材料熱處理工程師資格考試題+答案

1、1何謂鋼的球化退火，其目的是什么? 主要適用于哪些鋼材?是使鋼中碳化物球狀化而進行的退火目的：降低硬度、改善切削加工性，為以后淬火做準備，減小工件淬火畸變和開裂；主要用于共析鋼、過共析鋼的鍛軋件及結(jié)構(gòu)鋼的冷擠壓件等。2簡述淬火冷卻方法(至少說出五種)。1） 水冷：用于形狀簡單的碳鋼工件，主要是調(diào)質(zhì)件；2） 油冷：合金鋼、合金工具鋼工件。3） 延時淬火：工件在浸入冷卻劑之前先在空氣中降溫以減少熱應(yīng)力；4） 雙介質(zhì)淬火：工件一般先浸入水中冷卻，待冷到馬氏體開始轉(zhuǎn)變點附近，然后立即轉(zhuǎn)入油中緩冷；5） 馬氏體分級淬火：鋼材或工件加熱奧氏體化，隨之浸入稍高或稍低于鋼的上馬氏體點的液態(tài)介質(zhì)（鹽浴或堿?。┲?/p>

2、，保持適當時間，待鋼件的內(nèi)、外層都達到介質(zhì)溫度后取出空冷，以獲得馬氏體組織的淬火工藝。用于合金工具鋼及小截面碳素工具鋼，可減少變形與開裂；6） 熱浴淬火：工件只浸入150-180的硝煙或堿浴中冷卻，停留時間等于總加熱時間的1/3-1/2，最后取出在空氣中冷卻；7） 貝氏體等溫淬火：鋼材或工件加熱奧氏體化，隨之快冷到貝氏體轉(zhuǎn)變溫度區(qū)域（260-400）等溫保持，使奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)樨愂象w的淬火工藝。用于要求變形小、韌性高的合金鋼工件3簡述淬透性概念及其影響因素。鋼在淬火時能夠獲得馬氏體的能力即鋼被淬透的深度大小稱為淬透性。其影響因素有：1.亞共析鋼含碳量，C曲線右移，過共析鋼含碳量，C曲線左移；2.合

3、金元素（除Co外）使C曲線右移；3.奧氏體化溫度越高、保溫時間越長，碳化物溶解越完全，奧氏體晶粒越粗大，使C曲線右移；4.原始組織越細，使C曲線右移，Ms點下降；5.拉應(yīng)力加速奧氏體的轉(zhuǎn)變，塑性變形也加速奧氏體的轉(zhuǎn)變。4鋼的回火分哪幾類?說出低溫回火的適用性(目的)。（1）低溫：150-250，用于工模具、軸承、齒輪等。（2）中溫：250-500，用于中等硬度的零件、彈簧等。（3）高溫：500-700，用于各種軸累、連桿、螺栓等。低溫回火的適用性(目的)：消除淬火應(yīng)力、穩(wěn)定尺寸、減少變形和開裂，一定程度上減少殘余奧氏體量。5什么是碳氮共滲中的黑色組織?它的危害性是什么?防止措施是什么黑色組織是

4、指碳氮共滲表層中出現(xiàn)的黑點、黑帶和黑網(wǎng)。它會使工件彎曲疲勞強度、接觸疲勞強度降低，耐磨性下降。為防止黑色組織的出現(xiàn)，滲層中氮含量不宜過高，也不宜過低。通過提高淬火溫度或增強冷卻能力抑制屈氏體網(wǎng)的出現(xiàn)。6簡述零件感應(yīng)加熱淬火的基本原理。是利用通入交流電的加熱感應(yīng)器在工件中產(chǎn)生一定頻率的感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的集膚效應(yīng)使工件表面層被快速加熱到奧氏體區(qū)后，立即噴水冷卻，工件表層獲得一定深度的淬硬層。7什么叫噴丸強化?對材料表面形貌與性能有什么影響?利用高速噴射的細小彈丸在室溫下撞擊受噴工件的表面，使受層材料在再結(jié)晶溫度下產(chǎn)生彈、塑性變形，并呈現(xiàn)較大的殘余壓應(yīng)力，從而提高工件表面強度、疲勞強度和抗應(yīng)力腐蝕

5、能力的表面工程技術(shù)。8為什么亞共析鋼經(jīng)正火后，可獲得比退火高的強度與硬度?由于正火的冷卻速度比退火的冷卻速度快，因而可以抑制鐵素體的析出，增加珠光體量，且得到的珠光體組織更細小，所以可獲得比退火高的強度與硬度。9高速鋼刀具深冷處理為什么能提高刀具使用壽命?高速鋼刀具深冷處理后獲得4%左右（體積分數(shù)）穩(wěn)定殘留奧氏體，穩(wěn)定殘留奧氏體中存在大量內(nèi)部位錯纏結(jié)而使其自身強化；深冷處理過程中轉(zhuǎn)變的片狀不完全孿晶馬氏體，含碳及合金元素量較高，于是強化了固溶體；深冷處理并回火后能析出比常規(guī)熱處理尺寸小而多的片狀MC型碳化物，使高速鋼抗回火性、塑韌性和耐磨性提高。10簡述激光熱處理的原理，與感應(yīng)加熱淬火相比優(yōu)點

6、是什么?激光熱處理是利用聚焦后的激光束照射得鋼鐵材料表面，使其溫度迅速升高到相變點以上，當激光移開后，由于仍處于低溫的內(nèi)層材料快速導(dǎo)熱作用，使表層快速冷卻到馬氏體相變點以下，獲得淬硬層。與感應(yīng)加熱淬火相比，使用的能量密度更高，加熱速度更快，不需要淬火介質(zhì)，工件變形更小，加熱層深度和加熱軌跡易于控制，易于實現(xiàn)自動化，激光淬火可使工件表層0.1-1.0mm范圍內(nèi)的組織結(jié)構(gòu)和性能發(fā)生明顯變化。 1根據(jù)共析鋼過冷奧氏體連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線示意圖(圖1)指出以下五個區(qū)域是什么轉(zhuǎn)變區(qū)? 區(qū)域(A1線以上)、區(qū)域(AA區(qū)左邊)、區(qū)域(BB線右邊)區(qū)域(AA和BB之間)、區(qū)域(Ms以下)。A區(qū) 過冷A區(qū) P區(qū)AP

