山东省（春季高考）机电技术类 《金属加工基础》项目三任务三 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》 项目三：钢的热处理 任务三：回火与时效处理 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. 将淬火后的钢件重新加热到 以下某一温度，保温后冷却的工艺称为（ ） A. 退火 B. 回火 C. 正火 D. 调质 【答案】B 【解析】回火是在钢件淬火后进行的热处理，通过加热到 以下并冷却，改善淬火组织性能。 2. 淬火后的钢制量具进行低温回火，其主要目的是（ ） A. 提高塑性并降低表面硬度 B. 减小内应力并保持较高硬度 C. 细化晶粒并改善切削性能 D. 改变成分并增强表面耐磨性 【答案】B 【解析】低温回火可降低淬火产生的残余应力，减少开裂和变形倾向，同时基本保持工件较高的硬度和耐磨性。 3. 淬火钢件进行回火处理的主要目的是（ ） A. 降低脆性并稳定组织 B. 细化晶粒提高硬度 C. 消除偏析改善成分 D. 增加碳量强化表层 【答案】A 【解析】淬火后钢件硬度高而脆性大，回火可降低内应力和脆性，使组织与尺寸趋于稳定。 4. 中碳钢零件经淬火后进行高温回火，通常可获得的组织和性能特点是（ ） A. 获得硬度较高的回火马氏体 B. 获得耐磨性较好的淬火马氏体 C. 获得综合性能较好的回火索氏体 D. 获得硬度很低的退火组织 【答案】C 【解析】高温回火后通常获得回火索氏体，钢件的强度、塑性和韧性能够得到较好的配合，适用于轴、连杆等受力零件。 5. 对钢件进行淬火后再进行高温回火的复合热处理工艺称为（ ） A. 退火 B. 正火 C. 调质 D. 时效 【答案】C 【解析】调质是淬火与高温回火相结合的热处理工艺，可使钢件获得较好的强度和韧性。 6. 钢件进行回火处理的基本工艺过程是（ ） A. 淬火后加热至临界温度以下保温冷却 B. 退火后加热至临界温度以上保温空冷 C. 正火后加热至临界温度以上保温水冷 D. 渗碳后加热至临界温度以下保温炉冷 【答案】A 【解析】回火是在淬火后进行的热处理工艺，需要将钢件加热到临界温度以下保温，再采用适当方式冷却，以调整力学性能。 7. 某铝合金零件固溶处理后，在室温下放置一段时间使性能逐渐稳定，这种处理称为（ ） A. 退火 B. 正火 C. 回火 D. 自然时效 【答案】D 【解析】自然时效是将固溶处理后的合金在室温下放置，使其组织和性能随时间发生稳定变化的过程。 8. 淬火钢进行回火处理，主要是为了（ ） A. 增加工件含碳量并提高硬度 B. 形成表面渗碳层并提高耐磨性 C. 使奥氏体转变为铁素体 D. 降低淬火脆性并稳定组织 【答案】D 【解析】淬火钢回火可降低内应力和脆性，改善塑韧性，并使组织和尺寸趋于稳定。 9. 铸铁床身在粗加工后长期放置于常温环境中，其主要作用是（ ） A. 高温短时保温提高表层硬度 B. 低温快速冷却获得马氏体组织 C. 高温渗入元素改变表层成分 D. 室温较长放置减小尺寸变化 【答案】D 【解析】自然时效是将工件在常温下放置较长时间，使内部残余应力逐步重新分布，从而提高尺寸稳定性。 10. 高温回火通常采用的回火温度范围是（ ） A. 150～250℃ B. 500～650℃ C. 250～350℃ D. 350～450℃ 【答案】B 【解析】高温回火一般在500～650℃进行，淬火加高温回火的热处理称为调质处理。 11. 铝合金零件经固溶处理后进行人工时效，主要可使材料（ ） A. 晶粒明显长大而塑性提高 B. 残余奥氏体增多而硬度降低 C. 析出强化相而强度提高 D. 表层含碳增加而耐磨增强 【答案】C 【解析】人工时效可促使过饱和固溶体析出细小强化相，阻碍位错运动，因此能够提高铝合金的强度和硬度。 