第21节 常用热处理方法的目的、工艺与应用《机械基础》浙江省（单独招生考试）机械类 知识点讲解

浙江省机械类（单独招生考试）机械基础 复习讲义 第二十一节 常用热处理方法的目的、工艺与应用 【考纲要求】 （1）常用热处理方法。 （2）常用热处理方法的目的、工艺与应用。 【知识网络】 【知识和技能要点】 考点1 常用热处理方法(识记） 整体热处理：退火、正火、淬火、回火。 表面热处理：表面淬火。 化学热处理：渗碳、渗氮、碳氮共渗。 【练习题】 1、 单项选择题 1. 下列属于整体热处理的是（） A. 渗碳 B. 退火 C. 渗氮 D. 表面淬火 2. 下列不属于整体热处理的是（） A. 正火 B. 淬火 C. 回火 D. 渗碳 3. 依靠表面快速加热冷却的热处理是（） A. 退火 B. 正火 C. 表面淬火 D. 渗氮 4. 向钢表面渗入碳原子的工艺是（） A. 渗碳 B. 渗氮 C. 碳氮共渗 D. 淬火 5. 向钢表面渗入氮原子的工艺是（） A. 渗碳 B. 渗氮 C. 退火 D. 正火 6. 同时渗入碳、氮原子的工艺是（） A. 渗碳 B. 渗氮 C. 碳氮共渗 D. 回火 7. 热处理主要作用对象是（） A. 钢 B. 铸铁 C. 铝 D. 铜 8. 下列属于化学热处理的是（） A. 淬火 B. 回火 C. 渗碳 D. 正火 9. 细化晶粒、调整组织的热处理归为（） A. 整体热处理 B. 表面热处理 C. 化学热处理 D. 表面加工 10. 仅改变表面性能、心部不变的是（） A. 退火 B. 正火 C. 淬火 D. 表面淬火 11. 为提高表面耐磨性而不改变心部韧性，常用（） A. 退火 B. 表面淬火 C. 正火 D. 回火 12. 下列工艺能改变钢表层化学成分的是（） A. 淬火 B. 渗氮 C. 正火 D. 回火 13. 整体热处理中冷却速度最快的是（） A. 退火 B. 正火 C. 淬火 D. 回火 14. 随炉冷却的热处理工艺是（） A. 退火 B. 正火 C. 淬火 D. 渗碳 15. 空气中冷却的热处理工艺是（） A. 退火 B. 正火 C. 淬火 D. 渗氮 16. 淬火后必须进行的工艺是（） A. 退火 B. 正火 C. 回火 D. 渗碳 17. 下列用于精密零件、变形极小的是（） A. 渗碳 B. 渗氮 C. 淬火 D. 正火 18. 下列不属于化学热处理的是（） A. 碳氮共渗 B. 渗碳 C. 渗氮 D. 回火 19. 机床齿轮常用的表面强化工艺是（） A. 退火 B. 表面淬火 C. 正火 D. 回火 20. 刀具、模具常用的整体强化工艺是（） A. 退火 B. 正火 C. 淬火 D. 渗氮 2、 多项选择题 1. 整体热处理包括（） A. 退火 B. 正火 C. 淬火 D. 回火 2. 化学热处理包括（） A. 渗碳 B. 渗氮 C. 碳氮共渗 D. 表面淬火 3. 表面热处理包括（） A. 表面淬火 B. 渗碳 C. 渗氮 D. 碳氮共渗 4. 下列能改变钢内部组织的有（） A. 退火 B. 正火 C. 淬火 D. 回火 5. 下列能改变钢表层化学成分的有（） A. 渗碳 B. 渗氮 C. 碳氮共渗 D. 正火 6. 常用热处理按部位分为（） A. 整体热处理 B. 表面热处理 C. 化学热处理 D. 冷处理 7. 表面淬火的特点有（） A. 表面硬 B. 心部韧 C. 变形小 D. 不改变化学成分 8. 渗碳的特点有（） A. 适用于低碳钢 B. 表面硬 C. 心部韧 D. 变形较小 9. 渗氮的特点有（） A. 硬度高 B. 耐磨 C. 变形小 D. 