《机械基础》任务二 轴的材料及热处理 45分钟专题训练（原卷版+解析版）

编写说明：广西壮族自治区职教高考《机械基础》升学特训卷专辑，针对广西壮族自治区中职学校师生参加职教高考需求，结合广西壮族自治区的学生实际情况，并在编写过程中参考教育部职教高考试点省份山东省各专业大类考纲要求，设计的一套升学特训专辑。欢迎各位老师下载使用，并敬请给予宝贵建议。 《机械基础》 项目十三：认识轴 任务二 轴的材料及热处理 时间：45分钟 总分：100分 班级 姓名 学号 成绩 一、单项选择题(本大题共20小题，每小题2分，共40分) 在每小题列出的四个备选【答案】中，只有一个是符合题目要求的，错选、多选均无分。 1. 1.以下哪种材料常用于制造承受较大载荷且要求耐磨的轴（ ） A. Q235 B. 45 钢 C. 20CrMnTi D. HT200 2.轴的材料选择中，对于一般用途的轴，常选用（ ） A. 合金结构钢 B. 碳素工具钢 C. 普通碳素钢 D. 合金工具钢 3.45 钢表示平均含碳量为（ ）的优质碳素结构钢。 A. 0.045% B. 0.45% C. 4.5% D. 45% 4.合金渗碳钢 20CrMnTi 中，“20” 表示（ ） A. 含碳量为 20% B. 含碳量为 0.20% C. 含碳量为 2.0% D. 合金元素含量为 20% 5.轴进行调质处理的目的是（ ） A. 提高硬度和耐磨性 B. 提高强度和韧性 C. 降低硬度，便于加工 D. 消除残余应力 6.与正火相比，调质处理后的轴（ ） A. 硬度更高 B. 韧性更好 C. 强度更低 D. 耐磨性更差 7.以下关于轴的材料及热处理说法正确的是（ ） A. 轴只能用碳素钢制造 B. 所有轴都需要进行复杂的热处理 C. 合金结构钢比碳素钢更适合制造高精度轴 D. 正火是为了提高轴的硬度 8.汽车传动齿轮轴采用 20CrMnTi 制造，其最终热处理工艺一般是（ ） A. 淬火 + 低温回火 B. 淬火 + 中温回火 C. 调质处理 D. 渗碳 + 淬火 + 低温回火 9.牌号为 Q345 的钢属于（ ） A. 普通碳素结构钢 B. 优质碳素结构钢 C. 低合金高强度结构钢 D. 合金渗碳钢 10.轴在加工过程中，粗加工后进行正火处理的主要作用是（ ） A. 提高硬度 B. 消除残余应力 C. 细化晶粒，改善切削性能 D. 提高强度 11.制造机床主轴，一般选用（ ）材料。 A. 40Cr B. 65Mn C. ZG270 - 500 D. 1Cr18Ni9Ti 12.以下材料中，淬透性最好的是（ ） A. 45 钢 B. 40Cr C. 20 钢 D. Q235 13.对轴进行表面淬火的主要目的是（ ） A. 提高轴的整体强度 B. 提高轴的表面硬度和耐磨性 C. 提高轴的韧性 D. 改善轴的切削性能 14.以下哪种情况轴不需要进行热处理（ ） A. 承受较大冲击载荷 B. 要求高精度 C. 仅承受较小静载荷且对精度要求不高 D. 要求表面硬度高 15.合金结构钢中合金元素的主要作用不包括（ ） A. 提高强度 B. 提高硬度 C. 降低成本 D. 提高淬透性 16.轴的材料为 45 钢，欲提高其表面硬度和耐磨性，可采用的热处理方法是（ ） A. 退火 B. 正火 C. 淬火 + 回火 D. 渗碳 17.以下关于轴的热处理工序安排说法正确的是（ ） A. 调质处理一般在粗加工前进行 B. 表面淬火在精加工后进行 C. 去应力退火在粗加工后进行 D. 渗碳在半精加工后进行 18.汽车发动机曲轴选用的材料及热处理工艺可能是（ ） A. 45 钢，调质处理 B. 