(答案)模具材料及热处理试题库_模具材料及热处理试题
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模具材料及热处理试题库
一、判断 1、60钢以上的优质碳素结构钢属高碳钢，经适当的热处理后具有高的强度、韧性和弹性，主要用于制作弹性零件和耐磨零件。
（×）
2、40Cr钢是最常用的合金调质钢。
（√）
3、60Si2Mn钢的最终热处理方法是淬火后进行高温回火。
（×）
4、高合金钢的完全退火的冷却速度是每小时100～150℃。（×）
5、等温淬火与普通淬火比较，可以获得相同情况下的高硬度和更好的韧度。（√）
6、一些形状复杂、截面不大、变形要求严的工件，用分级淬火比双液淬火能更有效的减少工件的变形开裂。
（√）
7、渗碳时采用低碳合金钢，主要是为提高工件的表面淬火硬度。
（×）
8、均匀化退火主要应用于消除大型铸钢、合金钢锭在铸造过程中所产生的化学成分不均及材料偏析，并使其均匀化。
（√）
9、高合金钢及形状复杂的零件可以随炉升温，不用控制加热速度。
（×）
10、铬钼钢是本质粗晶粒钢、其淬透性和回火稳定性高，高温强度也高。（×）
11、铬锰硅钢可以代替镍铬钢用于制造高速、高负荷、高强度的零件。
（√）
12、铬轴承钢加热温度高，保温时间略长，主要使奥氏体中溶入足够的合金碳化物。
（√）
13、低合金渗碳钢二次重新加热淬火，对于本质细晶粒钢的零件，主要使心部、表层都达到高性能要求。
（×）
14、铸铁的等温淬火将获得贝氏体和马氏体组织。
（√）
15、高速钢是制造多种工具的主要材料，它除含碳量高外，还有大量的多种合金元素（W、Cr、Mo、V、Co），属高碳高合金钢。
（×）
16、钢在相同成分和组织条件下，细晶粒不仅强度高，更重要的是韧性好，因此严格控制奥氏体的晶粒大小，在热处理生产中是一个重要环节。
（√）
17、有些中碳钢，为了适应冷挤压成型，要求钢材具有较高的塑性和较低的硬度，也常进行球化退火。
（√）
18、低碳钢正火，为了提高硬度易于切削，提高正火温度，增大冷却速度，以获得较细的珠光体和比较分散的自由铁素体。
（√）
19、过共析钢正火加热时必须保证网状碳化物完全融入奥氏体中，为了抑制自由碳化物的析出，使其获得伪共析组织，必须采用较大的冷却速度冷却。
（√）20、含碳量相同的碳钢与合金钢淬火后，硬度相差很小，但碳钢的强度显著高于合金钢。
（×）
21、中高碳钢的等温淬火效果很好，不仅减少了变形，而且还获得了高的综合力学性能。
（√）
22、淬火钢组织中，马氏体处于碳的过饱和状态，残余奥氏体处于过热状态，所以组织不稳定，需要回火处理。
（×）
23、低碳钢淬火时的比容变化较小，特别是淬透性较差，故要急冷淬火，因此常是以组织应力为主引起的变形。
（×）
24、工件淬火后不要在室温下放置，要立即进行回火，会显著提高马氏体的强度和塑性，防止开裂。
（√）
125、渗碳淬火后，工件心部硬度与工件材料本身淬透性无关。
（×）
26、经过淬火与时效的铝合金，当迅速加热到200～250℃，并在此温度范围内停留较长的时间时，其力学性能即恢复到重新淬火状态。（×）
27、铸铝合金的淬火+完全人工时效，用来获得最高强度与硬度。
（√）
28、黄铜低温退火目的是消除冷变形加工应力，防止开裂，退火温度通常为260～300℃，保温1～3h，水冷。（×）
29、在铬不锈钢中加入锰和氮可以代替铬，但锰本身并不能防锈，故不能单独使用。
（×）30、马氏体不锈钢退火的目的是为了降低硬度或消除冷作硬化，以便于切削加工与冷变形加工；或者为了消除锻压与焊接后快速冷却产生的应力，防止产生裂纹。
（√）
31、淬火和回火是马氏体型不锈钢的最后热处理，目的在于提高钢的强度、硬度、抗蚀性和抗氧化性。
（√）
32、抗冲击冷作模具钢60Si2Mn在300℃及400℃回火状态下，以亚温淬火（800℃—820℃）对强韧性最有利。（√）
