山东省（春季高考）机电技术类 《金属加工基础》项目一任务二 45分钟专题训练卷

山东省（春季高考）机电技术类《金属加工基础》45分钟专题训练卷专辑，共208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电技术类理论知识，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电技术类高考的学生。 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》《液压与气压传动》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）机电技术类 《金属加工基础》 项目一：力学性能 任务二：金属材料的硬度 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. 检验渗碳齿轮齿面较小区域的性能数值时，宜优先选用（ ） A. A. 布氏硬度试验 B. B. 洛氏硬度试验 C. C. 维氏硬度试验 D. D. 肖氏硬度试验 2. 零件表面在使用中抵抗压头压入或划伤的能力，主要反映材料的（ ） A. 抵抗冲击断裂的能力 B. 抵抗局部变形的能力 C. 承受交变载荷的能力 D. 保持永久变形的能力 3. 材料抵抗局部压入其表面的能力称为（ ） A. 强度 B. 塑性 C. 硬度 D. 韧性 4. 检验淬火钢表层性能时，常用金刚石圆锥压头进行测定的方法是（ ）。 A. 布氏试验法 B. 洛氏试验法 C. 拉伸试验法 D. 冲击试验法 5. 对零件较薄的渗氮层进行性能检测时，较适宜采用的方法是（ ）。 A. 布氏试验法 B. 洛氏试验法 C. 维氏试验法 D. 拉伸试验法 6. 在其他条件相同的情况下，两种钢的洛氏读数分别为45HRC和60HRC，其中60HRC钢的主要特点是（ ）。 A. 承受冲击能力较强 B. 产生塑性变形较大 C. 抵抗疲劳破坏较强 D. 抵抗压入能力较强 7. 布氏试验中，压入试样表面的常用压头是（ ）。 A. 金刚石圆锥压头 B. 淬硬钢球压头 C. 金刚石棱锥压头 D. 硬质合金球压头 8. 车床导轨经过淬火处理后，主要希望提高其（ ）。 A. 表面耐磨能力 B. 整体塑性能力 C. 抗冲击断裂能力 D. 长期疲劳能力 9. 在布氏试验的载荷和压头直径相同时，试样表面压痕直径较小，说明该试样的测量数值（ ）。 A. 相对较低 B. 保持不变 C. 相对较高 D. 无法判断 10. 用洛氏试验法检测零件时，仪器的读数主要依据压头压入试样的（ ）。 A. 深度变化 B. 压痕面积 C. 压痕直径 D. 载荷大小 11. 某齿轮齿面因磨损过快需要改进材料性能，优先提高材料的（ ） A. 抗拉强度 B. 屈服强度 C. 表面硬度 D. 冲击韧性 12. 采用布氏硬度试验检测材料硬度时，主要依据的是（ ） A. 压头压入后测量压痕直径 B. 压头压入后测量回弹高度 C. 压头压入后测量划痕长度 D. 压头压入后测量冲击功 13. 齿轮齿面经高频淬火后，为检查热处理效果，应重点检测齿面的（ ）。 A. 抗拉强度 B. 表层硬度 C. 冲击韧性 D. 断后伸长率 14. 采用洛氏硬度计检测淬火钢件时，硬度值主要根据压头压入试样表面的（ ） A. 压痕面积确定 B. 压痕直径确定 C. 压入深度确定 D. 冲击功数值确定 15. 使用硬度计测量零件表面前，通常应清除测量部位的油污和氧化皮，主要目的是（ ）。 A. 减小压头受力 B. 保证读数准确 C. 提高材料强度 D. 增加表层塑性 16. 车间加工轴类零件时，刀具刃口出现明显磨损。为保证刀刃能够切入工件，最关键的条件是（ ） A. 刀具塑性大于工件塑性 B. 刀具韧性大于工件韧性 C. 刀具强度大于工件强度 D. 刀具硬度高于工件硬度 17. 检测两种钢材，甲的布氏硬度为220，断后伸长率为12%；乙的布氏硬度为180，断后伸长率为28%。