控温方式的准确性依赖于操作者的经验。在批量生产中，常采用控制加热时间的办法控制加热温度。连续加热时，加热温度可通过丁件移动速度进行控制。

40答感应加热淬火冷却通常采用喷射冷却、浸液冷却及埋油冷却（适用台盒钢）三种方法。热处理生产中一般选用7k、油、聚乙烯醇水溶液和聚醚水溶液等为淬火介质。通常用水溶性合成淬火介质取代油能取得更好的效果。

41答同炉处理的工件，渗氮表面的温度与工艺要求温度之差应控制在±15 aC内，当温度均匀性超过该数值

时，可采用调整气压，改用分解氢及氨氢馄台弋，或调整分解率等方法，如果仍达不到要求，则应停炉，调整装炉方式或加辅助阴极或辅助阳极。

42答离子渗碳是目前渗碳领域较先进的工艺技术，是快速、优质、低能耗厦无污染的新工艺。离子渗碳原理与离子渗氮相似，工件渗碳所需活性碳原子或离子可以通过甲烷、丙烷等介质气体wJ热分解反应或电离获得，渗碳温度为900 - 9600C（炉内采用电阻辐射加热）。离子渗碳具有高浓度巷碳、高巷层渗碳以及对于烧结件和不锈钢等难渗碳件进行渗碳的能力。渗碳速度快，渗层碳浓度和深度容易控制，渗层致密性好。渗剂的渗碳效率高，渗碳件表面不产生脱碳层，无晶界氧化，表面清洁光亮，畸变小。处理后的工件耐磨性和疲劳强度比常规学碳件高。

43答1）选择合理的装炉方式：对于细长工件应该垂直放立或吊挂，不可平放，尤其不能悬空支撑平放或斜放。对于形状复杂的工件，可以设计淬火夹具随工件进炉，减小工件的自重影响。

2>合理的选择加热温度和保温时间：在保证淬硬的前提下．一般应尽量选择低一些的淬火温度和保韫时间，减小工件的热应力和相变应力。

3)合理的进行加热i对于形状复杂、要求严格的工件，尤其是高合金钢，如果加热速度过快，温度不均匀，引起的热应力必然 A使T件产生变彤。因此，尽可能做到加热均匀，减少加热时的热应力。对于大截面、高合金钢、形状复杂、变形要求高的工件，一般都应经过预热，或控制加热速度。

4)选择合理的冷却方式和冷却介质：工件淬火冷却时，应该根据不同的情况，选择不同的冷却速度和冷却方式。对于细长件、薄片件．可以采用预冷的方式减小变形。对于形状复杂的工件可以采用分级淬火或等温淬火，既可以减小工件的变形，也可以减小工件开裂的倾向。

在保证工件工艺要求的前提下，尽可能选择冷却能力缓和的淬火介质。可以油淬的，就不要用水淬。

5)进行正确的淬火操作：正确的淬火操作是减小淬火变形的有效方法。对于长轴类工件要垂直人水，上F'移动。厚薄不均的工件，要使厚的部位先淬A。薄片件要侧向淬A。薄壁的圆环工件耍轴向垂直淬人。工件的薄刃或尖角处町以先预冷再淬^。总之，要尽量使工件各处的冷却速度均匀一致。

44答1）钢的成分：钢的成分主要是通过对淬透性及M。点的影响而影响工件的畸变。若钢的淬透性差，必然要急冷淬火，则热应力对变形的影响就大。若锕的淬透性愈好，必然会使用较为缓和的冷却介质，其热应力相对就小些。另外由于淬透性好．[件容易淬透，所以其相变应力和体积效应的作用就大，因此其变+c --般以相变应力的变形为主。

2)钢的原始组织：工件淬火前的原始组织及成分，碳化物的形I态及分布情况对变形都有很大影响。工件原始组织的比容越大，则其淬火前后的比容差别必然越小，从丽可减小其相变应力。