7、區(qū)過冷AM若將共析鋼加熱至奧氏體溫度后分別以圖中的冷卻速度Vl、V0、V2、V3、V4進行冷卻至室溫后得到什么組織?連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線的實用意義是什么?Vl:：M 馬氏體V0 :M馬氏體V2：T屈氏體V3：S索氏體V4：P珠光體意義：表示在各種不同冷卻速度下，過冷奧氏體轉(zhuǎn)變開始和轉(zhuǎn)變終了的溫度和時間的關(guān)系，是分析轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的組織與性能的依據(jù)，也是制訂熱處理工藝的重要參考資料。2. 簡述常用的化學熱處理(滲碳、滲氮、碳氮共滲和氮碳共滲)的工藝主要特點、熱處理后的組織和性能特點，主要適用于哪些材料或零件?滲碳是向低碳鋼或低合金鋼工件表層滲入碳原子的過程，目的是提高工件表層的碳含量，使工件經(jīng)熱處理后表面

8、具有高的硬度和耐磨性，而心部具有一定的強度和較高的韌性。經(jīng)淬火+低溫回火后，工件表面組織為高碳回火馬氏體+粒狀滲碳體+少量殘余奧氏體，其硬度為58-64HRC，心部組織為回火低碳馬氏體+鐵素體或珠光體+鐵素體，心部有較高的塑性和韌性，工件既能承受大的沖擊，又能承受大的摩擦，適用于齒輪、活塞銷等。滲氮是向鋼件表層滲入氮原子的過程，目的是提高工件表面硬度、耐磨性、疲勞強度和耐蝕性以及熱硬性，滲氮用鋼通常是含有Al、Cr、Mo、V、Ti等的合金鋼，典型的是38CrMoAl，還有35CrMoV、18CrNiW等。滲氮后表層組織為氮化物Fe2N()+Fe4N（），硬度為HV1000-1100，耐磨性和耐

9、蝕性好；過渡期組織為Fe4N（）+含氮鐵素體（）；心部組織為回火索氏體，具有良好的綜合力學性能。主要應(yīng)用于在交變載荷下工作的、要求耐磨和尺寸精度高的重要零件，如高速傳動精密齒輪，高速柴油機曲軸，高精密機床主軸，鏜床鏜桿，壓縮機活塞桿等，也可用于在較高溫度下工作的耐磨、耐熱零件，如閥門、排氣閥等。碳氮共滲是同時向鋼的表層滲入碳、氮原子的過程，與滲碳相比，碳氮共滲溫度低，速度快，零件變形小。經(jīng)淬火+低溫回火后，工件表層組織為細針回火馬氏體+顆粒狀碳氮化合物Fe3(C、N)+少量殘余奧氏體，具有較高的耐磨性和疲勞強度及抗壓強度并兼有一定的耐蝕性，常應(yīng)低中碳合金鋼制造的重、中負荷齒輪。鋼件在鐵氮相圖共

10、析點（591）以下，于含氮、碳的介質(zhì)中加熱，保溫1-4h，使其表面形成鐵的碳氮化合物層和固溶體的擴散層的熱處理工藝，稱為氮碳共滲。該工藝共滲速度較快，表面硬度略低于滲氮，但抗疲勞性能好，主要用于受沖擊負荷小、要求耐磨、疲勞極限較高及變形小的零件和工模具。一般鋼鐵零件均可進行氮碳共滲。3. 已知GCrl5鋼精密軸承的加工工藝路線為：下料一鍛造一超細化處理一機加工一淬火一冷處理一穩(wěn)定化處理其中熱處理工藝包括：超細化處理工藝為：10502030min高溫加熱，2503502h鹽槽等溫，6907203h隨爐冷至500出爐空冷。淬火：8358504560min在保護氣氛下加熱，150170的油中冷卻51

11、0min，再在3060油中冷卻。冷處理：清洗后在-40-70115h深冷處理。穩(wěn)定化處理：粗磨后進行140180412h； 精磨后120160624h。試分析GCrl5鋼精密軸承在加工過程中所采用的上述熱處理工藝的目的。超細化處理工藝：細化晶粒，碳化物顆粒尺寸0.6m，有利于提高淬火后獲得細小針狀的馬氏體組織，可提高沖擊韌度、耐磨性和疲勞強度。淬火：相當于分級淬火，減小變形；冷處理：減少殘余奧氏體，提高硬度，穩(wěn)定尺寸；穩(wěn)定化處理：進一步穩(wěn)定尺寸。4. 亞共析鋼的淬火溫度常選在Ac3以上，而過共析鋼淬火加熱溫度為何選在Ac1Acm之間，試從理論上加以分析。亞共析鋼淬火時，應(yīng)將工件加熱到完全奧氏體

12、，使鐵素體全部溶解，以保證淬火后馬氏體的含碳量，從而保證淬火后硬度。而過共析鋼淬火加熱溫度應(yīng)選擇在Ac1Acm，以使得加熱時碳化物不完全溶解，在隨后的淬火時，這些碳化物成為硬的質(zhì)點，提高耐磨性，同時，降低淬火溫度，可以降低馬氏體的含碳量，降低馬氏體的脆性，同時，降低淬火溫度，還可以減少殘余奧氏體量，提高工件硬度。5. 試述熱處理在制造業(yè)發(fā)展中的作用。機械行業(yè)、汽車行業(yè)、航空航天、鐵路交通、船舶制造等行業(yè)均離不開熱處理；熱處理質(zhì)量直接影響工件乃至整機的性能及壽命；熱處理質(zhì)量的提高對節(jié)能減排、材料消耗方面有至關(guān)重要的作用；1合金結(jié)構(gòu)鋼分為哪幾類?并分別列舉兩種鋼號。1.合金結(jié)構(gòu)鋼：包括低合金結(jié)構(gòu)鋼

