热处理习题

第9章 热处理原理

(一)填空题

1 起始晶粒度的大小决定于 及 。

2 在钢的各种组织中，马氏体的比容 ，而且随着w(C)的增加而 。 3．热处理后零件的力学性能决定于奥氏体在不同过冷度下的 及其 。 4．板条状马氏体具有高的 及一定的 与 。它的强度与奥氏体 有关， 越细则强度越高。

5. 淬火钢低温回火后的组织是 和 ；中温回火后的组织是 ，一般用于高 的结构件；高温回火后的组织是 ，用于要求足够高的 及高的 的零件。 6．钢在加热时，只有珠光体中出现了 和 时，才有了转变成奥氏体的条件，奥氏体晶核才能形成。

7．马氏体的三个强化包括 强化、 强化、 强化。

8．第二类回火脆性主要产生于含 、 、 等合金元素的钢中，其产生的原因是钢中晶

粒边界的 增加的结果，这种脆性可用 冷来防止，此外在钢中加入 和Mo及 热处理等方法也能防止回火脆性。 9．共析钢加热至稍高于727℃时将发生 的转变，其形成过程包括 、 、 等

几个步骤。

10 根据共析钢转变产物的不同，可将C曲线分为 、 、 三个转变区。

11 根据共析钢相变过程中原子的扩散情况，珠光体转变属于 转变，贝氏体转变属于

转变，马氏体转变属于 转变。

12．马氏体按其组织形态主要分为 和 两种。 13．马氏体按其亚结构主要分为 和 两种。

14．贝氏体按其形成温度和组织形态，主要分为 和 两种。

15．珠光体按其组织形态可分为 珠光体和 珠光体；按片间距的大小又可分为 体、 体和 体。

16 描述过冷奥氏体在A1点以下相转变产物规律的曲线有 和 两种；对比这两种曲线可看出，前者指示的转变温度比后者 ，转变所需的时间前者比后者 ，临界冷却速度前者比后者 。

17 当钢发生奥氏体向马氏体组织的转变时，原奥氏体中w(c)越高，则Ms点越 ，转变后的残余奥氏体量越 。

18 钢的淬透性越高，则临界冷却速度越 ；其C曲线的位置越 。

（二)判断题

1．相变时新相的晶核之所以易在母相的晶界上首先形成，是因为晶界处能量高。（ ） 2．随奥氏体中W (C)的增高，马氏体转变后，其中片状马氏体减少，板条状马氏体增多。（ ）

3．合金元素使钢的过冷奥氏体转变延慢的原因是合金元素在奥氏体中扩散很慢，另一原因是合金元素的

存在使碳的扩散速度减慢。 （ ）

4．第一类回火脆性是可逆的，第二类回火脆性是不可逆的。（ ） 5．马氏体降温形成时，马氏体量的不断增加不是依靠原有的马氏体长大，而是不断形成新的马氏体。（ ） 6．钢经加热奥氏体化后，奥氏体中碳与合金元素的含量与钢中碳及合金元素的含量是相等的。（ ） 7．所谓本质细晶粒钢，就是一种在任何加热条件下晶粒均不粗化的钢。（ ）

8．当把亚共析钢加热到Ac1和Ac3之间的温度时，将获得由铁素体与奥氏体构成的两组织，在平衡条件

下，其中奥氏体的w(C)总是大于钢的w(C)。 （ ） 9．马氏体是C在a-Fe中所形成的过饱和固溶体，当发生奥氏体向马氏体的转变时，体积发生收缩。 （ ） 10 钢在奥氏体化时，若奥氏体化温度愈高，保温时间愈长，则过冷奥氏体愈稳定，C曲线愈靠左。 ( )