33、对于钢结硬质合金GT35，当要求高耐磨性时，可采用高温回火；当在冲击载荷下工作时，可采用低温回火，以提高其韧性。（×）
34、GR(4Cr3Mo3W4VNb)钢中加入少量的Nb是为了增加钢的回火抗力及热强性。
（√）
35、在模具钢中加入Mo或W两种合金元素，主要是防止高温回火韧性的产生。
（×）
36、热作模具材料常用高碳合金钢来制作。（×）
37、5CrNiMoVSi钢主要添加了一定量的V和Si，从而使高温强度大幅降低，且具有更高的淬透性和热稳定性。（×）
38、对于性能要求高的塑料模具，可采用二次淬火。（×）
39、SM2是一种低Ni马氏体时效硬化性塑料模具钢。（×）40、用于制造塑料模具的锌合金主要为Zn-4Al-3Cu共晶合金。（√）
41、工件表面的硬突出物和外来硬质颗粒在加工时刮擦模具表面，引起模具表面材料脱落的现象称为黏着磨损。（×）
42、一般说来，材料温度高于等强温度时易产生沿晶断裂。（√）
43、一般说来，材料温度低于等强温度时易产生穿晶断裂。（√）
44、冷冲裁模模具刃口在压力和磨擦作用下，最常见的失效形式是磨损失效。（√）
45、在韧性组织上弥散分布的硬质碳化物颗粒会降低模具的耐磨性。（×）
46、P20是一种典型的预硬型塑料模具钢，其淬透性较高。（√）
47、对冷作模具材料淬透性的要求是淬火后易于获得深厚的硬化层。（√）
二、单选
1、作为普通渗碳零件应选用（A）。
A、20钢
B、40Cr
C、55钢
D、20Cr2、下列合金元素中（D）不形成碳化物而是溶于奥氏体中，才能提高淬透性。A、Al、Zn、Cu
B、Mo、Ni、Mn C、Cr、W、Si
D、Ti、V、Nb
3、铬钼钢高温强度和组织稳定性好，所以可以制造在（C）温度下长期工作的零件。
A、300℃
B、400℃
C、500℃
D、600℃
4、含铬、镍、钼的合金铸铁，在（B）范围内有回火脆性。A、400～450℃
B、500～550℃ C、600～650℃
D、700～750℃
5、低合金工具钢的淬火温度一般采用（B）。
A、Ac1+（30～50）℃
B、Ac1+（50～100）℃ C、Ac1+（100～150）℃
D、Ac1+（150～200）℃
6、铬锰硅钢的缺点是有回火脆性倾向，脱碳和过热倾向较大，容易出现（C）。A、黑色组织
B、黑带
C、白点
D、黑点
7、高速钢由于钼和钨的加入降低了相变的温度和临界冷却温度，提高了淬透性，可在（A）淬硬。
A、空气中
B、油中
C、水中
D、炉中
8、灰铸铁的热处理特点是：由于灰铸铁（A）高，加热时温度相应提高。A、含硅量
B、含锰量
C、含磷量
D、含硫量
9、淬火钢马氏体分解一直延续到350℃以上，在高合金钢中甚至可延续到（D）。A、300℃
B、400℃
C、500℃
D、600℃
10、在钢中加入质量分数（B）Si可推迟薄片碳化物沿马氏体界面析出，从而使脆性转化温度移向高温区。
A、0.5%～0.9%
B、1%～3%
C、3%～5%
D、5%～7%
11、钢中含有（C）等合金元素时，更容易出现高温回火脆性。
A、硅、钨、铜
B、氮、硼、锑
C、锰、铬、镍
D、铝、锌、铌
12、在加热温度相同时，加热速度越快，奥氏体晶粒（B）。A、越粗大
B、越细小
C、中间值
D、不变化
13、马氏体形态变化在生产上也得到了广泛的应用，利用（A）具有较高的综合力学性能的特点。
A、低碳马氏体
B、中碳马氏体
C、高碳马氏体
D、都不是
14、当工件表面和心部温度变化不同时，造成热胀冷缩不均，便产生内应力。这种由热胀冷缩不一致而产生的应力称为（B）。
A、组织应力
B、热应力
C、载荷应力
D、机械应力
15、当淬火内应力超过钢的（A）时，就造成了工件变形。
A、屈服强度
B、断裂强度
C、疲劳强度
D、抗拉强度
16、碳素钢水冷淬火时，（B）比较突出。
A、组织应力
B、热应力
C、载荷应力
D、机械应力