13、：15MVN、14CrMnMoVB；合金滲碳鋼：20CrMnTi、20CrMnMo；合金調(diào)質(zhì)鋼：40Cr、40CrNiMo；合金彈簧鋼：65Mn、60Si2Mn；滾珠軸承鋼：GCr15、GCr9；2.合金工具鋼：高碳低合金工具鋼：9CrSi 、 CrWMn；高碳高合金工具鋼：Cr12MoV、W18Cr4V；中碳合金工具鋼：5CrMnMo、3Cr2W8V；3.特殊性能鋼：包括不銹鋼3Cr13 1Cr13；耐熱鋼和高溫合金；低溫鋼:1Cr18Ni9Ti、0 Cr18Ni9；耐磨鋼ZGMn13。2磨損失效類型有幾種?如何防止零件的各類磨損失效?粘著磨損、磨粒磨損、腐蝕磨損、麻點磨損（接觸疲勞）；防止

14、粘著磨損應(yīng)采取措施：1合理選擇摩擦副配對材料；2.采用表面處理減小摩擦系數(shù)或提高表面硬度；3.減小接觸壓應(yīng)力；4.減小表面粗糙度。防止磨粒磨損應(yīng)采取措施：1.合理選用高硬度材料；2.采用表面處理和表面加工硬化等方法提高摩擦副材料表面硬度，提高耐磨性；3.設(shè)計時減小接觸壓應(yīng)力和滑動摩擦距離以及改進潤滑油過濾裝置以清除磨粒。防止腐蝕磨損應(yīng)采取措施：提高基體金屬表層硬度或形成與基體金屬牢固結(jié)合致密氧化膜的表面處理方法如滲碳、滲氮、蒸汽處理等。防止接觸疲勞磨損應(yīng)采取措施：1.提高材料的硬度，增加塑性變形抗力，延緩裂紋形成和擴展；2.提高材料的純凈度，減少夾雜物，從而減少裂紋源；3.提高零件的心部強度和

15、硬度，增加硬化層深度，細化硬化層組織；4.減小零件表面粗糙度，以減小摩擦力；5.提高潤滑油的粘度以降低油楔作用。3鋼中的氮元素對鋼材性能有什么影響?氮固溶于鐵素體中產(chǎn)生“應(yīng)變時效”，增加零件脆性，對鍋爐、化工容器及深沖零件不利，影響安全可靠性；此時N是有害元素；但是當鋼中含有Al、V、Ti、Nb等元素時，它們可與N形成細小彌散氮化物，細化晶粒，提高鋼的強度并減低N的應(yīng)變時效，N是有益的，某些耐熱鋼中，常把N作為合金元素以提高鋼的耐熱性。4列出并簡要說明靜拉伸試驗中最基本的力學性能指標。1.比例極限p , 2 彈性極限e 3.屈服強度s (0.2) 4.抗拉強度 5伸長率 6.斷面收縮率 7.斷

16、裂強度k5真空加熱特點是什么?為減少合金元素蒸發(fā)可采取的有效措施是什么?防止氧化作用真空脫氣作用真空脫脂（凈化表面）作用合金元素的蒸發(fā)作用為減少合金元素蒸發(fā)可采取的有效措施是：先將爐內(nèi)抽至較高的真空度，隨即通入高純度的氬氣或氮氣，使爐內(nèi)壓力維持在20026.6Pa的條件下加熱即可6晶粒大小對金屬力學性能有何影響? 怎樣控制鑄件的晶粒大小?晶粒越細，材料的強度越高、韌性越好。對鑄件，細化晶粒的方法有：1.增大過冷度；（采用金屬型鑄造的晶粒度要好于砂型）2.采用變質(zhì)處理；（在澆注前加變質(zhì)劑）3.在凝固過程中，采用震動方法，如超聲破震動，磁力攪拌等。7簡述滲氮件的金相檢測項目。游離鐵索體：分5級，重

17、要件1、2級合格；一般件13級合格。滲氮件工作面的原始組織中不允許有脫碳層或粗大的回火索氏體；有效層深：硬度法：（使用載荷為0.3Kg的維氏硬度計）測至較心部高出50Hv處。金相法：（100倍放大）由表面測至明顯分界處。 脆性檢驗：（使用載荷為10Kg的維氏硬度計）分5級，重要件1、2級合格；一般件13級合格。 疏松檢驗：（放大500倍）分5級，重要件12級合格；一般件13級合格。8鑄鐵和碳鋼在成分、組織和力學性能上有哪些主要區(qū)別?鑄鐵與鋼相比：1.鑄鐵是一種以鐵、碳、硅為基礎(chǔ)的三元合金，含碳量高；2.鑄鐵中一部分碳是以石墨形式存在；3.鑄鐵的抗拉強度、塑性、韌性較低，鑄造性能及切削加工性、減

18、震性較好。9斷口的宏觀及微觀形貌的哪些特征可推斷為疲勞斷裂?多數(shù)情況下具有脆性斷裂特征，不發(fā)生肉眼可見的宏觀變形。典型的疲勞斷口宏觀由裂紋源區(qū)、裂紋擴展區(qū)、最終瞬斷區(qū)組成。疲勞源區(qū)：面積較少而平坦，有時呈光亮鏡面，源區(qū)一般位于表面，當表面殘余壓應(yīng)力較高時，裂紋源移向次表面，形成魚眼狀斷口。當表面存在類裂紋缺陷時，疲勞裂紋由缺陷處擴展而不存在源區(qū)。裂紋擴展區(qū)：呈海灘或貝殼花樣最終瞬斷區(qū)：韌窩、準解理、解理、沿晶斷口或混合型。微觀：電子顯微鏡下觀察有條形花樣。10簡述超聲波探傷的原理和特點。超聲波具有直線性和束射性，向被檢材料發(fā)射超聲波，在傳播途中遇到障礙（缺陷）由于發(fā)生反射、折射、散射或吸收等現(xiàn)