高台金钢巾碳化物分布的方向性，对钢淬火变形的影响较为显著，通常沿碳化物纤维方向的变形要大于垂直方向。钢中带状组织厦严重的偏析将导致奥氏体成分的不均匀，进而影响到淬火组织的不均匀，从而造成T件的不均匀变形。

3) T件的截面K寸及形状：I件的截面尺寸直接影响淬火后的淬透层深度，截面K寸越大，淬透层越小，热应力变形的作用越t .截面尺寸越小，则相变应力变形的作用越大。T件形状越规则，截面比较对称，厚薄相差不大，则其变形比较规则、均匀。

4)加热温度：随着工件淬火温度的提高，工件的热应力将加大，同时由于钢的淬透性也随之增加，所以其相变应力也将增大。

5)冷却介质及冷却方式：在获得相同硬度及相同组织的情况下，比较缓和的冷却介质所引起的淬火变形总要小些。冷却方式对淬火变形的影响在于，降低Ms点u -l- tVJ冷却速度，可减小热应力引起的变形。降低M.点以下的冷却速度，可减小相变应力引起的变形。

45答淬火后的工件有时会产生肉眼难以观察到的裂纹，此时可采用下面的经验方法加以检验。

i)叩击法：用锤子或铁块轻轻地叩击T件，如工件发出清晰的金属声音，其声音衰减缓慢且尾音悠长，则说明工件来产生裂坟。如上件发出重浊的声音，则说明T件上存在裂纹。较薄或细长的小型_亡件，应将其吊挂，然后再行敲击，以便能进行准确地判断。操作者应多在实践中多加演练，积累相当经验后才能做出准确的判断。

2)渗透法：将经淬火后的工件浸入煤油中进行仔细清洗，然后将工件取出并用干净的棉纱擦拭丁=件的表面，待r.件表面晾干后用白粉笔末涂在工件表面上，经一段时间后如在H色部位上有油渗出，即在裂纹处有浸润的条纹显现出来，说明工件上有裂纹存在。

46答发蓝层脱脂后，放人质量分数为3%的中性硫酸铜水溶液浸泡40 - 60s，表面除棱角边缘』rl不准有铜的痕迹。

47答发蓝层脱脂后，放A体积分数为0. 17%的硫酸水溶液中浸泡20 - 40.．表面颜色保持不变且尤锈迹。 48答通常采用流砂冲击法。具体方法是在发蓝层脱脂后，以内径为iOmrrJ，长度为500mm之玻璃管，垂直

悬挂于被测_丁件上方，[件的被检验面与玻璃管呈45。角，距离为30mm，在玻璃管上方装一漏斗，称IOOg粒度为0.5-1?棱角尖锐的硅砂。砂子由漏斗经玻璃管自由落下，冲击工件的表面，等砂子流完后，轻轻将T件表面擦净，浸泡在质量分数为0. 5%的中性硫酸铜水溶掖中30。，然后取,m用流水冲净，肉眼观察I件受流砂冲击部位应元铜迹出现。

49答1）薄板类零件在检验平板上由塞尺检验零件的平面度，检验时T件和T具要清洁。

2) -般轴类零件用顶尖或V形铁支撑两端，用e分表测其径向丽跳动量，顶失孔要同心、完整、无磕伤碰伤；细小的轴类零件可在检验平板上用塞几检验弯曲度，检验时工件及1二具要清洁。

3)孔类零件用游标仁心、内径百分表、塞规等检验冀圆度，检验时工件表面要清洁，丁具、仪器要按规定正确使用。

4)特殊零件（如齿轮、凸轮等）的变形检验，应用专用检验工具或借助有关单位仪器进行。 5)成批量牛产的零件，应设计专用检具检验零件的变形。

50答检验材料化学成分的方浩有：按理化检验有关规定取样及化验，也可在热处理前用火花鉴别或作光谱法检验等三种方法。

51答通常薄板材料的带状组织和非金属夹杂物分布不当，A造成渗氮层组织不均匀而引起表面起泡剥落。预防方法是薄板状-件尽量选用周材锻造姐改善组织和夹枣物的分布，不迭用轧材以避免起泡剥落。