17、合金钢油冷淬火时，（A）的作用比较突出。
A、组织应力
B、热应力
C、载荷应力
D、机械应力
18、防淬火开裂也可采用不使工件淬透，便停止冷却并立即进行回火的方法，例如冷却到（B）时停止冷却，立即回火。
A、室温
B、60～100℃
C、120～150℃
D、150～200℃
19、对碳素钢与低碳合金退火，保温时间按（B）计算。A、0.3～0.6h/100mm B、0.6～0.8h/100mm C、0.8～1.0h/100mm
D、1.0～1.2h/100mm 20、锻件在加热过程的低温阶段，升温速度要控制在（B）。
A、10～30℃/h
B、30～70℃/h
C、70～100℃/h
D、100～150℃/h21、低碳合金钢锻件退火终冷温度可选择（D）。
A、150～200℃
B、200～250℃
C、300～350℃
D、400～450℃
22、油冷时大型零件中最大的温差比水冷小一般不超过（D）。
A、300℃
B、300～350℃
C、400～450℃
D、500℃
23、退火时高、中合金模具钢的大型锻件表面终冷的温度不高于（B）。A、150～200℃
B、200～250℃
C、300～350℃
D、400～450℃
24、为防止回火加热时产生热应力与淬火的应力迭加，使零件中缺陷扩大，回火加热速度应比淬火加热速度低一些，一般控制在（B）。
A、10～30℃/h
B、30～100℃/h
C、70～130℃/h
D、100～150℃/h25、水冷大型零件截面上的最大温差可达（C）。
A、200～400℃
B、500～600℃
C、750～800℃
D、850～900℃
26、锻件调质后再不引起回火脆性的温度下在进行补充回火450℃可使残余应力降低（B）左右。
A、30%
B、50%
C、60%
D、70%
27、快速退火的优点是在一定情况下，所获得的强度与塑性能满足（A）加工的要求。
A、冷变形
B、热变性
C、切削加工
D、锻造加工
28、固溶处理是将合金加热至高温单相区（C）保持，使过剩相充分溶解到固溶体中后快速冷却，以得到过饱和固溶体的工艺。
A、升温
B、降温
C、恒温
D、其它
29、在高于室温的某一温度范围即（A）内发生的时效叫人工时效。
A、100～200℃
B、250～300℃
C、350～400℃
D、450～500℃ 30、加入哪种金属材料能抑制过热敏感性及网状碳化物的析出。（D）
A、Ni B、Mn C、W D、V31、低耐热高韧性热作模具钢5Cr2NiMoVSi主要添加了一定量的V和Si，从而使高温强度大幅提高，且具有更高的（B）和热稳定性。
A、淬硬性 B、淬透性 C、韧性 D、耐磨性
32、拉伸不锈钢首选的模具材料是（D）。
A、球墨铸铁 B、高镍合金钢 C、锡青铜 D、铝青铜
三、多选
1、冷拉深模其模具受到的摩擦力十分强烈，因而模具的主要失效形式是（A C）。A、磨粒磨损
B、疲劳磨损
C、粘着磨损 D、气蚀磨损
E、冲蚀磨损
F、腐蚀磨损
2、冷镦模其凸模承受巨大的冲击压力和摩擦力，凹模承受冲胀力和摩擦力，因而最常见的失效形式是（B D）。
A、韧性断裂失效
B、疲劳断裂失效 C、脆性断裂失效 D、磨损失效
E、混晶断裂失效
F、腐蚀失效
3、模具的各项性能要求有时是相互矛盾的，一般硬度越高，耐磨性（C）；在同样硬度下，钢材（D）越高，耐磨性就越高。
A、越低
B、适中
C、越高 D、碳含量
E、硅含量
F、硫含量
4、高铬钢一次硬化法淬火，是用较低的温度淬火，对于Cr12MoV钢而言，一般选用（D）淬火，随后进行（F）回火。
A、960～980℃
B、1000～1020℃ C、高温 D、1030～1050℃
E、中温
F、低温
5、低变形冷作模具钢的基本优点是具有较好的（A）和（B），各国通用的代表性钢种有（E）。
A、淬透性 B、淬硬性 C、耐磨性 D、9CrSi E、MnCrWV F、T10A6、高强度高耐磨冷作模具钢具有（CDEF）的特点。