下列判断正确的是（ ） A. 甲硬度较低，乙塑性较差 B. 甲塑性较好，乙硬度较高 C. 甲塑性较差，乙硬度较低 D. 甲硬度较高，乙塑性较好 18. 在相同试验条件下，甲、乙两试样的布氏硬度压痕直径分别为3.2 mm和2.8 mm。由此可判断（ ） A. 甲硬度较高，抗局部变形能力较强 B. 乙硬度较高，抗局部变形能力较强 C. 甲塑性较好，抗局部变形能力较强 D. 乙韧性较好，抗冲击断裂能力较强 19. 制造钢板压印编号用的钢字冲头时，为使其工作端在反复压印后不易产生压痕和磨损，应优先保证材料具有（ ） A. 较高的硬度以抵抗压痕形成 B. 较高的塑性以便于永久变形 C. 较高的韧性以吸收冲击能量 D. 较高的疲劳强度以承受交变载荷 20. 某批淬硬钢制量规需要检验表层硬度，预计硬度约为58 HRC。选用下列哪种硬度试验方法较合适（ ） A. 采用洛氏硬度试验测定 B. 采用布氏硬度试验测定 C. 采用拉伸试验方法测定 D. 采用冲击试验方法测定 二、计算题（本大题共5小题，每题4分，共20分） 21. 某钢件采用布氏硬度试验，压头直径为10 mm，试验力为29420 N，测得压痕直径为4.20 mm。已知布氏硬度计算式为。（1）计算该钢件的布氏硬度HBW。（2）若另一钢件的布氏硬度为180 HBW，计算该钢件硬度比另一钢件提高的百分比。 22. 某零件进行维氏硬度试验，试验力为294.2 N，测得两条压痕对角线平均长度为0.50 mm。已知维氏硬度计算式为。（1）计算该零件的维氏硬度。（2）保持试验力不变，若压痕对角线平均长度增大到0.60 mm，计算此时的维氏硬度。（3）计算压痕增大后维氏硬度的下降百分比。 23. 两件经热处理后的钢制零件采用洛氏硬度C标尺检测。零件甲的压痕深度增量为0.084 mm，零件乙的压痕深度增量为0.096 mm。已知洛氏硬度C标尺计算式为，其中为压痕深度增量。（1）计算零件甲的洛氏硬度。（2）计算零件乙的洛氏硬度。（3）计算两零件洛氏硬度的差值，并判断哪件零件硬度较高。 24. 一件退火钢零件采用布氏硬度试验检测。试验力为1839 N，压头直径为10 mm，压痕直径为4.0 mm。已知布氏硬度计算公式为，其中F的单位为N，D和d的单位为mm。（1）计算该零件的布氏硬度，结果保留整数。（2）若图样规定硬度范围为135～155 HBW，判断该零件是否合格。 25. 某模具镶块进行维氏硬度检验，试验力为294.2 N，测得压痕两条对角线长度分别为0.50 mm和0.48 mm。已知维氏硬度计算公式为，其中F的单位为N，d为两条对角线的平均长度，单位为mm。（1）计算压痕对角线平均长度。（2）计算该镶块的维氏硬度，结果保留整数。（3）若工艺要求硬度为220～240 HV，判断该镶块是否符合要求。 三、综合应用题（本大题共6小题，共40分） 26.（5分）某齿轮轴经热处理后，维修技师采用布氏硬度计进行检验。压头直径为10 mm，试验力为7355 N，测得压痕直径为4.00 mm。已知布氏硬度计算公式为，该齿轮轴的硬度要求不低于550 HBW。（1）计算该齿轮轴的布氏硬度值。（2）判断该齿轮轴的硬度是否符合要求。（3）该齿轮轴用于承受冲击载荷的传动系统，说明仅检验硬度是否足以评价其使用性能，并说明还应重点关注的力学性能。 27.（5分）某机械加工厂对两批调质钢试样进行布氏硬度检测。检测时选用直径为 10 mm 的硬质合金球压头，试验力为 29.42 kN。甲试样压痕直径为 4.20 mm，乙试样压痕直径为 4.80 mm。布氏硬度计算公式为 ，式中 的单位为 N， 和 的单位为 mm。（1）计算甲试样的布氏硬度值，结果保留整数。（2）比较甲、乙两试样的硬度高低，并说明依据。（3）若该钢材用于制造承受摩擦的导轨，说明硬度较高的试样在使用中的主要优势。 28.（5分）某企业对一批经调质处理的定位销进行维氏硬度抽检。试验力均为294.2 N，三个试样的压痕对角线平均长度分别为0.42 mm、0.40 mm和0.44 mm。