19、象，使其方向和強度受到影響，根據(jù)影響的方式和大小就可以確定缺陷部位的尺寸、物理性質(zhì)、方向性、分布方式及分布位置等。按其原理分為三類：1.根據(jù)缺陷的回波來進行判斷的脈沖反射法；2.根據(jù)缺陷的陰影來判斷缺陷的穿透法；3.根據(jù)被檢件產(chǎn)生駐波來判斷缺陷情況的共振法。 三、綜合應(yīng)用題(每題8分，共計40分) 請用鋼筆或圓珠筆將答案直接寫在試卷上。1.試畫出Fe-Fe3C相圖的簡單示意圖，簡要說明T12鋼（過共析鋼）的平衡凝固過程。（要求畫出各溫度區(qū)間的簡單組織示意圖即可）答案：在T1 T2開始由液相結(jié)晶出奧氏體，到T2結(jié)晶完畢。到T3溫度時由奧氏體結(jié)晶出二次滲碳體，當?shù)竭_共析溫度時剩余的奧氏體發(fā)生共析反

20、應(yīng)生成珠光體，低于共析溫度由鐵素體析出三滲碳體忽略！室溫組織是：珠光體+二次滲碳體2.為什么機床齒輪一般選用45或40Cr等材料制造，而汽車齒輪一般選用20CrMnTi、20CrMnMo等材料制造，請給出兩類材料的加工工藝路線，并指出采用不同熱處理工藝的目的是什么？ 45或40C的加工工藝路線：下料鍛造正火粗加工調(diào)質(zhì)半精加工感應(yīng)淬火+低溫回火精磨成品；正火可使組織均勻化，消除鍛造應(yīng)力，調(diào)整硬度改善切削加工性。調(diào)質(zhì)可使齒輪具有較高的綜合力學性能，提高齒輪心部強度和韌性，使齒輪能承受較大彎曲應(yīng)力和沖擊載荷，并減小淬火變形；感應(yīng)淬火可提高齒輪表面硬度和耐磨性，提高齒面接觸疲勞強度；低溫回火是在不降低

21、表面硬度的情況下消除淬火應(yīng)力，防止產(chǎn)生磨削裂紋和提高齒輪抗沖擊的能力。20CrMnTi、20CrMnMo的加工工藝路線：下料鍛造正火機械加工滲碳、淬火+低溫回火噴丸磨加工成品正火可使組織均勻化，調(diào)整硬度改善切削加工性。滲碳是提高齒面碳的質(zhì)量分數(shù)（0.8-1.05%）；淬火可提高齒輪表面硬度并獲得一定淬硬層深度（0.8-1.3mm），提高齒面耐磨性和接觸疲勞強度；低溫回火的作用是消除淬火應(yīng)力，防止磨削裂紋，提高沖擊抗力。噴丸處理可提高齒面硬度約1-3HRC，增加表面殘余壓應(yīng)力，從而提高接觸疲勞強度。3簡述減少工件淬火變形和防止開裂的主要措施。形狀復(fù)雜的易變形工件，可采用空氣預(yù)冷或降溫預(yù)冷后在淬入

22、冷卻劑。軸類工件應(yīng)垂直淬入冷卻劑。長板狀工件應(yīng)橫向側(cè)面淬入冷卻劑。套筒和薄壁圓環(huán)狀工件，應(yīng)沿軸向淬入冷卻劑。截面相差很大的工件，應(yīng)將截面大的部分先淬入冷卻劑。有凹面的工件應(yīng)將凹面向上淬入冷卻劑。單面有長槽工件，槽口向上，傾斜45淬入冷卻劑。在保證所有要求的硬度的條件下，宮頸癌年淬入冷卻劑后可不作擺動，或只作淬入方向的直線移動，以減少變形。4簡述熱處理工藝設(shè)計及熱處理設(shè)備選擇的原則。答：1.熱處理設(shè)備選擇的原則：熱處理設(shè)備是實施熱處理工藝、保證熱處理質(zhì)量、節(jié)約能源降低成本的基本條件，其選擇原則為：（1）選擇設(shè)備應(yīng)滿足熱處理工藝要求，保證產(chǎn)品熱處理質(zhì)量；（2）根據(jù)生產(chǎn)批量選擇設(shè)備，盡可能擴大設(shè)備的

23、使用范圍，提高生產(chǎn)效率；（3）熱處理設(shè)備解除的選擇應(yīng)從生產(chǎn)成本、能源供應(yīng)情況、操作與控制的可能性、環(huán)境保護因地制宜的綜合考慮。2.熱處理工藝設(shè)計所遵循如下原則：（1）工藝的先進性。（2）工藝可靠、合理、可行。（3）工藝的經(jīng)濟性。（4）工藝安全性。（5）盡量采用機械化、自動化程序高的工藝裝備。5簡述計算機技術(shù)在熱處理質(zhì)量管理中的作用?，F(xiàn)代計算機技術(shù)的發(fā)展為熱處理工藝優(yōu)化設(shè)計、工藝過程的自動控制、質(zhì)量檢測與數(shù)理統(tǒng)計分析等提供了嶄新的手段。它能及時地為質(zhì)量管理收集大量準確的信息，并作出合理判斷。也能用于故障診斷和質(zhì)量認證、專家咨詢。計算機已成為先進的質(zhì)量管理工具。開創(chuàng)了熱處理質(zhì)量控制的燦爛前景。利用

24、計算機的存儲和控制功能，可將各類工件的最佳熱處理工藝存入存儲器；利用計算機進行質(zhì)量檢驗；利用計算機可以對質(zhì)量檔案及質(zhì)量信息檢索；利用計算機可以進行工序質(zhì)量分析。1.真空淬火的優(yōu)點是什么A防止氧化作用；B真空脫氣作用；C脫脂作用2.簡要說明滾動軸承的工藝路線是什么？軋制或鍛造球化退火機加工淬火低溫回火磨削成品 冷處理 時效 時效23防止45號鋼淬裂的三條措施是什么？1.避免危險尺寸，減小應(yīng)力集中；2.改進工藝，適當降低淬火溫度、縮短保溫時間；3.改變淬火介質(zhì)4試簡述影響過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變的因素？1.含碳量，C曲線右移；2.合金元素（除Co外）使C曲線右移；其中Si、Ni、Cu、Mn只改變位置，不

