四川省（对口招生）智能制造类 《金属加工与实训》项目一任务六 45分钟专题训练卷

四川省（对口招生）智能制造类《金属加工与实训》45分钟专题训练卷专辑，共158份试卷。试卷命题与高考紧密相关，精选具有代表性和典型性的高考常考题。旨在帮助学生系统地复习和巩固智能制造类理论知识，熟悉高考题型和命题规律，提高解题能力和应试技巧，为高考取得优异成绩打下坚实的基础，本训练卷适用于即将参加智能制造类高考的学生。 与本专辑配套的还有四川省对口招生考试《机械制图》《机械基础》45分钟专题训练卷专辑，欢迎同学和老师们下载使用。 四川省（对口招生）智能制造类 《金属加工与实训》 项目一：金属材料及热处理 任务六：退火与正火 时间：45分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共16小题，每题3分，共48分） 1. 下列选项中，只能采用球化退火的是（ ） A. 中碳钢锻件 B. 低合金钢锻件 C. 中碳钢铸件 D. 高碳钢锻件 2. 均匀化退火的加热温度范围是_____两类。（ ） A. （30～50）℃ B. （30～50）℃ C. （100～200）℃ D. （100～200）℃ 3. 某种钢经过退火处理后，硬度较低，但韧性和可塑性提高，以下哪项是该钢经过退火处理的组织结构？（ ） A. 铁素体 B. 珠光体 C. 贝氏体 D. 马氏体 4. 完全退火的加热温度为（ ） A. A以上30～50℃ B. A以下30～50℃ C. 以上30～50℃ D. 以下30～50℃ 5. 某中碳钢锻件在加工前需降低硬度、改善切削性能，宜采用的热处理工艺是（ ） A. 完全退火处理 B. 低温回火处理 C. 油冷淬火处理 D. 表面渗碳处理 6. 钢件经正火处理后，其冷却方式通常是（ ） A. 随炉缓慢冷却 B. 置于空气中冷却 C. 浸入油中冷却 D. 浸入水中冷却 7. 对有严重网状碳化物的钢件，球化退火前应先进行_____消除网状碳化物。（ ） A. 正火 B. 均匀化退火 C. 淬火 D. 完全退 8. 为消除低碳钢冷变形后产生的加工硬化，并恢复较好的塑性，可采用（ ） A. 去应力退火 B. 再结晶退火 C. 球化退火 D. 扩散退火 9. 某中碳钢零件经锻造后晶粒较粗，希望细化晶粒并改善力学性能，较适宜采用（ ） A. 完全退火工艺 B. 正火处理工艺 C. 低温回火工艺 D. 时效处理工艺 10. 与正火相比，退火后钢件通常具有的组织特点是（ ） A. 晶粒相对细小 B. 硬度相对较低 C. 强度相对较高 D. 冷却速度较快 11. 热处理工艺中，下列哪个步骤可以减少材料的内部应力？（ ） A. 淬火 B. 正火 C. 回火 D. 加热 12. 铸钢件冷却后存在较大的内应力，为防止后续机械加工时发生变形，可优先进行（ ） A. 去应力退火 B. 完全退火 C. 球化退火 D. 正火处理 13. 高碳工具钢制造切削工具前，为降低硬度并使碳化物分布更均匀，宜采用（ ） A. 完全退火处理 B. 球化退火处理 C. 正火处理工艺 D. 扩散退火处理 14. 某焊接结构件焊后需要降低焊接残余应力，但不要求显著改变原有组织，应采用（ ） A. 完全退火工艺 B. 去应力退火 C. 正火处理工艺 D. 球化退火工艺 15. 下列关于退火与正火的叙述，正确的是（ ） A. 退火的冷却速度通常快于正火 B. 正火后的钢件硬度通常低于退火后 C. 退火与正火的加热温度通常相同 D. 正火的冷却速度通常快于退火 16. 某低碳钢锻件出现晶粒粗大现象，为细化晶粒并改善后续切削加工性能，宜采用的热处理工艺是（ ） A. 完全退火处理 B. 