山东省（春季高考）机械制造类 《金属加工基础》项目三任务二 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 任务二：退火正火与淬火 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20小题，每题2分，共40分） 1. 为消除中碳钢铸件的内应力、改善切削加工性能，宜采用的热处理工艺是（ ） A. 正火冷却处理 B. 水中淬火处理 C. 低温回火处理 D. 完全退火处理 【答案】D 【解析】完全退火可降低钢的硬度，细化组织并消除部分内应力，有利于后续切削加工。 2. 冷冲压后的低碳钢板出现加工硬化，若需恢复塑性以便继续成形，宜采用（ ） A. 正火细化晶粒提高硬度 B. 退火消除硬化恢复塑性 C. 淬火形成马氏体提高耐磨性 D. 回火降低脆性稳定组织 【答案】B 【解析】退火可消除冷作硬化和残余应力，恢复钢材塑性，便于后续冲压成形。 3. 完全退火时，钢件加热到适当温度并保温后，应采取的冷却方式是（ ） A. 随炉缓慢冷却 B. 静止空气冷却 C. 油中快速冷却 D. 水中快速冷却 【答案】A 【解析】完全退火要求随炉缓慢冷却，以获得较软的平衡组织并降低硬度。 4. 亚共析钢进行完全退火时，较合理的工艺方法是（ ） A. 加热至以上保温后随炉冷却 B. 加热至以下保温后随炉冷却 C. 加热至以上保温后空气冷却 D. 加热至以下保温后水中冷却 【答案】A 【解析】完全退火应将亚共析钢加热到以上适当温度，保温后随炉缓慢冷却。 5. 对于低碳钢锻件，为细化晶粒并改善组织，较适宜采用的热处理工艺是（ ） A. 去应力退火 B. 正火处理 C. 高温回火 D. 油冷淬火 【答案】B 【解析】正火能细化低碳钢的晶粒，改善锻造后的粗大组织，并提高其综合力学性能。 6. 钢件进行正火处理，保温结束后通常采取的冷却方式是（ ） A. 随炉缓慢冷却 B. 炉内等温冷却 C. 水中快速冷却 D. 空气自然冷却 【答案】D 【解析】正火是在空气中冷却的热处理方法，其冷却速度快于退火。 7. 钢件淬火的主要目的是（ ） A. 提高钢件硬度 B. 降低钢件应力 C. 改善钢件塑性 D. 消除钢件偏析 【答案】A 【解析】淬火通过快速冷却获得马氏体组织，主要目的是提高钢件的硬度和耐磨性。 8. 钢件淬火的主要目的是获得（ ） A. 较多的铁素体组织 B. 较多的珠光体组织 C. 较多的索氏体组织 D. 较多的马氏体组织 【答案】D 【解析】淬火通过快速冷却使奥氏体发生马氏体转变，从而显著提高钢件硬度。 9. 为减小合金钢零件淬火时产生的变形和开裂倾向，常选用的冷却介质是（ ） A. 清水冷却介质 B. 盐水冷却介质 C. 机油冷却介质 D. 空气冷却介质 【答案】C 【解析】机油的冷却速度低于水和盐水，可减小淬火内应力，从而降低变形和开裂倾向。 10. 一批亚共析钢锻件锻造后晶粒较粗，需降低硬度并改善切削加工性能。采用加热、保温后随炉缓慢冷却的热处理方法是（ ） A. 完全退火 B. 正火处理 C. 淬火处理 D. 时效处理 【答案】A 【解析】完全退火通常用于改善亚共析钢锻件的组织，降低硬度并消除部分内应力。其冷却特点是随炉缓慢冷却，可获得较软且较稳定的组织。 11. 钢件经正火处理后，常用的冷却方式是（ ） A. 在炉内缓慢冷却 B. 在空气中自然冷却 C. 在水中快速冷却 D. 在油中快速冷却 【答案】B 【解析】正火是将钢加热并保温后，在空气中冷却的热处理方法。其冷却速度快于退火，通常能使组织较退火后更细小。 12. 碳钢零件进行淬火处理的主要目的是（ ） A. 获得较高的塑性 B. 获得较高的硬度 C. 获得较好的切削性 D. 