25、改變形狀； Cr、Mo、W、V、Ti等不僅改變C曲線位置，而且使C曲線分裂成上、下兩條C曲線。上部為珠光體C曲線，下部為貝氏體C曲線；3.奧氏體化溫度越高、保溫時間越長，碳化物溶解越完全，奧氏體晶粒越粗大，使C曲線右移；4.原始組織越細，使C曲線右移，Ms點下降；5.拉應(yīng)力加速奧氏體的轉(zhuǎn)變，塑性變形也加速奧氏體的轉(zhuǎn)變。5.請列出四種常用的化學熱處理方法？ 1.滲碳；2氣體氮化；3離子氮化；4.碳氮共滲。6.電鍍的技術(shù)原理是什么？電鍍的目的是什么？電鍍是指在含有欲鍍金屬的鹽類溶液中，在直流電的作用下，以被鍍基體金屬為陰極，以待鍍金屬或其他惰性導(dǎo)體為陽極，通過電解作用，在基體表面上獲得結(jié)合牢固的金

26、屬膜的表面工程技術(shù)。電鍍的目的是改善材料的外觀，賦予材料表面的各種物理化學性能，如耐蝕性、裝飾性、耐磨性、釬焊性以及導(dǎo)電、磁、光學性能等。7.模具的主要失效形式是什么？模具的主要失效形式是斷裂、過量變形、表面損傷。8. 簡述第二類回火脆性產(chǎn)生的 原因及抑制和消除的方法？P1069. 按回火溫度可將回火分為哪幾種？各自溫度范圍是什么？各屬于哪類鋼？1.低溫回火150-250，回火后組織為M回，適用于工模具鋼、軸承鋼、齒輪等；2.中溫回火250-500，回火后組織為T回，適用于中等硬度的零件、彈簧鋼等；3.高溫回火500-700，即調(diào)質(zhì)處理，回火后組織為S回，適用于各種軸類、連桿、螺栓等。10.

27、對機床主軸有何性能要求？通常選用何種材料制作？用什么熱處理方法。機床主軸在工作時高速旋轉(zhuǎn)，并承受彎曲、扭轉(zhuǎn)、沖擊等多種載荷，要求具有足夠的剛度、強度、耐疲勞、耐磨損以及精度穩(wěn)定等性能。大多數(shù)主軸采用中碳結(jié)構(gòu)鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后局部淬硬或局部表面淬硬。要求更高表面硬度、 和疲勞強度的主軸，通常采用38CrMoAl鋼經(jīng)滲氮處理。若主軸承受較大沖擊載荷，則用滲碳鋼制造，并經(jīng)滲碳淬硬。對于要求剛性好，精度高的磨床或鏜床主軸，也可采用9Mn2V,GCr15鋼并經(jīng)表面淬硬。11鑄造鋁合金的淬火加熱溫度一般都比具有相同種類的合金元素的變形鋁合金低一些？請說明為什么這樣。由于鑄鋁合金中所含雜質(zhì)較多，易于出現(xiàn)低熔點

28、的共晶組織；鑄造時，鑄件各處的冷卻速度不同，其組織差別較大；鑄件的強塑性較低。因此淬火溫度不能像變形鋁合金那樣確定在最大溶解的溫度范圍內(nèi)，一般比最大溶解度溫度略低一些，以免過燒或裂紋。12. 試說明碳氮共滲和氮碳共滲在 工藝和用途方面有何區(qū)別。碳氮共滲工藝是在840-860溫度下，加熱、保溫，經(jīng)淬火低溫回火后，工件表層組織為細針回火馬氏體顆粒狀碳氮化合物Fe3(C、N) 少量殘余奧氏體，具有較高的耐磨性和疲勞強度及抗壓強度，并兼有一定的耐蝕性，常應(yīng)用于低中碳合金鋼制造的重、中負荷齒輪；氮碳共滲工藝主要采用5703-4h，油（或水）冷。對于要求外觀質(zhì)量及變形小的零件可以爐冷。該工藝共滲速度快，表

29、面硬度略低于滲氮，但抗疲勞性能好。主要用于受沖擊負荷小、要求耐磨、疲勞極限較高及變形小的零件和工模具。一般鋼鐵零件（碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、合金工具鋼、灰鑄鐵、球墨鑄鐵和粉末冶金等）均可進行氮碳共滲。13試指出滲碳件熱處理后常出現(xiàn)的三種缺陷，并分析其原因及防止措施 1.淬火后硬度低；主要是滲層表面碳濃度較低或表面脫碳；另一方面，是由于滲碳后熱處理工藝不合理，表面有托氏體或殘余奧氏體量更多。滲碳時控制好溫度、爐壓、滴量，防止爐子漏氣和風扇停轉(zhuǎn)；正確地選擇淬火溫度、淬火方法；還可在滲碳后進行一次深冷處理，減少殘余奧氏體含量，以提高滲層硬度。表面已有托氏體存在的工件可重新加熱淬火。2.滲層出現(xiàn)大塊或

30、網(wǎng)狀碳化物主要原因是滲碳時表面碳濃度過高而引起的；降低滲劑活性，嚴格控制碳勢，就能有效控制表面碳濃度，防止出現(xiàn)大塊或網(wǎng)狀碳化物。消除粗大塊狀或網(wǎng)狀碳化物的方法是：適當提高滲碳后的淬火溫度；采用兩次淬火或正火淬火；也可考慮一次正火或淬火后，增加一次高溫回火，；滲碳后快冷也可減少形成網(wǎng)狀碳化物的可能性。3.滲碳層深度不均勻；主要是由于爐溫不均勻；爐內(nèi)氣氛循環(huán)不良；零件表面吧清潔，有銹點、油污；零件表面積碳等原因造成的。裝爐前嚴格清洗零件表面；合理裝爐，盡量使工件之間間隙均勻；定期清理爐內(nèi)積碳等措施可以避免此類缺陷的出現(xiàn)。14 .分析軸類零件、長板狀零件、截面零件相差較大零件、套筒和薄壁圓環(huán)狀零件的