去应力退火处理 C. 正火处理 D. 球化退火处理 二、判断题（本大题共12小题，每题2分，共24分） 17. 球化退火适用于所有金属材料，无论其碳含量。（ ） 18. 将钢加热奥氏体化后，在空气中冷却的热处理工艺称为正火。（ ） 19. 对低碳钢进行正火处理，可以细化晶粒并改善其切削加工性能。（ ） 20. 完全退火适用于亚共析钢，其加热温度应高于上临界温度。（ ） 21. 正火后的冷却速度比完全退火慢，因此正火钢的硬度通常更低。（ ） 22. 某中碳钢锻件存在粗大晶粒，后续需要进行切削加工，采用正火处理可同时达到细化晶粒和改善加工性能的目的。（ ） 23. 去应力退火的主要目的是消除铸造、焊接或切削加工后工件内部的残余应力。（ ） 24. 球化退火可使高碳钢中的渗碳体呈球状分布，从而改善切削加工性能。（ ） 25. 为了获得尽可能软的组织，所有钢制零件都应优先采用正火处理。（ ） 26. 扩散退火常用于改善合金钢铸件中成分偏析较严重的组织不均匀现象。（ ） 27. 再结晶退火主要用于恢复冷变形金属的塑性，降低其加工硬化程度。（ ） 28. 钢件完成正火后立即放入水中冷却，仍属于正火工艺。（ ） 三、简答题（本大题共5小题，每题2分，共10分） 29. 什么是退火？简述其种类及应用。 30. 简述退火的基本工艺过程及其主要目的。 31. 比较退火与正火在冷却方式、组织性能和适用目的方面的主要区别。 32. 某低碳钢板经冷加工后出现硬度升高、塑性下降的现象。说明采用完全退火处理的主要作用。 33. 一批中碳钢锻件经锻造后晶粒较粗，组织不均匀，且需要为后续机械加工改善性能。说明采用正火处理的原因及预期效果。 四、综合应用题（本大题共3小题，共18分） 34.（4分）某机械制造企业加工一批45钢传动轴，锻造后准备进行完全退火。每根传动轴质量为12 kg，比热容取0.46 kJ/(kg·℃)，装炉温度为20℃，退火加热温度为850℃。炉料吸收热量占电炉输入热量的65%。（1）计算加热1根传动轴所需的理论热量及电炉实际输入热量。（2）判断该传动轴采用完全退火是否合适，并说明理由。（3）说明完全退火后传动轴组织和性能可能发生的变化。 35.（4分）某齿轮加工车间对一批45钢小齿轮进行正火处理。每件齿轮质量为3.5 kg，共装炉80件，比热容取0.48 kJ/(kg·℃)。齿轮由25℃加热到880℃，炉料吸收热量占加热炉输入热量的70%。（1）计算该批齿轮升温所需的理论热量及加热炉实际输入热量。（2）与完全退火相比，正火后的齿轮冷却速度较快，说明其硬度和强度的变化趋势。（3）若齿轮锻造后出现晶粒粗大、组织不均匀等现象，说明选择正火处理的主要作用。 36.（10分）某机械加工车间对两批45钢齿轮毛坯进行预备热处理。甲批采用退火工艺，加热至760℃后保温，随炉冷却；乙批采用正火工艺，加热至860℃后保温，在空气中冷却。每批毛坯质量均为24 kg，比热容取0.50 kJ/(kg·℃)，装炉初温均为20℃。退火炉热效率为70%，正火加热炉热效率为80%。 （1）分别计算甲批退火加热和乙批正火加热所需的理论热量。 （2）分别计算两批毛坯加热阶段的实际输入热量，并比较哪一批实际输入热量较大。 （3）若该齿轮毛坯后续主要进行切削加工，且要求尽量降低硬度、改善塑性，应选择哪种工艺，并说明理由。 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 $ 四川省（对口招生）智能制造类《金属加工与实训》45分钟专题训练卷专辑，共158份试卷。试卷命题与高考紧密相关，精选具有代表性和典型性的高考常考题。