获得较低的内应力 【答案】B 【解析】淬火通过快速冷却使钢获得以马氏体为主的组织，从而显著提高硬度和耐磨性。淬火后零件的脆性和内应力通常会增大。 13. 高碳钢薄小零件淬火时，为减小变形和开裂倾向，较适宜选用的冷却介质是（ ） A. 静止空气 B. 炉内冷却 C. 水中冷却 D. 油中冷却 【答案】D 【解析】油的冷却能力低于水，淬火冷却过程较缓和，可减小高碳钢薄小零件的热应力和组织应力。空气冷却通常难以保证获得淬火所需的组织。 14. 完全退火与正火在冷却方式上的主要区别是（ ） A. 完全退火采用炉冷，正火采用空冷 B. 完全退火采用空冷，正火采用炉冷 C. 完全退火采用水冷，正火采用油冷 D. 完全退火采用油冷，正火采用水冷 【答案】A 【解析】完全退火在炉中缓慢冷却，正火则在空气中自然冷却。由于正火冷却较快，正火后的组织一般比退火后的组织更细。 15. 低碳钢零件硬度偏低、切削时容易产生黏刀现象，若需改善其切削加工性能，宜采用（ ） A. 完全退火处理 B. 正火处理 C. 淬火处理 D. 扩散退火处理 【答案】B 【解析】低碳钢经正火后，硬度可适当提高，组织得到改善，有利于切削加工。完全退火会使低碳钢硬度进一步降低，不利于改善黏刀现象。 16. 亚共析钢零件进行完全淬火时，加热温度通常应选择在（ ） A. Ac1线以下适当温度 B. Ac1线与Ac3线之间 C. Ac3线以上30～50℃ D. Acm线以上30～50℃ 【答案】C 【解析】亚共析钢完全淬火时，应加热到Ac3线以上30～50℃，使组织充分奥氏体化。加热温度过低会造成淬火组织不均匀，温度过高则容易引起晶粒粗大。 17. 铸锭存在较明显的化学成分不均匀现象，宜采用的退火方法是（ ） A. 完全退火 B. 去应力退火 C. 球化退火 D. 扩散退火 【答案】D 【解析】扩散退火通过较高温度和较长时间保温，使合金元素充分扩散，从而减轻或消除成分偏析。完全退火主要用于降低硬度和改善组织。 18. 某45钢锻件组织较粗大，硬度偏低，后续需进行机械加工并提高综合力学性能，较适宜采用（ ） A. 完全退火处理 B. 低温回火处理 C. 高温回火处理 D. 正火处理 【答案】D 【解析】正火可细化晶粒、改善组织并提高45钢的强度和硬度，常用于锻件的预备热处理。 19. 某中碳钢齿轮经水淬后发生开裂。经检查发现，齿轮截面厚薄差异较大，且未进行回火。为减少同类问题，较合理的工艺改进是（ ） A. 改用盐水淬火并延长保温 B. 改用油冷淬火并及时回火 C. 改用空冷淬火并提高温度 D. 改用炉冷淬火并缩短保温 【答案】B 【解析】水淬冷却过快易使厚薄不均零件产生较大内应力。改用油冷并及时回火，可降低开裂风险。 20. 大型焊接机架加工前发现焊接区域残余应力较大，为减小后续加工和使用中的变形，应采用（ ） A. 去应力退火 B. 完全退火 C. 正火处理 D. 淬火处理 【答案】A 【解析】去应力退火的主要作用是降低焊接、铸造或机械加工产生的残余应力，提高工件尺寸稳定性。正火和淬火不能作为减小焊接残余应力的常用处理方法。 二、简答题（本大题共4小题，每题5分，共20分） 21. 简述退火的主要目的。 【答案】（1）降低钢材硬度，改善切削加工性能。（2）消除铸造、锻造或焊接后产生的内应力。（3）细化或均匀化组织，为后续加工和热处理作准备。 【解析】退火通常采用缓慢加热、保温后随炉冷却的方法，使组织接近平衡状态，从而改善材料的组织和工艺性能。 22. 简述正火与退火在冷却方式及应用方面的主要区别。 【答案】（1）退火保温后通常随炉缓慢冷却，正火保温后在空气中冷却。（2）退火后组织较软，主要用于降低硬度、消除应力和改善切削加工性。（3）正火后组织较细、强度和硬度较高，常用于细化组织或作为淬火前的预备热处理。 