山东省（春季高考）交通运输类 《汽车机械基础》项目二任务二 45分钟专题训练卷

山东省（春季高考）交通运输类《汽车机械基础》45分钟专题训练卷专辑，共227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交通运输类理论知识，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交通运输类高考的学生。 与本专辑配套的还有山东省春季高考考试《汽车文化》《汽车电工电子基础》《汽车发动机构造与维修》《汽车底盘构造与维修》《汽车电气设备构造与维修》《汽车保养与维护》《新能源汽车》《汽车构造与拆装》45分钟专题训练卷专辑，欢迎同学和老师们下载使用。 山东省（春季高考）交通运输类 《汽车机械基础》 项目二：汽车常用金属材料 任务二：碳素钢 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20小题，每题2分，共40分） 1. 高碳钢（如T10A）制造汽车板簧需采用（ ） A. 完全退火降低硬度 B. 淬火+中温回火获得屈氏体 C. 正火细化晶粒 D. 渗碳提高表面硬度 【答案】B 【解析】高碳钢制造汽车板簧需具有较高的弹性和疲劳强度，通常采用淬火后中温回火，使组织获得屈氏体，以取得较高的弹性极限和韧性，故选B。 2. 汽车车身上需要冲压、焊接的普通加强支架，宜选用的碳素钢是（ ） A. Q235碳素结构钢 B. 45优质碳素结构钢 C. 65优质碳素结构钢 D. T8碳素工具钢 【答案】A 【解析】Q235属于碳素结构钢，塑性和焊接性能较好，适合制造承载要求不高的冲压、焊接车身支架。45钢、65钢和T8钢分别更适用于调质零件、弹性零件和工具。 3. 汽车车身中，应用最广泛的金属材料是（ ） A. 钢 B. 铝合金 C. 铜合金 D. 镁合金 【答案】A 4. 按钢中碳的质量分数分类，下列说法正确的是（ ） A. 含碳量不大于0.25%的钢属于低碳钢 B. 含碳量不大于0.25%的钢属于高碳钢 C. 含碳量为0.25%至0.60%的钢属于低碳钢 D. 含碳量大于0.60%的钢属于中碳钢 【答案】A 【解析】碳素钢通常按含碳量分为低碳钢、中碳钢和高碳钢，其中低碳钢的含碳量不大于0.25%。中碳钢的含碳量约为0.25%至0.60%，高碳钢的含碳量大于0.60%。 5. 制造需要冷镦成形并具有较好塑性的汽车铆钉，较合适的材料是（ ） A. 08钢，低碳优质碳素结构钢 B. 45钢，中碳优质碳素结构钢 C. 65钢，高碳优质碳素结构钢 D. T10钢，高碳碳素工具钢 【答案】A 【解析】08钢含碳量低，塑性好，便于冷镦和成形，适合制造铆钉等冷变形零件。45钢、65钢和T10钢的含碳量较高，塑性相对较差。 6. 优质碳素结构钢牌号“45”中的数字表示钢的平均含碳量约为（ ） A. 0.045% B. 0.40% C. 0.45% D. 0.80% 【答案】C 【解析】优质碳素结构钢牌号中的两位数字表示平均含碳量的万分数。45钢中的“45”表示其平均含碳量约为0.45%。 7. 汽车变速器齿轮通常采用的材料是（ ） A. 灰铸铁 B. 合金结构钢 C. 纯铝 D. 铜合金 【答案】B 8. 某汽车维修厂需制造一根承受中等载荷、要求具有较好综合力学性能的传动轴，采用调质处理时，较合适的碳素钢是（ ） A. 08钢，低碳优质碳素结构钢 B. 20钢，低碳优质碳素结构钢 C. 45钢，中碳优质碳素结构钢 D. T8钢，高碳碳素工具钢 【答案】C 【解析】45钢为中碳优质碳素结构钢，经调质处理后可获得较好的强度、塑性和韧性，常用于制造轴类零件。08钢和20钢含碳量较低，T8钢主要用于制造工具。 9. 