已知维氏硬度计算公式为，其中F的单位为N，d的单位为mm。该批定位销的硬度技术要求为300～360 HV。 （1）分别计算三个试样的维氏硬度，结果保留整数。 （2）判断三个试样是否分别符合硬度要求。 （3）说明对该批产品作出硬度验收结论时，能否只依据三个试样硬度的平均值，并说明理由。 29.（5分）某维修车间对退火后的低碳钢板进行维氏硬度复检。检测时试验力为 10 kgf，两条压痕对角线长度分别为 0.462 mm 和 0.458 mm。该零件技术要求维氏硬度不低于 90 HV。维氏硬度计算公式为 ，式中 的单位为 kgf， 为两条对角线长度的平均值，单位为 mm。（1）计算该钢板的维氏硬度值，结果保留整数。（2）判断该钢板是否满足技术要求。（3）若该钢板原设计需具有一定塑性以便冲压成形，分析采用过高硬度钢板可能造成的后果。 30.（10分）某机械维修车间对一件退火后的轴套进行布氏硬度复检。试验力为1839 N，压头直径为10 mm，实测压痕直径为3.6 mm。已知布氏硬度计算公式为，其中F的单位为N，D和d的单位为mm。轴套图样要求硬度为170～190 HBW。 （1）计算该轴套的布氏硬度，结果保留整数。 （2）判断该轴套是否满足图样硬度要求。 （3）若复检结果仍高于硬度上限，说明该轴套在后续切削加工中可能出现的一个问题，并提出一项处理措施。 31.（10分）某渗碳淬火齿轮需检验表层至心部的硬度变化。采用维氏硬度试验，试验力均为98.07 N。在距齿面0.10 mm、0.50 mm和1.50 mm处测得压痕对角线平均长度分别为0.21 mm、0.25 mm和0.30 mm。已知维氏硬度计算公式为，其中F的单位为N，d的单位为mm。工艺要求为：距齿面0.10 mm处硬度不低于400 HV，距齿面0.50 mm处硬度不低于280 HV，心部硬度应为180～240 HV。 （1）计算三个测点的维氏硬度，结果保留整数。 （2）判断该齿轮各测点硬度是否符合工艺要求。 （3）根据计算结果，说明该齿轮硬度沿深度方向的变化特点，并说明这种变化对齿轮使用的主要意义。 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）机电技术类《金属加工基础》45分钟专题训练卷专辑，共208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电技术类理论知识，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电技术类高考的学生。 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》《液压与气压传动》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）机电技术类 《金属加工基础》 项目一：力学性能 任务二：金属材料的硬度 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. 检验渗碳齿轮齿面较小区域的性能数值时，宜优先选用（ ） A. A. 布氏硬度试验 B. B. 洛氏硬度试验 C. C. 维氏硬度试验 D. D. 肖氏硬度试验 【答案】C 【解析】维氏硬度试验的压痕较小，适用于测量表面硬化层、薄层材料及零件局部区域的硬度。布氏硬度试验压痕较大，不适合较小的齿面检测区域。 2. 零件表面在使用中抵抗压头压入或划伤的能力，主要反映材料的（ ） A. 抵抗冲击断裂的能力 B. 抵抗局部变形的能力 C. 承受交变载荷的能力 D. 保持永久变形的能力 【答案】B 【解析】硬度表示材料抵抗局部塑性变形、压入或划伤的能力。 3. 材料抵抗局部压入其表面的能力称为（ ） A. 强度 B. 塑性 C. 硬度 D. 韧性 【答案】C 【解析】硬度反映材料抵抗其他物体压入其表面的能力。 4. 检验淬火钢表层性能时，常用金刚石圆锥压头进行测定的方法是（ ）。 A. 布氏试验法 B. 洛氏试验法 C. 