(三)选择题

1 钢在淬火后所获得马氏体组织的粗细主要取决于 。 A．奥氏体的本质晶粒度 B．奥氏体的实际晶粒度

C奥氏体的起始晶粒度 D．珠光体和铁素体的原始晶粒度 2．高碳片状马氏体脆性较大的原因是 。

1

A．有显微裂纹存在 B．固溶度太高 C 残余奥氏体存在于马氏体片间界处 D．转变不完全 3．低碳板条马氏体中板条群的大小决定于 。 A．冷却速度的大小 B．奥氏体w(C)多少 C 奥氏体晶粒的大小 D．以上都不是

4 在淬火钢中w(C)增加到0．6％以后，随w(C)增加硬度不再继续增加，这是因为 A 随w(C)的增加残余奥氏体的量增多的关系 B．随w(C)增加片状马氏体的量增多的关系 C 随w (C)增加淬火内应力增大的关系 D．随w(C)增加非马氏体量减少的关系

5．若钢中加入合金元素能使C曲线左移，则将使淬透性

A．提高 B．降低 C不改变 D．对小试样提高，对大试样则降低 6 在过冷奥氏体等温转变图的鼻尖处，孕育期最短，故 A．过冷奥氏体稳定性最好，转变速度最快 B 过冷奥氏体稳定性最差，转变速度最快 C 过冷奥氏体稳定性最差，转变速度最慢 D 过冷奥氏体稳定性最好，转变速度最慢

7 钢进行奥氏体化的温度愈高，保温时间愈长则 A．过冷奥氏体愈稳定，C曲线愈靠左 B．过冷奥氏体愈稳定，C曲线愈靠右 C 过冷奥氏体愈不稳定，C曲线愈靠左 D．过冷奥氏体愈不稳定，C曲线愈靠右

8 上贝氏体和下贝氏体的机械性能相比较， A．两者具有较高的强度和韧性 B．两者具有很低的强度和韧性 C 上贝氏体具有较高强度和韧性 D．下贝氏体具有较高强度和韧性

9．过共析钢加热到Ac1一Accm之间时，则

A．奥氏体的w(C)小于钢的w(C) B 奥氏体的w (C)大于钢的w(C) C 奥氏体的w(C)等于钢的w(C) D．无法判断两者w (C)的关系

(四) 改错题

1 低碳板条状马氏体的强化主要是固溶强化和孪晶强化。 2 低碳板条状马氏体又称为孪晶马氏体和位错马氏体。

3共析钢上贝氏体在电镜观察下的典型形态是成一束束相互间大致平行，含碳量稍微过饱和的铁素体条，

并在诸板条内部分布着沿板条长轴防线顺着排列的碳化物短棒或小片。 4 片状珠光体的力学性能，主要决定于珠光体的W(C)。

5 碳素钢的马氏体点Ms和Mf与奥氏体的w(C)有关，随着w(C)增加，Ms逐渐升高而Mf逐渐降低。 6．珠光体的形成过程是铁素体和渗碳体同时生核和长大的过程。

7 加热到奥氏体的共析钢迅速冷到230℃时，过冷奥氏体发生马氏体转变，这时只发生铁原子的扩散而

无碳的析出。

8 共析碳钢上贝氏体组织在光学显微镜下呈黑色针状或竹叶状；下贝氏体组织在光学显微镜下具有羽毛

状特征。

9 共析钢过冷奥氏体在连续冷却时，只有贝氏体型和马氏体型转变，而没有珠光体型转变。 10．低碳钢淬火后，只有经高温回火才可获得较为优良的力学性能。

(五)问答题

1 珠光体类型组织有哪几种?它们在形成条件、组织形态和性能方面有何不同? 2．贝氏体类型组织有哪几种?它们在形式条件、组织形态和性能方面有何不同?