碳素工具钢为获得较高硬度和耐磨性，其含碳量通常为（ ） A. 0.05%至0.25% B. 0.25%至0.45% C. 0.45%至0.60% D. 0.65%至1.35% 【答案】D 【解析】碳素工具钢通常含有较高的碳，以便经淬火后获得较高硬度和耐磨性，其含碳量一般在0.65%至1.35%之间。 10. 以下哪种材料具有较好的耐腐蚀性能（ ） A. 不锈钢 B. 铸铁 C. 铝合金 D. 碳钢 【答案】A 11. 采用65钢制造汽车一般弹簧并进行淬火、回火处理，主要是为了获得（ ） A. 较好的塑性和焊接性能 B. 较高的弹性和疲劳强度 C. 较高的切削和耐磨性能 D. 较好的耐蚀和耐热性能 【答案】B 【解析】65钢属于高碳优质碳素结构钢，经适当热处理后具有较高的弹性极限和疲劳强度，可用于制造一般弹簧。 12. 下列碳素钢中，适合经调质处理后制造汽车转向节臂等中等载荷零件的是（ ） A. 08钢 B. 20钢 C. 65钢 D. 45钢 【答案】D 【解析】45钢的含碳量适中，调质后具有较好的综合力学性能，适合制造承受中等载荷的轴、连杆和转向类零件。08钢和20钢含碳量较低，65钢更适合制造弹性零件。 13. 关于20钢和45钢的比较，下列说法正确的是（ ） A. 二者都属于优质碳素结构钢 B. 二者都属于高碳碳素工具钢 C. 20钢的含碳量高于45钢 D. 45钢的塑性明显高于20钢 【答案】A 【解析】20钢和45钢均为优质碳素结构钢，牌号数字分别表示平均含碳量约为0.20%和0.45%。20钢含碳量较低，塑性和焊接性通常优于45钢。 14. 下列材料中，常用于制造汽车发动机缸体的是（ ） A. 铸铁 B. 铝合金 C. 塑料 D. 不锈钢 【答案】A 15. 汽车发动机连杆要求具有较好的强度和韧性，采用锻造并进行调质处理时，较合适的碳素钢是（ ） A. 08钢 B. 45钢 C. 65钢 D. T10钢 【答案】B 【解析】45钢经锻造和调质处理后能够获得较好的强度与韧性配合，适合制造连杆等受交变载荷的机械零件。08钢强度较低，65钢主要用于弹簧，T10钢主要用于工具。 16. 碳素结构钢牌号Q235中的字母Q表示（ ） A. 钢材屈服强度的代号 B. 钢材抗拉强度的代号 C. 钢材平均含碳量代号 D. 钢材冲击韧性代号 【答案】A 【解析】碳素结构钢牌号中的字母Q表示屈服强度，数字235表示该钢材的屈服强度数值等级。其余选项所述内容均不是字母Q的含义。 17. 汽车发动机气缸体通常采用的材料是（ ） A. 灰铸铁 B. 低碳钢 C. 铝合金 D. 铜合金 【答案】A 18. 某维修企业将含碳量为0.20%和0.65%的两种碳素钢制成相同试样，并进行相同的正火处理。关于两种钢性能的判断，正确的是（ ） A. 0.20%钢硬度较高，0.65%钢塑性较差。 B. 0.65%钢塑性较好，0.20%钢焊接性较强。 C. 0.65%钢硬度较高，0.20%钢塑性较好。 D. 两种钢硬度相同，塑性也不随含碳量改变。 【答案】C 【解析】在相同热处理条件下，碳素钢的含碳量增大，硬度和强度通常提高，而塑性、韧性及焊接性能会下降。因此，0.65%钢的硬度较高，0.20%钢的塑性较好。 19. 牌号T10中的字母T表示（ ） A. 碳素工具钢 B. 碳素结构钢 C. 合金工具钢 D. 不锈耐热钢 【答案】A 【解析】T10是碳素工具钢的牌号，字母T表示碳素工具钢，数字10表示平均含碳量约为1.0%。该类钢经适当热处理后可获得较高硬度和耐磨性。 20. 牌号为45钢的材料，按碳素钢中碳质量分数分类，属于（ ） A. 低碳优质结构钢 B. 中碳优质结构钢 C. 高碳优质结构钢 D. 高碳碳素工具钢 【答案】B 【解析】45钢的平均碳质量分数约为0.45%，按含碳量分类属于中碳钢，同时属于优质碳素结构钢，常用于制造轴、连杆等受力零件。 