【解析】两种工艺的加热温度范围相近，但冷却速度不同。正火冷却较快，获得的组织通常比退火后更细，力学性能也相对较高。 23. 某低碳钢支架毛坯经锻造后组织不够均匀，且后续需要进行切削加工。说明宜采用的热处理方法，并简述该工艺的基本过程和主要作用。 【答案】（1）宜采用正火处理。 （2）将钢件加热到临界温度以上适当温度并保温，使组织转变为奥氏体。 （3）保温后取出钢件，在空气中自然冷却。 （4）正火可细化晶粒、改善和均匀组织，并适当提高低碳钢硬度，有利于后续切削加工。 【解析】本题应根据低碳钢锻件组织不均匀和需要改善切削性能的要求选择正火。回答时应说明加热保温、空气冷却及细化晶粒和改善加工性能等要点。 24. 某中碳钢齿轮毛坯经正火处理后进行机械加工，随后需提高齿面耐磨性和齿根抗断裂能力。请说明后续热处理方案，并分析各工序的作用。 【答案】（1）齿轮加工后宜采用齿面感应淬火（或高频淬火），将齿面快速加热至以上适当温度并保温后迅速冷却，使齿面获得高硬度马氏体组织，心部保持较好的韧性。（2）表面淬火后应及时进行低温回火，以降低淬火应力和脆性，并保持齿面较高硬度和耐磨性。（3）正火可细化锻造毛坯组织、改善切削加工性能；齿面感应淬火可提高齿面硬度和耐磨性，同时保留心部韧性以提高齿根抗断裂能力；低温回火可稳定组织，减少开裂和变形风险。 【解析】齿轮既要求齿面耐磨，又要求齿根具有较好的抗弯断能力，宜采用表面淬火而非整体淬火。感应淬火使齿面形成高硬度马氏体，提高接触疲劳抗力和耐磨性；由于淬硬层以下的心部未被完全淬硬，仍能保持较好的强韧性，有利于提高齿根抗断裂能力。淬火后及时进行低温回火，可降低残余应力和脆性，减少变形、开裂倾向，并保留齿面的高硬度。 三、计算题（本大题共2小题，每题5分，共10分） 25. 某车间对直径为 60 mm 的 45 钢轴进行完全退火。工艺规定：从 20 ℃加热至 850 ℃，平均升温速度为 100 ℃/h；保温时间按工件有效厚度每 1 mm 保温 1.5 min 计算；随后随炉以 30 ℃/h 冷却至 600 ℃后出炉空冷。（1）计算加热至退火温度所需时间和保温时间。（2）计算从退火开始至 600 ℃出炉前的总工艺时间。（3）若车间安排的连续生产时间为 18 h，判断该工艺能否在规定时间内完成，并说明理由。 【答案】（1）加热时间为 。保温时间为 。（2）随炉冷却时间为 。总工艺时间为 ，约为 18 h 8 min。（3）不能在 18 h 内完成。总工艺时间约比规定时间长 8 min，且实际生产中还应考虑装炉、出炉等辅助时间。 【解析】（1）加热时间按温差除以升温速度计算，保温时间按轴的直径计算。（2）退火冷却采用随炉缓冷，冷却时间按温差除以冷却速度计算后累加。（3）总时间超过 18 h，因此该退火工艺不满足连续生产时间要求。 26. 一批35钢齿轮毛坯锻造后晶粒较粗，工艺员拟采用正火处理，以改善组织并为后续切削加工创造条件。已知毛坯的有效厚度为32 mm，初始温度为35 ℃，正火加热温度为910 ℃，平均升温速度为140 ℃/h；保温时间按每1 mm有效厚度保温1.5 min计算；保温结束后在空气中冷却至350 ℃，平均冷却速度为70 ℃/min。 （1）计算毛坯加热至正火温度所需时间和保温时间。 （2）计算毛坯从910 ℃冷却至350 ℃所需时间，并求从开始加热到冷却至350 ℃的总时间。 （3）说明该齿轮毛坯采用正火处理的主要目的，以及正火后组织和性能的变化特点。 【答案】（1）加热温差为875 ℃。加热时间为875÷140，结果为6.25 h，即6 h 15 min。 保温时间为32×1.5，结果为48 min，即0.80 h。 （2）空气冷却温差为560 ℃。冷却时间为560÷70，结果为8 min，约为0.13 h。 