球墨铸铁，正火 C. 20CrMnTi，渗碳 + 淬火 + 低温回火 D. 以上都有可能 19.牌号为 T10 的钢属于（ ） A. 普通碳素钢 B. 优质碳素结构钢 C. 碳素工具钢 D. 合金工具钢 20.轴在工作中主要承受（ ） A. 拉力 B. 压力 C. 扭矩和弯矩 D. 剪切力 二、是非选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分） 根据题干分析并判断下列各题。正确的填“A”，错误的填“B”。错选、多选或未选均无分。 （ ）1.所有的轴都必须采用合金钢制造。 （ ）2.45 钢的含碳量比 20 钢高。 （ ）3.调质处理后的轴硬度比正火后的轴硬度高。 （ ）4.合金渗碳钢主要用于制造表面要求硬而耐磨，心部有良好韧性的零件。 （ ）5.轴的材料选择只需要考虑强度即可。 （ ）6.正火和退火的目的完全相同。 （ ）7.表面淬火可以提高轴的整体强度。 （ ）8.20CrMnTi 中合金元素的含量都在 1.5% 以下。 （ ）9.轴在加工过程中，热处理工序的安排不会影响轴的最终性能。 （ ）10.普通碳素钢不能用于制造轴。 三、填空题（本大题共10空，每空2分，共20分） 1. 轴常用的材料有______和______ 。 2.优质碳素结构钢的牌号用两位数字表示，数字表示______ 。 3.轴进行表面淬火后，表面获得______组织，心部仍保持______组织。 4.轴的热处理工艺有______、______、______等。 5.调质处理是______和______的组合工艺。 四、综合分析题（本大题2小题，共20分） 1. 解释牌号为 65Mn 的钢的含义，并说明其适合制造何种轴。 2.某机床主轴，要求有较高的综合力学性能，轴颈处要求有高的硬度和耐磨性。现选用 45 钢制造，试制定其加工工艺路线，并说明各热处理工序的作用。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 编写说明：广西壮族自治区职教高考《机械基础》升学特训卷专辑，针对广西壮族自治区中职学校师生参加职教高考需求，结合广西壮族自治区的学生实际情况，并在编写过程中参考教育部职教高考试点省份山东省各专业大类考纲要求，设计的一套升学特训专辑。欢迎各位老师下载使用，并敬请给予宝贵建议。 《机械基础》 项目十三：认识轴 任务二 轴的材料及热处理 时间：45分钟 总分：100分 班级 姓名 学号 成绩 一、单项选择题(本大题共20小题，每小题2分，共40分) 在每小题列出的四个备选【答案】中，只有一个是符合题目要求的，错选、多选均无分。 1. 1.以下哪种材料常用于制造承受较大载荷且要求耐磨的轴（ ） A. Q235 B. 45 钢 C. 20CrMnTi D. HT200 【答案】C 【解析】20CrMnTi 是合金渗碳钢，具有良好的韧性和耐磨性，常用于制造承受较大载荷且要求耐磨的零件，如轴。Q235 强度较低，45 钢综合性能较好但耐磨性不如 20CrMnTi，HT200 是灰铸铁，一般用于制造承受压力和振动的零件，不适合做轴。 2.轴的材料选择中，对于一般用途的轴，常选用（ ） A. 合金结构钢 B. 碳素工具钢 C. 普通碳素钢 D. 合金工具钢 【答案】C 【解析】对于一般用途的轴，普通碳素钢价格便宜，能满足性能要求，常被选用。合金结构钢用于要求较高的场合，碳素工具钢和合金工具钢主要用于制造刀具、模具等工具。 3.45 钢表示平均含碳量为（ ）的优质碳素结构钢。 