拉伸试验法 D. 冲击试验法 【答案】B 【解析】洛氏试验法可采用金刚石圆锥压头，通过压入深度的差值确定测量数值，适用于淬火钢等较硬材料。 5. 对零件较薄的渗氮层进行性能检测时，较适宜采用的方法是（ ）。 A. 布氏试验法 B. 洛氏试验法 C. 维氏试验法 D. 拉伸试验法 【答案】C 【解析】维氏试验法采用金刚石四棱锥压头，压痕较小，适合测定薄层和小型零件的表层性能。 6. 在其他条件相同的情况下，两种钢的洛氏读数分别为45HRC和60HRC，其中60HRC钢的主要特点是（ ）。 A. 承受冲击能力较强 B. 产生塑性变形较大 C. 抵抗疲劳破坏较强 D. 抵抗压入能力较强 【答案】D 【解析】洛氏读数越大，表示材料抵抗压头压入的能力越强。因此60HRC钢的表面抗压入能力较强。 7. 布氏试验中，压入试样表面的常用压头是（ ）。 A. 金刚石圆锥压头 B. 淬硬钢球压头 C. 金刚石棱锥压头 D. 硬质合金球压头 【答案】D 【解析】布氏试验通常采用硬质合金球压头，将压头压入试样表面后，根据压痕直径计算测量数值。 8. 车床导轨经过淬火处理后，主要希望提高其（ ）。 A. 表面耐磨能力 B. 整体塑性能力 C. 抗冲击断裂能力 D. 长期疲劳能力 【答案】A 【解析】导轨在使用中与运动部件发生摩擦，淬火可提高表层抵抗压入和磨损的能力，从而延长使用寿命。 9. 在布氏试验的载荷和压头直径相同时，试样表面压痕直径较小，说明该试样的测量数值（ ）。 A. 相对较低 B. 保持不变 C. 相对较高 D. 无法判断 【答案】C 【解析】在试验条件相同的情况下，材料越不易被压入，形成的压痕直径越小，因此对应的布氏测量数值越高。 10. 用洛氏试验法检测零件时，仪器的读数主要依据压头压入试样的（ ）。 A. 深度变化 B. 压痕面积 C. 压痕直径 D. 载荷大小 【答案】A 【解析】洛氏试验法以压头在初载荷和主载荷作用下的压入深度差作为测量依据，不需要测量压痕直径。 11. 某齿轮齿面因磨损过快需要改进材料性能，优先提高材料的（ ） A. 抗拉强度 B. 屈服强度 C. 表面硬度 D. 冲击韧性 【答案】C 【解析】齿面硬度提高后，抵抗磨粒磨损和表面压痕的能力增强。 12. 采用布氏硬度试验检测材料硬度时，主要依据的是（ ） A. 压头压入后测量压痕直径 B. 压头压入后测量回弹高度 C. 压头压入后测量划痕长度 D. 压头压入后测量冲击功 【答案】A 【解析】布氏硬度试验通过测量压痕直径，并结合试验载荷计算硬度值。 13. 齿轮齿面经高频淬火后，为检查热处理效果，应重点检测齿面的（ ）。 A. 抗拉强度 B. 表层硬度 C. 冲击韧性 D. 断后伸长率 【答案】B 【解析】高频淬火的主要目的是提高齿轮齿面的耐磨性和抗压入能力，因此应重点检测齿面的硬度。 14. 采用洛氏硬度计检测淬火钢件时，硬度值主要根据压头压入试样表面的（ ） A. 压痕面积确定 B. 压痕直径确定 C. 压入深度确定 D. 冲击功数值确定 【答案】C 【解析】洛氏硬度试验以压头压入试样表面的深度作为硬度测量依据。 15. 使用硬度计测量零件表面前，通常应清除测量部位的油污和氧化皮，主要目的是（ ）。 A. 减小压头受力 B. 保证读数准确 C. 提高材料强度 D. 增加表层塑性 【答案】B 【解析】油污、氧化皮等会影响压头与试样表面的正常接触，使压痕和读数产生误差。清洁测量部位有助于保证结果准确。 16. 车间加工轴类零件时，刀具刃口出现明显磨损。为保证刀刃能够切入工件，最关键的条件是（ ） A. 刀具塑性大于工件塑性 B. 刀具韧性大于工件韧性 C. 刀具强度大于工件强度 D. 刀具硬度高于工件硬度 【答案】D 【解析】刀具材料的硬度应高于工件材料，才能有效切削并减小刃口磨损。 17. 检测两种钢材，甲的布氏硬度为220，断后伸长率为12%；乙的布氏硬度为180，断后伸长率为28%。下列判断正确的是（ ） A. 甲硬度较低，乙塑性较差 B. 甲塑性较好，乙硬度较高 C. 甲塑性较差，乙硬度较低 D. 