31、淬火操作方法。 P11915.試指出感應(yīng)加熱淬火常出現(xiàn)的三種質(zhì)量問題，試分析其原因。1.開裂；原因是加熱溫度過高、溫度不均；冷卻過急且不均；淬火介質(zhì)及溫度選擇不當；回火不及時且回火不足；材料淬透性偏高，成分偏析，有缺陷，含過量夾雜物；零件設(shè)計不合理，技術(shù)要求不當。2.淬硬層過深或過淺；加熱功率過大或過??；電源頻率過低或過高；加熱時間過長或過短；材料淬透性過低或過高；淬火介質(zhì)溫度、壓力、成分不當；3.表面硬度過高或過低；材料碳含量偏高或偏低，表面脫碳，加熱溫度低；回火溫度或保溫時間不當；淬火介質(zhì)溫度、壓力、成分不當；1.按結(jié)合鍵類型不同，可將晶體分成哪四種？P5 金屬晶體 離子晶體 共價晶體 分

32、子晶體2.按物質(zhì)的屬性特點，可將工程材料分成那三大類？P1 金屬材料 陶瓷材料 高分子材料3.用熱平衡法計算電阻爐功率時.一般計算哪幾方面的熱量支出？P296 1.加熱工件熱量Q件 2.加熱輔助構(gòu)件所需熱量Q輔 3.加熱控制氣體所需要的熱量Q控 4.通過爐襯的散熱損失Q散 5.通過開啟爐門的輻射熱損失Q輻 6.通過開啟爐門的溢氣熱損失Q溢 7.其它熱損失Q它4.什麼是吸熱試氣氛？其用途如何？吸熱式氣氛是將原料氣按一定比例同空氣混合，在高溫下經(jīng)過觸媒，反映生成主要含CO、H2、N2、和H2O的氣氛，由于該反應(yīng)要吸收熱量，故叫吸熱式氣氛。這種氣碳勢較低，可用作低碳鋼的保護加熱，添加8-10%的天然

33、氣或1-3%的丙烷作為富華氣可進行滲碳，添加1-3%氨氣可進行碳氮共滲。5.碳鋼和鑄鐵在成分組織和性能三方面有何區(qū)別？P64鑄鐵與鋼相比1.鑄鐵是一種以鐵、碳、硅為基礎(chǔ)的多元合金，含碳量高，2.鑄鐵中一部分碳是以石墨形式存在；3.鑄鐵的抗拉強度、塑性、韌性較低，鑄造性可切削加工性、減震性較好6.列出和簡要說明靜拉伸試驗中最基本的力學性能指標。P3701.正彈性模量E 2.比例極限p 3. 彈性極限e (0.2) 4. 屈服極限s 5.強度極限b 6.伸長率 7.斷面收縮率7.簡單說明火花鑒別的原理和應(yīng)用？P356是靠觀察材料被砂輪磨削時所產(chǎn)生的火花的流線、爆花及其色澤來鑒別鋼鐵的牌號。鋼鐵材料

34、的火花由流線、節(jié)點、爆花、花粉和尾花等組成?；鸹ㄨb別只能對鋼中元素含量進行定性或半定量分析，火花特征不受熱處理工藝的影響。8.鑄錠的 宏觀組織分成哪三大部分？各部分形態(tài)產(chǎn)生的 原因是什么？P35 1.表層細晶區(qū)，柱狀晶區(qū)和中心等軸晶區(qū)9.簡述Fe-Fe3C相圖在金屬熱加工中的應(yīng)用。P26 1.為選材提供成分依據(jù)；若零件要求塑性、韌性好，應(yīng)選用低碳鋼，若零件要求強度、塑性、韌性都較好，應(yīng)選用中碳鋼，若零件要求硬度高、耐磨性性好，應(yīng)選用高碳鋼。2為制訂熱加工工藝提供依據(jù) Fe-Fe3C相圖總結(jié)了不同成分的鐵碳合金在緩慢冷卻時組織隨溫度變化的規(guī)律，這就為制訂熱加工工藝提供了依據(jù)。 (1) 鑄造 根據(jù)

35、Fe-Fe3C相圖可以找出不同成分的鋼或鑄鐵的熔點，確定鑄造溫度； (2)鍛造 根據(jù)相圖可以確定鍛造溫度。鋼處于奧氏體狀態(tài)時，強度低、塑性高，便于塑性變形。(3)焊接 由焊縫到母材在焊接過程中處于不同溫度條件，因而整個焊縫區(qū)出現(xiàn)不同組織，引起性能不均勻，可根據(jù)相圖來分析碳鋼的焊接組織，并用適當熱處理方法來減輕或消除組織不均勻性和焊接應(yīng)力。(4)熱處理 熱處理的加熱溫度都以相圖上的臨界點A1、A3、Acm為依據(jù)。由Fe-Fe3C相圖可知，任何成分的鋼加熱到Al溫度以上時，都會發(fā)生珠光體向奧氏體的轉(zhuǎn)變。將共析鋼、亞共析鋼和過共析鋼分別加熱到Al、A3、Acm以上時，都完全轉(zhuǎn)變?yōu)閱蜗鄪W氏體，通常把這