耐蚀 10. 下列属于热处理目的的有（） A. 改善性能 B. 消除应力 C. 延长寿命 D. 改变颜色 11. 淬火的适用零件有（） A. 刀具 B. 模具 C. 轴承 D. 轴 12. 退火适用的零件有（） A. 铸件 B. 锻件 C. 焊接件 D. 精密量具 13. 正火的适用场景有（） A. 普通结构件 B. 预处理 C. 最终热处理 D. 高耐磨件 14. 碳氮共渗的优点有（） A. 效率高 B. 变形小 C. 表面性能好 D. 适用于高碳钢 15. 下列属于热处理工艺环节的有（） A. 加热 B. 保温 C. 冷却 D. 打磨 3、 填空题 1. 热处理分为整体热处理、____、____三类。 2. 整体热处理包括退火、正火、 、 。 3. 化学热处理包括渗碳、 、 。 4. 表面淬火属于____热处理。 5. 渗碳是向钢表面渗入____原子。 6. 渗氮是向钢表面渗入____原子。 7. 碳氮共渗是同时渗入____和____原子。 8. 退火的冷却方式是____冷却。 9. 正火的冷却方式是____冷却。 10. 淬火的冷却方式是____冷却。 11. 热处理主要通过加热、保温、____改变组织性能。 12. 表面淬火只改变____性能，不改变心部性能。 13. 化学热处理会改变工件表层的____。 14. 淬火后必须进行____，消除内应力。 15. 渗氮处理变形非常____，适合精密零件。 四、简答题 1. 常用热处理分为哪几类？每类各举两例。 2. 整体热处理、表面热处理、化学热处理的核心区别是什么？ 3. 简述表面淬火的特点与适用范围。 4. 简述渗碳、渗氮、碳氮共渗的共同点与不同点。 5. 为什么淬火工件必须进行回火处理 【答案】 1、 单项选择题 1.B 2.D 3.C 4.A 5.B 6.C 7.A 8.C 9.A 10.D11.B 12.B 13.C 14.A 15.B 16.C 17.B 18.D 19.B 20.C 2、 多项选择题 1.ABCD 2.ABC 3.A 4.ABCD 5.ABC6.ABC 7.ABCD 8.ABCD 9.ABCD 10.ABC11.ABCD 12.ABC 13.ABC 14.ABC 15.ABC 三、填空题 1. 表面热处理；化学热处理 2. 淬火；回火 3. 渗氮；碳氮共渗 4. 表面 5. 碳 6. 氮 7. 碳；氮 8. 随炉 9. 空气 10. 快速 11. 冷却 12. 表面 13. 化学成分 14. 回火 15. 小 四、简答题 1. 分为三类：整体热处理（退火、正火、淬火、回火）；表面热处理（表面淬火）；化学热处理（渗碳、渗氮、碳氮共渗）。 2. 整体热处理改变工件整体组织；表面热处理仅改变表面组织、不改变化学成分；化学热处理改变表面化学成分与组织。 3. 特点：表面硬、心部韧，变形小，效率高。适用：齿轮、轴、凸轮等表面耐磨零件。 4. 共同点：都提高表面硬度、耐磨性，心部保持韧性。不同点：渗碳适用于低碳钢；渗氮变形最小、硬度更高；碳氮共渗效率更高、变形小。 5. 淬火后内应力大、脆性高、易变形开裂；回火可消除应力、稳定尺寸、调整韧性，保证使用性能。 考点2 常用热处理方法的目的、工艺与应用（识记） 一、退火 目的：降低硬度，改善切削加工性；消除内应力，防止变形开裂；细化晶粒，均匀组织。 工艺：加热到临界温度以上，保温，随炉缓慢冷却。 应用：铸件、锻件、焊接件预处理。 二、正火 目的：细化晶粒，提高力学性能；消除网状渗碳体；改善切削加工性。 工艺：加热到临界温度以上，保温，空气中冷却。 应用：普通结构件最终热处理，低碳钢、中碳钢常用。 