甲硬度较高，乙塑性较好 【答案】D 【解析】布氏硬度值越大，材料硬度越高；断后伸长率越大，材料塑性越好。 18. 在相同试验条件下，甲、乙两试样的布氏硬度压痕直径分别为3.2 mm和2.8 mm。由此可判断（ ） A. 甲硬度较高，抗局部变形能力较强 B. 乙硬度较高，抗局部变形能力较强 C. 甲塑性较好，抗局部变形能力较强 D. 乙韧性较好，抗冲击断裂能力较强 【答案】B 【解析】布氏压痕直径越小，说明材料抵抗压入变形的能力越强，硬度越高。 19. 制造钢板压印编号用的钢字冲头时，为使其工作端在反复压印后不易产生压痕和磨损，应优先保证材料具有（ ） A. 较高的硬度以抵抗压痕形成 B. 较高的塑性以便于永久变形 C. 较高的韧性以吸收冲击能量 D. 较高的疲劳强度以承受交变载荷 【答案】A 【解析】钢字冲头工作端承受局部挤压和摩擦，需抵抗塑性变形及磨损。材料硬度越高，抗压痕和耐磨性通常越好，故选A。 20. 某批淬硬钢制量规需要检验表层硬度，预计硬度约为58 HRC。选用下列哪种硬度试验方法较合适（ ） A. 采用洛氏硬度试验测定 B. 采用布氏硬度试验测定 C. 采用拉伸试验方法测定 D. 采用冲击试验方法测定 【答案】A 【解析】洛氏硬度试验适用于淬火钢等较硬材料，58 HRC处于洛氏硬度常用测量范围。布氏硬度试验更适合硬度较低、组织较均匀的材料。 二、计算题（本大题共5小题，每题4分，共20分） 21. 某钢件采用布氏硬度试验，压头直径为10 mm，试验力为29420 N，测得压痕直径为4.20 mm。已知布氏硬度计算式为。（1）计算该钢件的布氏硬度HBW。（2）若另一钢件的布氏硬度为180 HBW，计算该钢件硬度比另一钢件提高的百分比。 【答案】（1）该钢件的布氏硬度约为206.6 HBW。（2）硬度提高百分比约为14.8%。 【解析】（1） 。（2），该钢件表面抵抗压入能力较强。 22. 某零件进行维氏硬度试验，试验力为294.2 N，测得两条压痕对角线平均长度为0.50 mm。已知维氏硬度计算式为。（1）计算该零件的维氏硬度。（2）保持试验力不变，若压痕对角线平均长度增大到0.60 mm，计算此时的维氏硬度。（3）计算压痕增大后维氏硬度的下降百分比。 【答案】（1）维氏硬度约为222.5 HV。（2）维氏硬度约为154.5 HV。（3）维氏硬度下降约为30.6%。 【解析】（1）。（2）。（3），压痕越大，材料硬度越低。 23. 两件经热处理后的钢制零件采用洛氏硬度C标尺检测。零件甲的压痕深度增量为0.084 mm，零件乙的压痕深度增量为0.096 mm。已知洛氏硬度C标尺计算式为，其中为压痕深度增量。（1）计算零件甲的洛氏硬度。（2）计算零件乙的洛氏硬度。（3）计算两零件洛氏硬度的差值，并判断哪件零件硬度较高。 【答案】（1）零件甲的洛氏硬度为58 HRC。（2）零件乙的洛氏硬度为52 HRC。（3）两零件硬度相差6 HRC，零件甲硬度较高。 【解析】（1）。（2）。（3），压痕深度增量较小的零件甲抵抗压入能力较强。 24. 一件退火钢零件采用布氏硬度试验检测。试验力为1839 N，压头直径为10 mm，压痕直径为4.0 mm。已知布氏硬度计算公式为，其中F的单位为N，D和d的单位为mm。（1）计算该零件的布氏硬度，结果保留整数。（2）若图样规定硬度范围为135～155 HBW，判断该零件是否合格。 【答案】（1）该零件的布氏硬度约为141 HBW。 （2）该零件硬度合格。 【解析】（1）压头直径平方减去压痕直径平方的差为84 mm2，其平方根约为9.17 mm。代入公式计算，布氏硬度约为141 HBW。 （2）141 HBW处于135～155 HBW的规定范围内，因此该零件硬度合格。 25. 某模具镶块进行维氏硬度检验，试验力为294.2 N，测得压痕两条对角线长度分别为0.50 mm和0.48 mm。已知维氏硬度计算公式为，其中F的单位为N，d为两条对角线的平均长度，单位为mm。（1）计算压痕对角线平均长度。