鋼的熱處理考試知識點(diǎn)

1、-作者xxxx-日期xxxx鋼的熱處理考試知識點(diǎn)【精品文檔】鋼的熱處理1、 鋼的熱處理工藝主要有幾種退火、淬火、正火、回火、表面熱處理2、 什么是同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變、多形性轉(zhuǎn)變同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變：純金屬在溫度和壓力變化時，由某一種晶體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N晶體結(jié)構(gòu)的過程稱為同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變。多形性轉(zhuǎn)變：在固溶體中發(fā)生的由一種晶體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N晶體結(jié)構(gòu)的過程稱為多形性轉(zhuǎn)變。3、 奧氏體及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)奧氏體是碳在-Fe中的間隙固溶體，具有面心立方結(jié)構(gòu)。奧氏體的面心立方結(jié)構(gòu)使其具有高的塑性和低的屈服強(qiáng)度，在相變過程中容易發(fā)生塑性變形，產(chǎn)生大量位錯或出現(xiàn)孿晶，從而造成相變硬化和隨后的再結(jié)晶、高溫下經(jīng)歷的反常細(xì)化以及低溫下馬

2、氏體相變的一系列特點(diǎn)。4、 共析碳鋼在加熱轉(zhuǎn)變時，奧氏體優(yōu)先形核位置及原因奧氏體的形核1）球狀珠光體中： 優(yōu)先在F/Fe3C界面形核2）片狀珠光體中： 優(yōu)先在珠光體團(tuán)的界面形核,也在F/Fe3C片層界面形核奧氏體在F/Fe3C界面形核原因：(1) 易獲得形成A所需濃度起伏，結(jié)構(gòu)起伏和能量起伏.(2) 在相界面形核使界面能和應(yīng)變能的增加減少。G = -Gv + Gs + GeGv體積自由能差， Gs 表面能， Ge 彈性應(yīng)變能5、 珠光體向奧氏體轉(zhuǎn)變的三階段，并說明為什么鐵素體完全轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體后仍然有一部分碳化物沒有溶解？（1）奧氏體的形核；（2）奧氏體的長大；（3）殘余碳化物的溶解和奧氏體成分

3、的均勻化；奧氏體長大的是通過/界面和/Fe3C界面分別向鐵素體和滲碳體遷移來實(shí)現(xiàn)的。由于/界面向鐵素體的遷移遠(yuǎn)比/Fe3C界面向Fe3C的遷移來的快，因此當(dāng)鐵素體已完全轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體后仍然有一部分滲碳體沒有溶解。6、 晶粒度概念奧氏體本質(zhì)晶粒度：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法，在930±10°C保溫足夠時間后測得的奧氏體晶粒大小。奧氏體起始晶粒度：在臨界溫度以上，奧氏體形成剛剛完成，其晶粒邊界剛剛相互接觸時的晶粒大小奧氏體實(shí)際晶粒度：在某一加熱條件下所得的實(shí)際奧氏體晶粒大小。7、共析碳鋼IT圖8、 擴(kuò)散型、非擴(kuò)散型、半擴(kuò)散型特點(diǎn)擴(kuò)散型相變：相變過程中伴隨著原子的擴(kuò)散，相變過程受原子擴(kuò)散控制

4、。半擴(kuò)散型相變：相變過程中有原子擴(kuò)散，相變部分受原子擴(kuò)散控制。非擴(kuò)散型相變：相變過程中無原子擴(kuò)散。9、 退火定義、目的（作用）、種類退火定義：退火是將鋼加熱到適當(dāng)?shù)臏囟?，?jīng)過保溫后以適當(dāng)?shù)乃俣壤鋮s以降低硬度、改善組織、提高加工性的一種熱處理工藝。完全退火（亞共析鋼 溫度高于Ac3；過共析鋼 溫度高于Accm）完全退火后可獲得接近平衡狀態(tài)的組織。（過共析鋼不能采用完全退火，因?yàn)檫@樣的加熱并慢冷后會出現(xiàn)網(wǎng)狀滲碳體。）等溫退火（Ar1以下的某一溫度等溫停留）等溫退火可以縮短退火時間，所以可以得到均勻的組織。球化退火(珠光體 低于并接近A1的溫度，奧氏體 Ac1以上)主要對高碳工具鋼、模具鋼和軸承鋼等