12. 时效处理是利用过饱和固溶体在放置或加热过程中发生（ ） A. 完全奥氏体化 B. 表面脱碳软化 C. 第二相析出强化 D. 晶粒快速粗化 【答案】C 【解析】时效过程中，过饱和固溶体析出弥散的第二相，使材料的强度和硬度提高。 13. 某弹簧钢零件淬火后，要求具有较高弹性和抗疲劳能力，宜采用的回火工艺是（ ） A. 采用低温回火以保持最高硬度 B. 采用中温回火以获得较高弹性 C. 采用高温回火以提高塑性 D. 采用完全退火以消除加工硬化 【答案】B 【解析】中温回火能使弹簧钢获得较高的弹性极限和一定韧性，适合制作弹簧等承受交变载荷的零件。 14. 在其他条件相同的情况下，淬火钢的回火温度逐渐升高时，其力学性能通常表现为（ ） A. 硬度提高而韧性降低 B. 硬度和韧性同时提高 C. 硬度和韧性同时降低 D. 硬度降低而韧性提高 【答案】D 【解析】随着回火温度升高，淬火组织分解更加充分，钢件硬度和强度通常下降，而塑性和韧性通常提高。 15. 高速钢刀具淬火后，为保持较高硬度并减小淬火应力，通常应采用（ ） A. 低温回火 B. 高温回火 C. 完全退火 D. 扩散退火 【答案】B 【解析】高速钢淬火后采用高温多次回火，可析出合金碳化物产生二次硬化，在消除应力、提高组织稳定性的同时保持较高硬度，故选B。 16. 大型机床床身粗加工后发现尺寸仍有缓慢变化，为提高后续精加工的尺寸稳定性，宜采用（ ） A. 进行去应力时效以稳定尺寸 B. 进行完全退火以细化晶粒 C. 进行油淬处理以提高硬度 D. 进行渗碳处理以增加表层碳量 【答案】A 【解析】床身粗加工后内部仍可能存在残余应力，去应力时效可使应力逐步松弛，减少后续加工和使用过程中的尺寸变化。 17. 某机床主轴要求具有较高强度和良好韧性，维修工选择的热处理工艺应为（ ） A. 退火后进行空冷 B. 淬火后进行高温回火 C. 正火后进行水冷 D. 渗氮后进行油冷 【答案】B 【解析】主轴需兼顾强度和韧性，宜采用调质处理，即淬火后进行高温回火。 18. 淬火后的冷作冲模要求保持较高硬度，并降低使用中的开裂风险，较适宜采用（ ） A. 高温回火以获得较高韧性 B. 中温回火以提高弹性性能 C. 低温回火以减小淬火应力 D. 人工时效以消除铸造应力 【答案】C 【解析】冷作冲模通常要求较高硬度和耐磨性，低温回火能够降低淬火应力、减小开裂倾向，同时较好地保持硬度。 19. 某45钢传动轴淬火后硬度达到60HRC，但装配试验时发生脆断。若要求最终硬度为28～32HRC并具有较好韧性，合理的返修工艺是（ ） A. 重新退火后进行空冷 B. 重新正火后进行空冷 C. 重新渗碳后进行淬火 D. 重新淬火后进行高温回火 【答案】D 【解析】淬火后硬度60HRC且脆断，需通过高温回火降低硬度、消除应力并提高韧性。重新淬火后高温回火形成调质组织，可达28～32HRC，故选D。 20. 某铝合金零件经固溶处理和水淬后，室温放置一周硬度逐渐升高。若要求缩短强化等待时间并获得稳定性能，宜采用（ ） A. 重新退火后炉内冷却 B. 淬火后立即进行低温回火 C. 淬火后进行人工时效处理 D. 正火后进行高温回火处理 【答案】C 【解析】铝合金水淬后过饱和固溶体会自然时效；采用规定温度的人工时效可加快析出强化并提高性能稳定性。 二、计算题（本大题共5小题，每题4分，共20分） 21. 某40Cr钢传动轴直径为36 mm，采用“淬火加高温回火”工艺。淬火加热温度为850 ℃，工件初温为30 ℃，升温速度为4 ℃/min；达到淬火温度后，保温时间按1.2 min/mm计算。淬火冷却后工件降至30 ℃，再进行540 ℃高温回火，回火升温速度为6 ℃/min，保温时间按1.0 min/mm计算。（1）计算淬火阶段的升温时间、保温时间和总时间。（2）计算回火阶段的升温时间、保温时间和总时间。