第10练 钢的热处理基础 广西壮族自治区（对口招生）《金属材料与热处理》（科学版·第二版） 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，精心编制了广西壮族自治区（对口招生）《金属材料与热处理》（科学版·第二版）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。 本卷是广西壮族自治区（对口招生）《金属材料与热处理》（科学版·第二版）一课一练的第10练，内容为：钢在加热、冷却过程中的组织转变及热处理基本概念。 广西壮族自治区（对口招生）一课一练 《金属材料与热处理》（科学版·第二版） 第10练 钢的热处理基础 一、单项选择题 1. 对于需要提高材料的韧性而又不能影响其硬度的情况，通常采用的热处理方法是（ ） A. 回火处理 B. 淬火处理 C. 固溶处理 D. 正火处理 2. 下列选项中，属于中温回火的加热温度范围的是（ ） A. 200℃～300℃ B. 150℃～450℃ C. 350℃～500℃ D. 500℃～650℃ 3. 淬火是将工件加热到一定温度，保温一段时间，然后采用_____冷却。（ ） A. 随炉冷却 B. 在风中冷却 C. 在空气中冷却 D. 快速冷却 4. 使淬火钢具有较高的弹性极限、屈服强度和适当的韧性，应选择的回火温度为（ ） A. 350～500℃ B. 500～650℃ C. 840～1000℃ D. 150～250℃ 5. 钢的热稳定性越好，则其（ ） A. 硬度越好 B. 组织均匀 C. 回火稳定性越好 D. 强度越好 二、填空题 6. 淬火过程中，影响冷却速率的主要因素是______。 7. 经过淬火处理后的金属硬度高但韧性差，为了改善这种情况，通常采取______处理。 8. 淬火是一种提高金属材料______和______的热处理方法。 9. 淬火是将钢加热到适当温度，保持一定时间，然后______的热处理工艺。最常见的有水冷淬火、油冷淬火等。 三、综合应用题 10. 某热处理车间对一根直径为30 mm的45钢传动轴进行淬火处理。该钢材的临界温度 Ac3 为780 ℃，工艺卡规定淬火加热温度为 Ac3 以上30～50 ℃，有效厚度每10 mm保温1 min，另加10 min。轴件加热至工艺温度后，在5 min内由820 ℃冷却至60 ℃；该批材料形成马氏体所需的临界冷却速度为100 ℃/min。试回答：（1）计算该传动轴合理的淬火加热温度范围和保温时间。（2）计算轴件的平均冷却速度，并判断其主要组织转变结果；若改用空冷，冷却速度约为20 ℃/min，比较两种冷却方式所得组织的主要差异。（3）淬火后的传动轴硬度较高但脆性较大，应采用何种后续热处理措施？说明其主要作用。 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 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，精心编制了广西壮族自治区（对口招生）《金属材料与热处理》（科学版·第二版）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。 本卷是广西壮族自治区（对口招生）《金属材料与热处理》（科学版·第二版）一课一练的第10练，内容为：钢在加热、冷却过程中的组织转变及热处理基本概念。 广西壮族自治区（对口招生）一课一练 《金属材料与热处理》（科学版·第二版） 第10练 钢的热处理基础 一、单项选择题 1. 对于需要提高材料的韧性而又不能影响其硬度的情况，通常采用的热处理方法是（ ） A. 回火处理 B. 淬火处理 C. 固溶处理 D. 正火处理 【答案】A 【解析】回火处理可以降低材料的硬度，提高韧性，适用于需要平衡硬度和韧性的情况。 2. 下列选项中，属于中温回火的加热温度范围的是（ ） A. 200℃～300℃ B. 150℃～450℃ C. 350℃～500℃ D. 500℃～650℃ 【答案】C 【解析】回火按温度通常分为低温回火、中温回火和高温回火。