A. 0.045% B. 0.45% C. 4.5% D. 45% 【答案】B 【解析】优质碳素结构钢牌号用两位数字表示，这两位数字表示平均含碳量的万分之几，45 钢表示平均含碳量为 0.45%。 4.合金渗碳钢 20CrMnTi 中，“20” 表示（ ） A. 含碳量为 20% B. 含碳量为 0.20% C. 含碳量为 2.0% D. 合金元素含量为 20% 【答案】B 【解析】合金渗碳钢牌号中，前面数字表示平均含碳量的万分之几，20CrMnTi 中 “20” 表示含碳量为 0.20%。 5.轴进行调质处理的目的是（ ） A. 提高硬度和耐磨性 B. 提高强度和韧性 C. 降低硬度，便于加工 D. 消除残余应力 【答案】B 【解析】调质处理是淬火加高温回火，可使轴获得良好的综合力学性能，提高强度和韧性。提高硬度和耐磨性一般通过淬火和回火等处理，降低硬度便于加工常采用退火或正火，消除残余应力可采用去应力退火等。 6.与正火相比，调质处理后的轴（ ） A. 硬度更高 B. 韧性更好 C. 强度更低 D. 耐磨性更差 【答案】B 【解析】调质处理后轴的综合力学性能更好，韧性比正火后的好。正火后的硬度一般比调质后的高些，强度方面两者因具体材料和工艺有所不同，但调质后强度也较高，耐磨性两者都可以通过后续处理提高，不能简单比较。 7.以下关于轴的材料及热处理说法正确的是（ ） A. 轴只能用碳素钢制造 B. 所有轴都需要进行复杂的热处理 C. 合金结构钢比碳素钢更适合制造高精度轴 D. 正火是为了提高轴的硬度 【答案】C 【解析】合金结构钢具有更好的综合性能，能满足高精度轴的要求，比碳素钢更适合。轴可以用碳素钢、合金钢等多种材料制造；不是所有轴都需要复杂热处理，要根据轴的使用要求等决定；正火主要目的不是提高硬度，而是细化晶粒、改善切削性能等。 8.汽车传动齿轮轴采用 20CrMnTi 制造，其最终热处理工艺一般是（ ） A. 淬火 + 低温回火 B. 淬火 + 中温回火 C. 调质处理 D. 渗碳 + 淬火 + 低温回火 【答案】D 【解析】20CrMnTi 是合金渗碳钢，汽车传动齿轮轴要求表面硬而耐磨，心部有良好韧性，所以采用渗碳 + 淬火 + 低温回火工艺，使表面获得高硬度和耐磨性，心部保持良好韧性。 9.牌号为 Q345 的钢属于（ ） A. 普通碳素结构钢 B. 优质碳素结构钢 C. 低合金高强度结构钢 D. 合金渗碳钢 【答案】C 【解析】Q345 是低合金高强度结构钢，Q 表示屈服强度，345 表示屈服强度数值为 345MPa。普通碳素结构钢如 Q235 等，优质碳素结构钢用两位数字表示含碳量，合金渗碳钢如 20CrMnTi 等。 10.轴在加工过程中，粗加工后进行正火处理的主要作用是（ ） A. 提高硬度 B. 消除残余应力 C. 细化晶粒，改善切削性能 D. 提高强度 【答案】C 【解析】粗加工后进行正火处理，主要是为了细化晶粒，改善材料的切削性能，便于后续加工。正火一般不会提高硬度，消除残余应力不是主要目的，正火后强度有一定提高但不是主要作用。 11.制造机床主轴，一般选用（ ）材料。 A. 40Cr B. 65Mn C. ZG270 - 500 D. 1Cr18Ni9Ti 【答案】A 【解析】40Cr 是合金结构钢，综合性能良好，常用于制造机床主轴等重要零件。65Mn 主要用于制造弹簧等；ZG270 - 500 是铸钢，常用于制造形状复杂的零件；1Cr18Ni9Ti 是不锈钢，主要用于耐腐蚀场合。 12.