（3）计算该传动轴完成淬火和回火所需的理论总时间，并说明该工艺的名称。 【答案】（1）淬火升温时间为 min；保温时间为 min；淬火总时间为 min。（2）回火升温时间为 min；保温时间为 min；回火总时间为 min。（3）理论总时间为 min，约为6 h 9 min。该工艺称为调质处理。 【解析】淬火升温时间为(850-30)÷4=205min，保温36×1.2=43.2min，总计248.2min。回火升温(540-30)÷6=85min，保温36min，总计121min。理论总时间369.2min，约6h9min；淬火加高温回火称调质处理。 22. 某45钢模具淬火后需进行550 ℃回火。模具总质量为24 kg，比热容取，初温为25 ℃。回火炉热效率为72%，电热功率为9 kW。模具最大有效厚度为18 mm，达到回火温度后保温时间按2 min/mm计算。（1）计算模具由25 ℃加热到550 ℃所需的理论热量。（2）计算考虑炉子热效率后所需的电能，以及理论升温时间。（3）计算该批模具回火的理论总时间，并说明回火的主要目的。 【答案】（1）理论热量为 kJ。（2）实际输入电能为 kJ；升温时间为 s，约为14.9 min。（3）保温时间为 min；回火总时间为 min，约为51 min。回火可降低淬火应力和脆性，提高模具使用可靠性。 【解析】Q=mcΔT=24×0.46×(550-25)=5796kJ。计入效率后输入电能为5796÷0.72=8050kJ，升温时间8050÷9=894.4s≈14.9min。保温18×2=36min，总时间50.9min。回火可降低应力和脆性，提高可靠性。 23. 某铝合金精密零件经固溶处理和水冷后，采用人工时效处理。时效温度为180 ℃，零件入炉温度为25 ℃，升温速度为5 ℃/min，规定保温时间为8 h。每炉可装40件，现需完成200件零件的人工时效处理。每炉装炉、出炉及检验合计需要20 min。（1）计算零件升温至人工时效温度所需时间。（2）计算每炉零件完成一次人工时效处理所需的总时间。（3）计算完成200件零件至少需要几炉，并求出理论总生产时间。 【答案】（1）升温时间为 min。（2）每炉总时间为 min，约为8 h 51 min。（3）所需炉数为炉；理论总生产时间为 min，约为44 h 15 min。 【解析】升温时间为(180-25)÷5=31min。每炉时间=31+8×60+20=531min，约8h51min。200÷40=5炉，顺序生产总时间为531×5=2655min，约44h15min。 24. 某铝合金定位夹具需进行人工时效处理。工艺规定：工件从25℃升温至175℃，升温速度为2.5℃/min；达到规定温度后保温4h；随后由175℃冷却至55℃，平均冷却速度为1.5℃/min。加热阶段炉子平均功率为12kW，保温阶段平均功率为7kW，冷却阶段平均功率为3kW。 （1）计算该夹具完成一次人工时效的总工艺时间，分别用min和h、min表示。 （2）计算本次人工时效过程的总耗电量，单位为kW·h。 （3）判断该工艺属于自然时效还是人工时效，并说明该处理对夹具使用性能的主要作用。 【答案】（1）升温时间为（175－25）÷2.5，结果为60min。保温时间为240min。冷却时间为（175－55）÷1.5，结果为80min。总工艺时间为60＋240＋80，结果为380min，即6h20min。 （2）加热阶段耗电量为12×1，结果为12kW·h。保温阶段耗电量为7×4，结果为28kW·h。冷却阶段耗电量为3×80÷60，结果为4kW·h。总耗电量为12＋28＋4，结果为44kW·h。 （3）该工艺属于人工时效。人工时效可促进铝合金析出强化相，提高夹具的强度和硬度，并有助于稳定零件尺寸。 