3．马氏体组织有哪几种基本类型?它们在形成条件、晶体结构、组织形态、性能方面有何不同? 4．马氏体的硬度与W(C)之间存在着什么样的关系?马氏体中的W(C)是否代表钢中的W(C)?为什么? 5．试比较共析碳钢过冷奥氏体等温转变曲线与连续转变曲线的异同点。

2

6 将T8钢小试样加热到760℃经保温后，采用什么样的冷却方式才能得到下列组织： ①珠光体；②索氏体；③ 屈氏体；④上贝氏体；⑤下贝氏体；⑥屈氏体+马氏体；

⑦马氏体十残余奥氏体(少量)；⑧下贝氏体+马氏体+少量残余奥氏体。在C曲线上描出工艺曲线示意图。

7 钢经淬火后为什么一定要回火?回火存在哪些过程？回火温度与钢的性能关系怎样? 8．指出φ10mm的45钢经下列温度加热并水冷后所获得的组织： 700C、760C、840C、1100℃

9．将共析钢加热到760℃，保温足够长时间以获得均匀的奥氏体组织，然后以下述不同的方法冷却，试根据奥氏体等温转变曲线分析各获得什么组织：

①很快冷到630℃，保持10s后淬至室温；

②很快冷到630℃，保持10s后淬至300C，保温10h，淬至室温； ③很快冷到630℃，保温10h，淬至室温； ④很快冷到350℃，保温1h，淬至室温；

10．生产热轧低碳钢板，有时因W(C)偏低强度不够而不合标准，为了提高强度，可在热轧后采用吹风

甚至喷雾冷却。试解释其原因。

(六)作图题

1．画出共析钢的过冷奥氏体等温转变曲线，并标出三种转变中各种产物的转变温度范围。

第10章 热处理工艺

(一)填空题

1. 淬火钢低温回火后的组织是 和 ；中温回火后的组织是 ，一般用于高 的结构件；高温回火后的组织是 ，用于要求足够高的 及高的 的零件。 2．时效的方式有 或称 及 两种方式。

3．球化退火后，球化等级是否符合要求，主要决定于 及 。

4 一般来讲，热处理不会改变被热处理工件的 ，但却能改变它的 。

5 根据铁碳相图，碳钢进行完全退火的正常加热温度范围是 ，它仅用于 钢。 6 钢球化退火的主要目的是 ，它主要适于 钢。

7 钢的正常淬火加热温度范围，对亚共析钢为 ；对共析和过共析钢则为 。

8 把两个45钢的退火态小试样分别加热到Acl～Ac3之间和Ac3以上温度快速水冷，所得组织前者为

加 ；后者为 。

9 把加热到Accm以上温度后缓冷下来的T10钢小试样重新加热到Acl以下温度，然后快速水冷，所得到

的组织为 加 。

10 淬火钢进行回火的目的是 ；回火温度越高，钢的强度与硬度越 。

11 T8钢低温回火温度一般不超过 ，回火组织为 ，其硬度大致不低于 。 12．碳钢高温回火的温度一般为 ，回火组织为 ，高温回火主要适于 类零件。 13．淬火钢在(250～400)℃回火后产生的脆性通常称为 或 或 。

14 作为淬火介质，食盐水溶液（NaCl）浓度为 ，苛性钠(NaOH)水溶液浓度为 。 15．淬火内应力主要包括 和 两种。

16．淬火时，钢件中的内应力超过钢的 强度时，便会引起 钢件的变形；超过钢的 强

度时，钢件便会发生裂纹。

17．热应力的大小主要与冷却速度造成零件截面上的 有关，冷却速度 ，截面温差 ，产生的热应力愈大。

18．热处理变形主要是指工件在热处理时所产生的几何形状的 和体积的 。

19．具有最佳切削加工性能的硬度范围一般为 ，为便利切削加工，不同钢材宜采用不同的热处理方法。w(C)<0．5％的碳钢宜采用 ， w(C)超过共析成分的碳钢宜采用 ，w (C)＝在0．5％至共析成分之间的碳钢宜采用 。