36、種加熱轉(zhuǎn)變稱為奧氏體化。顯然加熱的目的就是為了使鋼獲得奧氏體組織，并利用加熱規(guī)范控制奧氏體晶粒大小。鋼只有處于奧氏體狀況才能通過不同的冷卻方式使其轉(zhuǎn)變?yōu)椴煌慕M織，從而獲得所需要的性能。從Fe-Fe3C相圖可知，亞共析鋼加熱到A3以上溫度、過共析鋼加熱到Acm以上溫度時，才能獲得單相奧氏體。10.簡述鋼件滲碳淬火后硬化層深度檢測標準方法滲碳層深度：碳素鋼：按過共析層+共析層+12過渡層測量，過共析層+共析層深度不得小于總深度的75：合金鋼：過共析層十共析層+全部過渡層，過共析層+共析層深度之和應(yīng)為總深度的50以上。滲碳淬火后，有效硬化層深度的測定：從零件表面到維氏硬度(HVl)值為500HVl

37、處的垂直距離，試驗力為9807N(1kgf)，也可采用4903N到4903N范圍的試驗力。 11. 試畫出Fe-Fe3C相圖的示意圖，并說明T12的結(jié)晶平衡過程，（要求畫出各溫度區(qū)間的簡單組織示意圖即可）。P2312.簡要說明金相試樣制備的 全部過程。P377-379 1.取樣；應(yīng)根據(jù)檢驗?zāi)康挠嗅槍π缘卦诒粰z材料上取樣。2.樣品的磨光與拋光；磨、拋時每一道工序都必須徹底去掉前一道磨制的磨痕及變形層，更換砂紙時試樣應(yīng)旋轉(zhuǎn)90o。3.顯微組織的顯示；觀察夾雜物、石墨、孔洞及裂紋時，試樣不需腐蝕，要觀察內(nèi)部組織，必須適當?shù)母g。一般常采用化學腐蝕法。13.試說明工業(yè)上細化晶粒的主要措施是什么？為什么

38、要細化晶粒？P94（1）變質(zhì)處理、增大過冷度或在結(jié)晶過程中增加液體的振動均可以細化晶粒；（2）對材料進行大變形量的塑性變形或大變形后控制再結(jié)晶可以細化晶粒；（3）通過控制相變重結(jié)晶，如退火、正火、淬火加熱時控制A氏體晶粒長大，可以細化晶粒；（4）在鋼的成分設(shè)計時加入碳化物形成元素，形成難溶碳化物，在加熱時阻止A氏體晶粒長大。為什么要細化晶粒？p94答：從熱處理生產(chǎn)角度，為了獲得細小的奧氏體晶粒，宜選用本質(zhì)細晶粒鋼。這樣，其晶粒長大傾向小、淬火溫度范圍寬、生產(chǎn)上容易掌握。14.按用途將合金鋼分成三大類？各類又分成哪些種？請將每種各列舉出兩個鋼牌號。P631.合金結(jié)構(gòu)鋼：包括低合金結(jié)構(gòu)鋼如：15M

39、vN、14CrMnMoVB合金滲碳鋼如：20CrMnTi、20CrMnMo、合金調(diào)質(zhì)鋼、40Cr40CrNiMo合金彈簧鋼、滾珠軸承鋼等；2.合金工具鋼：包括高碳低合金工具鋼、包括高碳高合金工具鋼、中碳合金工具鋼；3.特殊性能鋼：包括不銹鋼、耐熱鋼和高溫合金、低溫鋼、耐磨鋼15.闡述熱處理工藝設(shè)計及熱處理設(shè)備選擇的原則。答：熱處理設(shè)備是實施熱處理工藝、保證熱處理質(zhì)量、節(jié)約能源降低成本的基本條件，其選擇原則為：（1）選擇設(shè)備應(yīng)滿足熱處理工藝要求，保證產(chǎn)品熱處理質(zhì)量；（2）根據(jù)生產(chǎn)批量選擇設(shè)備，盡可能擴大設(shè)備的使用范圍，提高生產(chǎn)效率；（3）熱處理設(shè)備解除的選擇應(yīng)從生產(chǎn)成本、能源供應(yīng)情況、操作與控制

40、的可能性、環(huán)境保護因地制宜的綜合考慮。答：熱處理工藝設(shè)計所遵循如下原則：（1）工藝的先進性。（2）工藝可靠、合理、可行。（3）工藝的經(jīng)濟性。（4）工藝安全性。（5）盡量采用機械化、自動化程序高的工藝裝備。1.什么是粒狀貝氏體？ P1002.試說明球化退火的類型、目的及用途。 P1093. 亞共析鋼的淬火溫度常選在AC3以上，而過共析鋼淬火加熱溫度為何選在Ac1Acm 之間，試從理論上加以分析。4. 高速鋼的低（320380）、高溫（540560）回火新工藝，會使高速鋼淬火、回火件的壽命明顯提高，試從理論上加以分析。 P2105.制定鑄造鋁合金的固溶處理工藝應(yīng)遵循那些原則。P1956與鋼相比灰鑄

41、鐵的相變有那些的特點？ P182 碳需作遠距離擴散，其擴散速度受溫度和化學成分等因素的影響，并對相變過程及相變產(chǎn)物的碳含量產(chǎn)生相當大的影響7. 試指出滲碳件熱處理后常出現(xiàn)的三種缺陷，并分析其原因及防止措施 P1371.淬火后硬度低；主要是滲層表面碳濃度較低或表面脫碳；另一方面，是由于滲碳后熱處理工藝不合理，表面有托氏體或殘余奧氏體量更多。滲碳時控制好溫度、爐壓、滴量，防止爐子漏氣和風扇停轉(zhuǎn)；正確地選擇淬火溫度、淬火方法；還可在滲碳后進行一次深冷處理，減少殘余奧氏體含量，以提高滲層硬度。表面已有托氏體存在的工件可重新加熱淬火。2.滲層出現(xiàn)大塊或網(wǎng)狀碳化物主要原因是滲碳時表面碳濃度過高而引起的；降