A、高淬透性 B、高淬硬性 C、高耐磨性 D、高强度 E、高抗压性 F、高热稳定性
7、在冷作模具材料中，以下哪些材料属于高碳高铬模具钢（AE）。
A、Cr12 B、T10A C、T8A D、9CrSi E、Cr12MoV F、CrWV8、哪种属于常用的低耐热高韧性热作模具钢。（AE）
A、5CrMnMo B、GR C、012Al D、3Cr2W8V E、5CrNiMo F、HD9、对于要求形状简单、精度要求低、产品批量要求不大的塑料模具，最好选用（A B D）。
A、20Cr B、T10A C、PCR D、T8A E、40Cr F、3Cr2Mo10、对于要求大型、型腔复杂、产品批量大的塑料模具，可以选用（EF）。
A、20Cr B、T10A C、CrWV D、T8A E、40Cr F、3Cr2Mo11、对于要求耐蚀、精度要求高的塑料模具，可以选用（C D）。
A、20Cr B、T10A C、PCR D、06Ni E、40Cr F、3Cr2Mo12、过共析钢正火，首先加热时必须保证网状碳化物全部溶入（C）中，为了抑制自由碳化物析出，使其获得（F）组织，必须采用较大冷却速度进行冷却。A、马氏体
B、贝氏体
C、奥氏体 D、共析组织
E、共晶组织
F、伪共析组织13、10，15，20，25等低碳结构钢的（B）性能比较好，但用作成型零部件或导柱、导套时，需要进行（A）处理。
A、渗碳
B、塑性加工
C、调质 D、韧性很好
E、退火
F、低温回火
14、马氏体时效钢的特性是：模腔加工后可用简便的（B）进行硬化；时效处理的尺寸变化极小；材料的气孔缺陷很少；焊接性能优良；强度、（D）。A、淬火处理
B、时效处理
C、调质处理 D、韧性很好
E、退火
F、回火
515、淬硬型钢的（D）不仅与钢材本身的性能有关，还取决于（A）。
A、淬火冷却速度
B、临界冷却速度 C、工件尺寸形状 D、淬透性
E、耐热性
F、工件加工精度
四、填空
1、模具丧失正常的使用功能，不能通过一般的修复方法使其重新服役的现象称为_____________，它既有达到预定寿命的_____________，也有远低于预定寿命的_____________。（模具失效、正常失效、早期失效）
2、模具在正常失效前生产出的合格产品的数目称为_____________，如其在使用过程中经过多次修模，则为_____________与_____________的总和。（模具使用寿命、首次寿命、各次修模寿命）
3、磨损失效是模具失效的一种，它有很多种类型，按磨损机理不同可分为_____________、_____________、_____________和腐蚀磨损等。（磨粒磨损、粘着磨损、疲劳磨损）
4、影响模具寿命的主要因素有_____________、_____________、_____________、-_____________和_____________。（模具结构、模具工作条件、模具材料、模具热处理与表面强化处理、模具制造工艺）
5、冷作模具材料应具备一定的_____________、_____________、_____________、疲劳抗力以及抗咬合能力。（断裂抗力、变形抗力、磨损抗力）
6、冷冲裁模最主要的失效形式是_____________。（磨损失效）
7、塑料模具在服役过程中，可产生_____________、_____________、_____________、_____________、疲劳失效及热疲劳失效。（磨损失效、腐蚀失效、塑性变形失效、断裂失效）
8、根据服役条件不同可将模具材料分为_____________、_____________、-_____________和其他模具材料等几大类。（冷作模具材料、热作模具材料、塑料模具材料）