低温回火一般为150℃～250℃，中温回火一般为350℃～500℃，高温回火一般为500℃～650℃。因此，修正后的选项C为中温回火的加热温度范围。 3. 淬火是将工件加热到一定温度，保温一段时间，然后采用_____冷却。（ ） A. 随炉冷却 B. 在风中冷却 C. 在空气中冷却 D. 快速冷却 【答案】D 【解析】淬火是将钢加热到适当温度并保温后，以大于临界冷却速度快速冷却，使奥氏体转变为马氏体的热处理工艺。冷却介质可以是水、油、盐水或其他介质，因此不能将淬火限定为在水中冷却。 4. 使淬火钢具有较高的弹性极限、屈服强度和适当的韧性，应选择的回火温度为（ ） A. 350～500℃ B. 500～650℃ C. 840～1000℃ D. 150～250℃ 【答案】A 【解析】淬火钢在350℃～500℃进行中温回火，可获得回火屈氏体组织，具有较高的弹性极限和屈服强度，同时保持适当的韧性。因此应选A。 5. 钢的热稳定性越好，则其（ ） A. 硬度越好 B. 组织均匀 C. 回火稳定性越好 D. 强度越好 【答案】C 【解析】钢的热稳定性是指钢在受热或回火过程中保持原有组织和性能的能力。热稳定性越好，回火过程中硬度、强度等性能变化越小，说明其回火稳定性越好。因此应选C。 二、填空题 6. 淬火过程中，影响冷却速率的主要因素是______。 【答案】淬火介质 【解析】不同的淬火介质具有不同的冷却速率，因此是影响淬火效果的主要因素之一 7. 经过淬火处理后的金属硬度高但韧性差，为了改善这种情况，通常采取______处理。 【答案】回火 【解析】淬火后钢中形成的马氏体硬度和强度较高，但内应力较大、韧性较差。回火可使淬火马氏体发生分解，降低内应力和脆性，改善韧性。因此，淬火后通常进行回火处理。 8. 淬火是一种提高金属材料______和______的热处理方法。 【答案】① 硬度 ② 耐磨性 【解析】淬火后钢中形成高硬度的马氏体组织，从而提高钢的硬度和耐磨性。但淬火也会增大内应力并降低韧性，因此通常还需配合回火处理以改善综合性能。 9. 淬火是将钢加热到适当温度，保持一定时间，然后______的热处理工艺。最常见的有水冷淬火、油冷淬火等。 【答案】快速冷却 【解析】淬火是将钢加热到适当温度并保温一定时间后快速冷却的热处理工艺。只有冷却速度足够快，才能抑制奥氏体向珠光体等组织转变并获得马氏体。常用冷却介质包括水和油。 三、综合应用题 10. 某热处理车间对一根直径为30 mm的45钢传动轴进行淬火处理。该钢材的临界温度 Ac3 为780 ℃，工艺卡规定淬火加热温度为 Ac3 以上30～50 ℃，有效厚度每10 mm保温1 min，另加10 min。轴件加热至工艺温度后，在5 min内由820 ℃冷却至60 ℃；该批材料形成马氏体所需的临界冷却速度为100 ℃/min。试回答：（1）计算该传动轴合理的淬火加热温度范围和保温时间。（2）计算轴件的平均冷却速度，并判断其主要组织转变结果；若改用空冷，冷却速度约为20 ℃/min，比较两种冷却方式所得组织的主要差异。（3）淬火后的传动轴硬度较高但脆性较大，应采用何种后续热处理措施？说明其主要作用。 【答案】（1）淬火加热温度范围为810～830 ℃。保温时间：30÷10×1＋10＝13 min，因此保温时间为13 min。（2）平均冷却速度为（820－60）÷5＝152 ℃/min。因152 ℃/min大于临界冷却速度100 ℃/min，奥氏体主要转变为马氏体。空冷速度20 ℃/min，小于临界冷却速度，主要获得铁素体和珠光体组织，硬度低于油淬组织。（3）淬火后应进行适当温度的回火，如约550 ℃高温回火。回火可降低淬火应力和脆性，提高传动轴的韧性和尺寸稳定性，获得回火索氏体组织。 【解析】（1）淬火温度按 Ac3 以上30～50 ℃确定，保温时间按有效厚度计算。（2）冷却速度高于临界值时形成马氏体，低于临界值时主要形成铁素体和珠光体。（3）回火能降低淬火组织的脆性和内应力，使强度、硬度与韧性得到合理配合。 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 学科网（北京）股份有限公司 $