从开始加热到冷却至350 ℃的总时间为6.25 h、0.80 h和0.13 h之和，结果约为7.18 h，即7 h 11 min。 （3）正火可细化锻造后粗大的晶粒，改善组织均匀性，并提高后续切削加工性能。正火后通常获得较细的珠光体和铁素体组织，其强度、硬度一般高于完全退火状态，塑性和韧性仍能保持较好水平。 【解析】（1）加热时间按温差除以平均升温速度计算，保温时间按有效厚度乘以单位厚度保温时间计算。 （2）冷却时间按冷却温差除以平均冷却速度计算，再将加热、保温和冷却时间统一换算后相加。 （3）正火采用空气冷却，冷却速度快于完全退火，能够细化晶粒、改善锻造后的粗大组织，使钢件获得较好的强度、硬度和综合力学性能。 四、综合应用题（本大题共4小题，共30分） 27.（5分）某机修车间对一批45钢锻造传动轴毛坯进行预备热处理。传动轴直径为60 mm，长度为300 mm，钢的密度取 kg/，比热容取0.46 kJ/(kg·℃)。已知该钢的 温度为780 ℃，车间确定正火加热温度比 高40 ℃，初始温度为20 ℃。（1）计算一根传动轴毛坯的质量及加热到正火温度理论上需要吸收的热量。（2）确定该传动轴的正火加热温度和冷却方法，并说明其是否适宜采用炉冷。（3）分析该批锻造毛坯采用正火而不采用完全退火作为预备热处理的主要原因。 【答案】（1）传动轴体积为 。传动轴质量为 kg。正火温度为 ℃。吸收热量为 kJ，约为2451 kJ。（2）正火加热温度应为820 ℃。保温后应将工件从炉中取出，在空气中冷却，不宜采用炉冷。（3）正火可细化锻造后粗大的晶粒，改善组织均匀性，消除部分内应力，并获得较完全退火更高的硬度和较好的切削加工性能。完全退火炉冷时间较长，对该类中碳钢锻件的生产效率不利。 【解析】（1）先按圆柱体积计算工件质量，再根据比热容和温差计算吸热量。（2）正火通常加热至 以上30～50 ℃，保温后空气冷却。（3）45钢锻件正火能够改善锻造组织，适合作为机械加工前的预备热处理。 28.（5分）某机械制造企业生产45钢传动轴，轴坯直径为50 mm，长度为300 mm。为获得较好的综合机械性能，工艺员计划将轴坯加热至850 ℃后进行热处理。已知45钢密度为7850 kg/，比热容为0.46 kJ/（kg·℃），初始温度为20 ℃，热处理炉热效率为70%，不计夹具吸热和其他散热损失。（1）计算该轴坯从20 ℃加热至850 ℃时吸收的热量，以及热处理炉需提供的输入热量。（2）若工艺员拟采用“加热至850 ℃后空冷”的工艺，判断该工艺能否满足传动轴获得较好综合机械性能的要求，并说明理由。（3）为减小传动轴淬火后的变形和开裂倾向，说明两项应采取的工艺措施。 【答案】（1）轴坯体积为： 。轴坯质量为：。轴坯吸收的热量为：。热处理炉需提供的输入热量为：。因此，轴坯吸收热量约为，热处理炉输入热量约为。（2）不能满足要求。加热至850 ℃后空冷属于正火工艺，主要用于细化组织和改善加工性能，不能获得传动轴所需的较好综合机械性能。45钢传动轴宜采用淬火后高温回火的调质处理，以获得较高的强度和较好的韧性。（3）①控制升温速度并充分保温，使工件受热均匀，减小热应力。②淬火时选用适当的冷却介质和冷却方式，避免冷却过猛，并在淬火后及时回火，以降低残余应力和开裂倾向。 【解析】（1）轴坯按圆柱体计算：，质量为。温差为 ℃，因此工件吸收热量为。炉热效率为70%，故炉子的输入热量为。（2）850 ℃加热后空冷为正火处理。正火后的强度和硬度虽高于退火状态，但传动轴要求强度与韧性的良好配合，通常应采用淬火加高温回火的调质处理。（3）均匀加热可减小工件内外温差造成的热应力；合理选择冷却介质和冷却方式、淬火后及时回火，可降低组织应力和残余应力，从而减小变形和开裂倾向。 