9、硬度是模具的主要性能指标，一般热作模具材料的硬度为_____________，冷作模具材料的硬度为_____________。（40～52HRC、60HRC）
10、高耐磨微变形冷作模具钢的共同特点是_____________、_____________、_____________、_____________和高的抗压强度。（高淬透性、微变形、高耐磨性、高热稳定性）
11、5CrNiMo是典型的低耐热高韧性热作模具钢，热处理过程中采用等温处理的方法，最终获得_____________+_____________+_____________的组织，模具的寿命会明显提高。（马氏体、下贝氏体、少量残余碳化物）
12、高耐热热作模具钢3Cr2W8V的主加元素刚好是W18Cr4V的一半，因此又称为_____________。（半高速钢）
13、塑料模按成型固化不同分为_____________塑料模和_____________塑料模两类。（热塑性、热固性）
14、深冷处理的目的主要是_____________、_____________以及提高钢的磁性。（提高硬度、稳定尺寸）
615、深冷处理的效果主要有残余的奥氏体几乎可全部转变为_____________，材料组织细化并可析出_____________，耐磨性比普通冷处理的模具可提高1～8倍。（马氏体、微细碳化物）
16、预备热处理的目的是_____________、_____________、消除不良组织和防止白点产生。碳钢和合金元素含量较低的钢，预备热处理采用_____________或_____________；合金元素较多淬透性较好的钢，可采用_____________或_____________。（降低硬度、细化晶粒；正火、退火；正火高温回火、完全退火处理）
17、渗碳的主要目的是提高钢表面含碳量，并通过热处理获得高的表面_____________和_____________，提高钢的抗疲劳性能，而心部仍具有较好的_____________和_____________。（硬度、耐磨性；强度、韧性）
18、钢的淬火变形有两种：一种是尺寸变形，即_____________和_____________，而另一种是形状的变化即_____________和_____________，工件的实际变形是同时兼有这两种变形。（伸长、收缩；弯曲、翘曲）
19、模具零件的预先热处理包括退火、正火、调质处理等几种工艺方法，其最终热处理主要有_____________和_____________工艺。（淬火、回火）
20、模具钢中大量的加入元素Ni，其主要作用是确保模具固溶体淬火后，能获得单一的_____________组织。（马氏体）
21、高温回火是一种消除钢中_____________的方法，并且可消除模具的-_____________，提高韧性，防止开裂。（残余奥氏体、残余应力）
22、塑料模具的磨损方式主要为_____________，其次是粘着磨损、腐蚀磨损和疲劳磨损。（磨粒磨损）
23、为了保证模具的使用性能，渗碳型塑料模具钢的热处理方式为-_____________、_____________和_____________。（渗碳、淬火、低温回火）
24、精冲使用的坯料要求具有良好的_____________，否则坯料使用前需经_____________处理。（塑性、退火）
25、拉伸时在两种性质相近的材料之间易发生_____________。（黏附）
五、简答
1、退火与正火硬度偏高的预防方法有哪些？
答：（1）适宜的冷却速度；
（2）严格工艺规范，防止加热温度过高或过低；
（3）正确选择等温退火时的等温温度，防止温度过低；（4）防止出炉温度过高；
（5）防止装炉量大时保温不足。
2、说明模具材料对模具使用性能和寿命的影响。
答：（1）材料的类别
（2）材料的硬度（3）材料的冶金质量（4）材料的热处理工艺
3、简述塑料模修理过程中，如何正确寻找模具的故障?