52.答渗氮层深度过浅的原因及应对方法如下：

i)炉温控制偏低，尤其是两段渗氮a

2)渗氮时间不足。在正常温度下渗层深度随时间延续，其渗层I总深度增加。应通过抽检试棒渗层深度控制保温时间。

3)装炉不当，工件之间相距太近；工件进炉前表面不洁或耐热钢渗氮罐体触媒作用周期性的变化影响渗氮效果。预防措施是合理装炉，保持气流畅通；工件进炉前进行认真清理；以及对使用已久的渗氮罐进行定期退氨处理或使用低碳钢搪瓷炉罐。

53答工件预先调质硬度低、组织不均匀；T件表面未清理干净、有油污或局部防渗镀锡层发生淌锡；密封不严、炉盖处漏气或装炉量太多影响气氛循环不良，造成炉温不均、温差较大等都会使渗氮层硬度不均匀或,+,现软电。应严格按照工艺规范调质；渗前认真清洗工件；控制局部渗氮T件的防渗层不宜过厚并在镀锡前将工件进行喷砂处理；经常榆查加热设备和测温仪表；合理装炉，使工件留出足够间隙，保持气氛循环投均匀加热。这样町保证渗氮层硬度均匀并避免出现软点。

54答在未经腐蚀或轻微腐蚀的碳氮共渗金相试样中，有时可在离表层不同深度处看到些分散的黑点、黑带或黑网，它们统称为黑色组织。黑色组织具有多种形态，为托氏体、贝氏体盈其品界氧化物。目前对黑色组织的形成认识尚不一致，但当共渗介质中氧气量过多、共渗层表面氮的质量分数犬于。．5%或共渗时间过K时，易出现黑色组织。碳氮共渗层中出现的黑色组织，将使材料的弯曲疲劳强度、接触疲劳强度及耐磨性下降。黑色组织的预防和补救方法如丁：

1)快装炉，防止共渗初期的氧化。 2)严格控制共渗初期的氨气通^量。

3)整个共渗过程中控制氨气的通人量，使氯的质量分数屉好控制在05嚷0以内。

4)共渗后适当提高淬火温度以及采用较强冷却能力的淬火介质，以抑制托氏体组织的出现。 5)黑色组织较浅时，如深度小于0. 002mm．可采取喷丸强化的方法使其减小而予以补救。 55答过烧铝台金热处理的主要缺陷，当过烧严重时，工件翘『曲且表面可见结瘤和气泡。其产生原因及应Xtji-甚如下：

I)铸造台金中形成低熔点共晶体的杂质含量多，应严格控制炉料；变形合金由于畸变量少，共晶体集中，应降低加热温度。

2)铸造合金加热速度太快，低熔点共晶体尚没自“散、消失而发生熔化。可采用随炉以200 - 250-C/h速度缓慢加热或采用分阶段升温的办法。

3)炉温控制仪表失灵。应经常检查仪表，并装报警装置。

4)炉内温度分布不均匀，实际温度超过工艺规范。应定期检查炉内温度分布情况，按工艺规范严格控制炉温。

另外，轻微起泡也可用打磨或其他机械加工方法消除。

56答1）安装前，首先应了解和熟悉设备的有关图样，并按基础图样检查安装现场的地基是否符合要求。 2)检查热处理设备及其附件是否齐全、运输过程中是否有损坏、炉衬有无开裂、电热元件有无短路和脱离搁丝砖的现象。