29.（10分）某汽车钢板弹簧厂使用60Si2Mn钢制造板簧。板簧坯料尺寸为20 mm×100 mm×200 mm，密度取 kg/，比热容取0.46 kJ/(kg·℃)。工件淬火前温度为850 ℃，油冷8 s后测得温度为550 ℃。该钢获得马氏体组织所需的临界冷却速度为30 ℃/s。（1）计算板簧坯料的质量、冷却过程中放出的热量及平均冷却速度。（2）判断该油冷工艺能否满足60Si2Mn钢的淬火冷却要求，并说明依据。（3）说明板簧淬火后应采用的回火工艺及其主要目的。 【答案】（1）板簧坯料体积为 。板簧坯料质量为 kg。冷却放热量为 kJ。平均冷却速度为 ℃/s。（2）该油冷工艺能够满足淬火要求。平均冷却速度为37.5 ℃/s，大于该钢的临界冷却速度30 ℃/s。（3）板簧淬火后应进行中温回火，回火温度通常为400～500 ℃。中温回火可降低淬火应力和脆性，使工件获得较高的弹性极限、屈服强度和疲劳强度。 【解析】（1）先由长方体体积求质量，再计算降温300 ℃时的放热量和冷却速度。（2）实际冷却速度超过临界冷却速度，能够抑制珠光体等组织形成。（3）板簧要求较高弹性和疲劳强度，通常采用淬火加中温回火处理。 30.（10分）某机械制造车间对最大厚度为28 mm的45钢连杆毛坯进行正火处理，以改善锻造后的组织并为后续机械加工创造条件。工艺规定：毛坯由20 ℃加热至880 ℃，平均升温速度为160 ℃/h；保温时间按每1 mm最大厚度1 min计算；保温结束后在空气中冷却至350 ℃，平均冷却速度为90 ℃/min。 （1）计算毛坯加热、保温和空气冷却至350 ℃各阶段所需时间。 （2）计算从开始加热到冷却至350 ℃所需的总时间。 （3）说明该工艺属于正火还是退火，并分析与完全退火相比，正火后毛坯的组织和力学性能会发生哪些主要变化。 【答案】（1）加热时间为：（880－20）÷160＝5.375 h，约为5 h 23 min。保温时间为：28×1＝28 min，即0.467 h。空气冷却时间为：（880－350）÷90＝5.89 min，即0.098 h。 （2）总时间为：5.375＋0.467＋0.098＝5.94 h，约为5 h 56 min。 （3）该工艺属于正火，因为保温后采用空气冷却。与完全退火相比，正火冷却速度较快，获得的组织较细，毛坯的强度和硬度通常较高，塑性和韧性相对有所降低，但仍能改善组织均匀性并满足一般机械加工要求。 【解析】（1）正火加热和保温时间分别由升温速度、最大厚度确定，空气冷却时间由冷却温差和平均冷却速度确定。 （2）将三个阶段的时间统一换算为小时后相加，可得到整个处理过程至350 ℃的总时间。 （3）正火与退火的主要区别在于冷却方式。正火采用空气冷却，冷却速度快于完全退火的炉冷，因此组织更细，强度和硬度相对提高。 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 任务二：退火正火与淬火 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20小题，每题2分，共40分） 1. 为消除中碳钢铸件的内应力、改善切削加工性能，宜采用的热处理工艺是（ ） A. 正火冷却处理 B. 水中淬火处理 C. 低温回火处理 D. 完全退火处理 2. 冷冲压后的低碳钢板出现加工硬化，若需恢复塑性以便继续成形，宜采用（ ） A. 正火细化晶粒提高硬度 B. 退火消除硬化恢复塑性 C. 淬火形成马氏体提高耐磨性 D. 回火降低脆性稳定组织 3. 完全退火时，钢件加热到适当温度并保温后，应采取的冷却方式是（ ） A. 随炉缓慢冷却 B. 静止空气冷却 C. 油中快速冷却 D. 水中快速冷却 4. 