【解析】（1）工艺总时间由升温、保温和冷却三个阶段的时间组成，应分别按温度变化量与速度计算后相加。 （2）各阶段耗电量根据功率与时间的乘积计算，冷却阶段应先将80min换算为小时。 （3）人工时效是在规定温度下保温进行的时效处理，与常温长期放置的自然时效不同，能够在较短时间内改善铝合金的力学性能和尺寸稳定性。 25. 一批经固溶处理后的铝合金定位支架需进行人工时效。工艺规定：工件由20℃升至180℃，升温速度为4℃/min；在180℃保温6 h；随后以3℃/min冷却至60℃出炉。 （1）计算升温阶段和冷却阶段各需多长时间。 （2）计算完成一个人工时效循环的总时间，并换算为小时和分钟。 （3）若工件于8时10分开始升温，计算预计出炉时间，并说明人工时效的主要作用。 【答案】（1）升温时间为：＝（180－20）÷4＝40 min。 冷却时间为：＝（180－60）÷3＝40 min。 （2）保温时间为6 h，即360 min。 总时间为：40＋360＋40＝440 min，即7 h 20 min。 （3）8时10分开始，经过7 h 20 min后，预计于15时30分出炉。人工时效可促使合金中析出强化相，提高零件的强度和硬度，并使尺寸和性能趋于稳定。 【解析】（1）升温和冷却时间分别用温度变化量除以相应速度计算。 （2）一个完整循环应包括升温、保温和冷却三个阶段。 （3）人工时效通过控制温度和保温时间获得强化效果，工艺时间过长或温度过高可能导致过时效，使硬度和强度下降。 三、综合应用题（本大题共6小题，共40分） 26.（5分）某设备制造企业对一根40Cr传动轴进行调质处理。该轴质量为180 kg，比热容取0.50 kJ/(kg·℃)。工件由20℃加热至540℃进行回火，热处理炉的热效率为80%。（1）计算本次回火时工件吸收的热量，以及热处理炉实际需供给的热量，结果分别用kJ和kW·h表示。（2）判断540℃回火属于哪一类回火，并说明淬火后进行该回火处理形成的热处理工艺名称。（3）说明该传动轴采用调质处理的主要目的，并写出2项回火操作控制要点。 【答案】（1）工件吸收的热量为：热处理炉实际供给的热量为： （2）540℃回火属于高温回火。淬火后进行高温回火的工艺称为调质处理。（3）调质处理可使传动轴获得较高强度、良好塑性和韧性，提高承受交变载荷的能力。操作时应保证回火温度均匀并保温足够时间；回火后应按工艺要求冷却，防止产生新的内应力。 【解析】ΔT=540-20=520℃，工件吸热Q1=180×0.50×520=46800kJ。炉供热Q2=46800÷0.80=58500kJ=16.25kW·h。540℃为高温回火，淬火后高温回火称调质处理，可兼顾强度与韧性。应控制炉温均匀、保证保温时间并按工艺冷却。 27.（5分）某机械厂对一批45钢传动轴进行淬火后高温回火处理。工艺规定：工件由20℃加热至560℃，升温速度为5℃/min；按有效厚度40 mm计算，保温时间取1.5 min/mm；保温结束后以4℃/min冷却至100℃出炉。（1）计算该批工件完成一次回火处理所需的理论时间。（2）判断该回火工艺属于哪种回火，并说明其主要目的。（3）若工件回火后硬度偏高、韧性不足，应从回火工艺方面提出一项调整措施。 【答案】（1）升温时间：。保温时间：。冷却时间：。理论总时间：，即4 h 43 min。（2）该工艺属于高温回火。其主要目的是降低淬火应力和脆性，使工件获得较好的强度、塑性和韧性配合。（3）可适当提高回火温度或延长保温时间，使淬火组织进一步分解，提高工件韧性。 【解析】升温时间(560-20)÷5=108min，保温1.5×40=60min，冷却时间(560-100)÷4=115min，总计283min，即4h43min。560℃为高温回火，可降低应力和脆性并改善强韧性配合。硬度偏高时可适当提高回火温度或延长保温时间。 28.