3)检查电气和温度控制柜是否安装合理、线路是否全部接通、动作是否灵敏，此外，还要检查电源线及各部分设备的绝缘保护情况。

4)热处理电阻炉在烘干前，应测量电热元件与炉壳是否有短路现象，烘干后应使用500Mn表测量其冷态绝缘电阻，保证不小于0. 5M0。

5)炉壳外裸露的带电部分和传动部分应加装保护罩。

6)各种气路和水路的管道应按规定涂以不同的颜色以示区别t各管道应保持畅通，有关的计量、检测仪表如温度计、流量计和压力表等虚能够准确示值，相关的阀门、附件应保证正常动作。

7)栓查有关的报警及联锁装置（如油温过热、炉温过热、易燃气体在760℃以下的泄漏等）是否正常；消防及保安措施是否安全可靠；检查和测量传送装置的安装精度、运动精度是否满足设计要求。

8)检查各限位开关的动作是否可靠，传感器是否反应灵敏，二次仪表和可编程控制器检测的信号是否有效可靠等。

9)检定控温仪表和气氛控制仪表的灵敏度。

57答1）空炉升温时间：即无负载的空炉子从室温升至额定的工作温度所需的时间(h)。

2)炉壁温升：无负载的炉子达到额定工作温度后，再保温几小时，当炉子达到热平衡状态时，采用表面温度计测量炉体外壁的温度(℃)。

3)炉内温度偏差：无负载的炉子达到额定工作温度并保温几小时后’按照国家标准用热电偶测量炉内规定的九点的温度，其最高温度和最低温度的差值(℃)即为检测炉温的均匀性。

4)控温精度：上述测出的炉内温度偏差中的最高温度、最低温度与炉温控制仪表的指示温度的差值． 5)密封箱式炉的密封性能：泄漏率应符合设计要求、各炉门开关应能保证炉门启闭正常和密封要求。 6)测量炉子的电参数：升温过程中的功率、各相负载电流的均衡性应符合设计要求。 7)燃烧状态：检测各火帘及长明火的状态，以确保在炉气外溢时能充分燃烧。 58答1）真空热处理炉的停炉以后，庞保持炉内不低于6 65 x104Pa的真空度。

2)真空热处理炉的外表面应经常进行擦拭，以保持清洁干净。在炉子的内部，当发现有灰尘或油污时，应使用沾有酉精或汽油的绸布进行擦拭，并使其保持干燥。

3)维修操作应在停电情况下进行，对于炉体上的密封结构、真空系统的零部件-在拆装以后，应用酒精或汽油来清洗干净、经过干燥后，最后潦E真空油脂再组装上。

4)若需要在带电情况下进行维修，则必须保证操作人员、维修人员和设备的绝对安全。

5)对于真空热处理炉的机械传动件，庞定期按照有关要求迸行加油或换油。当m现传动件卡位、限位不准及控制失灵等现象时，应立即予以排除，不得强行操作，以免损坏机件。

59答铸造I装夹具用材碳的质量分数通常在0. 3c。0 5%轧制T装夹具用材碳的质量分数在0 08%以下。另外还可使用耐热铸钢，其高温强化机理是在高温下析出碳化物，使其具有优良的高温强度。但是，时效后析出的碳化物通常会使韧性降低，脆性也会有所增加。

热处理_[装夹具用材中常加入的台金元素有铬和镲，金属元索铬能有效提高抗氧化性，当铬的质量分数达到20%以上时，就具有优良的抗氧化性。金属元素镍能有效地稳定奥氏体组织，同时，随着含镍量的增加一材料的线胀系数也会逐渐减小。

60答熟处理工装夹具大多采用铸造成形或i别加以介绍。 早接成形，T~h

(1)铸造成形【装夹具的特点铸造成形的工装夹具在进行浇注时～定要考虑保证铸件的完整性，如十字交叉姓I内角尺的设计等。 均排气孔的设置、

F格式工具若外周呈直线连续状，就容易引起变形与破掘，这时可将外周做成非直线式，同时将内部设计成局部弯曲状态，这样就能有教地控制热应力的发生，从而减小工具的变形。

(2)焊接成形f装夹具的特点热处理用的料筐大多是由耐热钢棒、耐热钢丝网焊接而成的，防止变形与破损的对策可参考铸造上装。如长方体网苗用一段时间后四周会往里凹陷，这样，就可事先将边缘设计成弯曲状态，以有效地减小变形．