20．常见淬火缺陷有 、 、 和 等。

21．感应加热是利用 原理，使工件表面产生 而加热的—种加热方法。

22．我国常用的感应加热设备中，高频设备频率范围为 Hz, 中频设备频率范围为 Hz，

工频设备频率范围为 Hz。 23．工件经感应加热表面淬火后，表面硬度一般比普通淬火的高 ，这种现象称 。 24 化学热处理包括 、 和 三个基本过程。

3

25．目前生产中用得较多的可控气氛渗碳法有 和 两种。

26．渗碳零件表面碳含量应控制在 之间为宜。否则会影响钢的机械性能。

W(C)过低，使 下降，W (C)过高，使 增大。

27 根据氮化零件所用钢材和技术条件不同，抗磨氮化可分为 、 和 三种。

（二)判断题

1．回火索氏体和过冷奥氏体分解时形成的索氏体，两者只是形成过程不同，但组织形态和性能则是相同

的。（ ）

2．硬度试验操作既简便，又迅速，不需要制备专门试样，也不会破坏零件，根据测得的度值还能估计近

似的强度值，因而是热处理工人最常用的一种机械性能试验方法。（ ） 3．淬火、低温回火后的钢，常用布氏硬度试验方法测定其硬度。（ ） 4．退火工件常用HRC标尺标出其硬度。（ ）

5．当把亚共析钢加热到Ac1和Ac3之间的温度时，将获得由铁素体与奥氏体构成的两组织，在平衡条件

下，其中奥氏体的w(C)总是大于钢的w(C)。 （ ） 6．高合金钢既具有良好的淬透性，又具有良好的淬硬性。（ ）

7．表面淬火既能改变钢表面的化学成分，也能改善其心部的组织与性能。（ ）

8．淬火理想的冷却速度应该是在奥氏体等温转变曲线(即C曲线)的“鼻部”温度时要快冷， 以避免奥氏体分解，则其余温度不必快冷，以减少淬火内应力引起的变形或开裂。（ ）

9．高碳钢淬火时，将获得高硬度的马氏体，但由于奥氏体向马氏体转变的终止温度在0℃以下，故淬火后

钢中保留有少量残余奥氏体。（ ）

10．完全退火使钢的组织完全重结晶，获得接近平衡状态的组织，亚共析钢，过共析钢都采用此工艺。

（ ）

11低碳钢为了改善组织结构和机械性能，改善切削加工性，常用正火代替退火工艺 ( )

12．钢在临界温度以上加热过高，使钢晶粒粗化，降低钢的机械性能，只有通过正火或退火来纠正这种钢

的过热现象；若钢产生过烧，就只能成废品了。( )

13．淬火、低温回火后能保证钢件有高的弹性极限和屈服强度、并有很好韧性，它常用于处理各类弹簧。

( )

14．一般碳钢件停锻后在空气中冷却，相当于回火处理。 ( )

15．经加工硬化了的金属材料，为了基本恢复材料的原有性能，常进行再结晶退火处理。

( )

16．某些重要的、精密的钢制零件，在精加工前，预先要进行调质处理。 ( ) 17．低碳钢的硬度低，可以用淬火方法显著地提高其硬度。 ( )

18．45钢在水和油中冷却时，其临界淬透直径分别用D0水和D0油表示，它们的关系是D0水>D0油。 ( )

(三)选择题

1．钢经调质处理后所获得的组织是 。 A．淬火马氏体 B．回火索氏体 C 回火屈氏体 D 索氏体

2．淬火钢产生时效硬化的原因是 。

A．在室温或小于100℃的温度下，碳原子向晶格中的缺陷偏聚从而使该处碳浓度升高，使马氏体的

晶格畸变加大的结果。

B．时效时析出高硬度碳化物的结果

C 时效时由于残余奥氏体向珠光体转变的结果 D．时效时由于残余奥氏体向贝氏体转变的结果 3．扩散退火的目的是 。

A．消除冷塑性变形后产生的加工硬化 B．降低硬度以利切削加工 C 消除或改善晶内偏析 D．消除或降低内应力 4．测量淬火钢、调质钢深层表面硬化层的硬度，应选用 标尺。 A．布氏硬度计HB B 洛氏硬度计HRA C 洛氏硬度计HRC D．洛氏硬度计HRB 5．测量氮化层的硬度，应选用 标尺。