旨在帮助学生系统地复习和巩固智能制造类理论知识，熟悉高考题型和命题规律，提高解题能力和应试技巧，为高考取得优异成绩打下坚实的基础，本训练卷适用于即将参加智能制造类高考的学生。 与本专辑配套的还有四川省对口招生考试《机械制图》《机械基础》45分钟专题训练卷专辑，欢迎同学和老师们下载使用。 四川省（对口招生）智能制造类 《金属加工与实训》 项目一：金属材料及热处理 任务六：退火与正火 时间：45分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共16小题，每题3分，共48分） 1. 下列选项中，只能采用球化退火的是（ ） A. 中碳钢锻件 B. 低合金钢锻件 C. 中碳钢铸件 D. 高碳钢锻件 【答案】D 【解析】球化退火主要用于高碳钢和过共析钢，以获得球状珠光体，降低硬度并改善切削加工性能。高碳钢锻件通常采用球化退火。 2. 均匀化退火的加热温度范围是_____两类。（ ） A. （30～50）℃ B. （30～50）℃ C. （100～200）℃ D. （100～200）℃ 【答案】D 【解析】均匀化退火主要用于消除铸锭或铸件的成分偏析，加热温度通常较高，一般为以上100～200℃，故选D。 3. 某种钢经过退火处理后，硬度较低，但韧性和可塑性提高，以下哪项是该钢经过退火处理的组织结构？（ ） A. 铁素体 B. 珠光体 C. 贝氏体 D. 马氏体 【答案】A 【解析】铁素体是退火处理后形成的组织结构，其硬度相对较低，但韧性和可塑性提高。 4. 完全退火的加热温度为（ ） A. A以上30～50℃ B. A以下30～50℃ C. 以上30～50℃ D. 以下30～50℃ 【答案】C 【解析】完全退火适用于亚共析钢，其加热温度应高于临界点30～50℃，使钢充分奥氏体化后缓慢冷却，以获得较均匀的珠光体组织并降低硬度。 5. 某中碳钢锻件在加工前需降低硬度、改善切削性能，宜采用的热处理工艺是（ ） A. 完全退火处理 B. 低温回火处理 C. 油冷淬火处理 D. 表面渗碳处理 【答案】A 【解析】完全退火可降低中碳钢锻件的硬度，改善组织并提高切削加工性能，适用于加工前的预备热处理。 6. 钢件经正火处理后，其冷却方式通常是（ ） A. 随炉缓慢冷却 B. 置于空气中冷却 C. 浸入油中冷却 D. 浸入水中冷却 【答案】B 【解析】正火是将钢加热并保温后，从炉中取出在空气中冷却的热处理工艺。其冷却速度一般快于退火。 7. 对有严重网状碳化物的钢件，球化退火前应先进行_____消除网状碳化物。（ ） A. 正火 B. 均匀化退火 C. 淬火 D. 完全退 【答案】A 【解析】钢中存在严重网状碳化物时，应先进行正火，使网状碳化物得到改善或消除，再进行球化退火，以获得均匀的球状碳化物组织，故选A。 8. 为消除低碳钢冷变形后产生的加工硬化，并恢复较好的塑性，可采用（ ） A. 去应力退火 B. 再结晶退火 C. 球化退火 D. 扩散退火 【答案】B 【解析】低碳钢经冷变形后会产生加工硬化。进行再结晶退火可形成新的等轴晶粒，使塑性得到恢复。 9. 某中碳钢零件经锻造后晶粒较粗，希望细化晶粒并改善力学性能，较适宜采用（ ） A. 完全退火工艺 B. 正火处理工艺 C. 低温回火工艺 D. 时效处理工艺 【答案】B 【解析】正火的冷却速度比退火快，能够使锻造后较粗大的组织得到细化，并改善中碳钢的综合力学性能。 10. 与正火相比，退火后钢件通常具有的组织特点是（ ） A. 晶粒相对细小 B. 硬度相对较低 C. 强度相对较高 D. 冷却速度较快 【答案】B 【解析】退火一般采用炉冷，冷却速度较慢，得到的组织较粗，钢件硬度通常低于正火后的硬度。 11. 