技师高级技师

知识要求试题

一、判断题（对画√，错画×）

l我国的国家标准是由国家技术监督局发布，其代号为“国标”二字的汉语拼音首字母“GB”，编号由顺序号和年代号组成。在GB后带“T”的为强制性标准，如GB/T 18177—2000《钢件的气体渗氮》。(×) 2我国的国家标准是由国家技术监督局发布，其代号为“国标”二宁的汉语拼音首字母“GB”，编号由顺序号和年代号组成。在标准后断带“T”者为推荐性标准，如GB/T 1220—1992《不锈钢棒》。(√)

3由国际标准化委员会颁布的、供全世界使用的标准称为国际标准，代号为ISO，编号也是用顺序号和年代号组成。如IS0 630—1988《结构钢》。(√)

4金属材料的验收，一般应包括对材料的包装、标志、数量和外观质量等几方面的检验，而不包括对金属材料内部质量的验收。(×)

5金属材料的包装必须具有一定的强度，主要是为了保护金属材料在运输，保管和销售环节免遭损坏。(√) 6室温下为液态的汞，不能用箱包装，必须用坛或罐包装。(√)

7标志是在金属材料表面或包装上所做的标记，是区别金属材料的材质、规格的标志，主要说明供方名称、牌号、检验批号、规格、尺寸、级别、净重和质量等级等。标准中规定的常用标志有涂色和挂牌二种。(×) 8金属材料进行生产时，实际尺寸与公称尺寸之差值叫尺寸偏差。小于公称尺寸叫正偏差，大于公称尺寸叫负偏差。(×)

9长度小于标准规定的通常长度尺寸的下限，但不小于规定的最小允许长度的叫窄尺；宽度小于标准规定的不定尺宽度下限，但不小于允许的最窄宽度的叫短尺。(×)

10氧化铁皮是指材料在加热、轧制和冷却过程中，在表面生成的金属氧化物。对于一般热轧材，表面具有均匀的薄氧化层铁皮存在应不算缺陷。(√)

11耳子是金属在热轧过程中（或锻造）形成的一种表面缺陷，其表面互相折合的双金属层，呈直线或曲线状重合。(×)

12金属材料内部质量检验主要有力学性能、物理性能、化学性能、工艺性能和化学成分的检验．而不包括内部组织检验。(×)

13断口检验、低倍检验、塔形车削发纹检验及硫印试验等方法都属于宏观检验法。(√)

14利用肉眼或10倍以下的低倍放大镜观察金属材料内部组织及缺陷的检验称为无损检验。常用的方法有断口检验、低倍检验、塔形车削发纹检验及硫印试验等。(×)

15 一般检验夹杂物、晶粒度、脱碳层深度、晶间腐蚀等也可用肉眼或放大10倍以下放大镜来观察。(×)

16火花鉴别法主要用于钢铁，在砂轮磨削下由于摩擦、高温作用，各种元素、微粒氧化时产生的火花数量、形状、分叉、颜色等不同，是用来精确鉴别材料化学成分（组成元素）的一种方法。(√)

17磁力探伤可以发现钢铁等铁磁性材料接近表面的裂纹、夹杂、白点、折叠、缩孔、结疤等。但经磁力探伤后材料中有剩磁，因此必须进行退磁处理。(√)

18钢经锻热淬火后可使各项力学性能有大幅度提高：硬度提高10%、抗拉强度提高3% - 10%、伸长率提高10% - 40%、冲击韧度提高20% - 30%。但其回火抗力却不能提高。(√)