三、淬火 目的：大幅提高硬度、强度、耐磨性。 工艺：加热到临界温度以上，保温，快速冷却（水、油）。 应用：刀具、模具、轴承、齿轮。 四、回火 目的：消除淬火内应力，稳定尺寸；调整硬度、强度、塑性、韧性。 分类： 低温回火（150~250℃）：高硬度、高耐磨。 中温回火（350~500℃）：高弹性。 高温回火（500~650℃）：良好综合性能（调质）。 应用：淬火件必备；调质用于轴、连杆、齿轮。 五、表面淬火 目的：表面硬耐磨，心部保持韧性。 工艺：表面快速加热，快速冷却。 应用：齿轮、轴、凸轮。 六、化学热处理 渗碳：低碳钢表面增碳，淬火后表面硬、心部韧，用于齿轮、活塞销。 渗氮：提高表面硬度、耐磨、耐蚀，变形小，用于精密齿轮、轴。 碳氮共渗：兼具渗碳渗氮优点，变形小、效率高，用于中小型齿轮。 【练习题】 1、 单项选择题 1. 退火的主要目的是（） A. 提高硬度 B. 降低硬度 C. 提高强度 D. 提高耐磨性 2. 退火的冷却方式是（） A. 随炉冷 B. 空冷 C. 水冷 D. 油冷 3. 正火的冷却方式是（） A. 随炉冷 B. 空冷 C. 水冷 D. 油冷 4. 淬火的冷却方式是（） A. 随炉冷 B. 空冷 C. 快速冷 D. 自然冷 5. 消除淬火内应力的工艺是（） A. 退火 B. 正火 C. 回火 D. 渗碳 6. 调质处理是指（） A. 淬火 + 低温回火 B. 淬火 + 中温回火 C. 淬火 + 高温回火 D. 正火 + 回火 7. 低温回火温度为（） A. 150~250℃ B. 350~500℃ C. 500~650℃ D. 700℃以上 8. 中温回火获得（） A. 高硬度 B. 高弹性 C. 综合性能 D. 高韧性 9. 高温回火获得（） A. 高硬度 B. 高弹性 C. 综合性能 D. 高脆性 10. 渗碳适用于（）A. 低碳钢 B. 中碳钢 C. 高碳钢 D. 铸铁 11. 渗氮处理变形（） A. 很大 B. 较小 C. 极大 D. 不可控 12. 表面淬火的目的是（） A. 整体硬 B. 表面硬心部韧 C. 降低硬度 D. 消除应力 13. 刀具模具常用（） A. 淬火 + 低温回火 B. 退火 C. 正火 D. 渗碳 14. 轴类综合性能好，采用（） A. 退火 B. 正火 C. 调质 D. 渗氮 15. 普通结构件最终热处理常用（） A. 退火 B. 正火 C. 淬火 D. 渗碳 16. 铸件锻件预处理常用（） A. 退火 B. 正火 C. 淬火 D. 回火 17. 下列硬度最高的是（） A. 退火 B. 正火 C. 淬火 D. 回火 18. 弹簧常用（） A. 低温回火 B. 中温回火 C. 高温回火 D. 退火 19. 精密零件耐磨耐蚀且变形小，用（） A. 渗碳 B. 渗氮 C. 淬火 D. 正火 20. 淬火常用冷却介质是（） A. 水、油 B. 空气 C. 炉内 D. 保温箱 2、 多项选择题 1. 退火的目的有（） A. 降低硬度 B. 消除应力 C. 细化晶粒 D. 提高脆性 2. 正火的目的有（） A. 细化晶粒 B. 改善切削性 C. 提高性能 D. 消除网状渗碳体 3. 淬火的目的有（） A. 提高硬度 B. 提高强度 C. 提高耐磨性 D. 降低应力 4. 回火的目的有（） A. 消除应力 B. 稳定尺寸 C. 调整韧性 D. 提高硬度 5. 低温回火的应用有（） A. 刀具 B. 模具 C. 轴承 D. 弹簧 6. 中温回火的应用有（） A. 弹簧 B. 弹片 C. 锻模 D. 轴 7. 高温回火的应用有（） A. 