5、進(jìn)行，目的是改善碳化物分布，并使碳化物球化為細(xì)小圓形顆粒分布在馬氏體基體，提高塑性和韌性，改善切削加工性能和減少最終熱處理的變形和開裂。擴(kuò)散退火（一般為11001200）目的：改善和消除在冶金過程中形成成分不均勻性低溫退火（碳鋼和低合金鋼的低溫退火溫度為550650，高合金鋼和高速鋼為600750，時間約為12小時。）目的：消除鑄、鍛、焊及切削加工過程內(nèi)應(yīng)力。再結(jié)晶退火（650或稍高，時間為0.51h）目的：為了使冷形變鋼通過再結(jié)晶而恢復(fù)塑性，降低硬度，有利于隨后的再形變或獲得穩(wěn)定的組織。（再結(jié)晶退火常用于冷軋低碳鋼板和鋼帶）10、 退火溫度范圍、適用范圍、得到組織（見9題）11、 球化退火、

6、球化途徑、工藝流程獲得球化體的途徑主要有三種：珠光體的球化；珠光體在高于亞臨界溫度（即低于并接近A1的溫度）長時間保溫得到球化體組織。由奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)榍蚧w；退火工藝有三種：加熱到Ac1以上20左右，然后以35/h的速度控制冷卻到Ar1一下一定溫度，即一般的球化退火；加熱到Ac1以上20左右，然后在略低于A1的溫度等溫保持，隨后在略低于A1的溫度等溫保持，隨后冷卻之，又稱等溫球化退火；在A1上、下20左右交替保溫，隨后冷卻之，又稱周期球化退火馬氏體低于并接近A1的溫度分解。12、 正火定義、目的（作用）定義：將鐵碳合金加熱到臨界點(diǎn)Acs以上適當(dāng)溫度并保持一定的時間，然后在空氣中冷卻的工藝叫正火目

7、的：消除網(wǎng)狀碳化物、改善切削性能；使鑄、鍛件過熱晶粒細(xì)化；消除內(nèi)應(yīng)力13、 退火與正火的選擇（表）（鋼給出溫度范圍選工藝、排號和碳鋼）鋼的碳含量（%）最佳顯微組織推薦熱處理工藝鐵素體+細(xì)珠光體熱軋（最經(jīng)濟(jì)）正火鐵素體+細(xì)珠光體75mm以下 正火75mm以上 熱軋粗珠光體+最少的鐵素體完全退火粗珠光體到粗球化體不完全退火球化退火球化體球化退火14、 馬氏體定義、結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、轉(zhuǎn)變特點(diǎn)定義：馬氏體是碳在Fe中的過飽和固溶體結(jié)構(gòu)：體心正方晶格結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：C% 越高，正方度越大，正方畸變越嚴(yán)重。當(dāng)0.25%C時，c/a=1，此時馬氏體為體心立方晶格馬氏體轉(zhuǎn)變特點(diǎn)：（1）表面浮凸效應(yīng)和切變共格性（2）無

8、擴(kuò)散性（3）新相與母相間具有一定的晶體學(xué)關(guān)系（取向關(guān)系及慣習(xí)面）（4）轉(zhuǎn)變的不完全性（5）轉(zhuǎn)變的可逆性15、 板條馬氏體、片狀馬氏體，形貌特點(diǎn)、組織結(jié)構(gòu)、機(jī)械性能、亞結(jié)構(gòu)板條馬氏體：板條狀，亞結(jié)構(gòu)：位錯（又稱位錯馬氏體）片狀馬氏體：片狀，亞結(jié)構(gòu)：孿晶（又稱孿晶馬氏體）含碳量<0.2%幾乎全是條狀馬氏體，含碳量0.2%0.4%時以條狀馬氏體為主，含碳量0.4%0.8%時則是混合組織，含碳量>1%完全為片狀馬氏體。片狀馬氏體強(qiáng)度比板條馬氏體高（馬氏體強(qiáng)度主要取決于含碳量），板條馬氏體韌性好于片狀馬氏體（馬氏體韌性主要取決于亞結(jié)構(gòu)）。16、 什么是奧氏體穩(wěn)定化、熱穩(wěn)定化、機(jī)械穩(wěn)定化，特點(diǎn)