19锻热淬火指的是工件或毛坯经高温锻造成形后立即淬入淬火介质中以获得淬火组织的一种将锻造与淬火结合在一起的工艺方法。(√)

20形变量对提高锻热淬火的硬度、强度是有利的。形变量越大，强化效果越好，对多元低合金钢尤其是这样。(√) 21中碳钢锻造余热淬火不能采用油冷方式。(×)

22通常锻造余热淬火工件应及时回火，以免产生锻造余热淬火后的搁置裂纹。(√) 23高温形变热处理对钢材没有特殊要求，是锻造（轧制）和热处理结合的工艺。(√)

24高温形变淬火后经适当温度回火，由于钢件袭面有较大的残留应力还可使疲劳强度显著提高。(√) 25形变热处理是将压力加工与热处理有机结合起来，以获得高强度与高塑性、高韧性良好配合的热处理工艺方式。(√)

26高温形变强化效果比低温形变强化效果显著。(×) 27低温形变淬火效果仅同形变温度、形变量有关。(×)

28低温形变淬火和普通淬火相比，在保持塑性基本不变的情况下，抗拉强度明显提高。(√) 29微合金非调质钢的主要优点是：节约能源，减少工件的变形与开裂，减少环境污染。(√)

强度，对照谱线表即可得t}i材料中所含元素及其含量。原则上周期表中的元索均_r用光谱来进行分析，但实际上有些元素很难激发，所以一般能分析的元素H有六七十种。

32答电子探针x射线显微分析仪简称电子探针，缩写为EPA或EPMA。兑原理是利用一束细聚焦电子束轰击样品，产生j次电子、背散射电子、吸收电子，特征x射线等各种信号，并据此研究样品的许多特性，包括表血形貌、晶体结构投微米级区域的化学元素的定性定量及其分布分析等。

电子探针是利用信号检测束分析元素的，其方法有两种：一种是通过晶体衍射分光的途径束实现对不同波长x射线的罄别和测量，叫做波长分散谱仪，简称波谱仪或WDS；另一·种是利用锂漂移硅固态检测器测不同元素的X射线昀特征能量及强度，叫做能量分散谱仪，简称能谱仪或EDS。

电子探针可以对金属和矿物试样中不同相或组织的成分进行分析，因此广泛虚用于如下金属材料分析领域： (1)合金中相成分的分析电子探针不仅可以分析崮溶体的成分和金属化合物成分，而且町以分析合金中的析出相及沉淀相成分。

(2)金属材料中的偏析及扩散的研究金属材料经表面处理后，边沿至心部成分将发生很大的变化，并且对性能有很大的影响。若用线扫描分析则可以测定渗层组织元素浓度分布曲线，电可用线扫描及逐点分析精确测定扩散系数和激活能以及渗层的厚度。

(3)晶界偏析金属材料中由于晶界的偏析和吸附常常引起性能的变化，例如脆性断裂、蠕变性能变差等。电子探针利用线扫描分析方法可测定晶界偏析情况。如币锈钢时效处理后在晶界卜析出碳和铬W化合物，使晶界附近贫铬产生晶间腐蚀，因此通过电子探针t，r以分析材料由，f品界偏析而产生性能变化的原因。

(4)夹杂物鉴定用金相法鉴定夹杂物的类型主要是利用夹杂物光学性能rYJ#异来鉴别的，所以这只能是定性的分析。使用电子探针对夹杂物进行定点分析，能得出夹杂物元素的正确含量，撇据定量分析所得到的成分就r，r uJr确判断夹杂物的类型。所以电子探针iv以与金柑方法配台，准确检验金属q-夹杂类别n

(5)细颗粒粉末分析普通化学分析方法分析I - 20ym范l铜内的细颗粒粉末的化学成分有一定的难度。可用电子探针分析细颗粒粉末的成分和古量，u具有速度快，分析准确。