热处理工艺中，下列哪个步骤可以减少材料的内部应力？（ ） A. 淬火 B. 正火 C. 回火 D. 加热 【答案】C 【解析】回火可以减少材料的内部应力 12. 铸钢件冷却后存在较大的内应力，为防止后续机械加工时发生变形，可优先进行（ ） A. 去应力退火 B. 完全退火 C. 球化退火 D. 正火处理 【答案】A 【解析】去应力退火的主要作用是消除或降低铸造、焊接及冷加工产生的残余内应力，减少加工后的变形风险。 13. 高碳工具钢制造切削工具前，为降低硬度并使碳化物分布更均匀，宜采用（ ） A. 完全退火处理 B. 球化退火处理 C. 正火处理工艺 D. 扩散退火处理 【答案】B 【解析】球化退火可使高碳钢中的片状碳化物趋于球状化，降低硬度并改善切削加工性能，常用于工具钢加工前。 14. 某焊接结构件焊后需要降低焊接残余应力，但不要求显著改变原有组织，应采用（ ） A. 完全退火工艺 B. 去应力退火 C. 正火处理工艺 D. 球化退火工艺 【答案】B 【解析】焊接结构件焊后通常采用去应力退火，以降低残余应力并减小使用或加工过程中的变形和开裂倾向。 15. 下列关于退火与正火的叙述，正确的是（ ） A. 退火的冷却速度通常快于正火 B. 正火后的钢件硬度通常低于退火后 C. 退火与正火的加热温度通常相同 D. 正火的冷却速度通常快于退火 【答案】D 【解析】退火通常在炉内缓慢冷却，正火通常在空气中冷却，因此正火冷却速度较快，所得组织一般较细，硬度通常较高。 16. 某低碳钢锻件出现晶粒粗大现象，为细化晶粒并改善后续切削加工性能，宜采用的热处理工艺是（ ） A. 完全退火处理 B. 去应力退火处理 C. 正火处理 D. 球化退火处理 【答案】C 【解析】正火是将钢加热到适当温度并保温后在空气中冷却的工艺，可细化低碳钢锻件的晶粒，改善组织和切削加工性能。完全退火主要用于降低硬度和消除组织缺陷，球化退火主要适用于高碳钢和合金工具钢。 二、判断题（本大题共12小题，每题2分，共24分） 17. 球化退火适用于所有金属材料，无论其碳含量。（ ） 【答案】错误 【解析】球化退火通常适用于高碳钢或合金钢，以减少碳化物的影响，提高材料的加工性能。 18. 将钢加热奥氏体化后，在空气中冷却的热处理工艺称为正火。（ ） 【答案】正确 【解析】正火是将钢加热到奥氏体化温度以上，保温适当时间后在空气中冷却的热处理工艺。题干表述正确。 19. 对低碳钢进行正火处理，可以细化晶粒并改善其切削加工性能。（ ） 【答案】正确 【解析】低碳钢经正火后，组织较退火状态更细小均匀，硬度可适当提高，因而有利于改善切削加工性能。 20. 完全退火适用于亚共析钢，其加热温度应高于上临界温度。（ ） 【答案】正确 【解析】完全退火通常用于亚共析钢，加热到上临界温度以上并保温后缓慢冷却，可获得较软且组织较均匀的状态。 21. 正火后的冷却速度比完全退火慢，因此正火钢的硬度通常更低。（ ） 【答案】错误 【解析】正火是在空气中冷却，冷却速度通常快于完全退火的炉冷速度。正火后组织较细，钢的硬度和强度通常高于完全退火状态。 22. 某中碳钢锻件存在粗大晶粒，后续需要进行切削加工，采用正火处理可同时达到细化晶粒和改善加工性能的目的。（ ） 【答案】正确 【解析】正火能够消除锻造后形成的粗大组织并细化晶粒。对于中碳钢锻件，正火还可获得较适宜的硬度，便于后续切削加工。 23. 去应力退火的主要目的是消除铸造、焊接或切削加工后工件内部的残余应力。（ ） 【答案】正确 【解析】去应力退火采用较低温度加热并缓慢冷却，主要用于降低残余应力、减小工件变形或开裂风险，而不以改变组织为主要目的。 24. 