第12练 淬火 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12练，内容为：淬火工艺、冷却介质、缺陷与应用。 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12练 淬火 一、单项选择题 1. 钢件淬火处理后，通常可以显著提高其（ ） A. 导热性和导电性 B. 塑性和韧性 C. 强度和硬度 D. 尺寸稳定性和焊接性 【答案】C 【解析】淬火使钢件获得马氏体组织，从而显著提高强度和硬度，但塑性和韧性通常会降低。 2. 对形状简单、尺寸较小的中碳钢零件进行淬火时，最常用的冷却介质是（ ） A. 炉内缓冷 B. 机油 C. 静止空气 D. 水 【答案】D 【解析】水的冷却能力较强，适用于形状简单、尺寸较小的中碳钢零件淬火。机油冷却速度较慢，静止空气和炉内缓冷不能满足这类钢件的淬火冷却要求。 3. 对于具有高碳含量的钢材，在热处理过程中应该采用以下哪种工艺？（ ） A. 回火 B. 淬火 C. 硬化 D. 固溶处理 【答案】B 【解析】高碳钢具有较高的硬度和脆性，通常需要通过淬火工艺进行处理。淬火可以快速冷却高碳钢，使其获得较高的硬度。 4. 钢件淬火后硬度较高但脆性较大，为降低脆性并改善综合力学性能，淬火后应进行（ ） A. 退火处理 B. 回火处理 C. 正火处理 D. 渗碳处理 【答案】B 【解析】淬火后的钢件通常存在较大的内应力和脆性，回火可使组织和性能得到调整，降低脆性并改善韧性。 5. 下列选项中，属于单液淬火工艺特点的是（ ） A. 操作简单，易于实现机械化 B. 工件淬火应力小、变形小 C. 显著减小工件的变形、开裂，操作技术要求较高 D. 生产效率低，操作技术要求较高 【答案】A 【解析】单液淬火是将工件加热、保温后，直接投入一种淬火介质中冷却。其优点是操作简单、便于管理和实现机械化，生产过程易于控制。选项B所述淬火应力小、变形小以及选项C所述显著减小变形和开裂、操作技术要求较高，并非单液淬火的典型特点；选项D也不是单液淬火的主要工艺特点。因此，正确答案为A。 二、填空题 6. 常见的淬火介质有______、______和空气等。 【答案】① 水 ② 油 【解析】不同的淬火介质具有不同的冷却速度，适用于不同的材料和应用。 7. 淬火后的金属材料，其______和______会有所下降。 【答案】① 塑性 ② 韧性 【解析】淬火后，金属材料通常形成硬度和强度较高、但塑性和韧性较低的马氏体组织，同时会产生较大的内应力。因此，淬火后的金属材料，其塑性和韧性会有所下降。 8. 淬火是将钢加热到临界温度以上，保温后快速冷却，以获得主要组织______。 【答案】马氏体 【解析】钢件淬火时快速冷却，奥氏体转变为硬度较高的马氏体，因此淬火的主要目的之一是获得马氏体组织。 9. 淬火是一种热处理工艺，其目的是通过 ______ 冷却来提高钢材的硬度。 【答案】快速 【解析】淬火是通过快速冷却来实现的，这会使钢材内部形成马氏体结构，从而提高硬度。 三、综合应用题 10. 某齿轮厂对40Cr齿轮进行淬火处理。齿轮加热至850 ℃后保温，采用淬火油冷却。冷却曲线测得：工件从800 ℃冷却到500 ℃用时3.0 s，从500 ℃冷却到300 ℃用时5.0 s。工艺要求800～500 ℃区间的平均冷却速度不低于80 ℃/s，500～300 ℃区间的平均冷却速度控制在30～60 ℃/s。淬火后发现部分齿根出现裂纹，齿轮径向跳动为0.18 mm，而技术要求不超过0.08 mm。回答下列问题：（1）分别计算两个温度区间的平均冷却速度，并计算800～300 ℃区间的总平均冷却速度，判断冷却速度是否满足工艺要求。（2）比较水和淬火油作为冷却介质时的冷却能力与淬火应力，说明40Cr齿轮宜选用哪种冷却介质。