山东省（春季高考）机械制造类 《金属加工基础》项目三任务一 45分钟专题训练卷

山东省（春季高考）机械制造类《金属加工基础》45分钟专题训练卷专辑，共220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机械制造类理论知识，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机械制造类高考的学生。 与本专辑配套的还有山东省春季高考考试《机械制图》《机械基础》《钳工加工技术》《极限配合与技术测量》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）机械制造类 《金属加工基础》 项目三：钢的热处理 任务一：热处理基础 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. 钢件经加热、保温和冷却，使其内部组织与性能发生改变的工艺称为（ ） A. 热处理 B. 铸造处理 C. 压力加工 D. 切削加工 【答案】A 【解析】热处理是在固态下通过加热、保温和冷却改变钢的组织与性能的工艺。 2. 热处理是指金属材料在（ ）。 A. 液态下熔炼、除渣、调整成分 B. 固态下加热、保温、冷却改变组织 C. 常温下锻压、拉伸、校正尺寸 D. 熔融状态浇注、凝固、形成零件 【答案】B 【解析】热处理是在固态下通过加热、保温和冷却改变金属内部组织，从而获得所需性能的工艺。 3. 对低碳钢进行退火处理的主要目的之一是（ ） A. 提高表面硬度 B. 改善切削加工性 C. 获得马氏体组织 D. 消除全部应力 【答案】B 【解析】退火可改善低碳钢组织、降低硬度并改善切削加工性；获得马氏体需淬火，提高表面硬度通常采用表面淬火，故选B。 4. 对钢进行热处理的主要目的，是（ ）。 A. 改变组织获得所需性能 B. 改变形状获得所需尺寸 C. 改变成分获得所需纯度 D. 改变质量获得所需重量 【答案】A 【解析】热处理通过改变钢的组织状态，使其硬度、强度、塑性、韧性等性能满足使用要求。 5. 钢件加热后随炉缓慢冷却，以降低硬度、改善组织的热处理方法是（ ） A. 淬火 B. 回火 C. 退火 D. 正火 【答案】C 【解析】退火的冷却速度较慢，通常采用随炉冷却，可降低硬度并改善组织。 6. 钢件进行退火处理时，常用的冷却方式是（ ）。 A. 在静止空气中冷却 B. 在流动水中快速冷却 C. 在炉内随炉缓慢冷却 D. 在冷油介质中冷却 【答案】C 【解析】退火后的钢件通常采用随炉缓慢冷却，以获得较软组织并降低内应力。 7. 某普通碳钢零件锻造后晶粒较粗，需细化晶粒并改善力学性能，宜采用（ ） A. 低温回火 B. 完全退火 C. 调质处理 D. 正火处理 【答案】D 【解析】正火可细化锻后粗大晶粒，改善钢的组织和综合力学性能。 8. 钢件正火处理后的常用冷却方式是（ ）。 A. 在炉内缓慢冷却 B. 在盐水介质中冷却 C. 在矿物油中冷却 D. 在空气介质中冷却 【答案】D 【解析】正火是将钢加热保温后在空气中冷却的热处理方法，冷却速度快于退火。 9. 钢件淬火的主要目的是获得（ ） A. 较高硬度 B. 良好塑性 C. 较低内应力 D. 稳定尺寸 【答案】A 【解析】淬火通过快速冷却获得马氏体组织，显著提高钢件的硬度和耐磨性。 10. 钢件淬火后进行低温回火，主要是为了（ ） A. 保持较高硬度并降低淬火应力 B. 降低硬度并改善切削性能 C. 细化铸态晶粒并均匀成分 D. 提高含碳量并增加渗层深度 【答案】A 【解析】低温回火可在保持较高硬度的同时，降低淬火内应力和脆性，适用于要求高硬度和耐磨性的钢件。 11. 