9、、影響因素奧氏體穩(wěn)定化：指奧氏體內(nèi)部結(jié)構(gòu)在外界因素作用下發(fā)生某種變化而使奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變呈現(xiàn)遲滯現(xiàn)象。熱穩(wěn)定化：淬火時因緩慢冷卻或在冷卻過程中停留而引起奧氏體的穩(wěn)定性提高，使馬氏體轉(zhuǎn)變遲滯的現(xiàn)象。機(jī)械穩(wěn)定化：奧氏體在淬火過程中受到較大塑性變形而引起的穩(wěn)定化現(xiàn)象。熱穩(wěn)定化影響因素：等溫T ，A穩(wěn)定化愈好； 但T高于某一定值后，隨等溫T ，A穩(wěn)定化下降，出現(xiàn)反穩(wěn)定化。在一定等溫T下，停留t，A穩(wěn)定化愈好。C ，A穩(wěn)定化程度。機(jī)械穩(wěn)定化影響因素：在Md點(diǎn)以下溫度對A進(jìn)行塑性變形，將發(fā)生形變誘發(fā)M轉(zhuǎn)變。在Md點(diǎn)以上，對A小量塑性變形將促進(jìn)隨后冷卻時的M轉(zhuǎn)變；對A大量塑性變形將抑制隨后冷卻時的M轉(zhuǎn)變，

10、使奧氏體穩(wěn)定化。17、 上貝氏體、下貝氏體形貌組織、力學(xué)性能上B：羽毛狀，條狀或針狀。形成條件：溫度在馬氏體轉(zhuǎn)變溫度以上、珠光體轉(zhuǎn)變溫度以下范 圍的稍高溫度；轉(zhuǎn)變溫度高于下貝氏體。碳含量在低、中碳鋼中，隨碳含量增加，鐵素體板條變薄、滲碳體量增加。 下B：暗黑色針狀或片狀。形成條件：溫度在馬氏體轉(zhuǎn)變溫度以上、珠光體轉(zhuǎn)變溫度以下范圍的稍低溫度；轉(zhuǎn)變溫度低于上貝氏體。性能差別：下貝氏體強(qiáng)度和韌性高上貝氏體18、 鋼的淬透性、淬硬性，定義、相關(guān)因素淬透性：鋼在淬火時能夠獲得馬氏體的能力。其大小是用規(guī)定條件下淬硬層深度來表示。 淬硬性：是在正常淬火條件下,鋼淬火后所能達(dá)到的最高硬度，即硬化能力淬透性決定

11、因素:臨界冷卻速度即化學(xué)成分及奧氏體化的條件;淬硬性影響因素:取決于馬氏體的含碳量。工件的淬透深度：取決于鋼材淬透性, 還與冷卻介質(zhì)、工件尺寸等外部因素有關(guān)19、 亞共析、過共析淬火加熱溫度選擇原則，為什么過共析鋼不能超過Accm線選擇原則：亞共析剛Ac3+3050°C； 過共析鋼Ac1+3050°C原因：若加熱到Accm線以上，會帶來一些不良后果：（1）由于滲碳體全部融入奧氏體，使淬火后鋼的耐磨性降低（2）Ac1Accm之間，存在未溶二次滲碳體，反而阻礙奧氏體晶粒長大，能夠細(xì)化晶粒，從而使形成顯微裂紋的傾向減小，（3）由于奧氏體中碳含量顯著增高，使Ms點(diǎn)降低，淬火后殘余奧