亚共析钢进行完全退火时，较合理的工艺方法是（ ） A. 加热至以上保温后随炉冷却 B. 加热至以下保温后随炉冷却 C. 加热至以上保温后空气冷却 D. 加热至以下保温后水中冷却 5. 对于低碳钢锻件，为细化晶粒并改善组织，较适宜采用的热处理工艺是（ ） A. 去应力退火 B. 正火处理 C. 高温回火 D. 油冷淬火 6. 钢件进行正火处理，保温结束后通常采取的冷却方式是（ ） A. 随炉缓慢冷却 B. 炉内等温冷却 C. 水中快速冷却 D. 空气自然冷却 7. 钢件淬火的主要目的是（ ） A. 提高钢件硬度 B. 降低钢件应力 C. 改善钢件塑性 D. 消除钢件偏析 8. 钢件淬火的主要目的是获得（ ） A. 较多的铁素体组织 B. 较多的珠光体组织 C. 较多的索氏体组织 D. 较多的马氏体组织 9. 为减小合金钢零件淬火时产生的变形和开裂倾向，常选用的冷却介质是（ ） A. 清水冷却介质 B. 盐水冷却介质 C. 机油冷却介质 D. 空气冷却介质 10. 一批亚共析钢锻件锻造后晶粒较粗，需降低硬度并改善切削加工性能。采用加热、保温后随炉缓慢冷却的热处理方法是（ ） A. 完全退火 B. 正火处理 C. 淬火处理 D. 时效处理 11. 钢件经正火处理后，常用的冷却方式是（ ） A. 在炉内缓慢冷却 B. 在空气中自然冷却 C. 在水中快速冷却 D. 在油中快速冷却 12. 碳钢零件进行淬火处理的主要目的是（ ） A. 获得较高的塑性 B. 获得较高的硬度 C. 获得较好的切削性 D. 获得较低的内应力 13. 高碳钢薄小零件淬火时，为减小变形和开裂倾向，较适宜选用的冷却介质是（ ） A. 静止空气 B. 炉内冷却 C. 水中冷却 D. 油中冷却 14. 完全退火与正火在冷却方式上的主要区别是（ ） A. 完全退火采用炉冷，正火采用空冷 B. 完全退火采用空冷，正火采用炉冷 C. 完全退火采用水冷，正火采用油冷 D. 完全退火采用油冷，正火采用水冷 15. 低碳钢零件硬度偏低、切削时容易产生黏刀现象，若需改善其切削加工性能，宜采用（ ） A. 完全退火处理 B. 正火处理 C. 淬火处理 D. 扩散退火处理 16. 亚共析钢零件进行完全淬火时，加热温度通常应选择在（ ） A. Ac1线以下适当温度 B. Ac1线与Ac3线之间 C. Ac3线以上30～50℃ D. Acm线以上30～50℃ 17. 铸锭存在较明显的化学成分不均匀现象，宜采用的退火方法是（ ） A. 完全退火 B. 去应力退火 C. 球化退火 D. 扩散退火 18. 某45钢锻件组织较粗大，硬度偏低，后续需进行机械加工并提高综合力学性能，较适宜采用（ ） A. 完全退火处理 B. 低温回火处理 C. 高温回火处理 D. 正火处理 19. 某中碳钢齿轮经水淬后发生开裂。经检查发现，齿轮截面厚薄差异较大，且未进行回火。为减少同类问题，较合理的工艺改进是（ ） A. 改用盐水淬火并延长保温 B. 改用油冷淬火并及时回火 C. 改用空冷淬火并提高温度 D. 改用炉冷淬火并缩短保温 20. 大型焊接机架加工前发现焊接区域残余应力较大，为减小后续加工和使用中的变形，应采用（ ） A. 去应力退火 B. 完全退火 C. 正火处理 D. 淬火处理 二、简答题（本大题共4小题，每题5分，共20分） 21. 简述退火的主要目的。 22. 简述正火与退火在冷却方式及应用方面的主要区别。 23. 某低碳钢支架毛坯经锻造后组织不够均匀，且后续需要进行切削加工。说明宜采用的热处理方法，并简述该工艺的基本过程和主要作用。 24. 某中碳钢齿轮毛坯经正火处理后进行机械加工，随后需提高齿面耐磨性和齿根抗断裂能力。请说明后续热处理方案，并分析各工序的作用。 三、计算题（本大题共2小题，每题5分，共10分） 25. 