二、计算题（本大题共2小题，每题5分，共10分） 21. 某汽车连杆毛坯用两种碳素钢配制而成，其中20钢80 kg，含碳量为0.20%；45钢120 kg，含碳量为0.45%。忽略熔炼过程中的碳烧损。（1）计算两种钢中碳的总质量。（2）计算配制后钢液的平均含碳量。（3）判断该钢属于哪类碳素钢。若毛坯锻造后需改善组织并提高切削加工性能，应采用何种热处理方法？ 【答案】（1）碳的总质量为。（2）平均含碳量为。（3）该钢属于中碳钢，应采用正火处理。 【解析】（1）20钢中碳的质量为；45钢中碳的质量为。因此，碳的总质量为。（2）钢液总质量为，平均含碳量为。（3）含碳量为0.35%，处于0.25%～0.60%的范围内，属于中碳钢。毛坯锻造后可采用正火处理，以细化晶粒、改善组织并提高切削加工性能。 22. 某汽车变速器齿轮采用20钢制造，齿坯近似为直径30 mm、长度100 mm的圆柱体。渗碳后，零件表面形成厚度为1.0 mm的均匀渗碳层，渗碳层平均含碳量为0.85%，心部含碳量仍为0.20%。钢的密度取，忽略体积变化。（1）计算该齿坯渗碳层的体积。（2）计算渗碳层中因渗碳增加的碳质量。（3）说明渗碳后通常应进行的热处理及其主要目的。 【答案】（1）渗碳层体积为。（2）渗碳层质量为。增加的碳质量为。（3）渗碳后通常进行淬火和低温回火，使齿面获得较高硬度和耐磨性，同时保持心部较好的韧性。 【解析】（1）单位换算后，外圆柱直径为、长度为。渗碳层厚度为，故心部直径为，心部长度为。渗碳层体积为 。（2）渗碳层质量为。渗碳前后该层的含碳量差为，因此增加的碳质量为。（3）渗碳后通常进行淬火和低温回火，使高碳表层获得高硬度和耐磨性，同时使低碳心部保持较好的韧性。 三、综合应用题（本大题共7小题，共50分） 23.（5分）某汽车维修企业需修复一批45钢转向节主销，主销直径为48 mm。工艺卡规定：淬火前升温时间按每毫米2.5 min计算，保温时间按每毫米1.0 min计算。主销要求表面具有较高耐磨性，芯部具有一定韧性。（1）计算单件主销从开始升温至保温结束所需的总时间，并换算为小时。（2）根据主销的使用要求，判断45钢主销宜采用何种热处理工艺。（3）说明热处理后进行低温回火的主要作用。 【答案】（1）升温时间为：。保温时间为：。总时间为：。（2）宜采用调质处理后进行表面感应淬火，再进行低温回火。（3）低温回火可降低淬火应力和脆性，稳定组织，同时保持主销表面的较高硬度和耐磨性。 【解析】（1）主销直径为。升温时间为；保温时间为。从开始升温至保温结束的总时间为，换算为小时为。（2）45钢为中碳钢。为获得耐磨表面和具有一定韧性的芯部，宜先进行调质处理以保证芯部综合力学性能，再进行表面感应淬火，随后进行低温回火。（3）低温回火可降低表面淬火产生的残余应力和脆性，减少开裂、变形倾向，稳定组织，并保持较高的表面硬度和耐磨性。 24.（5分）某汽车维修企业需加工一批传动轴，材料选用45钢。每根传动轴毛坯可近似看作直径为60 mm、长度为400 mm的实心圆柱体。已知45钢密度为7.85 g/cm3，按含碳量0.45%估算。（1）计算每根传动轴毛坯的体积、质量及其中碳元素的质量。（2）该传动轴在粗加工后，需要获得较高的强度和良好的韧性，应采用何种热处理工艺？（3）若传动轴淬火后不进行回火直接装车使用，可能产生什么问题？应如何改进？ 【答案】（1） 。。。（2）应采用调质处理，即淬火后进行高温回火。（3）直接使用会使传动轴硬度较高而韧性不足，残余应力较大，易发生脆断。应在淬火后及时进行高温回火，以获得较好的综合力学性能。 【解析】（1）将尺寸换算为厘米：，。毛坯体积为 。质量为。其中碳元素质量为。