12、氏體量增多，從而降低鋼的硬度（4）加熱溫度高，使鋼的氧化.脫碳加劇，也使淬火和開裂傾向增大，同時也縮短爐子的使用壽命。20、 淬火內(nèi)應(yīng)力、熱應(yīng)力、組織應(yīng)力，產(chǎn)生原因及過冷過程中應(yīng)力狀態(tài)變化（1）熱應(yīng)力：由于工件心部和表面冷卻速度不一致，其冷卻收縮不同而造成內(nèi)應(yīng)力。熱應(yīng)力產(chǎn)生過程：冷卻初期，表面冷速快，表面收縮，產(chǎn)生拉應(yīng)力；心部冷速慢，不收縮，產(chǎn)生壓應(yīng)力；冷卻結(jié)束，表面冷速慢，表面不收縮，產(chǎn)生壓應(yīng)力；心部冷速快，收縮，產(chǎn)生拉應(yīng)力；最終的淬火熱應(yīng)力：表面壓應(yīng)力、心部拉應(yīng)力。（2）組織應(yīng)力：由于工件表層和心部發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變的不同時性而造成的內(nèi)應(yīng)力。組織應(yīng)力產(chǎn)生過程：冷卻初期，表面發(fā)生馬氏體相變，表面

13、體積膨脹，產(chǎn)生壓應(yīng)力；心部冷速慢牽制表面膨脹，產(chǎn)生拉應(yīng)力；冷卻結(jié)束，心部發(fā)生馬氏體相變，表面體積膨脹，產(chǎn)生壓應(yīng)力；表面牽制心部膨脹，產(chǎn)生拉應(yīng)力；最終的淬火組織應(yīng)力：表面拉應(yīng)力、心部壓應(yīng)力。在發(fā)生相變前主要內(nèi)應(yīng)力為熱應(yīng)力；當(dāng)發(fā)生相變后主要內(nèi)應(yīng)力為組織應(yīng)力，熱應(yīng)力為輔。21、 淬火介質(zhì)分類，其中有物態(tài)變化的三個階段、力學(xué)性能、特點(diǎn)變化淬火介質(zhì)分為有物態(tài)變化的介質(zhì)和無物態(tài)變化的介質(zhì)。有物態(tài)變化的淬火介質(zhì)沸點(diǎn)都低于工件淬火加熱溫度，冷卻機(jī)理： 第一階段（AB段）：蒸汽膜階段。冷卻速度慢 第二階段（BC段）：沸騰階段。冷卻速度快 第三階段（CD段）：對流階段。冷卻速度慢22、 什么是二次硬化現(xiàn)象，本質(zhì)定

14、義：是指某些淬火合金鋼在500650回火后硬度增高，在硬度-回火溫度曲線上出現(xiàn)峰值的現(xiàn)象。本質(zhì)：二次硬化本質(zhì)上是一種共格析出的合金碳化物（VC，TiC或Mo2C等）的彌散強(qiáng)化。23、 鋼回火的幾個階段，各階段溫度范圍、組織變化P碳素鋼淬火后在不同溫度下回火時，組織將發(fā)生不同的變化。由于組織變化會帶來物理性能的變化，而不同的組織變化，物理性能的變化也不同。通常根據(jù)物理性能的變化把回火轉(zhuǎn)變分成四種類型。時效階段（100以下）：碳原子的重新分布回火第一階段（100200）：過渡碳化物的析出回火第二階段（200300）：殘余奧氏體的分解回火第三階段（200350）：過渡碳化物轉(zhuǎn)變?yōu)镕e3C回火第四階段

15、（350以上）：Fe3C的粗化和球化，以及等軸鐵素體晶粒的形成主要發(fā)生如下變化：內(nèi)應(yīng)力消除：宏觀區(qū)域性內(nèi)應(yīng)力（工件內(nèi)外），550 全部消除； 微觀區(qū)域性內(nèi)應(yīng)力（晶粒之間）， 500 基本消除；晶格彈性畸變應(yīng)力（碳過飽和）， 轉(zhuǎn)變完即消除。（300馬氏體分解完畢）回復(fù)與再結(jié)晶： 回火使亞結(jié)構(gòu)（位錯、孿晶）消失；板條和片狀馬氏體特征保留（回復(fù)）、消失（再結(jié)晶）。碳化物聚集長大：原棒狀、片狀、粒狀滲碳體消失、溶解，并逐漸球化長大，越來越粗大。24、 回火工藝低溫、中溫、高溫，溫度范圍、組織變化、力學(xué)性能變化、應(yīng)用于什么鋼（1） 低溫回火 回火溫度：150250。 目的：降低應(yīng)力；提高韌性組織：回火馬