某车间对直径为 60 mm 的 45 钢轴进行完全退火。工艺规定：从 20 ℃加热至 850 ℃，平均升温速度为 100 ℃/h；保温时间按工件有效厚度每 1 mm 保温 1.5 min 计算；随后随炉以 30 ℃/h 冷却至 600 ℃后出炉空冷。（1）计算加热至退火温度所需时间和保温时间。（2）计算从退火开始至 600 ℃出炉前的总工艺时间。（3）若车间安排的连续生产时间为 18 h，判断该工艺能否在规定时间内完成，并说明理由。 26. 一批35钢齿轮毛坯锻造后晶粒较粗，工艺员拟采用正火处理，以改善组织并为后续切削加工创造条件。已知毛坯的有效厚度为32 mm，初始温度为35 ℃，正火加热温度为910 ℃，平均升温速度为140 ℃/h；保温时间按每1 mm有效厚度保温1.5 min计算；保温结束后在空气中冷却至350 ℃，平均冷却速度为70 ℃/min。 （1）计算毛坯加热至正火温度所需时间和保温时间。 （2）计算毛坯从910 ℃冷却至350 ℃所需时间，并求从开始加热到冷却至350 ℃的总时间。 （3）说明该齿轮毛坯采用正火处理的主要目的，以及正火后组织和性能的变化特点。 四、综合应用题（本大题共4小题，共30分） 27.（5分）某机修车间对一批45钢锻造传动轴毛坯进行预备热处理。传动轴直径为60 mm，长度为300 mm，钢的密度取 kg/，比热容取0.46 kJ/(kg·℃)。已知该钢的 温度为780 ℃，车间确定正火加热温度比 高40 ℃，初始温度为20 ℃。（1）计算一根传动轴毛坯的质量及加热到正火温度理论上需要吸收的热量。（2）确定该传动轴的正火加热温度和冷却方法，并说明其是否适宜采用炉冷。（3）分析该批锻造毛坯采用正火而不采用完全退火作为预备热处理的主要原因。 28.（5分）某机械制造企业生产45钢传动轴，轴坯直径为50 mm，长度为300 mm。为获得较好的综合机械性能，工艺员计划将轴坯加热至850 ℃后进行热处理。已知45钢密度为7850 kg/，比热容为0.46 kJ/（kg·℃），初始温度为20 ℃，热处理炉热效率为70%，不计夹具吸热和其他散热损失。（1）计算该轴坯从20 ℃加热至850 ℃时吸收的热量，以及热处理炉需提供的输入热量。（2）若工艺员拟采用“加热至850 ℃后空冷”的工艺，判断该工艺能否满足传动轴获得较好综合机械性能的要求，并说明理由。（3）为减小传动轴淬火后的变形和开裂倾向，说明两项应采取的工艺措施。 29.（10分）某汽车钢板弹簧厂使用60Si2Mn钢制造板簧。板簧坯料尺寸为20 mm×100 mm×200 mm，密度取 kg/，比热容取0.46 kJ/(kg·℃)。工件淬火前温度为850 ℃，油冷8 s后测得温度为550 ℃。该钢获得马氏体组织所需的临界冷却速度为30 ℃/s。（1）计算板簧坯料的质量、冷却过程中放出的热量及平均冷却速度。（2）判断该油冷工艺能否满足60Si2Mn钢的淬火冷却要求，并说明依据。（3）说明板簧淬火后应采用的回火工艺及其主要目的。 30.（10分）某机械制造车间对最大厚度为28 mm的45钢连杆毛坯进行正火处理，以改善锻造后的组织并为后续机械加工创造条件。工艺规定：毛坯由20 ℃加热至880 ℃，平均升温速度为160 ℃/h；保温时间按每1 mm最大厚度1 min计算；保温结束后在空气中冷却至350 ℃，平均冷却速度为90 ℃/min。 （1）计算毛坯加热、保温和空气冷却至350 ℃各阶段所需时间。 （2）计算从开始加热到冷却至350 ℃所需的总时间。 （3）说明该工艺属于正火还是退火，并分析与完全退火相比，正火后毛坯的组织和力学性能会发生哪些主要变化。 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 $