淬火后的钢件通常应及时进行回火，其主要作用是（ ） A. 细化铸态晶粒 B. 降低淬火脆性 C. 提高渗碳深度 D. 消除加工余量 【答案】B 【解析】回火可降低淬火钢的脆性和残余应力，使其获得所需的综合力学性能。 12. 淬火钢件进行回火，主要是为了（ ）。 A. 降低脆性并稳定组织 B. 提高碳量并强化表层 C. 增大晶粒并提高塑性 D. 消除氧化并改善外观 【答案】A 【解析】回火能降低淬火钢的脆性和内应力，使组织趋于稳定，并改善综合力学性能。 13. 将淬火钢加热到 Ac1 以下某一温度保温后冷却的工艺称为（ ） A. 退火 B. 正火 C. 回火 D. 时效 【答案】C 【解析】回火是在淬火后进行的热处理，回火加热温度低于 Ac1。 14. 将45钢淬火后再进行高温回火的复合热处理称为（ ）。 A. 球化退火处理 B. 去应力退火处理 C. 调质热处理 D. 人工时效处理 【答案】C 【解析】调质处理由淬火和高温回火组成，可使45钢获得较高强度和较好韧性。 15. 精密量具在精加工前进行时效处理，主要是为了（ ） A. 提高切削速度 B. 增加渗层厚度 C. 获得马氏体组织 D. 稳定零件尺寸 【答案】D 【解析】时效处理可降低内应力，减少零件在存放和使用过程中的尺寸变化。 16. 精密量具在粗加工后进行长期放置或低温加热处理，其主要目的是（ ）。 A. 消除表面氧化皮 B. 提高表面渗碳层 C. 获得淬火马氏体 D. 稳定零件尺寸精度 【答案】D 【解析】时效处理可使零件内部残余应力逐渐消除或趋于稳定，减少后续加工和使用中的变形。 17. 一根 45 钢传动轴要求具有较高强度和较好韧性，粗加工后宜采用的热处理工艺是（ ） A. 完全退火 B. 调质处理 C. 低温回火 D. 去应力退火 【答案】B 【解析】调质是淬火后高温回火，可使 45 钢获得较好的强度、塑性和韧性配合。 18. 某45钢锻造毛坯组织较粗大，后续需获得较均匀组织和较好的力学性能，宜采用（ ）。 A. 采用正火改善组织状态 B. 采用退火降低材料硬度 C. 采用淬火提升表面硬度 D. 采用时效稳定零件尺寸 【答案】A 【解析】正火可细化晶粒、改善锻后粗大组织，并使钢的力学性能得到提高。 19. 某 40Cr 轴类零件要求心部具有较好韧性，轴颈表面具有较高耐磨性，且最终需磨削保证尺寸精度。较合理的工艺路线是（ ） A. 退火→粗加工→低温回火→磨削 B. 正火→精加工→高温回火→磨削 C. 淬火→粗加工→完全退火→磨削 D. 调质→精加工→表面淬火→低温回火→磨削 【答案】D 【解析】调质保证心部综合性能，表面淬火提高轴颈硬度，低温回火可降低脆性，最后磨削保证精度。 20. 某45钢传动轴淬火后未经回火即投入使用，运行中出现硬度偏高、脆性断裂现象。为保持较高强度并提高韧性，合理的返修处理是（ ）。 A. 进行完全退火后再使用 B. 进行高温回火后再使用 C. 进行正火处理后再使用 D. 进行低温时效后再使用 【答案】B 【解析】该轴淬火后未回火，马氏体组织脆性大。进行高温回火可降低脆性和内应力，获得较好的强韧性配合。 二、简答题（本大题共4小题，每题5分，共20分） 21. 简述钢的热处理概念及其主要目的。 【答案】（1）钢的热处理是将钢材或钢件在固态下按规定工艺进行加热、保温和冷却，以改变其内部组织和性能的工艺方法。（2）通过热处理可提高钢的硬度、强度、耐磨性或韧性等使用性能。（3）热处理还可改善钢的切削加工性能，消除内应力并稳定工件尺寸。 【解析】（1）热处理过程中钢件不发生熔化，核心是控制加热、保温和冷却过程。（2）组织变化决定性能变化，可满足不同零件的使用要求。（3）改善工艺性能和消除内应力也是热处理的重要目的。 