A．洛氏硬度计HRC B．洛氏硬度计HRA C 维氏硬度计HV或表面洛氏硬度计HRN D．布氏硬度计HB

4

6．经过热处理的零件，如表层存在残余压应力，则钢的表面硬度和疲劳强度 A．均增加 B．均降低 C均不变 D．硬度降低、疲劳强度增加 7．为消除碳素工具钢中的网状渗碳体而进行正火，其加热温度 是 A．Accm + (30～50) ℃ B．Accm － (30～50) ℃ C．Ac1＋ (30～50) ℃ D．Ac1－(30～50) ℃ 8．钢锭中的疏松可以通过 得到改善。 A．完全退火 B．足够变形量的锻轧 C 扩散退火 D．正火

9．过共析钢加热到Ac1一Accm之间时，则

A．奥氏体的w(C)小于钢的w(C) B 奥氏体的w (C)大于钢的w(C) C 奥氏体的w(C)等于钢的w(C) D．无法判断两者w (C)的关系 10．钢丝在冷拉过程中必须经 退火。 A 扩散退火 B 去应力退火 C 再结晶退火 D．重结晶退火 11．工件焊接后应进行 。

A．重结晶退火 B．去应力退火 C 再结晶退火 D．扩散退火

12．为消除钢锭的偏析应进行 退火。 A 去应力退火 B．再结晶退火 C 重结晶退火 D．扩散退火

13．若将奥氏体化的工件，淬入温度在Ms点附近的冷却介质中，稍加保温后取出空冷，以完成马氏体转

变，这种冷却方法称为——；将工件淬入高于Ms点的热浴中，经一定时间保温，使奥氏体进行下贝氏体转变后取出空冷，这种淬火冷却方法称为 A．等温淬火，分级淬火 B 双液淬火，等温淬火 C 单液淬火，分级淬火 D．分级淬火，等温淬火 14．退火碳钢随w(C)增加，其室温相组成的变化是 A．Fe3C量不断增加 B．Fe3C量不断减少

C Fe3C量不变化 D．Fe3C量先减少后增加

15 要求某钢件淬硬层深度为0．6mm时，应选用的感应加热设备是 A．工频设备 B 超音频设备 C中频设备 D高频设备 16．通常出砂后的铸铁件需要经过 热处理。

A 完全退火 B．去应力退火 C球化退火 D 正火 17．铸钢件因成分不均匀，影响其性能，这时可进行

A．扩散退火 B完全退火 C不完全退火 D 去应力退火 18．正火T8钢与完全退火T8钢相比 A．前者珠光体更细密，故σb要低些 B．前者珠光体更细密，故σb要高些 C 前者珠光体更粗大，故σb要低些 D．前者珠光体更粗大，故σb要高些 19．退火态亚共析钢，随W(C)增加

A．HB、σb减小，δ、αk增加 B．HB、σb减小，δ、αk减小 C．HB、σb增加，δ、αk增加 D．HB、σb增加，δ、αk减小

20．某钢的淬透性为J45/15，其含义是 。

A 15钢的硬度为40HRC B．40钢的硬度为15HRC C 该钢离试样末端15mm处硬度为40HRC ,

D 该钢离试样末端40mm处硬度为15HRC

21．把W(C)相同的两个过共析碳钢试样分别加热到A区和A+Fe3C区后快速淬火，则前者的淬火组织与

后者相比 。

A．残余奥氏体多；硬度高 B 残余奥氏体多，硬度低

C．残余奥氏体少；硬度高 D 残余奥氏体少，硬度低

22 如果因淬火加热温度不当，产生了过热或过烧，那么 。

A 两种都可返修 B 两种都不可返修

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