以下材料中，淬透性最好的是（ ） A. 45 钢 B. 40Cr C. 20 钢 D. Q235 【答案】B 【解析】合金元素能提高钢的淬透性，40Cr 中含有 Cr 等合金元素，其淬透性比 45 钢（碳素钢）、20 钢（碳素钢）和 Q235（普通碳素钢）好。 13.对轴进行表面淬火的主要目的是（ ） A. 提高轴的整体强度 B. 提高轴的表面硬度和耐磨性 C. 提高轴的韧性 D. 改善轴的切削性能 【答案】B 【解析】表面淬火可使轴的表面获得高硬度和耐磨性，而心部仍保持较好的韧性，提高轴的耐磨性和抗疲劳性能。不能提高轴的整体强度，对韧性影响不大，也不能改善切削性能。 14.以下哪种情况轴不需要进行热处理（ ） A. 承受较大冲击载荷 B. 要求高精度 C. 仅承受较小静载荷且对精度要求不高 D. 要求表面硬度高 【答案】C 【解析】仅承受较小静载荷且对精度要求不高的轴，一般材料的性能就能满足要求，不需要进行热处理。承受较大冲击载荷、要求高精度、要求表面硬度高的轴，通常需要通过热处理来提高性能。 15.合金结构钢中合金元素的主要作用不包括（ ） A. 提高强度 B. 提高硬度 C. 降低成本 D. 提高淬透性 【答案】C 【解析】合金元素可提高钢的强度、硬度、淬透性等性能，但一般会增加成本，而不是降低成本。 16.轴的材料为 45 钢，欲提高其表面硬度和耐磨性，可采用的热处理方法是（ ） A. 退火 B. 正火 C. 淬火 + 回火 D. 渗碳 【答案】C 【解析】45 钢通过淬火 + 回火可提高表面硬度和耐磨性。退火主要用于降低硬度、改善组织；正火主要用于细化晶粒、改善切削性能；45 钢含碳量较高，一般不采用渗碳处理。 17.以下关于轴的热处理工序安排说法正确的是（ ） A. 调质处理一般在粗加工前进行 B. 表面淬火在精加工后进行 C. 去应力退火在粗加工后进行 D. 渗碳在半精加工后进行 【答案】C 【解析】去应力退火一般在粗加工后进行，以消除粗加工产生的残余应力。调质处理一般在粗加工后、半精加工前进行；表面淬火在半精加工后、精加工前进行；渗碳在粗加工后进行。 18.汽车发动机曲轴选用的材料及热处理工艺可能是（ ） A. 45 钢，调质处理 B. 球墨铸铁，正火 C. 20CrMnTi，渗碳 + 淬火 + 低温回火 D. 以上都有可能 【答案】D 【解析】汽车发动机曲轴根据不同的设计要求和成本等因素，45 钢调质处理可满足一定性能要求；球墨铸铁正火后也可用于制造曲轴；对于要求更高的曲轴，20CrMnTi 渗碳 + 淬火 + 低温回火工艺能提高其性能，所以以上都有可能。 19.牌号为 T10 的钢属于（ ） A. 普通碳素钢 B. 优质碳素结构钢 C. 碳素工具钢 D. 合金工具钢 【答案】C 【解析】T10 是碳素工具钢，T 表示碳素工具钢，后面数字表示平均含碳量的千分之几，T10 表示平均含碳量为 1.0%。 20.轴在工作中主要承受（ ） A. 拉力 B. 压力 C. 扭矩和弯矩 D. 剪切力 【答案】C 【解析】轴在工作中主要承受扭矩（传递动力）和弯矩（因轴上零件的作用），拉力、压力和剪切力相对较少。 二、是非选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分） 根据题干分析并判断下列各题。正确的填“A”，错误的填“B”。错选、多选或未选均无分。 （ ）1.所有的轴都必须采用合金钢制造。 【答案】B 【解析】一般用途的轴常采用碳素钢制造，只有在对性能要求较高的情况下才采用合金钢。 （ ）2.45 钢的含碳量比 20 钢高。 【答案】A 【解析】45 钢平均含碳量为 0.45%，20 钢平均含碳量为 0.20%，所以 45 钢含碳量高。 （ ）3.