第57练 钢的热处理（二） 江苏省（职教高考）《机械基础》（苏教版·凤凰职教） 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，精心编制了江苏省（职教高考）《机械基础》（苏教版·凤凰职教）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。 本卷是江苏省（职教高考）《机械基础》（苏教版·凤凰职教）一课一练的第57练，内容为：钢的表面热处理和化学热处理方法，以及热处理工艺选用。 江苏省（职教高考）一课一练 《机械基础》（苏教版·凤凰职教） 第57练 钢的热处理（二） 一、单项选择题 1. 淬火后的中碳钢齿轮进行低温回火，主要目的是（ ） A. 提高淬火钢的硬度和脆性 B. 减小淬火内应力并降低脆性 C. 使钢件获得粗大珠光体组织 D. 使钢件表面形成渗碳层 2. 下图所示箱体类零件，一般采用铸铁材料制造，但对承受负荷较大的减速箱箱体，常采用（ ）材料 A. 低合金高强度钢 B. 铸钢 C. 滑动轴承合金 D. 高级碳素工具钢 3. 将亚共析钢加热到临界温度以上，保温后在空气中冷却，这种热处理工艺称为（ ） A. 完全退火 B. 正火处理 C. 淬火处理 D. 回火处理 4. 低碳钢制造的齿轮要求表面耐磨、心部具有较好韧性，适宜采用的工艺是（ ） A. 渗碳后淬火并低温回火 B. 完全退火后高温回火 C. 正火处理后高温回火 D. 去应力退火后随炉冷却 二、多项选择题 5. 气体渗碳处理的主要目的是什么？请选择两项（ ） A. 降低钢的耐腐蚀性 B. 减小钢的硬度 C. 提高钢的耐磨性 D. 增加钢的表面硬度 6. 钢件淬火后进行回火，通常可以达到的效果有（ ） A. 降低淬火产生的内应力 B. 调整硬度与韧性的配合 C. 提高组织和尺寸的稳定性 D. 提高钢件中的碳元素含量 7. 退火处理对钢件性能和组织的影响通常包括（ ） A. 降低钢件硬度并改善切削性能 B. 消除铸造或焊接产生的内应力 C. 细化晶粒并使组织趋于均匀 D. 提高工件表面硬度并增强耐磨性 三、判断题 8. 与完全退火相比，正火的冷却速度较快，所得钢的组织通常较细，强度和硬度也较高。（ ） 9. 表面淬火主要改变工件表层的组织和性能，工件心部仍可保持原有的较好韧性。（ ） 四、综合应用题 10. 某机械厂生产传动轴，材料为45钢，要求轴的表面具有较高硬度和耐磨性，心部保持较好的韧性。采用感应加热表面淬火，轴的外径为50 mm，有效硬化层深度为2 mm，轴长为300 mm。计算时忽略轴两端端面硬化层，取π＝3.14，钢的密度为7.85×103 kg/，比热容为0.46 kJ/（kg·℃），表面层由20 ℃加热至850 ℃，感应加热总效率为75%。（1）求有效硬化层的体积、质量以及理论所需的输入电能。（2）说明该传动轴选用感应加热表面淬火而不采用渗碳处理的主要理由。（3）若淬火后表面硬度合格但出现淬火裂纹，应采取哪些改进措施？ 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 $ 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，精心编制了江苏省（职教高考）《机械基础》（苏教版·凤凰职教）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。 本卷是江苏省（职教高考）《机械基础》（苏教版·凤凰职教）一课一练的第57练，内容为：钢的表面热处理和化学热处理方法，以及热处理工艺选用。 江苏省（职教高考）一课一练 《机械基础》（苏教版·凤凰职教） 第57练 钢的热处理（二） 一、单项选择题 1. 淬火后的中碳钢齿轮进行低温回火，主要目的是（ ） A. 提高淬火钢的硬度和脆性 B. 减小淬火内应力并降低脆性 C. 使钢件获得粗大珠光体组织 D. 使钢件表面形成渗碳层 【答案】B 【解析】低温回火能够减小淬火产生的内应力，降低淬火钢的脆性，同时基本保持较高的硬度。形成渗碳层属于化学热处理，获得粗大珠光体不是低温回火的目的。 2. 下图所示箱体类零件，一般采用铸铁材料制造，但对承受负荷较大的减速箱箱体，常采用（ ）材料 A. 低合金高强度钢 B. 铸钢 C. 滑动轴承合金 D. 高级碳素工具钢 【答案】B 【解析】铸钢用于制造受冲击载荷作用的复杂形状件。 3. 将亚共析钢加热到临界温度以上，保温后在空气中冷却，这种热处理工艺称为（ ） A. 