球化退火可使高碳钢中的渗碳体呈球状分布，从而改善切削加工性能。（ ） 【答案】正确 【解析】球化退火可使片状或网状渗碳体逐步球化，降低高碳钢硬度并改善塑性和切削加工性能。 25. 为了获得尽可能软的组织，所有钢制零件都应优先采用正火处理。（ ） 【答案】错误 【解析】正火后的冷却速度较快，所得组织通常比退火状态更细且硬度更高。需要获得较低硬度和较好塑性时，应根据钢种和工艺要求选择合适的退火方法。 26. 扩散退火常用于改善合金钢铸件中成分偏析较严重的组织不均匀现象。（ ） 【答案】正确 【解析】扩散退火在较高温度下长时间保温，可促进合金元素扩散，减轻铸件的枝晶偏析和成分不均匀现象。 27. 再结晶退火主要用于恢复冷变形金属的塑性，降低其加工硬化程度。（ ） 【答案】正确 【解析】金属经过冷变形后会产生加工硬化。进行再结晶退火可形成新的等轴晶粒，恢复塑性并降低变形后的硬度和强度。 28. 钢件完成正火后立即放入水中冷却，仍属于正火工艺。（ ） 【答案】错误 【解析】正火的基本特征是在空气中冷却。将加热后的钢件放入水中快速冷却改变了冷却方式，不符合正火工艺要求。 三、简答题（本大题共5小题，每题2分，共10分） 29. 什么是退火？简述其种类及应用。 【答案】退火是将工件加热到临界点以上或在临界点以下某一温度保温一定时间后，以十分缓慢的冷却速度（炉冷、坑冷、灰冷）进行冷却的一种操作。 种类：完全退火、等温退火、球化退火、去应力退火等。 退火的应用: 主要用于消除铸件.锻件.焊接件.冷冲压件（或冷拔件）及机加工的残余内应力。 30. 简述退火的基本工艺过程及其主要目的。 【答案】（1）退火是将钢件加热到适当温度，保温一定时间后，随炉缓慢冷却的热处理工艺。 （2）退火可降低钢的硬度，改善切削加工性能。 （3）退火还能细化或改善组织，消除内应力，提高塑性和韧性。 【解析】退火的关键特征是加热、保温后缓慢冷却。其主要作用包括改善组织、降低硬度、消除内应力和改善后续加工性能。 31. 比较退火与正火在冷却方式、组织性能和适用目的方面的主要区别。 【答案】（1）冷却方式不同：退火通常采用随炉缓慢冷却，正火采用在空气中冷却。 （2）组织性能不同：正火后的组织通常比退火后更细，钢的强度和硬度较高，塑性相对较低。 （3）适用目的不同：退火主要用于降低硬度、消除内应力和改善加工性；正火主要用于细化晶粒、改善组织和提高零件的综合力学性能。 【解析】两种工艺都经历加热和保温，但冷却速度不同是其组织与性能差异的主要原因。比较时应对应说明冷却方式、所得性能和主要用途。 32. 某低碳钢板经冷加工后出现硬度升高、塑性下降的现象。说明采用完全退火处理的主要作用。 【答案】（1）完全退火可消除冷加工产生的残余内应力。 （2）完全退火可降低钢板硬度，恢复一定塑性，便于后续冲压或弯曲加工。 （3）完全退火可改善组织均匀性，减少继续加工时发生开裂的倾向。 【解析】冷加工会使钢材产生加工硬化和残余应力。采用完全退火后缓慢冷却，能够改善组织并恢复塑性，适合需要继续成形加工的钢板。 33. 一批中碳钢锻件经锻造后晶粒较粗，组织不均匀，且需要为后续机械加工改善性能。说明采用正火处理的原因及预期效果。 【答案】（1）正火可通过重新加热和空气冷却细化锻造后形成的粗大晶粒。 （2）正火可改善锻件组织不均匀的状况，使材料性能较为均匀。 （3）正火后钢的硬度和强度适当提高，并能改善切削加工性能，为后续加工或最终热处理创造条件。 【解析】锻造后的中碳钢可能存在粗大晶粒和组织不均匀问题。正火的冷却速度快于退火，能够获得较细的组织，并改善锻件的综合性能和加工性能。 四、综合应用题（本大题共3小题，共18分） 34.（4分）某机械制造企业加工一批45钢传动轴，锻造后准备进行完全退火。