第16练 钢的热处理 山东省（春季高考）《机械基础知识》（高教版·第3版） 一课一练

编写说明：考虑到中职学生普遍基础知识相对薄弱的情况，我们依据支架式教学理念，精心编制了山东省（春季高考）《机械基础》（高教版·第3版）一课一练。专辑里的每一份练习，都与课堂所授知识点紧密相关，题目围绕课堂所学知识点呈现。目的在于激发学生的学习兴趣，培养他们的学习自觉性，帮助学生扎实掌握课程的基本概念与基本方法。 本卷是山东省（春季高考）《机械基础》（高教版·第3版）一课一练的第16练，内容为：钢的热处理。 山东省（春季高考）一课一练 《机械基础》（高教版·第3版） 第16练 第4章 材料与选用 第4节 钢的热处理 一、单项选择题 1. 用15钢制造的齿轮，要求包轮表面硬度高而心部具有良好的韧性，应采用___热处理（ ） A. 淬火+低温回火 B. 表面淬火+低温回火 C. 渗碳+淬火+低温回火 D. 渗碳+低温回火 2. 钢的化学热处理常用的方法是？（ ） A. 退火 B. 淬火 C. 回火 D. 渗氮 3. 用冷作模具钢制作金属成形的模具零件，粗加工前常用______作为预先热处理，以改善切削加工性能。（ ） A. 回火 B. 球化退火 C. 调质 D. 正火 4. 20Cr 渗碳的温度范围是_______℃。（ ） A. 700~750 B. 800~850 C. 900~950 D. 1000~1050 5. 钢的热处理过程中，为什么需要进行冷却？（ ） A. 增加硬度 B. 降低成本 C. 改变微观结构 D. 防止氧化 二、填空题 6. 退火是将组织偏离平衡状态的钢加热到适当温度，保温一定时间，然后______冷却，以获得接近______组织的热处理工艺。 7. 热处理能使钢的性能发生变化的根本原因是由于铁有______。 8. 根据加热方法不同，表面淬火可分为______和______等。 三、综合应用题 9. 材料为65工件1和材料为65Mn工件2，被加热到850℃，保温足够时间后，结合铁碳合金相图和等温转变曲线，试回答下列问题：（1）工件1以很慢的冷却速度冷却到800℃的组织是______，以很慢的冷却速度冷却到740℃的组织是______。（2）工件1、工件2以很快的冷却速度（如水冷）冷却到室温，获得马氏体组织多的工件是______，透性高的工件是______。（3）若再将工件1、2重新加热到 350℃~400℃，保温一段时间后，以很慢的冷却速度冷却到室温，此时工件1、工件2的组织为______，此时强度高的工件是______。 10. 某卧式车床主轴箱变速滑移齿轮，在工作中承载不大，受冲击不大，转动平稳，工作条件较好。加工工序大致为：下料一锻坯一粗加工（齿坯加工、滚齿）-精加工（剃齿）一精磨（磨齿）。（1）根据经验，从下列材料中为齿轮选择最合适的材料（45、40Cr、GCr15、1Cr13.20CrMnTi、W18Cr4V）。（2）若还要考虑热处理中提高淬透性，最合适的材料是哪一个？（3）在加工过程中，下料、锻坯后，为消除锻造应力、细化和均匀组织，为以后热处理作准备，要进行哪一种整体热处理？（4）齿轮粗加工之后，精加工之前，为了提高齿轮的心部综合力学性能，以承受较大的交变弯曲应力和一定的冲击载荷，应该还要进行什么热处理？（5）轮齿在精磨前为提高表面硬度，一般要进行表面感应淬火，为消除淬火应力，防止产生磨削裂纹，最后要对齿轮进行的热处理是什么？ 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 $ 编写说明：考虑到中职学生普遍基础知识相对薄弱的情况，我们依据支架式教学理念，精心编制了山东省（春季高考）《机械基础》（高教版·第3版）一课一练。专辑里的每一份练习，都与课堂所授知识点紧密相关，题目围绕课堂所学知识点呈现。目的在于激发学生的学习兴趣，培养他们的学习自觉性，帮助学生扎实掌握课程的基本概念与基本方法。 本卷是山东省（春季高考）《机械基础》（高教版·第3版）一课一练的第16练，内容为：钢的热处理。 山东省（春季高考）一课一练 《机械基础》（高教版·第3版） 第16练 第4章 材料与选用 第4节 钢的热处理 一、单项选择题 1. 用15钢制造的齿轮，要求包轮表面硬度高而心部具有良好的韧性，应采用___热处理（ ） A. 淬火+低温回火 B. 表面淬火+低温回火 C. 渗碳+淬火+低温回火 D. 渗碳+低温回火 【答案】C 【解析】15钢含碳量低，直接淬火后硬度和耐磨性难以满足齿轮表面要求。先进行渗碳，使齿轮表层增加碳含量，随后淬火可使表层获得高硬度马氏体；再进行低温回火，以降低淬火应力、稳定组织，同时保持表面高硬度。由于心部仍为低碳钢，具有良好的韧性。因此应采用渗碳+淬火+低温回火。 2. 钢的化学热处理常用的方法是？（ ） A. 退火 B. 淬火 C. 回火 D. 渗氮 【答案】D 【解析】渗氮是钢的化学热处理方法之一。 3. 用冷作模具钢制作金属成形的模具零件，粗加工前常用______作为预先热处理，以改善切削加工性能。（ ） A. 回火 B. 球化退火 C. 调质 D. 正火 【答案】B 【解析】冷作模具钢通常含碳量和合金元素较高，退火后组织中可能存在片状珠光体或网状碳化物，切削加工性能较差。球化退火可使碳化物呈球状或粒状分布，降低硬度和切削抗力，改善切削加工性能，并为后续淬火作好组织准备。因此粗加工前常采用球化退火。 4. 20Cr 渗碳的温度范围是_______℃。（ ） A. 700~750 B. 800~850 C. 900~950 D. 1000~1050 【答案】C 【解析】20Cr是低碳合金渗碳钢，渗碳通常在奥氏体区进行，常用温度约为900~950℃。在该温度范围内，碳原子能较快地向钢的表层扩散，使表面获得较高的含碳量和一定的渗层深度。因此选C。 5. 钢的热处理过程中，为什么需要进行冷却？（ ） A. 增加硬度 B. 降低成本 C. 改变微观结构 D. 防止氧化 【答案】C 【解析】钢在加热后处于高温组织状态，冷却过程中会因冷却速度不同发生不同的组织转变。通过控制冷却速度，可以获得珠光体、贝氏体、马氏体等不同组织，从而改变钢的硬度、强度、塑性和韧性。因此，热处理过程中需要进行冷却的主要目的是改变钢的微观结构。 二、填空题 6. 退火是将组织偏离平衡状态的钢加热到适当温度，保温一定时间，然后______冷却，以获得接近______组织的热处理工艺。 【答案】① 缓慢（随炉） ② 平衡状态 【解析】退火通常采用炉冷等缓慢冷却方式，使钢在冷却过程中接近平衡转变条件，获得接近平衡状态的组织。缓慢冷却有利于降低硬度、消除内应力、改善切削加工性能，并提高组织的均匀性。因此两处分别为“缓慢（随炉）”和“平衡状态”。 7. 热处理能使钢的性能发生变化的根本原因是由于铁有______。 【答案】同素异构转变 【解析】热处理之所以能使钢的性能发生变化，其根本原因是铁有同素异构转变，从而使钢在加热和冷却过程中，其内部组织结构变化。 8. 根据加热方法不同，表面淬火可分为______和______等。 【答案】① 火焰淬火 ② 感应淬火 【解析】表面淬火是利用快速、集中加热使工件表层奥氏体化，随后迅速冷却而获得硬化层。按加热方法不同，常见的表面淬火包括火焰淬火、感应淬火等，此外还可采用激光淬火等方法。因此两处可分别填“火焰淬火”和“感应淬火”。 三、综合应用题 9. 材料为65工件1和材料为65Mn工件2，被加热到850℃，保温足够时间后，结合铁碳合金相图和等温转变曲线，试回答下列问题：（1）工件1以很慢的冷却速度冷却到800℃的组织是______，以很慢的冷却速度冷却到740℃的组织是______。（2）工件1、工件2以很快的冷却速度（如水冷）冷却到室温，获得马氏体组织多的工件是______，透性高的工件是______。（3）若再将工件1、2重新加热到 350℃~400℃，保温一段时间后，以很慢的冷却速度冷却到室温，此时工件1、工件2的组织为______，此时强度高的工件是______。 【答案】（1）① A ② A+F （2）① 工件2 ② 工件2 （3）① 回火屈氏体 ② 工件2 【解析】65钢为接近共析成分的亚共析钢，加热到850℃并充分保温后获得奥氏体。缓慢冷却到800℃时，温度仍高于其临界温度，组织为奥氏体；继续缓慢冷却到740℃时，先析出铁素体，组织为奥氏体和铁素体，即A+F。65Mn中锰元素提高钢的淬透性，在相同快速冷却条件下，工件2更容易使较深部位也发生马氏体转变，因此获得的马氏体较多且淬透性较高。两种钢在350℃~400℃回火后均主要获得回火屈氏体；由于65Mn的合金化作用，其强度高于65钢，所以工件2强度较高。 10. 某卧式车床主轴箱变速滑移齿轮，在工作中承载不大，受冲击不大，转动平稳，工作条件较好。加工工序大致为：下料一锻坯一粗加工（齿坯加工、滚齿）-精加工（剃齿）一精磨（磨齿）。（1）根据经验，从下列材料中为齿轮选择最合适的材料（45、40Cr、GCr15、1Cr13.20CrMnTi、W18Cr4V）。（2）若还要考虑热处理中提高淬透性，最合适的材料是哪一个？（3）在加工过程中，下料、锻坯后，为消除锻造应力、细化和均匀组织，为以后热处理作准备，要进行哪一种整体热处理？（4）齿轮粗加工之后，精加工之前，为了提高齿轮的心部综合力学性能，以承受较大的交变弯曲应力和一定的冲击载荷，应该还要进行什么热处理？（5）轮齿在精磨前为提高表面硬度，一般要进行表面感应淬火，为消除淬火应力，防止产生磨削裂纹，最后要对齿轮进行的热处理是什么？ 【答案】（1）45；（2）40Cr；（3）正火；（4）调质（淬火+高温回火）；（5）低温回火 【解析】该齿轮承载不大、冲击不大且工作平稳，选用45钢即可满足使用要求，且经济性较好。若还要提高淬透性，应选用含铬的40Cr，因为铬能提高钢的淬透性。锻造后进行正火，可消除部分锻造应力、细化和均匀组织，并为后续热处理作准备。粗加工后进行调质处理，即淬火加高温回火，可使齿轮心部获得回火索氏体，从而提高综合力学性能，以承受交变弯曲应力和一定冲击载荷。精磨前进行感应淬火后，齿轮表面会产生淬火应力；随后进行低温回火，可降低淬火应力、稳定组织，并减少磨削裂纹的产生，同时保持较高的表面硬度。 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 $