(6)痕量分析痕量元素的存在往往影响材料的性能，为了研究材料性能变差或得到政善的原因，必须对痕量元素进行分析，采Hj电f探争可检测到(IOO - 1000)×lo曲范隔内的元索含鼍．因此。，r以采用逐点分析或线扫描分析方法测定材料中痕量元素的化学成分。

33答离子探针显微分析仪足以聚焦很细（1 -2pm）的高能( 10 -20k。v)一次离子束作为激发源照射样品表面，使其溅射出二次离子并引入质量分析器，按照质量与电荷之比进行质谱分析的高灵敏度微医戍分分析仪器，叫做离子探针显微分析仪，简称离子探针(IMA)或二次离子质谱仪( SIMS)。

离子探针具有电子探针iF具备的优点，能检测包括氢在内的、元素周期表上的全部元素，时不1司的元素，检测灵敏度是不同的。它的绝对灵敏度为10”- 10’”g，能检测相对含量为10。6-IO廿原丁．浓度的痕量杂质。因此，离子探针可以柞金属的高纯分析、半导体痕晕杂质测量和岩石矿物痕量成分鉴定等。其应用领域如下：

(1)表面和薄膜分析离子探针作静态分析时，离子溅射是发生在样晶表面少数原子层或吸附层上(5 -20A)的，它是研究样品氧化，腐蚀、扩散和催化等表面物理化学过程，检测沉积薄膜、表ifU污染儿索分布和晶体界撕结构缺陷豹理想工具。

(2)深度分析作动态分析时，在一次离子柬剥蚀作用下-样品成分及其浓度将随着剥蚀时间而变化，因而得到了样品深度一浓——度分布曲线n离子探针在半导体材料中埘控制杂质元素注入量和注入深辨率度so'::ooAW74~用。还以其横向分辨率为l~2Ⅱm、深度分辨率为50一100A的本领，可提供包括轻分析图像。 元素在内的三维空间

(3)同位素分析lijdi#Li:~t~rllj定f~S;fho.i%．I%，不仅应用于生物、医药、有机化学和近代核物理，而且在地球和空问科学领域里，在测定g-S岩、陨石和地球样品微量元素同位素组成及地质年代学研究上，都能发挥微医痕量分析的特长。

（”绝缘体#品分析事先在样品表面镀～层碳膜（或金属膜），或者采用低能电子喷射样品表面，也可用负离子轰击样品的方法，以避免绝缘体样品分析测试中在其表面积累电荷以及由此产生的电位变化现象。

34答显微组织分析是指用光学显微镜及电子显微镜观察与识别金属的组成相或组织组成体的数量、大小、形态及分布等WJ特ii．光学显微镜用于金相分析已有-百多年的历史了，目前已在普通光学显微镜的基础上t发展到高温及低蕊的金相装置与观察技术，以研究金属材料在各种状态下的组织形貌，其最大分辨摩不大于0 2¨m’使用倍数一般在2000倍以下。电子显微镜则具有更高的分辨率和ev大信fLJl．电子金相技术随着透射电镜、扫描电镜和场离子显微镜的陆续问世-并在离子探针、激光探针、ffe~能谱仪等表面分析技术的配合下，使金相分析技术发展到～个新的阶段。电子金相技术可时金属材料的断口形貌、组织结J以及微区化学成分等进行综合分析与测定，因而对金属材料及其制件的质量控制、失效分析’新材料与新工艺的研制等发挥着十分重要的作用。

35答无损检测足在不损坏零件条件下榆验材料的内部及表面缺陷'或者对硬度及硬化层深度进行质量检查。它是保证、控制、监视和提高热处理质量的重要手段。在实际应用中比较常见的无损检验方珐有以下几种：超声检测、射线检测、磁粉检测、渗透检验和涡流检测等。无损检测既可以检查肉眼不能检查的工件内部缺陷，O黼大大提高检测的准确性和可靠性。无损检测目的主要有： ① 探伤、监测热处理过程中的质量缺陷，女Ⅱ淬火裂纹等。②分析缺陷与强度的关系，评价零件存在