（2）45钢传动轴在粗加工后，为获得较高强度和良好韧性，应采用调质处理，即淬火后进行高温回火。（3）淬火后不回火直接使用，零件残余应力较大、脆性较高、韧性不足，服役中容易发生变形或脆断。应在淬火后及时进行高温回火，以降低应力和脆性，获得较好的综合力学性能。 25.（5分）某汽车维修企业需加工一批变速器换挡轴，材料选用45钢。换挡轴为中空圆柱体，外径为60 mm，内孔直径为20 mm，长度为300 mm。45钢的密度取，其碳的质量分数按0.45%计算。该换挡轴要求表面具有较高耐磨性，芯部具有一定韧性。（1）计算单根换挡轴的质量及其中碳元素的质量，结果保留两位小数。（2）为满足表面耐磨、芯部韧性的要求，应采用何种热处理方法？说明理由。（3）若热处理后发现换挡轴表面出现淬火裂纹，分析可能原因，并提出一项改进措施。 【答案】（1）换挡轴体积为 。换挡轴质量为。碳元素质量为。（2）应采用表面淬火后低温回火。45钢属于中碳钢，表面淬火可提高表层硬度和耐磨性，芯部仍能保持较好的强度和韧性。（3）可能原因是加热温度过高、冷却速度过快或工件存在尖角造成应力集中。可采用控制加热温度、选用适当冷却介质或对尖角进行圆角处理等措施。 【解析】体积V=π/4(602-202)×300=240000π mm3=753.98 cm3；质量m=7.85×753.98=5.92 kg，碳质量为5918.74×0.45%=26.63 g。选表面淬火后低温回火，表层耐磨、芯部有韧性。裂纹多因过热、冷却过快或尖角应力集中，可采用较缓和冷却介质。 26.（5分）汽车维修厂需用45钢加工一根传动轴毛坯。毛坯可近似看作直径为60 mm、长度为800 mm的实心圆柱体。已知45钢密度为7.85 g/cm3，碳质量分数按0.45%计算，加工余量和材料损耗忽略不计。 （1）计算该传动轴毛坯的体积和质量。 （2）计算该毛坯中碳元素的质量。 （3）说明45钢传动轴进行调质处理的主要目的。 【答案】（1）直径60 mm为6 cm，长度800 mm为80 cm。 毛坯体积为：。 毛坯质量为：，约为17.75 kg。 （2）碳元素质量为：，约为79.86 g。 （3）调质处理可使45钢获得较好的强度、塑性和韧性配合，提高传动轴承受扭转载荷和冲击载荷的能力。 【解析】（1）先将尺寸统一换算为cm，再按圆柱体体积公式计算体积，最后利用密度求质量。 （2）碳元素质量由毛坯总质量乘以碳质量分数求得。 （3）45钢常采用淬火后高温回火的调质处理，以满足传动轴对综合力学性能的要求。 27.（10分）某汽车零部件厂采用20钢制造小型活塞销。经工艺试验，有效渗碳层深度与渗碳时间的关系为：，式中的单位为mm，的单位为h。现要求有效渗碳层深度达到0.60 mm，渗碳前预热时间为1 h，渗碳后扩散时间为1 h。 （1）计算达到规定有效渗碳层深度所需的渗碳时间，以及预热、渗碳和扩散的总时间。 （2）渗碳后是否需要进行淬火和低温回火？说明理由。 （3）若活塞销表层硬度不足，可能造成哪些使用问题？写出两点。 【答案】（1）由得：。 渗碳时间为：。 总工艺时间为：。 （2）需要进行淬火和低温回火。渗碳主要提高表层碳含量，淬火后才能使表层获得高硬度组织；低温回火可降低淬火应力，并保持较高的表面硬度。 （3）表层硬度不足会降低活塞销的耐磨性，易使销与销座配合处磨损加剧；还会降低抗疲劳能力，长期工作时可能出现表面压痕、裂纹等问题。 【解析】（1）先根据有效渗碳层深度公式反求渗碳时间，再加上预热和扩散时间。 （2）20钢为低碳钢，渗碳后需通过淬火获得高硬度表层，低温回火用于减小内应力。 （3）活塞销与连杆衬套、活塞销座之间存在相对运动，表层硬度不足会直接影响其耐磨性和疲劳寿命。 28.（10分）某汽车车身修复作业需用08钢板冲制圆形加强垫片。每个垫片可近似看作外径120 mm、中心孔直径40 mm、厚度2 mm的圆环体。