22. 比较退火与正火在冷却方法、获得组织及主要应用方面的区别。 【答案】（1）退火一般采用随炉缓慢冷却，正火一般采用在空气中冷却。（2）退火后组织较接近平衡状态，硬度较低；正火后组织较细，强度和硬度通常高于退火状态。（3）退火常用于降低硬度、改善切削加工性能和消除内应力；正火常用于细化晶粒、改善组织和作为淬火前的预备热处理。 【解析】（1）两种工艺的主要区别在于冷却速度，正火冷却速度快于退火。（2）冷却速度不同会使钢的组织和性能产生差异。（3）应结合零件后续加工要求和性能要求选择工艺。 23. 一批中碳钢传动轴经粗加工后，准备进行精加工和最终使用。说明该类零件常采用调质处理的工艺方法、目的及适用情况。 【答案】（1）调质处理是先将钢件淬火，再进行高温回火的复合热处理工艺。（2）淬火可使钢获得较高硬度和强度，高温回火可降低脆性并提高韧性。（3）调质后可获得较好的综合力学性能，适用于承受交变载荷的轴类、齿轮和连杆等中碳钢零件。（4）调质通常安排在粗加工后、精加工前，以改善材料切削加工性能并稳定组织。 【解析】（1）调质由淬火和高温回火组成，不能只进行其中一道工序。（2）传动轴既要承受扭矩又要承受交变载荷，需要强度与韧性配合。（3）将调质安排在精加工前，有利于后续加工并减少性能波动。 24. 某机械厂用45钢制造液压缸活塞杆。工艺人员发现，工件直接淬火后硬度较高，但出现变形较大、脆性明显和尺寸不稳定等问题。请分析并提出热处理改进方案。 【答案】（1）45钢属于中碳钢，直接淬火后可形成硬而脆的组织，工件内外冷却不均会产生较大内应力，导致变形和脆性增大。（2）应在粗加工后进行调质处理，即加热至淬火温度并保温后淬火，再进行高温回火。（3）高温回火可降低淬火内应力和脆性，提高工件韧性及尺寸稳定性，使活塞杆获得较好的综合力学性能。（4）若活塞杆表面还需较高耐磨性，可在调质和精加工后进行表面淬火，并及时进行低温回火。 【解析】（1）淬火组织硬度高但内应力较大，是变形和脆性的主要原因。（2）45钢活塞杆通常要求综合力学性能，宜采用调质作为主要热处理。（3）高温回火可改善淬火后的组织性能。（4）表面淬火可提高耐磨性，低温回火可减小表面淬火应力。 三、计算题（本大题共2小题，每题5分，共10分） 25. 某机械厂对一批有效厚度为 60 mm 的45钢套筒进行完全退火。工件初始温度为 20 ℃，炉温以 120 ℃/h 升至 840 ℃；保温时间按每 1 mm 有效厚度 1.5 min 计算；保温后随炉以 30 ℃/h 冷却至 600 ℃。求：（1）升温至退火温度所需时间。（2）保温时间和随炉冷却时间。（3）该工艺从装炉升温至冷却到 600 ℃的总时间。 【答案】（1）升温时间为 =(840-20)/120=6.83 h，即6 h 50 min。（2）题目未给出套筒有效厚度，保温时间无法唯一确定。若题意为有效厚度为60 mm，则保温时间为 ×1.5=90 min，即1.50 h；随炉冷却时间为 =(840-600)/30=8.00 h。（3）若有效厚度为60 mm，则总时间为 t=+1.50+8.00=16.33 h，即约16 h 20 min。 【解析】升温阶段的温差为840-20=820 ℃，故升温时间为 /120=6.83 h。保温时间应按有效厚度计算；原题未给出套筒有效厚度，不能仅由外径确定。若有效厚度为60 mm，则 ×1.5=90 min=1.50 h。随炉冷却温差为840-600=240 ℃，冷却时间为 /30=8.00 h。此条件下总时间为 t=6.83+1.50+8.00=16.33 h，约为16 h 20 min。 26. 某 40Cr 传动轴经机械加工后需进行调质处理。