答：（1）仔细分析不良塑件样品的缺陷；
（2）打开模具，规范的查找和判断模具的故障；
（3）经全面考虑后选择正确的修理方法。
4、简述模具材料的力学性能要求和工艺性能要求。
答：力学性能要求：
（1）耐磨性
（2）韧性
（3）硬度和热硬性
（4）抗疲劳性能
工艺性能要求：
（1）加工性能
（2）淬透性和淬硬性
（3）氧化、脱碳敏感性
5、简述冷作模具材料中碳素工具钢（T10A、T8A）的应用及特点。
答：这是冲模中应用最广、价格最便宜的材料，适宜形状简单的冲模。
其优点是加工性能好，有一定的硬度。
缺点是淬火变形大，耐磨性较差。
热处理后的硬度为58～62HRC。
6、如何选定冷挤压凸模的淬火温度？
答：（1）如采用高温淬火，在加热时随着淬火温度的升高，合金碳化物不断溶入奥氏体，从而获得含碳和合金元素含量较高的马氏体及大量的残余奥氏体，通过高温回火可获得较高的硬度和抗压强度；
（2）另一方面，随着淬火温度的升高，奥氏体晶粒不断粗化，导致材料性能下降，尤其是韧性，因此淬火加热温度必须很好的选定。
7、简述低耐热热作模具5CrNiMo钢的热处理工艺。
答：（1）退火：等温退火的加热温度为760～780℃，等温温度为680℃；
（2）淬火：经600～650℃预热后加热到830～860℃油淬；
（3）回火：经490～660℃回火。
8、简述中耐热热作模具H11钢的热处理工艺。
答：（1）退火：等温退火的加热温度为880℃，等温温度为750℃；
（2）淬火：不需要预热，直接加热到1000～1020℃油淬或分级淬火；
（3）回火：经540～660℃回火。
9、简述高耐热热作模具3Cr2W8V钢压铸模的热处理工艺。
答：（1）退火：等温退火加热温度为840～880℃，等温温度为720～740℃；
（2）淬火：采用高温淬火，即1140～1150℃淬火；
（3）回火：采用高温回火，即650～680℃回火。
10、简述渗碳型塑料模具钢（10、20、20Cr等）的热处理工艺特点。
答：（1）渗碳
（2）一次淬火，温度为810～850℃
（3）二次淬火，温度为760～830℃
（3）低温回火，温度为200℃左右
11、简述预硬型塑料模具钢（P20、40Cr等）的热处理工艺特点。
答：（1）淬火，温度为830～880℃，油冷
（2）高温回火，温度为450℃左右
12、简述时效硬化型塑料模具钢（25CrNi3MoAl、18Ni、06Ni、PMS、SM2、PCR 等）的热处理工艺特点。
答：（1）固溶处理：将刚加热至高温，使各种合金元素充分融入奥氏体，然后进行淬火处理获得马氏体组织；
（2）固溶处理加热一般在盐浴炉中进行，而后油冷淬火；
（3）时效处理：是模具达到所需的力学性能。