现需生产500个垫片，08钢密度为7.85 g/cm3，冲压过程的材料利用率为85%。 （1）计算500个成品垫片的理论总质量。 （2）计算实际至少需要准备多少千克08钢板材料。 （3）说明08钢适合冲制此类薄板零件的两项主要原因。 【答案】（1）外径120 mm为12 cm，内径40 mm为4 cm，厚度2 mm为0.2 cm。 单个垫片体积为：。 单个垫片质量为：。 500个成品垫片的理论总质量为：，约为78.88 kg。 （2）实际需准备材料质量为：。 （3）08钢含碳量低，塑性好，冲压时不易开裂；其焊接性能和冷成形性能较好，适合制造汽车薄板冲压件。 【解析】（1）垫片体积按圆环体计算，再根据密度求出单件质量和成品总质量。 （2）材料利用率为85%，应将成品理论质量除以利用率，得到实际备料质量。 （3）08钢属于低碳钢，具有良好的塑性和冷冲压性能，是汽车薄板冲压件常用材料。 29.（10分）某汽车配件厂采用65钢制造板簧钢片。单片钢片可近似看作长1000 mm、宽70 mm、厚8 mm的长方体。现需生产40片，65钢密度为7.85 g/cm3，碳质量分数按0.65%计算，材料损耗忽略不计。 （1）计算40片板簧钢片的总体积和总质量。 （2）计算40片钢片中碳元素的总质量。 （3）为使65钢板簧获得较好的弹性和疲劳强度，应采用何种最终热处理工艺？说明其作用。 【答案】（1）长1000 mm为100 cm，宽70 mm为7 cm，厚8 mm为0.8 cm。 单片钢片体积为：。 40片钢片总体积为：。 总质量为：，即175.84 kg。 （2）碳元素总质量为：，约为1.14 kg。 （3）应采用淬火和中温回火处理。淬火可提高65钢的强度和硬度，中温回火可使其获得较高的弹性极限和疲劳强度，同时降低淬火脆性。 【解析】（1）先将尺寸统一为cm，按长方体体积公式计算单片和总的体积，再由密度计算总质量。 （2）碳元素总质量等于65钢总质量乘以碳质量分数。 （3）65钢常用于弹簧零件，淬火后进行中温回火能够获得适合板簧工作的弹性和强度。 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 $ 山东省（春季高考）交通运输类《汽车机械基础》45分钟专题训练卷专辑，共227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交通运输类理论知识，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交通运输类高考的学生。 与本专辑配套的还有山东省春季高考考试《汽车文化》《汽车电工电子基础》《汽车发动机构造与维修》《汽车底盘构造与维修》《汽车电气设备构造与维修》《汽车保养与维护》《新能源汽车》《汽车构造与拆装》45分钟专题训练卷专辑，欢迎同学和老师们下载使用。 山东省（春季高考）交通运输类 《汽车机械基础》 项目二：汽车常用金属材料 任务二：碳素钢 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20小题，每题2分，共40分） 1. 高碳钢（如T10A）制造汽车板簧需采用（ ） A. 完全退火降低硬度 B. 淬火+中温回火获得屈氏体 C. 正火细化晶粒 D. 渗碳提高表面硬度 2. 汽车车身上需要冲压、焊接的普通加强支架，宜选用的碳素钢是（ ） A. Q235碳素结构钢 B. 45优质碳素结构钢 C. 65优质碳素结构钢 D. T8碳素工具钢 3. 汽车车身中，应用最广泛的金属材料是（ ） A. 钢 B. 铝合金 C. 铜合金 D. 镁合金 4. 按钢中碳的质量分数分类，下列说法正确的是（ ） A. 