传动轴有效厚度为 40 mm，淬火加热温度为 850 ℃，初始温度为 20 ℃，加热速度为 100 ℃/h，淬火保温时间按每 1 mm 有效厚度 1 min 计算。淬火后进行 520 ℃高温回火，回火加热速度为 125 ℃/h，回火保温时间为 2 h。求：（1）淬火加热和保温所需的总时间。（2）回火阶段从 20 ℃升至 520 ℃并完成保温所需的总时间。（3）不计淬火冷却和回火冷却时间，完成调质处理至少需要多长时间，并说明该高温回火的主要目的。 【答案】（1）淬火加热时间为 h；淬火保温时间为 min，即 0.67 h；淬火阶段总时间为 h。（2）回火加热时间为 h；回火阶段总时间为 h。（3）调质处理至少需要 h，即约 14 h 58 min。高温回火可降低淬火应力和脆性，使传动轴获得较好的强度、塑性和韧性。 【解析】淬火加热时间为(850-20)/100=8.30 h，保温40 min=0.67 h，合计8.97 h。回火加热时间为(520-20)/125=4.00 h，加保温2 h共6.00 h。总时间14.97 h。高温回火可降低应力和脆性，改善综合力学性能。 四、综合应用题（本大题共4小题，共30分） 27.（5分）某机械厂加工一根45钢传动轴，轴坯质量为18 kg。调质处理前，需将工件由20 ℃加热至850 ℃。已知45钢的平均比热容为0.46 kJ/(kg·℃)，加热设备效率为70%。该轴调质后要求具有较好的综合力学性能。（1）计算将该传动轴加热至850 ℃时，设备理论上至少需要提供的电能，结果保留两位小数。（2）为满足传动轴的性能要求，应采用哪种热处理工艺？（3）说明调质处理后应及时回火的主要原因。 【答案】（1）工件吸收的热量为：设备输入能量为：电能为：设备理论上至少需要提供2.73 kW·h电能。（2）应采用调质处理，即淬火后进行高温回火。（3）淬火后应及时高温回火，以降低淬火应力和脆性，稳定组织，并获得较好的强度、塑性和韧性。 【解析】ΔT=850-20=830 ℃，工件吸热Q=18×0.46×830=6872.4 kJ。考虑效率，输入能量W=6872.4/0.70=9817.71 kJ，折合2.73 kW·h。应采用淬火加高温回火；及时回火可降低应力和脆性，防止变形开裂。 28.（5分）某机械制造企业加工一批45钢传动轴，轴的最大有效厚度为40 mm。为获得良好的综合力学性能，工艺卡规定采用调质处理：先加热至840 ℃，保温后油冷淬火，再进行高温回火。装炉温度为20 ℃，平均升温速度为4 ℃/min；保温时间按最大有效厚度每1 mm保温1 min确定，不计装炉、出炉和冷却时间。（1）计算该传动轴淬火加热阶段的升温时间、保温时间和总加热时间。（2）热处理后抽检硬度为40 HRC，而工艺要求为28～32 HRC。判断该传动轴是否合格，并说明应优先调整哪一项回火工艺参数。（3）说明若淬火后不及时进行高温回火，可能对传动轴使用性能产生的主要影响，并提出一项改进措施。 【答案】（1）升温时间为：。保温时间为：。总加热时间为：，即4 h 5 min。（2）该传动轴不合格，实测硬度高于工艺要求。应优先适当提高回火温度，使淬火马氏体充分回火，降低硬度并提高韧性。（3）不及时高温回火会使轴内残余应力较大、脆性增加，使用中易产生变形或裂纹。应在淬火冷却至规定温度后及时进行高温回火，并按工艺控制回火温度和保温时间。 【解析】升温时间(840-20)/4=205 min，保温时间40×1=40 min，总计245 min，即4 h 5 min。实测40 HRC高于28～32 HRC，判为不合格，应优先提高回火温度。未及时回火会使应力、脆性增大，易变形开裂，应及时高温回火。 29.（10分）某汽车零部件企业生产40Cr变速器齿轮。