（3）分析齿根裂纹和径向跳动超差的主要原因，并提出两项改进措施。 【答案】（1）800～500 ℃区间平均冷却速度：＝（800－500）/3.0＝100 ℃/s。500～300 ℃区间平均冷却速度：＝（500－300）/5.0＝40 ℃/s。800～300 ℃区间总平均冷却速度：v＝（800－300）/（3.0＋5.0）＝62.5 ℃/s。两个区间的冷却速度均满足工艺要求。（2）水的冷却能力强，淬火烈度大，容易产生较大的热应力和组织应力；淬火油的冷却速度较缓，淬火应力和变形较小。40Cr齿轮宜采用淬火油冷却。（3）齿根裂纹主要由冷却过急、齿根应力集中和淬火应力过大造成；径向跳动超差主要与冷却不均匀、装夹或摆放不当、组织转变引起的变形有关。可适当提高油温并控制搅拌强度，优化齿轮装炉和入油姿态；淬火后及时回火，必要时采用分级淬火或调整淬火油性能。 【解析】（1）平均冷却速度为温差除以时间，分别计算两个区间及总区间即可。计算结果表明，第一阶段达到100 ℃/s，第二阶段为40 ℃/s，均符合规定。（2）水冷却快但应力大，油冷却较缓且变形、开裂倾向较小，40Cr齿轮采用油冷却更合适。（3）裂纹和变形与冷却烈度过大、应力集中及冷却不均有关，应从控制油温、搅拌、装夹和及时回火等方面改进。 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12练，内容为：淬火工艺、冷却介质、缺陷与应用。 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12练 淬火 一、单项选择题 1. 钢件淬火处理后，通常可以显著提高其（ ） A. 导热性和导电性 B. 塑性和韧性 C. 强度和硬度 D. 尺寸稳定性和焊接性 2. 对形状简单、尺寸较小的中碳钢零件进行淬火时，最常用的冷却介质是（ ） A. 炉内缓冷 B. 机油 C. 静止空气 D. 水 3. 对于具有高碳含量的钢材，在热处理过程中应该采用以下哪种工艺？（ ） A. 回火 B. 淬火 C. 硬化 D. 固溶处理 4. 钢件淬火后硬度较高但脆性较大，为降低脆性并改善综合力学性能，淬火后应进行（ ） A. 退火处理 B. 回火处理 C. 正火处理 D. 渗碳处理 5. 下列选项中，属于单液淬火工艺特点的是（ ） A. 操作简单，易于实现机械化 B. 工件淬火应力小、变形小 C. 显著减小工件的变形、开裂，操作技术要求较高 D. 生产效率低，操作技术要求较高 二、填空题 6. 常见的淬火介质有______、______和空气等。 7. 淬火后的金属材料，其______和______会有所下降。 8. 淬火是将钢加热到临界温度以上，保温后快速冷却，以获得主要组织______。 9. 淬火是一种热处理工艺，其目的是通过 ______ 冷却来提高钢材的硬度。 三、综合应用题 10. 某齿轮厂对40Cr齿轮进行淬火处理。齿轮加热至850 ℃后保温，采用淬火油冷却。冷却曲线测得：工件从800 ℃冷却到500 ℃用时3.0 s，从500 ℃冷却到300 ℃用时5.0 s。工艺要求800～500 ℃区间的平均冷却速度不低于80 ℃/s，500～300 ℃区间的平均冷却速度控制在30～60 ℃/s。淬火后发现部分齿根出现裂纹，齿轮径向跳动为0.18 mm，而技术要求不超过0.08 mm。回答下列问题：（1）分别计算两个温度区间的平均冷却速度，并计算800～300 ℃区间的总平均冷却速度，判断冷却速度是否满足工艺要求。（2）比较水和淬火油作为冷却介质时的冷却能力与淬火应力，说明40Cr齿轮宜选用哪种冷却介质。（3）分析齿根裂纹和径向跳动超差的主要原因，并提出两项改进措施。 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 $