（5分）一根45钢传动销轴淬火后硬度为62 HRC，使用要求为50 HRC。经工艺试验，在300℃回火条件下，销轴硬度可按H＝62－0.06t计算，其中H为回火后硬度，单位为HRC，t为保温时间，单位为min。 （1）计算使销轴硬度达到50 HRC所需的回火保温时间。 （2）若销轴已经在300℃保温120 min，计算其当前硬度，并判断是否达到使用要求。 （3）说明销轴淬火后应及时回火的主要原因。 【答案】（1）当H为50 HRC时，50＝62－0.06t。 0.06t＝12，t＝200 min。 销轴需保温200 min。 （2）H＝62－0.06×120＝54.8 HRC。 当前硬度高于50 HRC，尚未达到规定硬度，还需保温80 min。 （3）淬火后的销轴组织硬而脆，残余应力较大。及时回火可降低脆性和残余应力，提高韧性及使用可靠性。 【解析】（1）根据给定的硬度与保温时间关系式，将目标硬度代入后求得保温时间。 （2）保温120 min后的硬度仍高于规定值，说明回火不足，应继续保温至总时间200 min。 （3）回火的核心作用是消除或降低淬火应力，改善淬火钢硬度与韧性的配合，防止零件在装配和使用中开裂。 29.（5分）某航空夹具制造企业生产铝合金定位支架。支架经固溶处理和水冷后，需进行人工时效。工艺卡规定时效温度为170℃±5℃，保温8 h。时效炉额定功率为12 kW，实际运行负荷系数为0.80，每炉装夹24件支架。该炉从开始升温到达到时效温度需2 h。（1）计算完成一炉人工时效处理的耗电量及平均每件支架的耗电量。（2）若温度记录仪显示保温阶段实际温度为180℃，判断该炉产品是否符合工艺温度要求。（3）说明时效温度长期偏高可能对铝合金支架性能造成的影响，并提出一项改进措施。 【答案】（1）时效炉运行总时间：。一炉耗电量：。平均每件耗电量：。（2）不符合要求。工艺允许温度范围为165℃～175℃，180℃超过上限5℃。（3）温度长期偏高会使铝合金发生过时效，导致强化效果下降、硬度和强度降低。应校准温度传感器，并将炉温控制在170℃±5℃范围内。 【解析】每炉运行时间为2+8=10h，耗电量=12×10×0.80=96kW·h，每件为96÷24=4kW·h。允许温度为165～175℃，180℃超上限，产品不符合要求。温度长期偏高会过时效，降低强度和硬度，应校准测温装置并稳定控温。 30.（10分）一根40Cr钢液压缸活塞杆淬火后硬度为48 HRC，为获得较好的强度和韧性，需要在520℃进行高温回火，目标硬度为32 HRC。工艺试验表明，在该回火温度下，硬度与保温时间的关系为H＝48－0.10t，其中H为回火后硬度，单位为HRC，t为保温时间，单位为min。 （1）计算达到目标硬度所需的回火保温时间。 （2）若实际保温时间为120 min，计算回火后硬度，并判断是否符合目标要求。 （3）说明对承受交变载荷的活塞杆采用淬火后高温回火的主要目的。 【答案】（1）当H为32 HRC时，32＝48－0.10t。 0.10t＝16，t＝160 min。 达到目标硬度需保温160 min。 （2）H＝48－0.10×120＝36 HRC。 回火后硬度为36 HRC，高于目标硬度，说明回火不足，还需保温40 min。 （3）淬火后高温回火可在保持较高强度的同时提高韧性，降低残余应力和脆性，使活塞杆具有较好的抗冲击和抗疲劳能力。 【解析】（1）将目标硬度代入试验关系式，可计算出所需保温时间。 （2）实际保温120 min时的硬度高于目标值，说明组织转变和应力释放不够充分。 （3）活塞杆承受反复载荷，需要强度、韧性和疲劳性能相互协调，高温回火有利于获得这种综合力学性能。 31.（10分）铝合金夹具经固溶处理后采用自然时效，以提高尺寸稳定性。试验表明，在20℃条件下，时效后的硬度可按H＝70＋2.5计算，其中H为硬度，单位为HB，t为自然时效时间，单位为h。