（2）计算该镶块的维氏硬度，结果保留整数。（3）若工艺要求硬度为220～240 HV，判断该镶块是否符合要求。 【答案】（1）压痕对角线平均长度为0.49 mm。 （2）维氏硬度约为232 HV。 （3）该镶块符合硬度要求。 【解析】（1）两条对角线长度之和为0.98 mm，平均长度为0.49 mm。 （2）将试验力294.2 N和平均对角线长度0.49 mm代入公式，计算得到维氏硬度约为232 HV。 （3）232 HV处于220～240 HV的规定范围内。 三、综合应用题（本大题共6小题，共40分） 26.（5分）某齿轮轴经热处理后，维修技师采用布氏硬度计进行检验。压头直径为10 mm，试验力为7355 N，测得压痕直径为4.00 mm。已知布氏硬度计算公式为，该齿轮轴的硬度要求不低于550 HBW。（1）计算该齿轮轴的布氏硬度值。（2）判断该齿轮轴的硬度是否符合要求。（3）该齿轮轴用于承受冲击载荷的传动系统，说明仅检验硬度是否足以评价其使用性能，并说明还应重点关注的力学性能。 【答案】（1）。代入数据得：。 HBW。（2）该齿轮轴硬度约为561 HBW，高于550 HBW，符合硬度要求。（3）仅检验硬度不足以全面评价其使用性能。该齿轮轴还应具有足够的韧性，以防止在冲击载荷作用下发生脆断。 【解析】（1）根据布氏硬度计算公式：。代入、、：。，因此，约为561 HBW。（2）实测硬度约为561 HBW，不低于550 HBW，符合硬度要求。（3）仅检验硬度不足以全面评价齿轮轴在冲击载荷下的使用性能。硬度主要反映材料抵抗局部压入和塑性变形的能力；对于承受冲击载荷的传动系统，还应重点关注材料的韧性，以避免发生脆断。 27.（5分）某机械加工厂对两批调质钢试样进行布氏硬度检测。检测时选用直径为 10 mm 的硬质合金球压头，试验力为 29.42 kN。甲试样压痕直径为 4.20 mm，乙试样压痕直径为 4.80 mm。布氏硬度计算公式为 ，式中 的单位为 N， 和 的单位为 mm。（1）计算甲试样的布氏硬度值，结果保留整数。（2）比较甲、乙两试样的硬度高低，并说明依据。（3）若该钢材用于制造承受摩擦的导轨，说明硬度较高的试样在使用中的主要优势。 【答案】（1）试验力为。 。。，结果保留整数为207 HBW，甲试样硬度约为207 HBW。（2）甲试样硬度较高。两试样的试验力和压头直径相同，甲试样的压痕直径4.20 mm小于乙试样的4.80 mm，说明甲试样抵抗局部塑性变形的能力较强，硬度较高。（3）硬度较高的试样耐磨性较好，导轨表面在长期滑动摩擦和局部接触压力作用下不易磨损和产生压痕，有利于保持运动精度。 【解析】（1）先统一试验力单位：。根据公式，代入、、： 。，故，保留整数为207 HBW。（2）在试验力和压头直径相同的条件下，压痕直径越小，材料抵抗局部塑性变形的能力越强，布氏硬度越高。因甲试样压痕直径小于乙试样，所以甲试样硬度较高。（3）导轨主要承受滑动摩擦和局部接触压力，较高硬度通常具有较好的耐磨性，可减小表面磨损和压痕，帮助保持运动精度。 28.（5分）某企业对一批经调质处理的定位销进行维氏硬度抽检。试验力均为294.2 N，三个试样的压痕对角线平均长度分别为0.42 mm、0.40 mm和0.44 mm。已知维氏硬度计算公式为，其中F的单位为N，d的单位为mm。该批定位销的硬度技术要求为300～360 HV。 （1）分别计算三个试样的维氏硬度，结果保留整数。 （2）判断三个试样是否分别符合硬度要求。 （3）说明对该批产品作出硬度验收结论时，能否只依据三个试样硬度的平均值，并说明理由。 【答案】（1）1号试样硬度约为315 HV，2号试样硬度约为348 HV，3号试样硬度约为287 HV。 （2）1号试样和2号试样符合要求，3号试样不符合要求。 （3）不能只依据平均值作出验收结论。硬度要求规定的是单件产品的允许范围，平均值可能掩盖个别试样硬度偏低的问题，应按抽检规则对不合格情况进行复检或扩大抽样。 【解析】（1）将三个压痕对角线平均长度分别代入维氏硬度公式，可得三个试样硬度约为315 HV、348 HV和287 HV。 （2）前两个结果处于300～360 HV范围内，第三个结果低于下限。 （3）硬度检验除关注平均水平外，还应关注单个试样是否超出技术范围，避免不合格产品被平均值掩盖。 29.（5分）某维修车间对退火后的低碳钢板进行维氏硬度复检。检测时试验力为 10 kgf，两条压痕对角线长度分别为 0.462 mm 和 0.458 mm。该零件技术要求维氏硬度不低于 90 HV。维氏硬度计算公式为 ，式中 的单位为 kgf， 为两条对角线长度的平均值，单位为 mm。（1）计算该钢板的维氏硬度值，结果保留整数。（2）判断该钢板是否满足技术要求。（3）若该钢板原设计需具有一定塑性以便冲压成形，分析采用过高硬度钢板可能造成的后果。 【答案】（1）平均压痕对角线长度为 。。，该钢板硬度约为 88 HV。（2）不满足技术要求。实测硬度约为 88 HV，低于规定的 90 HV。（3）钢板硬度过高时，塑性通常会降低，冲压过程中容易出现开裂、边缘破损或成形困难等问题。 【解析】（1）两条压痕对角线的平均值为。代入维氏硬度公式，其中：，结果保留整数为88 HV。（2）实测硬度约为88 HV，低于技术要求的90 HV，因此该钢板不满足技术要求。（3）硬度过高通常会使钢板塑性下降。用于冲压成形时，钢板可能出现开裂、边缘破损或成形困难等问题。 30.（10分）某机械维修车间对一件退火后的轴套进行布氏硬度复检。试验力为1839 N，压头直径为10 mm，实测压痕直径为3.6 mm。已知布氏硬度计算公式为，其中F的单位为N，D和d的单位为mm。轴套图样要求硬度为170～190 HBW。 （1）计算该轴套的布氏硬度，结果保留整数。 （2）判断该轴套是否满足图样硬度要求。 （3）若复检结果仍高于硬度上限，说明该轴套在后续切削加工中可能出现的一个问题，并提出一项处理措施。 【答案】（1）该轴套的布氏硬度约为175 HBW。 （2）该轴套满足图样硬度要求。 （3）若硬度持续偏高，切削加工时可能出现刀具磨损加快或切削困难的问题。可重新进行退火处理，使材料硬度降至规定范围后再加工。 【解析】（1）计算压头直径平方与压痕直径平方之差的平方根约为9.33 mm，代入公式可得硬度约为175 HBW。 （2）175 HBW处于170～190 HBW的规定范围内。 （3）退火轴套硬度过高会降低切削加工性，重新退火可降低硬度并改善加工性能。 31.（10分）某渗碳淬火齿轮需检验表层至心部的硬度变化。采用维氏硬度试验，试验力均为98.07 N。在距齿面0.10 mm、0.50 mm和1.50 mm处测得压痕对角线平均长度分别为0.21 mm、0.25 mm和0.30 mm。已知维氏硬度计算公式为，其中F的单位为N，d的单位为mm。工艺要求为：距齿面0.10 mm处硬度不低于400 HV，距齿面0.50 mm处硬度不低于280 HV，心部硬度应为180～240 HV。 （1）计算三个测点的维氏硬度，结果保留整数。 （2）判断该齿轮各测点硬度是否符合工艺要求。 （3）根据计算结果，说明该齿轮硬度沿深度方向的变化特点，并说明这种变化对齿轮使用的主要意义。 【答案】（1）距齿面0.10 mm处硬度约为421 HV，距齿面0.50 mm处硬度约为297 HV，距齿面1.50 mm处硬度约为206 HV。 （2）三个测点均符合工艺要求。 （3）齿轮硬度由表层向心部逐渐降低，形成表硬心韧的性能特点。较高的表层硬度有利于提高齿面耐磨性和抗压痕能力，心部保持一定韧性有利于承受冲击载荷。 【解析】（1）将98.07 N试验力和各测点压痕对角线长度代入维氏硬度公式，依次得到约421 HV、297 HV和206 HV。 （2）表层和次表层硬度均达到下限，心部硬度处于180～240 HV范围内。 （3）渗碳淬火齿轮需要表层具有较高硬度以保证耐磨性，同时心部不宜过硬，以保持必要的韧性和抗冲击能力。 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 $