齿轮在齿形加工前需进行调质处理，要求获得较好的心部强度和韧性；齿形精加工后，齿面还需具有较高硬度和耐磨性。现采用分段升温方式加热：由20 ℃升至650 ℃时，升温速度为120 ℃/h；由650 ℃升至850 ℃时，升温速度为60 ℃/h。齿轮有效厚度为40 mm，保温时间按1.5 min/mm计算。（1）计算该齿轮调质加热阶段的总工艺时间，结果保留两位小数。（2）齿形精加工后，为提高齿面硬度和耐磨性，应采用何种热处理方法？（3）说明齿面淬火后采用低温回火的主要作用。 【答案】（1）第一阶段升温时间为：第二阶段升温时间为：保温时间为：总工艺时间为：（2）应采用齿面高频感应淬火后低温回火。（3）低温回火可降低齿面淬火应力和脆性，减少开裂倾向，同时基本保持较高的齿面硬度和耐磨性。 【解析】两段升温时间分别为(650-20)/120=5.25 h、(850-650)/60=3.33 h；保温1.5×40=60 min=1.00 h，总计9.58 h。齿面应采用高频感应淬火后低温回火。低温回火可减小应力和脆性，并保持较高硬度、耐磨性。 30.（10分）某航空零件厂对一批固溶淬火后的铝合金连接件进行人工时效处理。该批连接件总质量为36 kg，初始温度为25 ℃，人工时效温度为190 ℃。铝合金平均比热容为0.88 kJ/(kg·℃)，时效炉热效率为55%。工艺规定连接件在190 ℃保温10 h后随炉冷却。（1）计算将该批连接件加热至人工时效温度时，时效炉理论上至少需要提供的电能。（2）与自然时效相比，采用人工时效处理的主要优点是什么？（3）若连接件在190 ℃下保温时间明显超过规定时间，分析其可能产生的性能变化。 【答案】（1）连接件吸收的热量为：时效炉输入能量为：换算为电能：时效炉理论上至少需要提供2.64 kW·h电能。（2）人工时效可缩短达到稳定性能所需的时间，并能通过控制温度和保温时间获得较稳定的强度和硬度。（3）保温时间过长可能造成过时效，使合金强化相粗化，导致强度和硬度下降。 【解析】ΔT=190-25=165 ℃，吸热Q=36×0.88×165=5227.2 kJ；按55%效率，输入能量为5227.2/0.55=9504 kJ，即2.64 kW·h。人工时效周期短、性能稳定；保温过长会过时效，强化相粗化，强度和硬度下降。 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）机械制造类《金属加工基础》45分钟专题训练卷专辑，共220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机械制造类理论知识，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机械制造类高考的学生。 与本专辑配套的还有山东省春季高考考试《机械制图》《机械基础》《钳工加工技术》《极限配合与技术测量》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）机械制造类 《金属加工基础》 项目三：钢的热处理 任务一：热处理基础 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. 钢件经加热、保温和冷却，使其内部组织与性能发生改变的工艺称为（ ） A. 热处理 B. 铸造处理 C. 压力加工 D. 切削加工 2. 热处理是指金属材料在（ ）。 A. 液态下熔炼、除渣、调整成分 B. 固态下加热、保温、冷却改变组织 C. 常温下锻压、拉伸、校正尺寸 D. 熔融状态浇注、凝固、形成零件 3. 对低碳钢进行退火处理的主要目的之一是（ ） A. 提高表面硬度 B. 