该夹具要求硬度达到82 HB。 （1）计算达到82 HB所需的自然时效时间。 （2）若夹具实际自然时效16 h，计算此时硬度，并判断是否满足要求。 （3）若生产周期不允许等待计算所得的自然时效时间，说明可采用的处理方法及其注意事项。 【答案】（1）当H为82 HB时，82＝70＋2.5。 2.5＝12，＝4.8。 t＝4.82＝23.04 h。 达到要求约需自然时效23 h。 （2）H＝70＋2.5＝70＋2.5×4＝80 HB。 硬度为80 HB，低于82 HB，尚不满足要求，还需继续自然时效约7 h。 （3）可改用人工时效，通过适当提高时效温度并控制保温时间来缩短生产周期。人工时效应严格控制温度和时间，防止因时效不足或过时效造成性能不稳定。 【解析】（1）先由硬度增量求出时间平方根，再进行平方计算得到自然时效时间。 （2）自然时效16 h后的硬度未达到规定值，不能提前转入后续加工或装配。 （3）人工时效能够加快强化相析出，提高生产效率，但温度和保温时间必须符合工艺要求，避免过时效导致硬度和强度下降。 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》 项目三：钢的热处理 任务三：回火与时效处理 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. 将淬火后的钢件重新加热到 以下某一温度，保温后冷却的工艺称为（ ） A. 退火 B. 回火 C. 正火 D. 调质 2. 淬火后的钢制量具进行低温回火，其主要目的是（ ） A. 提高塑性并降低表面硬度 B. 减小内应力并保持较高硬度 C. 细化晶粒并改善切削性能 D. 改变成分并增强表面耐磨性 3. 淬火钢件进行回火处理的主要目的是（ ） A. 降低脆性并稳定组织 B. 细化晶粒提高硬度 C. 消除偏析改善成分 D. 增加碳量强化表层 4. 中碳钢零件经淬火后进行高温回火，通常可获得的组织和性能特点是（ ） A. 获得硬度较高的回火马氏体 B. 获得耐磨性较好的淬火马氏体 C. 获得综合性能较好的回火索氏体 D. 获得硬度很低的退火组织 5. 对钢件进行淬火后再进行高温回火的复合热处理工艺称为（ ） A. 退火 B. 正火 C. 调质 D. 时效 6. 钢件进行回火处理的基本工艺过程是（ ） A. 淬火后加热至临界温度以下保温冷却 B. 退火后加热至临界温度以上保温空冷 C. 正火后加热至临界温度以上保温水冷 D. 渗碳后加热至临界温度以下保温炉冷 7. 某铝合金零件固溶处理后，在室温下放置一段时间使性能逐渐稳定，这种处理称为（ ） A. 退火 B. 正火 C. 回火 D. 自然时效 8. 淬火钢进行回火处理，主要是为了（ ） A. 增加工件含碳量并提高硬度 B. 形成表面渗碳层并提高耐磨性 C. 使奥氏体转变为铁素体 D. 降低淬火脆性并稳定组织 9. 铸铁床身在粗加工后长期放置于常温环境中，其主要作用是（ ） A. 高温短时保温提高表层硬度 B. 低温快速冷却获得马氏体组织 C. 高温渗入元素改变表层成分 D. 室温较长放置减小尺寸变化 10. 高温回火通常采用的回火温度范围是（ ） A. 150～250℃ B. 500～650℃ C. 250～350℃ D. 350～450℃ 11. 铝合金零件经固溶处理后进行人工时效，主要可使材料（ ） A. 晶粒明显长大而塑性提高 B. 残余奥氏体增多而硬度降低 C. 析出强化相而强度提高 D. 表层含碳增加而耐磨增强 12. 时效处理是利用过饱和固溶体在放置或加热过程中发生（ ） A. 完全奥氏体化 B. 表面脱碳软化 C. 第二相析出强化 D. 晶粒快速粗化 13. 某弹簧钢零件淬火后，要求具有较高弹性和抗疲劳能力，宜采用的回火工艺是（ ） A. 