42、低滲劑活性，嚴格控制碳勢，就能有效控制表面碳濃度，防止出現(xiàn)大塊或網(wǎng)狀碳化物。消除粗大塊狀或網(wǎng)狀碳化物的方法是：適當提高滲碳后的淬火溫度；采用兩次淬火或正火淬火；也可考慮一次正火或淬火后，增加一次高溫回火，；滲碳后快冷也可減少形成網(wǎng)狀碳化物的可能性。3.滲碳層深度不均勻；主要是由于爐溫不均勻；爐內(nèi)氣氛循環(huán)不良；零件表面吧清潔，有銹點、油污；零件表面積碳等原因造成的。裝爐前嚴格清洗零件表面；合理裝爐，盡量使工件之間間隙均勻；定期清理爐內(nèi)積碳等措施可以避免此類缺陷的出現(xiàn)。8 .分析軸類零件、長板狀零件、截面零件相差較大零件、套筒和薄壁圓環(huán)狀零件的淬火操作方法。 P1199 . 試指出感應(yīng)加熱淬火常出

43、現(xiàn)的三種質(zhì)量問題，試分析其原因。 P17310. 在制定熱處理工藝時以下幾種形狀的工件，如何計算加熱的有效厚度。 （1）圓棒形狀；（2）扁平工件；（3）實心圓錐體；（4）階梯軸或截面突變的工件。P118三、綜合應(yīng)用題（每題8分，共計40分） 請用鋼筆或圓珠筆將答案直接寫在試卷上。1.在熱處理時要控制奧氏體晶粒長大，試分析影響奧氏體晶粒長大因素及控制奧氏體晶粒長大的措施。P95-962.試分析影響鋼淬透性的因素。P96 1.含碳量，C曲線右移；2.合金元素（除Co外）使C曲線右移；其中Si、Ni、Cu、Mn只改變位置，不改變形狀； Cr、Mo、W、V、Ti等不僅改變C曲線位置，而且使C曲線分裂成

44、上、下兩條C曲線。上部為珠光體C曲線，下部為貝氏體C曲線；3.奧氏體化溫度越高、保溫時間越長，碳化物溶解越完全，奧氏體晶粒越粗大，使C曲線右移；4.原始組織越細，使C曲線右移，Ms點下降；5.拉應(yīng)力加速奧氏體的轉(zhuǎn)變，塑性變形也加速奧氏體的轉(zhuǎn)變。3.鋼在回火時會出現(xiàn)回火脆性，試說明回火脆性的類型及解決辦法。 P1064. 常用的淬火方法都有那些？試說明選用不同的淬火方法的原則。P118 7種5. 汽車、拖拉機齒輪選用20CrMnTi材料，其加工工藝路線為：下料 鍛造 正火 機加工滲碳、淬火+低溫回火 噴丸 磨削 成品試分析各熱處理工序的作用。 正火：P115 滲碳：P129-130噴丸：P261

45、1.下列中間相各屬于什么類型： MnS WC SiC Cu5Zn8 Mg2Si Cr23C6答：MnS、SiC、Mg2Si正常價化合物 、 WC間隙相 Cu5Zn8電子化合物、 Cr23C6間隙化合物2.鑄錠組織中常出現(xiàn)哪些缺陷？答：鑄錠的凝固屬于非平衡凝固，常出現(xiàn)以下缺陷：（1）成分偏析：成分偏析分為微觀偏析和宏觀偏析；微觀偏析依據(jù)其結(jié)晶過程不同又分為技晶偏析和胞狀偏析宏觀偏析又分為正常偏析，反偏析和比重偏析（2）夾雜和氣孔（3）縮孔和疏松3.指出下列鋼的類別： Q235 08F 5CrNiMo GCr15 60Si2Mn 0Cr13答：Q235-普通碳素結(jié)構(gòu)鋼 08F-優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 5C

46、rNiMo熱作模具鋼 GCr15滾動軸承鋼 60Si2Mn彈簧鋼 0Cr13馬氏體不銹鋼4.指出下列合金類別 ZL104 MB2 ZM3 TA4 H68 QSn4-3 QBe2 TB2 答：ZL104鑄造A1Si合金、 MB2形變Mg合金、ZM3鑄造鎂合金、TA4-Ti合金 H68含Cu為68%的CuZn黃銅、QSn4-3Sn青銅、QBe2Be青銅、TB2-Ti合金5.試指出常用的6種熱電偶（指出其組成材料）？答：常用的熱電偶有：鎳鉻鎳鋁 ， 鎳鉻-鎳硅 ， 鐵-康銅 ， 鎳鉻考銅 ， 銅康銅 ，鉑銠鉑6、試指出5類常用的電熱元件材料，并說明其適用溫度范圍？答：（1）鐵-鉻-鋁電熱合金：1Cr

47、13A14用于低溫、OCr25A15,OCr13A16Mo2用于中溫、OCr27A17Mo2用于高溫（最高可達1300）（2）鎳鉻電熱合金： Cr15Ni60用于低溫、Cr20Ni80用于1000以下中溫（3）SiC電熱元件可在1350 長期工作，最高溫度可達1500（4）MoSi2電熱元件其最高使用溫度可達1700（5）石墨電熱元件真空爐的電熱元件，工作溫度為140028007.簡述材料硬度試驗的類別并指出每一類中常用的硬度檢測方法？答：硬度試驗大致可分為三類：壓入法、回跳法、 刻劃法、；壓入法：布氏硬度、 洛氏硬度、維氏硬度、努氏硬度； 回跳法：肖氏硬度、里氏硬度； 刻劃法：莫氏硬度。8、簡述熱處理設(shè)備的選擇原則。答：熱處理設(shè)備是實施熱處理工藝、保證熱處理質(zhì)量、節(jié)約能源降低成本的基本條件，其選擇原則為：（1）選擇設(shè)備應(yīng)滿足熱處理工藝要求，保證產(chǎn)品熱處理質(zhì)量；（2）根據(jù)生產(chǎn)批量選擇設(shè)備，盡可能擴大設(shè)備的使用范圍，提高生產(chǎn)效率；（3）熱處理設(shè)備解除的選擇應(yīng)從生產(chǎn)成本、能源供應(yīng)情況、操作與控制的可能性、環(huán)境保護因地制宜的綜合考