改善切削加工性 C. 获得马氏体组织 D. 消除全部应力 4. 对钢进行热处理的主要目的，是（ ）。 A. 改变组织获得所需性能 B. 改变形状获得所需尺寸 C. 改变成分获得所需纯度 D. 改变质量获得所需重量 5. 钢件加热后随炉缓慢冷却，以降低硬度、改善组织的热处理方法是（ ） A. 淬火 B. 回火 C. 退火 D. 正火 6. 钢件进行退火处理时，常用的冷却方式是（ ）。 A. 在静止空气中冷却 B. 在流动水中快速冷却 C. 在炉内随炉缓慢冷却 D. 在冷油介质中冷却 7. 某普通碳钢零件锻造后晶粒较粗，需细化晶粒并改善力学性能，宜采用（ ） A. 低温回火 B. 完全退火 C. 调质处理 D. 正火处理 8. 钢件正火处理后的常用冷却方式是（ ）。 A. 在炉内缓慢冷却 B. 在盐水介质中冷却 C. 在矿物油中冷却 D. 在空气介质中冷却 9. 钢件淬火的主要目的是获得（ ） A. 较高硬度 B. 良好塑性 C. 较低内应力 D. 稳定尺寸 10. 钢件淬火后进行低温回火，主要是为了（ ） A. 保持较高硬度并降低淬火应力 B. 降低硬度并改善切削性能 C. 细化铸态晶粒并均匀成分 D. 提高含碳量并增加渗层深度 11. 淬火后的钢件通常应及时进行回火，其主要作用是（ ） A. 细化铸态晶粒 B. 降低淬火脆性 C. 提高渗碳深度 D. 消除加工余量 12. 淬火钢件进行回火，主要是为了（ ）。 A. 降低脆性并稳定组织 B. 提高碳量并强化表层 C. 增大晶粒并提高塑性 D. 消除氧化并改善外观 13. 将淬火钢加热到 Ac1 以下某一温度保温后冷却的工艺称为（ ） A. 退火 B. 正火 C. 回火 D. 时效 14. 将45钢淬火后再进行高温回火的复合热处理称为（ ）。 A. 球化退火处理 B. 去应力退火处理 C. 调质热处理 D. 人工时效处理 15. 精密量具在精加工前进行时效处理，主要是为了（ ） A. 提高切削速度 B. 增加渗层厚度 C. 获得马氏体组织 D. 稳定零件尺寸 16. 精密量具在粗加工后进行长期放置或低温加热处理，其主要目的是（ ）。 A. 消除表面氧化皮 B. 提高表面渗碳层 C. 获得淬火马氏体 D. 稳定零件尺寸精度 17. 一根 45 钢传动轴要求具有较高强度和较好韧性，粗加工后宜采用的热处理工艺是（ ） A. 完全退火 B. 调质处理 C. 低温回火 D. 去应力退火 18. 某45钢锻造毛坯组织较粗大，后续需获得较均匀组织和较好的力学性能，宜采用（ ）。 A. 采用正火改善组织状态 B. 采用退火降低材料硬度 C. 采用淬火提升表面硬度 D. 采用时效稳定零件尺寸 19. 某 40Cr 轴类零件要求心部具有较好韧性，轴颈表面具有较高耐磨性，且最终需磨削保证尺寸精度。较合理的工艺路线是（ ） A. 退火→粗加工→低温回火→磨削 B. 正火→精加工→高温回火→磨削 C. 淬火→粗加工→完全退火→磨削 D. 调质→精加工→表面淬火→低温回火→磨削 20. 某45钢传动轴淬火后未经回火即投入使用，运行中出现硬度偏高、脆性断裂现象。为保持较高强度并提高韧性，合理的返修处理是（ ）。 A. 进行完全退火后再使用 B. 进行高温回火后再使用 C. 进行正火处理后再使用 D. 进行低温时效后再使用 二、简答题（本大题共4小题，每题5分，共20分） 21. 简述钢的热处理概念及其主要目的。 22. 比较退火与正火在冷却方法、获得组织及主要应用方面的区别。 23. 一批中碳钢传动轴经粗加工后，准备进行精加工和最终使用。说明该类零件常采用调质处理的工艺方法、目的及适用情况。 24. 某机械厂用45钢制造液压缸活塞杆。工艺人员发现，工件直接淬火后硬度较高，但出现变形较大、脆性明显和尺寸不稳定等问题。