模块7 单元2 常用金属材料及热处理（2）（同步练习）《机械基础》同步精品课堂（苏教版）

模块7 单元2 常用金属材料及热处理（2） 一、名词解释 1.正火 2.淬透性 3.回火 4.表面淬火 5.渗碳 6.低合金高强度结构钢 7.合金调质钢 二、选择题 1.正火与退火的主要区别是？ A. 正火冷却速度更快 B. 退火能消除内应力 C. 正火成本更高 D. 退火用于高碳钢 2.低温回火的温度范围是？ A. 150℃~250℃ B. 350℃~500℃ C. 500℃~650℃ D. 650℃~750℃ 3.表面淬火的目的是？ A. 提高心部硬度 B. 提高表面韧性 C. 表面高硬度、心部高韧性 D. 消除内应力 4.渗碳用钢的典型牌号是？ A. 20Cr B. 38CrMoAlA C. 60Si2Mn D. GCr15 5.低合金高强度结构钢的屈服强度符号是？ A. Q B. T C. H D. K 6.滚动轴承钢的典型牌号是？ A. 40Cr B. GCr15 C. 60Si2Mn D. 20CrMnTi 三、填空题 1.正火的冷却方式是______。 2.淬火后必须进行的热处理是______。 3.中温回火的温度范围是______。 4.渗氮的目的是提高表面______和耐磨性。 5.低合金钢的合金含量≤______%。 6.合金结构钢的牌号中，数字“60”表示平均碳质量分数为______%。 7.滚动轴承钢的含碳量范围是______%。 四、判断题 1.正火的冷却速度比退火慢。（ ） 2.淬硬性取决于钢的含碳量。（） 3.低温回火能提高钢的塑性。（ ） 4.表面淬火适用于心部韧性要求低的零件。（ ） 5.渗碳用钢的含碳量通常＞0.5%。（ ） 6.低合金高强度结构钢可替代部分非合金钢。（ ） 7.合金工具钢的牌号中需标出平均碳质量分数。（ ） 五、简答题 1.正火与退火如何选择？ 2.淬透性与淬硬性的区别是什么？ 3.回火的作用是什么？ 4.表面淬火的适用场景？ 5.渗碳与渗氮的主要差异？ 6.低合金高强度结构钢的优点？ 7.合金结构钢的分类及用途？ 六、案例分析题 案例：某工厂加工一批汽车变速齿轮，要求表面硬度58~62HRC，心部韧性良好。初始材料为20CrMnTi，加工流程为锻造→正火→机加工→热处理。请设计热处理工艺并说明理由。 七、应用题 设计一种轴类零件的热处理工艺，材料为40Cr，要求抗拉强度≥900MPa，冲击韧性≥50J/cm²。 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 $$ 模块7 单元2 常用金属材料及热处理（2） 一、名词解释 1.正火 【答案】将工件加热到Ac3或Acm以上30℃~50℃，保温适当时间后，在空气中冷却的热处理工艺。 2.淬透性 【答案】钢经淬火后获得淬硬层深度的能力。 3.回火 【答案】将淬硬后的工件加热到奥氏体转变温度以下某一温度，保温一定时间后冷却到室温的热处理工艺。 4.表面淬火 【答案】通过快速加热使工件表面达到淬火温度，随后立即冷却，实现局部淬火的方法。 5.渗碳 【答案】将工件置于活性介质中加热，使碳元素渗入表层，提高表面硬度和耐磨性的化学热处理工艺。 6.低合金高强度结构钢 【答案】合金元素含量≤5%，具有高屈服强度、良好塑性和韧性的钢种。 7.合金调质钢 【答案】经调质处理（淬火+高温回火）后使用的合金结构钢，具有高强度和高韧性。 二、选择题 1.正火与退火的主要区别是？ A. 正火冷却速度更快 B. 退火能消除内应力 C. 正火成本更高 D. 退火用于高碳钢 【答案】A 【解析】正火冷却速度较快，生产周期短，效率高，而退火冷却缓慢。 2.低温回火的温度范围是？ A. 150℃~250℃ B. 350℃~500℃ C. 500℃~650℃ D. 650℃~750℃ 【答案】A 【解析】低温回火用于保持高硬度和耐磨性，如刃具、模具。 3.表面淬火的目的是？ A. 提高心部硬度 B. 提高表面韧性 C. 表面高硬度、心部高韧性 D. 