每根传动轴质量为12 kg，比热容取0.46 kJ/(kg·℃)，装炉温度为20℃，退火加热温度为850℃。炉料吸收热量占电炉输入热量的65%。（1）计算加热1根传动轴所需的理论热量及电炉实际输入热量。（2）判断该传动轴采用完全退火是否合适，并说明理由。（3）说明完全退火后传动轴组织和性能可能发生的变化。 【答案】（1）理论热量为：电炉实际输入热量为：（2）合适。45钢属于中碳钢，锻造后可采用完全退火消除内应力、细化组织并降低硬度，便于后续切削加工。（3）奥氏体在炉内缓慢冷却后形成较均匀的铁素体和珠光体组织，硬度降低，塑性提高，残余应力减小。 【解析】（1）先按质量、比热容和温差计算工件吸热量，再除以热效率求输入热量。（2）完全退火适用于中碳钢锻件的软化和改善切削性能。（3）缓冷使组织趋于平衡状态，可改善加工性能。 35.（4分）某齿轮加工车间对一批45钢小齿轮进行正火处理。每件齿轮质量为3.5 kg，共装炉80件，比热容取0.48 kJ/(kg·℃)。齿轮由25℃加热到880℃，炉料吸收热量占加热炉输入热量的70%。（1）计算该批齿轮升温所需的理论热量及加热炉实际输入热量。（2）与完全退火相比，正火后的齿轮冷却速度较快，说明其硬度和强度的变化趋势。（3）若齿轮锻造后出现晶粒粗大、组织不均匀等现象，说明选择正火处理的主要作用。 【答案】（1）齿轮总质量为：理论热量为：实际输入热量为：（2）正火后在空气中冷却，冷却速度快于完全退火，齿轮硬度和强度较完全退火后提高，塑性和韧性相对下降。（3）正火可细化晶粒、改善组织均匀性、消除部分内应力，并为后续淬火或切削加工提供较好的组织基础。 【解析】总质量280 kg，升温855℃，理论热量Q=mcΔT=280×0.48×855=114912 kJ；炉料吸热率70%，实际输入热量为114912÷0.70=164160 kJ。正火空冷较完全退火快，硬度、强度提高，塑性和韧性下降；并能细化晶粒、均匀组织、减小内应力。 36.（10分）某机械加工车间对两批45钢齿轮毛坯进行预备热处理。甲批采用退火工艺，加热至760℃后保温，随炉冷却；乙批采用正火工艺，加热至860℃后保温，在空气中冷却。每批毛坯质量均为24 kg，比热容取0.50 kJ/(kg·℃)，装炉初温均为20℃。退火炉热效率为70%，正火加热炉热效率为80%。 （1）分别计算甲批退火加热和乙批正火加热所需的理论热量。 （2）分别计算两批毛坯加热阶段的实际输入热量，并比较哪一批实际输入热量较大。 （3）若该齿轮毛坯后续主要进行切削加工，且要求尽量降低硬度、改善塑性，应选择哪种工艺，并说明理由。 【答案】（1）甲批退火加热的理论热量为：Q甲＝mcΔT＝24×0.50×（760－20）＝8880 kJ。 乙批正火加热的理论热量为：Q乙＝mcΔT＝24×0.50×（860－20）＝10080 kJ。 （2）甲批实际输入热量为：8880÷0.70＝12685.71 kJ。 乙批实际输入热量为：10080÷0.80＝12600 kJ。 甲批实际输入热量较大，约大85.71 kJ。 （3）应选择退火工艺。退火采用缓慢冷却，可较充分地降低45钢的硬度和残余应力，改善塑性及切削加工性能。 【解析】（1）两批毛坯的理论热量均按质量、比热容和温升相乘计算。 （2）实际输入热量应将理论热量除以相应炉子的热效率。虽然正火温度较高，但其加热炉热效率较高，因此实际输入热量略低。 （3）退火后的钢材硬度通常低于正火状态，更适合以改善切削加工性能为主要目的的预备热处理。 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 $