采用低温回火以保持最高硬度 B. 采用中温回火以获得较高弹性 C. 采用高温回火以提高塑性 D. 采用完全退火以消除加工硬化 14. 在其他条件相同的情况下，淬火钢的回火温度逐渐升高时，其力学性能通常表现为（ ） A. 硬度提高而韧性降低 B. 硬度和韧性同时提高 C. 硬度和韧性同时降低 D. 硬度降低而韧性提高 15. 高速钢刀具淬火后，为保持较高硬度并减小淬火应力，通常应采用（ ） A. 低温回火 B. 高温回火 C. 完全退火 D. 扩散退火 16. 大型机床床身粗加工后发现尺寸仍有缓慢变化，为提高后续精加工的尺寸稳定性，宜采用（ ） A. 进行去应力时效以稳定尺寸 B. 进行完全退火以细化晶粒 C. 进行油淬处理以提高硬度 D. 进行渗碳处理以增加表层碳量 17. 某机床主轴要求具有较高强度和良好韧性，维修工选择的热处理工艺应为（ ） A. 退火后进行空冷 B. 淬火后进行高温回火 C. 正火后进行水冷 D. 渗氮后进行油冷 18. 淬火后的冷作冲模要求保持较高硬度，并降低使用中的开裂风险，较适宜采用（ ） A. 高温回火以获得较高韧性 B. 中温回火以提高弹性性能 C. 低温回火以减小淬火应力 D. 人工时效以消除铸造应力 19. 某45钢传动轴淬火后硬度达到60HRC，但装配试验时发生脆断。若要求最终硬度为28～32HRC并具有较好韧性，合理的返修工艺是（ ） A. 重新退火后进行空冷 B. 重新正火后进行空冷 C. 重新渗碳后进行淬火 D. 重新淬火后进行高温回火 20. 某铝合金零件经固溶处理和水淬后，室温放置一周硬度逐渐升高。若要求缩短强化等待时间并获得稳定性能，宜采用（ ） A. 重新退火后炉内冷却 B. 淬火后立即进行低温回火 C. 淬火后进行人工时效处理 D. 正火后进行高温回火处理 二、计算题（本大题共5小题，每题4分，共20分） 21. 某40Cr钢传动轴直径为36 mm，采用“淬火加高温回火”工艺。淬火加热温度为850 ℃，工件初温为30 ℃，升温速度为4 ℃/min；达到淬火温度后，保温时间按1.2 min/mm计算。淬火冷却后工件降至30 ℃，再进行540 ℃高温回火，回火升温速度为6 ℃/min，保温时间按1.0 min/mm计算。（1）计算淬火阶段的升温时间、保温时间和总时间。（2）计算回火阶段的升温时间、保温时间和总时间。（3）计算该传动轴完成淬火和回火所需的理论总时间，并说明该工艺的名称。 22. 某45钢模具淬火后需进行550 ℃回火。模具总质量为24 kg，比热容取，初温为25 ℃。回火炉热效率为72%，电热功率为9 kW。模具最大有效厚度为18 mm，达到回火温度后保温时间按2 min/mm计算。（1）计算模具由25 ℃加热到550 ℃所需的理论热量。（2）计算考虑炉子热效率后所需的电能，以及理论升温时间。（3）计算该批模具回火的理论总时间，并说明回火的主要目的。 23. 某铝合金精密零件经固溶处理和水冷后，采用人工时效处理。时效温度为180 ℃，零件入炉温度为25 ℃，升温速度为5 ℃/min，规定保温时间为8 h。每炉可装40件，现需完成200件零件的人工时效处理。每炉装炉、出炉及检验合计需要20 min。（1）计算零件升温至人工时效温度所需时间。（2）计算每炉零件完成一次人工时效处理所需的总时间。（3）计算完成200件零件至少需要几炉，并求出理论总生产时间。 24. 某铝合金定位夹具需进行人工时效处理。工艺规定：工件从25℃升温至175℃，升温速度为2.5℃/min；达到规定温度后保温4h；随后由175℃冷却至55℃，平均冷却速度为1.5℃/min。加热阶段炉子平均功率为12kW，保温阶段平均功率为7kW，冷却阶段平均功率为3kW。 （1）计算该夹具完成一次人工时效的总工艺时间，分别用min和h、min表示。 （2）计算本次人工时效过程的总耗电量，单位为kW·h。 （3）判断该工艺属于自然时效还是人工时效，并说明该处理对夹具使用性能的主要作用。 25. 一批经固溶处理后的铝合金定位支架需进行人工时效。工艺规定：工件由20℃升至180℃，升温速度为4℃/min；在180℃保温6 h；随后以3℃/min冷却至60℃出炉。 （1）计算升温阶段和冷却阶段各需多长时间。 （2）计算完成一个人工时效循环的总时间，并换算为小时和分钟。 （3）若工件于8时10分开始升温，计算预计出炉时间，并说明人工时效的主要作用。 三、综合应用题（本大题共6小题，共40分） 26.（5分）某设备制造企业对一根40Cr传动轴进行调质处理。该轴质量为180 kg，比热容取0.50 kJ/(kg·℃)。工件由20℃加热至540℃进行回火，热处理炉的热效率为80%。（1）计算本次回火时工件吸收的热量，以及热处理炉实际需供给的热量，结果分别用kJ和kW·h表示。（2）判断540℃回火属于哪一类回火，并说明淬火后进行该回火处理形成的热处理工艺名称。（3）说明该传动轴采用调质处理的主要目的，并写出2项回火操作控制要点。 27.（5分）某机械厂对一批45钢传动轴进行淬火后高温回火处理。工艺规定：工件由20℃加热至560℃，升温速度为5℃/min；按有效厚度40 mm计算，保温时间取1.5 min/mm；保温结束后以4℃/min冷却至100℃出炉。（1）计算该批工件完成一次回火处理所需的理论时间。（2）判断该回火工艺属于哪种回火，并说明其主要目的。（3）若工件回火后硬度偏高、韧性不足，应从回火工艺方面提出一项调整措施。 28.（5分）一根45钢传动销轴淬火后硬度为62 HRC，使用要求为50 HRC。经工艺试验，在300℃回火条件下，销轴硬度可按H＝62－0.06t计算，其中H为回火后硬度，单位为HRC，t为保温时间，单位为min。 （1）计算使销轴硬度达到50 HRC所需的回火保温时间。 （2）若销轴已经在300℃保温120 min，计算其当前硬度，并判断是否达到使用要求。 （3）说明销轴淬火后应及时回火的主要原因。 29.（5分）某航空夹具制造企业生产铝合金定位支架。支架经固溶处理和水冷后，需进行人工时效。工艺卡规定时效温度为170℃±5℃，保温8 h。时效炉额定功率为12 kW，实际运行负荷系数为0.80，每炉装夹24件支架。该炉从开始升温到达到时效温度需2 h。（1）计算完成一炉人工时效处理的耗电量及平均每件支架的耗电量。（2）若温度记录仪显示保温阶段实际温度为180℃，判断该炉产品是否符合工艺温度要求。（3）说明时效温度长期偏高可能对铝合金支架性能造成的影响，并提出一项改进措施。 30.（10分）一根40Cr钢液压缸活塞杆淬火后硬度为48 HRC，为获得较好的强度和韧性，需要在520℃进行高温回火，目标硬度为32 HRC。工艺试验表明，在该回火温度下，硬度与保温时间的关系为H＝48－0.10t，其中H为回火后硬度，单位为HRC，t为保温时间，单位为min。 （1）计算达到目标硬度所需的回火保温时间。 （2）若实际保温时间为120 min，计算回火后硬度，并判断是否符合目标要求。 （3）说明对承受交变载荷的活塞杆采用淬火后高温回火的主要目的。 31.（10分）铝合金夹具经固溶处理后采用自然时效，以提高尺寸稳定性。试验表明，在20℃条件下，时效后的硬度可按H＝70＋2.5计算，其中H为硬度，单位为HB，t为自然时效时间，单位为h。该夹具要求硬度达到82 HB。 （1）计算达到82 HB所需的自然时效时间。 （2）若夹具实际自然时效16 h，计算此时硬度，并判断是否满足要求。 （3）若生产周期不允许等待计算所得的自然时效时间，说明可采用的处理方法及其注意事项。 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 $