含碳量不大于0.25%的钢属于低碳钢 B. 含碳量不大于0.25%的钢属于高碳钢 C. 含碳量为0.25%至0.60%的钢属于低碳钢 D. 含碳量大于0.60%的钢属于中碳钢 5. 制造需要冷镦成形并具有较好塑性的汽车铆钉，较合适的材料是（ ） A. 08钢，低碳优质碳素结构钢 B. 45钢，中碳优质碳素结构钢 C. 65钢，高碳优质碳素结构钢 D. T10钢，高碳碳素工具钢 6. 优质碳素结构钢牌号“45”中的数字表示钢的平均含碳量约为（ ） A. 0.045% B. 0.40% C. 0.45% D. 0.80% 7. 汽车变速器齿轮通常采用的材料是（ ） A. 灰铸铁 B. 合金结构钢 C. 纯铝 D. 铜合金 8. 某汽车维修厂需制造一根承受中等载荷、要求具有较好综合力学性能的传动轴，采用调质处理时，较合适的碳素钢是（ ） A. 08钢，低碳优质碳素结构钢 B. 20钢，低碳优质碳素结构钢 C. 45钢，中碳优质碳素结构钢 D. T8钢，高碳碳素工具钢 9. 碳素工具钢为获得较高硬度和耐磨性，其含碳量通常为（ ） A. 0.05%至0.25% B. 0.25%至0.45% C. 0.45%至0.60% D. 0.65%至1.35% 10. 以下哪种材料具有较好的耐腐蚀性能（ ） A. 不锈钢 B. 铸铁 C. 铝合金 D. 碳钢 11. 采用65钢制造汽车一般弹簧并进行淬火、回火处理，主要是为了获得（ ） A. 较好的塑性和焊接性能 B. 较高的弹性和疲劳强度 C. 较高的切削和耐磨性能 D. 较好的耐蚀和耐热性能 12. 下列碳素钢中，适合经调质处理后制造汽车转向节臂等中等载荷零件的是（ ） A. 08钢 B. 20钢 C. 65钢 D. 45钢 13. 关于20钢和45钢的比较，下列说法正确的是（ ） A. 二者都属于优质碳素结构钢 B. 二者都属于高碳碳素工具钢 C. 20钢的含碳量高于45钢 D. 45钢的塑性明显高于20钢 14. 下列材料中，常用于制造汽车发动机缸体的是（ ） A. 铸铁 B. 铝合金 C. 塑料 D. 不锈钢 15. 汽车发动机连杆要求具有较好的强度和韧性，采用锻造并进行调质处理时，较合适的碳素钢是（ ） A. 08钢 B. 45钢 C. 65钢 D. T10钢 16. 碳素结构钢牌号Q235中的字母Q表示（ ） A. 钢材屈服强度的代号 B. 钢材抗拉强度的代号 C. 钢材平均含碳量代号 D. 钢材冲击韧性代号 17. 汽车发动机气缸体通常采用的材料是（ ） A. 灰铸铁 B. 低碳钢 C. 铝合金 D. 铜合金 18. 某维修企业将含碳量为0.20%和0.65%的两种碳素钢制成相同试样，并进行相同的正火处理。关于两种钢性能的判断，正确的是（ ） A. 0.20%钢硬度较高，0.65%钢塑性较差。 B. 0.65%钢塑性较好，0.20%钢焊接性较强。 C. 0.65%钢硬度较高，0.20%钢塑性较好。 D. 两种钢硬度相同，塑性也不随含碳量改变。 19. 牌号T10中的字母T表示（ ） A. 碳素工具钢 B. 碳素结构钢 C. 合金工具钢 D. 不锈耐热钢 20. 牌号为45钢的材料，按碳素钢中碳质量分数分类，属于（ ） A. 低碳优质结构钢 B. 中碳优质结构钢 C. 高碳优质结构钢 D. 高碳碳素工具钢 二、计算题（本大题共2小题，每题5分，共10分） 21. 某汽车连杆毛坯用两种碳素钢配制而成，其中20钢80 kg，含碳量为0.20%；45钢120 kg，含碳量为0.45%。忽略熔炼过程中的碳烧损。（1）计算两种钢中碳的总质量。（2）计算配制后钢液的平均含碳量。（3）判断该钢属于哪类碳素钢。若毛坯锻造后需改善组织并提高切削加工性能，应采用何种热处理方法？ 22. 某汽车变速器齿轮采用20钢制造，齿坯近似为直径30 mm、长度100 mm的圆柱体。