调质处理后的轴硬度比正火后的轴硬度高。 【答案】B 【解析】一般情况下，正火后的硬度比调质后的硬度略高些。 （ ）4.合金渗碳钢主要用于制造表面要求硬而耐磨，心部有良好韧性的零件。 【答案】A 【解析】合金渗碳钢的特点就是通过渗碳等处理，使表面硬而耐磨，心部有良好韧性，适合制造此类零件。 （ ）5.轴的材料选择只需要考虑强度即可。 【答案】B 【解析】轴的材料选择要综合考虑使用要求、工艺性能、经济性等多方面因素，不只是强度。 （ ）6.正火和退火的目的完全相同。 【答案】B 【解析】正火和退火目的有相似之处，如细化晶粒等，但正火冷却速度比退火快，正火还可改善切削性能，两者目的不完全相同。 （ ）7.表面淬火可以提高轴的整体强度。 【答案】B 【解析】表面淬火主要提高轴的表面硬度和耐磨性，不能提高整体强度。 （ ）8.20CrMnTi 中合金元素的含量都在 1.5% 以下。 【答案】A 【解析】合金结构钢中合金元素含量小于 1.5% 时，一般不标明含量，20CrMnTi 中合金元素 Cr、Mn、Ti 含量都在 1.5% 以下。 （ ）9.轴在加工过程中，热处理工序的安排不会影响轴的最终性能。 【答案】B 【解析】热处理工序安排不当会影响轴的组织和性能，如调质处理在粗加工前进行就不能达到预期的综合性能。 （ ）10.普通碳素钢不能用于制造轴。 【答案】B 【解析】普通碳素钢如 Q235 等可以用于制造承受载荷较小、对性能要求不高的轴。 三、填空题（本大题共10空，每空2分，共20分） 1. 轴常用的材料有______和______ 。 【答案】碳素钢、合金钢 【解析】轴常用的材料就是碳素钢和合金钢，碳素钢价格便宜，应用广泛；合金钢性能更优，用于要求较高的场合。 2.优质碳素结构钢的牌号用两位数字表示，数字表示______ 。 【答案】平均含碳量的万分之几 【解析】优质碳素结构钢牌号中两位数字的含义就是平均含碳量的万分之几。 3.轴进行表面淬火后，表面获得______组织，心部仍保持______组织。 【答案】马氏体、原始组织（或韧性较好的组织） 【解析】表面淬火使表面获得马氏体组织，提高硬度和耐磨性，心部因未被加热到淬火温度，仍保持原始组织或韧性较好的组织。 4.轴的热处理工艺有______、______、______等。 【答案】调质、正火、淬火（还可填退火、渗碳等） 【解析】轴常见的热处理工艺有调质、正火、淬火、退火、渗碳等，根据轴的材料和性能要求选择合适的工艺。 5.调质处理是______和______的组合工艺。 【答案】淬火、高温回火 【解析】调质处理的定义就是淬火加高温回火。 四、综合分析题（本大题2小题，共20分） 1. 解释牌号为 65Mn 的钢的含义，并说明其适合制造何种轴。 【答案】65Mn 表示平均含碳量为 0.65% 的含锰量较高的优质碳素结构钢。65Mn 具有较高的强度和弹性极限，适合制造承受较小扭矩、主要承受弯曲应力且对弹性要求较高的轴，如一些小型机械中的弹性轴。 2.某机床主轴，要求有较高的综合力学性能，轴颈处要求有高的硬度和耐磨性。现选用 45 钢制造，试制定其加工工艺路线，并说明各热处理工序的作用。 【答案】加工工艺路线：下料→锻造→正火→粗加工→调质→半精加工→轴颈处表面淬火 + 低温回火→精加工。 正火作用：细化晶粒，改善切削性能，消除锻造应力。 调质作用：使主轴获得良好的综合力学性能。 表面淬火 + 低温回火作用：提高轴颈处表面硬度和耐磨性，同时保持心部良好的韧性。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$