缺陷时的承载能力及剩余寿命的估算。③硬度与硬化层深度的检查。

36答因为曲柄轴是一个不停地在转动的元件，其表t必定受到循环性载荷。我们应会札刻想到这是疲劳所致。无塑性变形发生即能支持我们的断言。更进一步来看，其他裂纹的存在正合于疲劳，其他裂纹未有充分时间来成长到形成危害性破坏所需的尺d’。检奄其断口应可以找到海岸线纹或疲劳沟纹。

37答我们知道当硬度降低时，磨损速率会增大。因此我们对破坏是由于齿轮的软化所致的断言颇有信心。然而，我们仍需确定齿轮软化的原因，一个可能的解释是该齿轮并未作渗碳或热处理，这一点只须检查它的显微组织就能揭晓。假定检查的结果发现存在一层适当深度的叫火马氏体组织，那么这就意味着齿轮制造工艺合理，但在使用期问因为过热而软化，然后开始磨损。就这个例子而言，其损坏可能芷由于齿轮箱中缺乏润滑油，才会使齿轮过热。 38答超声波清洗机的优点主要反映在几下几个方面： 1)清洗效果好，清洁度岛且全部工件清洁度一致。 2)清洗速度快，生产效率高。

3)无须人手接触清洗液，安仝可靠，对株孔、细缝和工件隐蔽处亦可清洗干净。 4)对工件表面无任何损伤。

5)节省溶剂、热能、工怍场地和人工等。 39答对于高碳高合金钢来说，经过真空加热和油淬后，在薄壁部位通常会出现由合金碳化物构成的高硬度白亮层，脆性很大，服役时容易造成早期断裂。对于高速钢来说，由于熔点较低，粪氏体化温度接近熔点．在真空巾加热时，经过真空净化的表层原子有较高的活性，而在处J- -定真空度下的油中进行淬火冷却时，工件表面在油气艇的瞬间也会发生增碳现象，从而进一步降低熔点，导致表面局部出现熔化现象，所以高碳高合金钢不宜采用真空油淬的方法。 为Jr解决这一问题，对于高碳高合金钢可以先经真空加热，然后在惰性气体Ltl进行淬火冷却。但是负压和常压下的气冷又不能使厚度较大的工件或批量产品都获得满意的淬硬效果，一则气体本身也需要冷却，二则在有限体积条件下，要增加气体的冷却能力只有靠增加冷却气体的量，即提高冷却气体WJLf jJ来实现。

真空高压气淬就是真空热处理发展的一个新方向，这项技术起始于20世纪70年代，具有真空油淬和盐浴淬火无法比拟的优点：①工件表面质量好，无氧化、无增碳和无脱碳。②淬火时温度均匀性好，[件畸变小。③淬火强度可控性好，冷却速度可通过改变气体压力和流速进行控制，以实现等温或分级淬火的效果。④生产过程中能避免油气污染，无须进行中间清洗，从而既符合环保的要求，叉能改善作业环境，同时还能简化工序，减少设备占地面积。

40答真空炉的安装调试有许多方面与常规热处理炉相同，如宅炉升温时间的测定、额定功率的测定、炉温均匀性的测定等。除此之外，i有一些与真空炉的特点有关的性能测试在调试时应予注意：

1)在空炉的情况下，进行真宅炉配套的真空系统的极限真夺度的测量，真空度应能满足规定的极限真空度的要求。 2)对空炉抽真空时间的测量。

3)在真空炉抽成极限真空状态后，关闭真空系统的各通气口的阀门，停掉真空泵，在此后的15min和30min后分41检查炉子的直空度值，以确定炉子的漏气情况。

4)在真空yrfyj工业运r试验中，按设计条件规定的装炉量和试验工艺进行，在此条件-Fffi能达到规定的真空度。

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