16、氏體（/+），保留淬火形態(tài)性能：硬度與淬火時相當(dāng)，高碳鋼耐磨性好，韌性提高，內(nèi)應(yīng)力降低適用于處理各種工具、模具、量具、軸承及經(jīng)滲碳和表面淬火的工件（2） 中溫回火 回火溫度：350-500。 目的：提高彈性極限；獲得高的強(qiáng)韌性配合組織：回火屈氏體（F+細(xì)小碳化物），保留淬火M形貌性能：彈性極限最高；強(qiáng)韌性配合好適用于主要用于各類彈簧的熱處理（3） 高溫回火 回火溫度：500-650。目的：獲得好的綜合力學(xué)性能，產(chǎn)生二次硬化效果組織：回火索氏體（F+顆粒碳化物），M形貌消失性能：綜合性能優(yōu)于S，某些合金鋼具有高的紅硬性適用于調(diào)質(zhì)廣泛用于連桿、軸、齒輪等各種重要結(jié)構(gòu)件的處理。也可作為精密零件、量具

17、等的預(yù)備熱處理。25、 什么是回火脆性，種類及消除方法回火脆性：隨回火溫度的提高，鋼的沖擊韌性不是單調(diào)的降低或升高，而是可能出現(xiàn)兩個馬鞍形，即回火時出現(xiàn)韌性下降的現(xiàn)象。種類及消除方法：a. 回火馬氏體脆性（ 第一類 、低溫、不可逆）不能消除，只能減輕。（1）降低雜質(zhì)（2）細(xì)化晶粒降低雜質(zhì)% （脫氧劑；細(xì)化元素）（3）加Mo 降低 晶界磷的偏聚（4）降低Mn 降低 晶界磷的偏聚（5）等溫淬火代替淬火+回火工藝。b. 回火脆性 （ 第二類、可逆）短時、快冷；避免脆化溫區(qū)回火26、 什么是化學(xué)熱處理，化學(xué)熱處理的幾個階段定義：鋼的化學(xué)熱處理是將鋼件在特定的介質(zhì)中加熱，保溫以改變其表層化學(xué)成分和組織，

18、從而獲得所需力學(xué)或化學(xué)性能的工藝的總稱。三個階段：分解，吸收和擴(kuò)散。27、 滲碳用于什么鋼種、熱處理工藝、溫度選擇鋼的滲碳分為3個階段：分解、吸收、擴(kuò)散適用鋼種：低碳鋼和低碳合金鋼（碳含量0.1%0.25%)目的：使鋼件表層獲得高的硬度、耐磨性和疲勞強(qiáng)度，而心部仍保持一定的強(qiáng)度和較高的韌性。 熱處理工藝為典型氣體吸熱式連續(xù)滲碳工藝，分為升溫、滲碳、擴(kuò)散和冷卻四個區(qū)域。28、 氮化工藝，軟氮化工藝特點(diǎn)，溫度選擇氮化原理：將N滲入鋼件表面，以提高其硬度、耐磨性和疲勞強(qiáng)度的一種化學(xué)熱處理方法。氮化工藝的一般溫度一般在500600。軟氮化具有以下特點(diǎn)： 處理溫度低，時間短，工件變形小。 不受鋼種限制，碳鋼、低合金鋼、工模具鋼、不銹鋼、鑄鐵及鐵基粉未冶金材料均可進(jìn)行軟氮化處理。工件經(jīng)軟氮化后的表面硬度與氮化工藝及材料有關(guān)。 能顯著地提高工件的疲勞極限、耐磨性和耐腐蝕性。在干摩擦條件下還具有抗擦傷和抗咬合等性能。 由于軟氮化層不存在脆性相，故氮化層硬而具有一定的韌性，不容易剝落。29、 滲碳滲氮強(qiáng)化機(jī)理、異同點(diǎn)（1）滲碳強(qiáng)化：先滲碳后淬火以獲得高碳馬氏體強(qiáng)化相（2）滲氮強(qiáng)化：先淬火使心部獲得回火S，后氮化獲得間隙固溶強(qiáng)化相異同點(diǎn)