消除内应力 【答案】C 【解析】表面淬火通过快速加热和冷却实现局部硬化，心部保持韧性。 4.渗碳用钢的典型牌号是？ A. 20Cr B. 38CrMoAlA C. 60Si2Mn D. GCr15 【答案】A 【解析】20Cr是常用渗碳钢，适用于高速、重载零件。 5.低合金高强度结构钢的屈服强度符号是？ A. Q B. T C. H D. K 【答案】A 【解析】牌号如Q390A中的“Q”表示屈服强度。 6.滚动轴承钢的典型牌号是？ A. 40Cr B. GCr15 C. 60Si2Mn D. 20CrMnTi 【答案】B 【解析】GCr15是高碳铬轴承钢，应用最广。 三、填空题 1.正火的冷却方式是______。 【答案】空气中冷却 2.淬火后必须进行的热处理是______。 【答案】回火 3.中温回火的温度范围是______。 【答案】350℃~500℃ 4.渗氮的目的是提高表面______和耐磨性。 【答案】硬度 5.低合金钢的合金含量≤______%。 【答案】5 6.合金结构钢的牌号中，数字“60”表示平均碳质量分数为______%。 【答案】0.6 7.滚动轴承钢的含碳量范围是______%。 【答案】0.95%~1.15% 四、判断题 1.正火的冷却速度比退火慢。（ ） 【答案】× 【解析】正火冷却速度更快，生产效率高。 2.淬硬性取决于钢的含碳量。（） 【答案】√ 【解析】含碳量越高，淬火后硬度越高。 3.低温回火能提高钢的塑性。（ ） 【答案】× 【解析】低温回火保持高硬度，中高温回火提高塑性。 4.表面淬火适用于心部韧性要求低的零件。（ ） 【答案】× 【解析】表面淬火要求心部保持高韧性。 5.渗碳用钢的含碳量通常＞0.5%。（ ） 【答案】× 【解析】渗碳钢含碳量一般为0.1%~0.25%。 6.低合金高强度结构钢可替代部分非合金钢。（ ） 【答案】√ 【解析】因其高强度和良好焊接性，广泛用于工程结构。 7.合金工具钢的牌号中需标出平均碳质量分数。（ ） 【答案】× 【解析】合金工具钢用一位数字表示千分数碳含量，＞1%时不标出。 五、简答题 1.正火与退火如何选择？ 【答案】高碳钢因硬度过高需退火降低硬度；低碳钢或低碳合金钢用正火提高硬度。 2.淬透性与淬硬性的区别是什么？ 【答案】淬透性指淬硬层深度能力，取决于成分和冷却方式；淬硬性指淬火后最高硬度，取决于含碳量。 3.回火的作用是什么？ 【答案】稳定组织、消除内应力、防止开裂、调整力学性能（如硬度与韧性平衡）。 4.表面淬火的适用场景？ 【答案】齿轮、曲轴等需表面高硬度、心部高韧性的零件，承受摩擦和动载荷。 5.渗碳与渗氮的主要差异？ 【答案】渗碳提高表面碳含量，淬火后高硬度；渗氮通过氮原子渗入提高硬度和耐蚀性。 6.低合金高强度结构钢的优点？ 【答案】高强度、良好韧性、耐腐蚀性、焊接性，可减轻重量、节约钢材。 7.合金结构钢的分类及用途？ 【答案】分为渗碳钢（如20CrMnTi）、调质钢（如40Cr）、弹簧钢（如60Si2Mn）、轴承钢（如GCr15），分别用于齿轮、轴类、弹簧、轴承等。 六、案例分析题 案例：某工厂加工一批汽车变速齿轮，要求表面硬度58~62HRC，心部韧性良好。初始材料为20CrMnTi，加工流程为锻造→正火→机加工→热处理。请设计热处理工艺并说明理由。 【答案】 渗碳：加热至900℃~950℃，在渗碳介质中保温数小时，使表面碳含量增至0.8%~1.0%。 淬火：直接淬火至850℃~880℃，用油冷却，避免开裂。 低温回火：加热至180℃~200℃，保温后空冷，消除内应力并稳定硬度。 七、应用题 设计一种轴类零件的热处理工艺，材料为40Cr，要求抗拉强度≥900MPa，冲击韧性≥50J/cm²。 【答案】 调质处理： 淬火：加热至850℃保温，水淬至室温； 高温回火：加热至600℃~650℃，保温后空冷。 性能验证：取样测试抗拉强度和冲击韧性，若不达标可调整回火温度（降低温度提高强度，升高温度提高韧性）。 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 $$