轴 B. 连杆 C. 齿轮 D. 刀具 8. 表面淬火的优点有（） A. 表面硬 B. 心部韧 C. 变形小 D. 成本低 9. 渗碳的应用有（） A. 齿轮 B. 活塞销 C. 曲轴 D. 刀具 10. 渗氮的优点有（） A. 变形小 B. 硬度高 C. 耐磨 D. 耐蚀 11. 碳氮共渗的特点有（） A. 效率高 B. 变形小 C. 表面性能好 D. 适用于低碳钢 12. 退火与正火的区别有（） A. 冷却速度 B. 硬度 C. 应用场景 D. 加热温度 13. 下列需要淬火 + 回火的有（） A. 齿轮 B. 轴 C. 刀具 D. 弹簧 14. 热处理能改善的性能有（） A. 硬度 B. 强度 C. 韧性 D. 耐磨性 15. 下列属于热处理应用的零件有（） A. 齿轮 B. 轴 C. 刀具 D. 模具 3、 填空题 1. 退火可____硬度，改善切削加工性。 2. 正火是在____中冷却，效率比退火高。 3. 淬火可显著提高钢的____、强度和耐磨性。 4. 回火可消除淬火____，稳定工件尺寸。 5. 淬火 + 高温回火称为____处理。 6. 低温回火获得高硬度和____性。 7. 中温回火获得良好的____性。 8. 高温回火获得良好的____性能。 9. 表面淬火使表面____、心部____。 10. 渗碳适用于____碳钢，提高表面硬度。 11. 渗氮变形____，硬度高、耐磨性好。 12. 碳氮共渗兼具____和____的优点。 13. 铸件、锻件常用____做预备热处理。 14. 弹簧一般采用淬火 +____回火。 15. 热处理通过改变____来改变钢的性能。 四、简答题 1. 简述退火的目的、工艺与应用。 2. 简述正火的目的、工艺与应用。 3. 什么是调质处理？说明其目的与应用。 4. 简述低温、中温、高温回火的温度范围与应用。 5. 对比表面淬火与化学热处理的目的、工艺、应用。 【答案】 1、 单项选择题 1.B 2.A 3.B 4.C 5.C 6.C 7.A 8.B 9.C 10.A11.B 12.B 13.A 14.C 15.B 16.A 17.C 18.B 19.B 20.A 2、 多项选择题 1.ABC 2.ABCD 3.ABC 4.ABC 5.ABC6.ABC 7.ABC 8.ABCD 9.ABC 10.ABCD11.ABCD 12.ABC 13.ABCD 14.ABCD 15.ABCD 三、填空题 1. 降低 2. 空气 3. 硬度 4. 内应力 5. 调质 6. 耐磨 7. 弹 8. 综合力学 9. 硬；韧 10. 低 11. 小 12. 渗碳；渗氮 13. 退火 14. 中温 15. 组织 四、简答题 1. 目的：降低硬度、改善切削性，消除内应力，细化晶粒。工艺：加热保温后随炉慢冷。应用：铸锻焊件预处理。 2. 目的：细化晶粒、提高性能，消除网状渗碳体，改善切削性。工艺：加热保温后空冷。应用：普通结构件最终热处理。 3. 调质 = 淬火 + 高温回火。目的：获得强度、塑性、韧性良好匹配的综合力学性能。应用：轴、连杆、齿轮等重要结构件。 4. 低温回火 150~250℃，用于刀具、模具；中温回火 350~500℃，用于弹簧、弹片；高温回火 500~650℃，用于轴类调质。 5. 表面淬火：快速加热表面淬火，不改变化学成分，用于一般耐磨件；化学热处理：渗入元素改变表层成分，用于高精度、高耐磨、耐蚀件。 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 学科网（北京）股份有限公司 $