请分析并提出热处理改进方案。 三、计算题（本大题共2小题，每题5分，共10分） 25. 某机械厂对一批有效厚度为 60 mm 的45钢套筒进行完全退火。工件初始温度为 20 ℃，炉温以 120 ℃/h 升至 840 ℃；保温时间按每 1 mm 有效厚度 1.5 min 计算；保温后随炉以 30 ℃/h 冷却至 600 ℃。求：（1）升温至退火温度所需时间。（2）保温时间和随炉冷却时间。（3）该工艺从装炉升温至冷却到 600 ℃的总时间。 26. 某 40Cr 传动轴经机械加工后需进行调质处理。传动轴有效厚度为 40 mm，淬火加热温度为 850 ℃，初始温度为 20 ℃，加热速度为 100 ℃/h，淬火保温时间按每 1 mm 有效厚度 1 min 计算。淬火后进行 520 ℃高温回火，回火加热速度为 125 ℃/h，回火保温时间为 2 h。求：（1）淬火加热和保温所需的总时间。（2）回火阶段从 20 ℃升至 520 ℃并完成保温所需的总时间。（3）不计淬火冷却和回火冷却时间，完成调质处理至少需要多长时间，并说明该高温回火的主要目的。 四、综合应用题（本大题共4小题，共30分） 27.（5分）某机械厂加工一根45钢传动轴，轴坯质量为18 kg。调质处理前，需将工件由20 ℃加热至850 ℃。已知45钢的平均比热容为0.46 kJ/(kg·℃)，加热设备效率为70%。该轴调质后要求具有较好的综合力学性能。（1）计算将该传动轴加热至850 ℃时，设备理论上至少需要提供的电能，结果保留两位小数。（2）为满足传动轴的性能要求，应采用哪种热处理工艺？（3）说明调质处理后应及时回火的主要原因。 28.（5分）某机械制造企业加工一批45钢传动轴，轴的最大有效厚度为40 mm。为获得良好的综合力学性能，工艺卡规定采用调质处理：先加热至840 ℃，保温后油冷淬火，再进行高温回火。装炉温度为20 ℃，平均升温速度为4 ℃/min；保温时间按最大有效厚度每1 mm保温1 min确定，不计装炉、出炉和冷却时间。（1）计算该传动轴淬火加热阶段的升温时间、保温时间和总加热时间。（2）热处理后抽检硬度为40 HRC，而工艺要求为28～32 HRC。判断该传动轴是否合格，并说明应优先调整哪一项回火工艺参数。（3）说明若淬火后不及时进行高温回火，可能对传动轴使用性能产生的主要影响，并提出一项改进措施。 29.（10分）某汽车零部件企业生产40Cr变速器齿轮。齿轮在齿形加工前需进行调质处理，要求获得较好的心部强度和韧性；齿形精加工后，齿面还需具有较高硬度和耐磨性。现采用分段升温方式加热：由20 ℃升至650 ℃时，升温速度为120 ℃/h；由650 ℃升至850 ℃时，升温速度为60 ℃/h。齿轮有效厚度为40 mm，保温时间按1.5 min/mm计算。（1）计算该齿轮调质加热阶段的总工艺时间，结果保留两位小数。（2）齿形精加工后，为提高齿面硬度和耐磨性，应采用何种热处理方法？（3）说明齿面淬火后采用低温回火的主要作用。 30.（10分）某航空零件厂对一批固溶淬火后的铝合金连接件进行人工时效处理。该批连接件总质量为36 kg，初始温度为25 ℃，人工时效温度为190 ℃。铝合金平均比热容为0.88 kJ/(kg·℃)，时效炉热效率为55%。工艺规定连接件在190 ℃保温10 h后随炉冷却。（1）计算将该批连接件加热至人工时效温度时，时效炉理论上至少需要提供的电能。（2）与自然时效相比，采用人工时效处理的主要优点是什么？（3）若连接件在190 ℃下保温时间明显超过规定时间，分析其可能产生的性能变化。 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 $