渗碳后，零件表面形成厚度为1.0 mm的均匀渗碳层，渗碳层平均含碳量为0.85%，心部含碳量仍为0.20%。钢的密度取，忽略体积变化。（1）计算该齿坯渗碳层的体积。（2）计算渗碳层中因渗碳增加的碳质量。（3）说明渗碳后通常应进行的热处理及其主要目的。 三、综合应用题（本大题共7小题，共50分） 23.（5分）某汽车维修企业需修复一批45钢转向节主销，主销直径为48 mm。工艺卡规定：淬火前升温时间按每毫米2.5 min计算，保温时间按每毫米1.0 min计算。主销要求表面具有较高耐磨性，芯部具有一定韧性。（1）计算单件主销从开始升温至保温结束所需的总时间，并换算为小时。（2）根据主销的使用要求，判断45钢主销宜采用何种热处理工艺。（3）说明热处理后进行低温回火的主要作用。 24.（5分）某汽车维修企业需加工一批传动轴，材料选用45钢。每根传动轴毛坯可近似看作直径为60 mm、长度为400 mm的实心圆柱体。已知45钢密度为7.85 g/cm3，按含碳量0.45%估算。（1）计算每根传动轴毛坯的体积、质量及其中碳元素的质量。（2）该传动轴在粗加工后，需要获得较高的强度和良好的韧性，应采用何种热处理工艺？（3）若传动轴淬火后不进行回火直接装车使用，可能产生什么问题？应如何改进？ 25.（5分）某汽车维修企业需加工一批变速器换挡轴，材料选用45钢。换挡轴为中空圆柱体，外径为60 mm，内孔直径为20 mm，长度为300 mm。45钢的密度取，其碳的质量分数按0.45%计算。该换挡轴要求表面具有较高耐磨性，芯部具有一定韧性。（1）计算单根换挡轴的质量及其中碳元素的质量，结果保留两位小数。（2）为满足表面耐磨、芯部韧性的要求，应采用何种热处理方法？说明理由。（3）若热处理后发现换挡轴表面出现淬火裂纹，分析可能原因，并提出一项改进措施。 26.（5分）汽车维修厂需用45钢加工一根传动轴毛坯。毛坯可近似看作直径为60 mm、长度为800 mm的实心圆柱体。已知45钢密度为7.85 g/cm3，碳质量分数按0.45%计算，加工余量和材料损耗忽略不计。 （1）计算该传动轴毛坯的体积和质量。 （2）计算该毛坯中碳元素的质量。 （3）说明45钢传动轴进行调质处理的主要目的。 27.（10分）某汽车零部件厂采用20钢制造小型活塞销。经工艺试验，有效渗碳层深度与渗碳时间的关系为：，式中的单位为mm，的单位为h。现要求有效渗碳层深度达到0.60 mm，渗碳前预热时间为1 h，渗碳后扩散时间为1 h。 （1）计算达到规定有效渗碳层深度所需的渗碳时间，以及预热、渗碳和扩散的总时间。 （2）渗碳后是否需要进行淬火和低温回火？说明理由。 （3）若活塞销表层硬度不足，可能造成哪些使用问题？写出两点。 28.（10分）某汽车车身修复作业需用08钢板冲制圆形加强垫片。每个垫片可近似看作外径120 mm、中心孔直径40 mm、厚度2 mm的圆环体。现需生产500个垫片，08钢密度为7.85 g/cm3，冲压过程的材料利用率为85%。 （1）计算500个成品垫片的理论总质量。 （2）计算实际至少需要准备多少千克08钢板材料。 （3）说明08钢适合冲制此类薄板零件的两项主要原因。 29.（10分）某汽车配件厂采用65钢制造板簧钢片。单片钢片可近似看作长1000 mm、宽70 mm、厚8 mm的长方体。现需生产40片，65钢密度为7.85 g/cm3，碳质量分数按0.65%计算，材料损耗忽略不计。 （1）计算40片板簧钢片的总体积和总质量。 （2）计算40片钢片中碳元素的总质量。 （3）为使65钢板簧获得较好的弹性和疲劳强度，应采用何种最终热处理工艺？说明其作用。 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 $