完全退火 B. 正火处理 C. 淬火处理 D. 回火处理 【答案】B 【解析】正火是将钢加热到临界温度以上，保温后在空气中冷却的热处理工艺。完全退火通常采用炉内缓冷，淬火采用快速冷却，回火则是在淬火后再次加热。 4. 低碳钢制造的齿轮要求表面耐磨、心部具有较好韧性，适宜采用的工艺是（ ） A. 渗碳后淬火并低温回火 B. 完全退火后高温回火 C. 正火处理后高温回火 D. 去应力退火后随炉冷却 【答案】A 【解析】渗碳可提高低碳钢表层的含碳量，随后淬火和低温回火可使表层获得高硬度，同时保留低碳钢心部的良好韧性。其他工艺不能形成表硬里韧的性能特点。 二、多项选择题 5. 气体渗碳处理的主要目的是什么？请选择两项（ ） A. 降低钢的耐腐蚀性 B. 减小钢的硬度 C. 提高钢的耐磨性 D. 增加钢的表面硬度 【答案】CD 【解析】气体渗碳是向钢的表层渗入碳元素，使表层含碳量提高；经淬火等后续处理后，可显著提高钢的表面硬度和耐磨性，同时心部仍保持较好的韧性。因此选C、D。 6. 钢件淬火后进行回火，通常可以达到的效果有（ ） A. 降低淬火产生的内应力 B. 调整硬度与韧性的配合 C. 提高组织和尺寸的稳定性 D. 提高钢件中的碳元素含量 【答案】ABC 【解析】回火能够消除或减小淬火内应力，按照使用要求调整钢的硬度和韧性，并提高组织与尺寸的稳定性。回火不会改变钢件的化学成分，因此不能提高其中的碳含量。 7. 退火处理对钢件性能和组织的影响通常包括（ ） A. 降低钢件硬度并改善切削性能 B. 消除铸造或焊接产生的内应力 C. 细化晶粒并使组织趋于均匀 D. 提高工件表面硬度并增强耐磨性 【答案】ABC 【解析】退火一般采用较慢的冷却方式，可降低钢件硬度、改善切削加工性能，消除内应力，并使组织均匀化。提高表面硬度和耐磨性主要是表面热处理或化学热处理的作用。 三、判断题 8. 与完全退火相比，正火的冷却速度较快，所得钢的组织通常较细，强度和硬度也较高。（ ） 【答案】正确 【解析】正火在空气中冷却，冷却速度通常快于完全退火，因此所得组织较细，钢的强度和硬度一般高于完全退火状态。两种工艺的主要区别在于冷却方式不同。 9. 表面淬火主要改变工件表层的组织和性能，工件心部仍可保持原有的较好韧性。（ ） 【答案】正确 【解析】表面淬火使工件表层快速加热并冷却，表层获得较高硬度和耐磨性，而心部未被充分加热，通常仍保持较好的韧性。该工艺适用于要求表面耐磨而心部承受冲击的零件。 四、综合应用题 10. 某机械厂生产传动轴，材料为45钢，要求轴的表面具有较高硬度和耐磨性，心部保持较好的韧性。采用感应加热表面淬火，轴的外径为50 mm，有效硬化层深度为2 mm，轴长为300 mm。计算时忽略轴两端端面硬化层，取π＝3.14，钢的密度为7.85×103 kg/，比热容为0.46 kJ/（kg·℃），表面层由20 ℃加热至850 ℃，感应加热总效率为75%。（1）求有效硬化层的体积、质量以及理论所需的输入电能。（2）说明该传动轴选用感应加热表面淬火而不采用渗碳处理的主要理由。（3）若淬火后表面硬度合格但出现淬火裂纹，应采取哪些改进措施？ 【答案】（1）有效硬化层内径为50－2×2＝46 mm＝0.046 m。体积：V＝π（－）L÷4＝3.14×（0.052－0.0462）×0.3÷4＝9.05×10-5 。质量：m＝ρV＝7.85×103×9.05×10-5＝0.710 kg。理论吸收热量：Q＝mc（850－20）＝0.710×0.46×830＝271.3 kJ。输入电能：W＝Q÷η＝271.3÷0.75＝361.7 kJ。（2）45钢属于中碳钢，适合通过表面淬火提高表面硬度，同时保留较好的心部韧性；渗碳主要适用于低碳钢或低碳合金钢。（3）淬火后及时进行低温回火，降低淬火应力；适当降低加热温度或缩短加热时间，并调整冷却介质和冷却速度，避免冷却过急。 【解析】硬化层内径d=50-2×2=46 mm。V=π(，m=ρV=0.710 kg；温升ΔT=830℃，Q=mcΔT=271.3 kJ，输入电能W=Q/0.75=361.7 kJ。45钢为中碳钢，感应淬火可表面硬化并保留心部韧性，较适合；裂纹时应及时低温回火，降低加热温度或缩短时间，调整淬火介质和冷却速度，改善加热均匀性。 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 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $