整理版 金屬材料熱處理

1、第一部分：真題2013年復(fù)試529金屬材料與熱處理一、    名詞解釋（30分）蠕變極限 ；晶間腐蝕；二次淬火；紅硬性；淬透性與淬硬性；過(guò)冷奧氏體二、簡(jiǎn)答（20分）（1）為什么4Cr13為過(guò)共析鋼，Cr12MoV為萊氏體鋼？（2）奧氏體不銹鋼和高錳鋼固溶處理后放在水中冷卻的目的與一般鋼的淬火的目的有何區(qū)別？作用是什么？三、碳鋼淬火后回火過(guò)程中的組織轉(zhuǎn)變（20分）四、畫Fe-C組織組成相圖，計(jì)算Wc=0.5%的碳鋼冷卻到室溫各組織組成物的相對(duì)量。討論含C量從低到高的碳鋼按用途分類及相應(yīng)的典型產(chǎn)品型號(hào)。（20分）五、用T12制作銼刀，HRC60以上，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)預(yù)備熱處理、最終熱處理

2、的工藝方案，并說(shuō)明原因。（20分）。六、第一類、第二類回火脆性的定義、原因、如何避免或減輕？（20分）七、 40Cr鋼的50mm零件，經(jīng)以下三種熱處理后，表面及中心硬度相近（HRC25-30），問(wèn)哪種工藝的綜合力學(xué)性能最好，說(shuō)明原因。（1）Ac3以上 30-50，水淬，550回火，空冷。（2）Ac3以上30-50，油淬，550回火，空冷。（3）Ac3以上30-50，空冷。（20分）2012年復(fù)試529金屬材料與熱處理一 名詞解釋  Ac3 ；Ms ；CCT、淬透性曲線；奧氏體；白口鑄鐵；實(shí)際晶粒度；熱硬性；球化退火；應(yīng)力腐蝕二 1）含碳量大于0.2%的淬火馬氏體和

3、先恭喜鐵素體在成分與晶體結(jié)構(gòu)上的區(qū)別。2）上貝氏體和下貝氏體的金相組織形態(tài)及組成相之間的區(qū)別，3）半條馬氏體和片狀馬氏體亞結(jié)構(gòu)不同及含碳量的關(guān)系4）回火索氏體和所試題金相組織形態(tài)及形成過(guò)程的區(qū)別。三  奧氏體化過(guò)程。四 退火態(tài)45號(hào)鋼如何獲得1）馬氏體 2）屈氏體+馬氏體 3）馬氏體和鐵素體 4）回火馬氏體在c曲線畫出熱處理工藝并分析，五  40cr經(jīng)過(guò)三種熱處理過(guò)程 問(wèn)那一種的綜合力學(xué)性能好，（淬火+高溫回火）解釋六  20號(hào)鋼  t10   20crmnti   三種鋼材中，制作削鉛筆用的小刀，使用哪種？分析說(shuō)

4、明原因2011年復(fù)試529金屬材料與熱處理一、名詞解釋(每題三分)1.馬氏體；2.萊氏體；3.二次滲碳體；4.腐蝕的基本類型；5.TTT曲線；6.淬透性7.調(diào)質(zhì)處理；8.二次硬化；9.正火；10.帶狀碳化物二、珠光體、貝氏體、馬氏體形成條件、組成相、典型組織形態(tài)。（20分）三、9Mn2V材料，要求硬度HRC5358，第一種工藝：在790度，充分加熱奧氏體化后，油淬，在180200度回火，發(fā)現(xiàn)材料經(jīng)常脆斷。后改變?yōu)榈诙N工藝：同樣790度奧氏體化后，迅速放入260280度的槽中等溫處理4h，空冷。之后測(cè)得硬度為HRC50，但壽命大大提高了，試分析原因。（20分）四、球化退火態(tài)T8鋼，經(jīng)何種熱處理

5、可得到以下組織：        （1）粗片狀組織        （2）細(xì)片狀組織        （3）球化組織    在C曲線上畫出熱處理工藝曲線。（20分）五、試寫出45,40Cr，T8鋼的典型熱處理工藝，如淬火溫度，淬火介質(zhì)，回火溫度等。（20分）六、2006年，最后一題，暫不贅述。幾個(gè)溫度是：900 850 800 750 700 650 600 550 500。（20分）七、畫出按組織區(qū)分

6、的Fe-Fe3C相圖。計(jì)算出含碳量3.5%的鐵碳合金冷卻至室溫時(shí)的各組織相對(duì)量。并討論含碳量由低到高的鐵碳合金用途分類情況，及相應(yīng)的典型產(chǎn)品型號(hào)。（20分）2010年復(fù)試529金屬材料與熱處理一 名詞解釋（5分/每題，共30分）1.珠光體與萊氏體；2.灰口鑄鐵；3.TTT曲線；4.鋼的淬透性和淬硬性5.腐蝕的基本類型；6.鎮(zhèn)靜鋼和沸騰鋼二 討論滲碳熱處理的目的，舉例說(shuō)明一個(gè)典型鋼種的滲碳工藝.滲碳熱處理后的組織與性能特點(diǎn)。（15分）三 討論常見退火.正火.淬火和回火熱處理工藝概念.目的和應(yīng)用范圍。（20分）四 確定高速鋼W18Cr4V的合金成分范圍，討論合金元素的作用，并制定相應(yīng)的熱處理工藝。

7、（15分）五 畫出相圖，確定鋼號(hào)分別為45和T8的典型熱處理工藝，如：淬火溫度.淬火介質(zhì)和回火溫度等，并說(shuō)明確定工藝的依據(jù)。（20分）2009年復(fù)試529金屬材料與熱處理一名詞解釋（每個(gè)5分，共30分）1. 偏析；2. 網(wǎng)狀碳化物；3. CCT曲線；4. 淬透性；5. 晶間腐蝕；6. 變態(tài)萊氏體二討論淬火鋼回火過(guò)程中的組織轉(zhuǎn)變過(guò)程（20分）三討論40Cr、T8鋼的熱處理工藝，如淬火溫度、淬火介質(zhì)和回火溫度等。（15分）四討論完全退火、不完全退火和球化退火的概念或劃分依據(jù)，以及各自的目的。（15分）五 畫出按組織組成分區(qū)的鐵碳

8、相圖，寫出三個(gè)三相反應(yīng)，并寫出含碳量3.5%的鐵碳合金冷卻到室溫時(shí)的組織組成，計(jì)算各組織的相對(duì)含量。（20分）2008年復(fù)試529金屬材料與熱處理一名詞解釋（每個(gè)5分，共30分）1. 區(qū)域偏析；2. 魏氏組織；3. 過(guò)冷奧氏體； 4. 熱穩(wěn)定化；5. 應(yīng)力腐蝕； 6. 二次淬火二簡(jiǎn)述熱變形鋼的組織形式（20） 三 鋼回火轉(zhuǎn)變后的組織有哪些？（15）四合金元素對(duì)鐵碳相圖的影響（15） 五列出結(jié)構(gòu)鋼、軸承鋼、工具鋼、耐蝕鋼、耐熱鋼的具體熱處理工藝（20） 六畫出鐵碳相圖，并按C含量分類，并

9、計(jì)算0.35%的C室溫組織的含量（15） 2007年復(fù)試529金屬材料與熱處理一名詞解釋：  1，CCT曲線； 2，貝氏體；3，紅硬性；4，二次滲碳體；5，偏析二 解釋碳鋼回火脆性的定義、原因及消除或改善的方法。三 介紹幾種常見的退火工藝，目的及應(yīng)用等。四 綜述合金元素（包括C)在各種鋼的作用，結(jié)合鋼種詳細(xì)說(shuō)明要具體到某一型號(hào)的鋼，如工具鋼Mn中C和Mn的作用，   列出具體熱處理工藝，至少涉及四個(gè)鋼種如：工具鋼，結(jié)構(gòu)鋼，耐熱鋼，耐蝕鋼。五 畫出鐵碳相圖，并按C含量分類，并說(shuō)出對(duì)應(yīng)合金鋼的熱處理方式，如工具鋼的正火處理。 2006年復(fù)試529金

10、屬材料與熱處理一：名詞解釋（20分）1：沸騰鋼，鎮(zhèn)靜鋼 2：鋼中夾雜物  3：萊氏體和變態(tài)萊氏體 4：馬氏體組織形態(tài)二：討論45，45Cr,T8鋼的熱處理工藝，如淬火溫度，淬火介質(zhì)和回火溫度等（20分）三：討論淬火鋼回火時(shí)的組織轉(zhuǎn)變過(guò)程（20分）四：高速鋼（某某，具體記不起來(lái)了）和合金鋼（某某，具體記不起來(lái)了）中各合金元素的作用（20分）五：討論片狀珠光體組織在760度時(shí)組織轉(zhuǎn)變過(guò)程（20分）六：退火態(tài)45鋼在900，500（之間有好幾個(gè)溫度）等溫足夠時(shí)間后在水中快速冷卻，畫出：硬度（Y）-溫度（X）曲線，并說(shuō)明其組織形態(tài)和溫度范圍；同樣對(duì)于T8鋼在900，500（之間有好

11、幾個(gè)溫度）等溫足夠時(shí)間后在水中快速冷卻，畫出：硬度（Y）-溫度（X）曲線，并簡(jiǎn)要說(shuō)明一下。（20分）第二部分：經(jīng)驗(yàn)1）：名詞解釋，CCT曲線，我首先把英文縮寫寫出來(lái)，怎么生成的寫出來(lái)，用途，甚至TTT曲線的英文縮寫也寫啦，注意英文縮寫還有    TTT曲線不寫可能不扣分，但寫了就可能加分，這是得分點(diǎn)，和政治里評(píng)析一句話一樣，題目肯定不會(huì)告訴你誰(shuí)說(shuō)的，但你把誰(shuí)說(shuō)的，在     什么時(shí)間地點(diǎn)，哪篇雜志發(fā)表的寫出來(lái)，哪怕你沒(méi)評(píng)析那句話，老師都沒(méi)理由不給你滿分，呵呵，扯遠(yuǎn)啦！2）：2題讓寫幾種退火工藝，我把知道的全寫啦。3）4，5有些相通的地方，有的東西我就兩邊

12、都寫寫，寫多了有好處！4 ）最后一道題，鐵碳相圖越詳細(xì)越好，你能把原圖搬上去最好，呵呵兄弟就是這么干的，圖上放不下，我列了個(gè)表格，把數(shù)據(jù)全搬上去拉。  url=師兄，你好，復(fù)試參考書的作者是。是哪本書啊？一定要幫幫忙啊 ？<金屬材料及熱處理>參考書有兩本:宋維新的<金屬學(xué)>的熱處理部分冶金工業(yè)出版的吳承建 ,陳國(guó)良,強(qiáng)文江的<金屬材料學(xué)>第一篇鋼鐵材料就是1-7章 我建議以一本為主，同時(shí)參考其它教材，其實(shí)各教材內(nèi)容都差不多，就是材料科學(xué)基礎(chǔ)，很多內(nèi)容，甚至文字都一樣的。我的意思是看一本宋維新的金屬學(xué)，有地方不是很明白，就看下其他的教材，曲線救國(guó)，多

13、看幾本就懂了，我經(jīng)常是饒個(gè)圈子再回來(lái)看宋維新的。2.大綱很重要，大綱要求的每個(gè)點(diǎn)都不要放過(guò)3.筆記作用不是很大，可能心理上感覺(jué)好點(diǎn)，多看下筆記不如多看幾遍書，4.歷年試題很重要，去年100多分都是原題，就是貝殼把分壓低了，整體壓，不用擔(dān)心記住3個(gè)重要就行了，課本、大綱、歷年試題 第三部分：資料名詞解釋沸騰鋼：1 只用一定量的弱脫氧劑錳鐵對(duì)鋼液脫氧，因此鋼液含氧量較高。2 在沸騰鋼的凝固過(guò)程中，鋼液中碳和氧發(fā)生反應(yīng)而產(chǎn)生大量氣體，造成鋼液沸騰，這種鋼由此而得名。3 沸騰鋼鋼錠宏觀組織的特點(diǎn)是，鋼錠內(nèi)部有大量的氣泡，但是沒(méi)有或很少有縮孔。鋼錠的外層比較純凈，這純凈的外層包住了一個(gè)富集著雜質(zhì)的錠心。

14、4 沸騰鋼鋼錠的偏析較嚴(yán)重，低溫沖擊韌性不好，鋼板容易時(shí)效，鋼的力學(xué)性能波動(dòng)性較大。鎮(zhèn)靜鋼：1 鎮(zhèn)靜鋼在澆注之前不僅用弱脫氧劑錳鐵而且還使用強(qiáng)脫氧劑硅鐵和鋁對(duì)鋼液進(jìn)行脫氧，因而鋼液的含氧量很低。2 強(qiáng)脫氧劑硅和鋁的加入，使得在凝固過(guò)程中，鋼液中的氧優(yōu)先與強(qiáng)脫氧元素鋁和硅結(jié)合，從而抑制了碳氧之間的反應(yīng)，所以鎮(zhèn)靜鋼結(jié)晶時(shí)沒(méi)有沸騰現(xiàn)象，由此而得名。3 在正常操作情況下，鎮(zhèn)靜鋼中沒(méi)有氣泡，但有縮孔和疏松。與沸騰鋼相比，這種鋼氧化物系夾雜含量較低，純凈度較高。鎮(zhèn)靜鋼的偏析不像沸騰鋼那樣嚴(yán)重，鋼材性能也較均勻。樹枝狀偏析：（枝晶偏析）1 依據(jù)相圖，鋼在結(jié)晶時(shí)，先結(jié)晶的枝干比較純凈，碳濃度較低，而遲結(jié)晶的枝

15、間部分碳濃度較高。2 研究指出，在鋼錠心部等軸晶帶中枝晶偏析的特點(diǎn)是，在枝干部分成分變化很小，這部分占有相當(dāng)寬的范圍，在枝晶或者兩個(gè)相鄰晶粒之間，富集著碳、合金元素和雜質(zhì)元素，而且達(dá)到很高的濃度。枝干結(jié)晶時(shí)，在相當(dāng)寬的范圍內(nèi)造成碳和合金元素、雜質(zhì)元素的貧化（選擇結(jié)晶），這種貧化成了枝晶間濃度特高的前提。3 為減少枝晶偏析的程度，可對(duì)鑄鋼和鋼錠進(jìn)行擴(kuò)散退火。區(qū)域偏析： 在整個(gè)鋼錠范圍內(nèi)發(fā)生的偏析 因?yàn)檫x擇結(jié)晶，雜質(zhì)元素和合金元素被富集在晶枝近旁的液相中。在凝固速度不是很高的情況下，枝晶近旁液相中雜質(zhì)元素能夠借擴(kuò)散和液體的流動(dòng)而被轉(zhuǎn)移到很遠(yuǎn)的地方。隨著凝固的進(jìn)展，雜質(zhì)元素在剩余的鋼液中不斷富集，各

16、種元素在整個(gè)鋼錠或鑄件的范圍內(nèi)發(fā)生了重新分布，即產(chǎn)生了區(qū)域偏析。帶狀偏析：在鋼錠中，有時(shí)在某些局部地區(qū)，化學(xué)成分與周圍有差異，形成所謂的帶狀偏析。1 在鎮(zhèn)靜鋼鋼錠軸心縱剖面的試片的酸侵蝕面上，能觀察到成V型和A型分布的偏析條帶。稱為V偏析或A偏析。2 A偏析有兩種形式，一種是偏析帶比較粗，多出現(xiàn)在大鋼錠中，尤其是當(dāng)澆注溫度比較高時(shí)。另一種形式是一條宏觀的偏析帶由許多細(xì)的條紋構(gòu)成。纖維狀組織：鋼凝固時(shí)所產(chǎn)生的枝晶偏析具有相對(duì)穩(wěn)定性。由枝晶偏析顯示的“初生晶?！彪S鋼坯外形改變而延伸。處于原枝晶間的范性?shī)A雜物也一起形變。隨著形變量的加大，“初生晶?！睆淖畛醯闹鶢罨虻容S形逐漸變成條帶狀或者紡錘形。被延

17、伸拉長(zhǎng)的枝晶干和枝晶間就構(gòu)成了形變鋼中的“纖維”。帶狀組織：1 熱變形鋼試樣磨片用含CuCl2的試劑浸蝕后放在顯微鏡下觀察，發(fā)現(xiàn)原來(lái)在肉眼觀察時(shí)所看到的那些纖維經(jīng)過(guò)放大以后變成黑白交替的條帶，稱之為原始帶狀組織，它是由樹枝狀結(jié)晶（偏析）所引起的。其中黑色條帶相當(dāng)于原樹枝狀晶較純的枝干，白色條帶相當(dāng)于原富含雜質(zhì)的枝間區(qū)域。2 在熱變形鋼中還會(huì)出現(xiàn)另外一種形式的帶狀組織。這種帶狀組織使用普通硝酸酒精試劑侵蝕的情況下就能顯露出來(lái)。這里所看到的交替相間的條帶是由不同的組織構(gòu)成，稱為“顯微組織帶狀”。這些不同的組織是固態(tài)相變的結(jié)果，所以也把這種帶狀組稱為二次帶狀。二次帶狀組織的形成意味著碳在固態(tài)相變中發(fā)

18、生了不均勻的重新分布（二次碳偏析）魏氏組織:凡新相從母相中脫溶析出，新舊相之間有一定的位向關(guān)系，同時(shí)新相的中心平面與母相的一定結(jié)晶學(xué)平面重合時(shí)，這樣一種具有紋理特征的組織可統(tǒng)稱為魏氏組織?！胺闯！苯M織:1 在原奧氏體晶界分布著粗厚的網(wǎng)狀滲碳體，在此粗厚滲碳體的兩邊有很寬的游離鐵素體，這樣的組織稱為“反?！苯M織。2 研究指出，鋼在奧氏體相區(qū)加熱溫度越低（特別是在Acm-A1溫度區(qū)間加熱時(shí)），奧氏體就越不均勻，其中含有大量未溶的碳化物或氮化物。越是在這種加熱條件下，越容易形成“反?！苯M織。就冷卻條件來(lái)說(shuō)，冷卻越緩慢，以致Ar1溫度非常接近A1溫度時(shí)，越容易產(chǎn)生“反常”組織。鋼的含碳量與共析含碳量相

19、聚越遠(yuǎn)時(shí)，形成“反常”組織的傾向就越大。此外，“反?！苯M織的出現(xiàn)也與鋼中的含氮量和加鋁量有關(guān)。所有這些條件都是和離異共析體形成的基本原理相一致。網(wǎng)狀碳化物：1 過(guò)共析鋼軋后冷卻過(guò)程中沿奧氏體晶界析出先共析滲碳體。依鋼的含碳量、形變終止溫度和冷卻速度不同，先共析滲碳體呈半連續(xù)或連續(xù)網(wǎng)狀。網(wǎng)狀碳化物的厚度隨停軋（鍛）溫度的提高和冷卻速度的減小而增大。2 形變終止溫度過(guò)高，會(huì)使奧氏體晶粒粗化，這種晶粒粗大的奧氏體在隨后冷卻時(shí)沿晶界形成粗厚的滲碳體網(wǎng)，后者在隨后的熱處理過(guò)程中難以得到改正。鋼的熱處理：1 鋼的熱處理是通過(guò)加熱、保溫和冷卻的方法，來(lái)改變鋼內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，從而改善其性能上的一種工藝。影響鋼的

20、熱處理的主要因素是溫度和時(shí)間。2 鋼的熱處理工藝通常分為退火、正火、淬火、回火、表面淬火、化學(xué)熱處理以及形變熱處理。3 為隨后的機(jī)械加工或進(jìn)一步熱處理做好組織準(zhǔn)備的熱處理，稱為預(yù)備熱處理，常采用退火或正火工藝；直接賦予工件所需要的使用性能的熱處理，稱為最終熱處理。起始晶粒度：指珠光體剛剛?cè)哭D(zhuǎn)變成奧氏體時(shí)的奧氏體晶粒度，一般情況下奧氏體的起始晶粒度總是比較細(xì)小。加熱前原始組織越彌散，加熱速度越快，則起始晶粒越細(xì)小。實(shí)際晶粒度：在某一具體加熱或熱加工條件下所得到的奧氏體晶粒度。本質(zhì)晶粒度：它表示在臨界溫度以上加熱過(guò)程中，奧氏體晶粒長(zhǎng)大傾向的強(qiáng)弱。研究指出，隨加熱溫度升高，鋼中的奧氏體晶粒長(zhǎng)大傾向

21、分兩類，一類是隨溫度升高，奧氏體晶粒迅速長(zhǎng)大的鋼，稱為本質(zhì)粗晶粒鋼；另一類是奧氏體晶粒長(zhǎng)大傾向較小，直到超過(guò)某一溫度后，奧氏體晶粒才會(huì)急劇長(zhǎng)大的鋼，稱為本質(zhì)細(xì)晶粒鋼。組織遺傳現(xiàn)象：加熱后鋼的粗大奧氏體晶粒，經(jīng)淬火后得到粗大的馬氏體，再次快速或慢速加熱至稍高于臨界溫度，奧氏體仍保留了原來(lái)的粗大晶粒，甚至保留了原來(lái)的位向和原來(lái)的晶界，這種現(xiàn)象稱為組織遺傳。過(guò)冷奧氏體：奧氏體冷至臨界溫度以下，處于熱力學(xué)不穩(wěn)定狀態(tài)，稱為過(guò)冷奧氏體。 馬氏體轉(zhuǎn)變的特點(diǎn)：1 不會(huì)引起化學(xué)成分的變化，只產(chǎn)生結(jié)構(gòu)類型的改變，但有時(shí)會(huì)發(fā)生有序度的變化。2 馬氏體可能是亞穩(wěn)平衡相，也可是穩(wěn)定平衡相。3 馬氏體轉(zhuǎn)變也可劃分為形核和

22、長(zhǎng)大兩個(gè)元過(guò)程，但與擴(kuò)散轉(zhuǎn)變不同，馬氏體成長(zhǎng)速度非常快。4 馬氏體轉(zhuǎn)變不需要原子擴(kuò)散，原子協(xié)同做小范圍位移，以類似孿生切變的方式形成新相。新相與母相之間的界面必須保持切變式的共格關(guān)系，因此有浮凸現(xiàn)象。5 應(yīng)力也可以誘發(fā)馬氏體發(fā)生轉(zhuǎn)變。6 在一些合金系中，馬氏體轉(zhuǎn)變是可逆的。熱穩(wěn)定化：1 淬火過(guò)程中由于慢冷或中間停留所造成的奧氏體穩(wěn)定化，稱為熱穩(wěn)定化。2 奧氏體熱穩(wěn)定化的原因是由于慢冷或中間停留，碳或氮原子在位錯(cuò)附近偏聚，形成柯氏氣團(tuán)，強(qiáng)化奧氏體，使切變阻力增加，從而引起奧氏體的穩(wěn)定化。機(jī)械穩(wěn)定化：在Md點(diǎn)以上，對(duì)奧氏體進(jìn)行大量范性形變，使隨后的馬氏體轉(zhuǎn)變發(fā)生困難，Ms點(diǎn)降低，馬氏體轉(zhuǎn)變量減少，

23、這種現(xiàn)象稱為奧氏體的機(jī)械穩(wěn)定化。滲碳：將低碳鋼件放入增碳的活性介質(zhì)中，在900950加熱保溫，使活性碳原子滲入鋼的表面已達(dá)到高碳，這種熱處理工藝稱為滲碳。滲碳后院必須進(jìn)行淬火和低溫回火，使鋼件表面具有高硬度和高的耐磨性，而心部具有一定的強(qiáng)度和較高的韌性。滲碳過(guò)程是由滲碳劑分解出活性碳原子，被鋼表面吸收，并向鋼內(nèi)部擴(kuò)散三個(gè)階段組成。熱機(jī)械處理：在近于Ac3的溫度強(qiáng)烈形變，恒溫或慢冷一段使形變奧氏體再結(jié)晶，快速冷卻阻止再結(jié)晶的晶粒長(zhǎng)大。低溫韌性：低溫韌性也叫低溫脆性，即鋼材在低溫時(shí)韌性的大小或低溫時(shí)脆化的程度。紅硬性：紅硬性是指材料在經(jīng)過(guò)一定溫度下保持一定時(shí)間后所能保持其硬度的能力。如刀具材料中的

24、高速鋼，應(yīng)在600攝氏度下保持60分鐘后空冷，連續(xù)地重復(fù)進(jìn)行4次后去表面氧化層，然后得出的硬度?？剀埧乩洌壕褪窃谝欢ê辖鸹幕A(chǔ)上，采用較低的終軋溫度（近于A3），在大壓下量的情況下，使晶粒已經(jīng)細(xì)化的形變奧氏體再結(jié)晶后（或根本不發(fā)生再結(jié)晶）控制其不再長(zhǎng)大，經(jīng)快冷或控冷得到細(xì)小的鐵素體晶粒，同時(shí)具有高位錯(cuò)及彌散析出的NbC等，由此造成強(qiáng)化和低溫韌性的顯著增大，這種強(qiáng)韌化手段叫控軋控冷。粗大奧氏體晶粒的遺傳性：生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，過(guò)熱后鋼的粗大奧氏體晶粒，經(jīng)淬火后得到粗大的馬氏體，再次快速或慢速加熱至稍高于臨界溫度，奧氏體仍然保留了原來(lái)的粗大晶粒，甚至保留原來(lái)的位向和原來(lái)的晶界，這種現(xiàn)象稱為組織遺傳。其原

25、因是過(guò)熱后的粗晶粒奧氏體與馬氏體之間相互轉(zhuǎn)變維持著嚴(yán)格的晶體學(xué)取向關(guān)系。消除方法：中等速度奧氏體化或者加熱到Ac3以上100-200，由于相變硬化使高溫奧氏體產(chǎn)生再結(jié)晶，達(dá)到細(xì)化晶粒，消除組織遺傳性的效果。回火二次硬化現(xiàn)象某些淬火組織的合金鋼（如含鎢、鉬、鈦、釩、鈮、鉻、鋯等元素）經(jīng)500-600回火后，硬度重新升高的現(xiàn)象。主要原因是某些含有強(qiáng)碳化物形成元素的合金鋼，淬火后高溫回火形成極細(xì)的、高度彌散的特殊化合物。這些特殊化合物是滲碳體溶解在位錯(cuò)區(qū)的沉淀，多呈絲狀或細(xì)針狀，而且與相保持共格關(guān)系。這就導(dǎo)致了相中高密度相變誘生位錯(cuò)的形成，引起碳化物與相的共格畸變、彌散碳化物對(duì)位錯(cuò)的釘扎作用等，使得

26、硬度明顯提高。其次，某些合金鋼淬火組織高溫回火時(shí)的二次淬火現(xiàn)象也是引起二次硬化的原因。二次淬火對(duì)于含有較多合金元素的鋼，在珠光體型轉(zhuǎn)變和貝氏體型轉(zhuǎn)變C曲線之間，有一個(gè)過(guò)冷奧氏體的中間穩(wěn)定區(qū)。與此相似，這類鋼的殘留奧氏體，在相應(yīng)的回火溫度時(shí)，也出現(xiàn)兩轉(zhuǎn)變之間的中間穩(wěn)定區(qū)。然而，將這類淬火鋼回火加熱至該區(qū)間的上限溫度時(shí)，殘留奧氏體既不轉(zhuǎn)變成珠光體，也不轉(zhuǎn)變成貝氏體，而是在繼續(xù)冷卻到室溫時(shí)轉(zhuǎn)變成馬氏體。這一效應(yīng)叫做二次淬火。高溫形變熱處理與低溫形變熱處理高溫形變熱處理：在接近A3以上溫度進(jìn)行形變，形變后立即淬火，并回火至所需要的硬度。從工藝過(guò)程來(lái)看，形變溫度較高，形變溫度容易進(jìn)行。但形變溫度遠(yuǎn)高于再

27、結(jié)晶溫度，形變強(qiáng)化效果容易被再結(jié)晶過(guò)程所削弱，所以形變溫度和形變后至淬火前的間歇時(shí)間，對(duì)高溫形變熱處理后鋼材的力學(xué)性能影響很大。低溫形變熱處理：將加熱至奧氏體化的鋼迅速冷卻至C曲線的亞穩(wěn)定區(qū)進(jìn)行形變，然后淬火獲得馬氏體，并回火至所需的硬度，這種工藝過(guò)程稱為低溫?zé)嶙冃翁幚?。鋼的熱處理? 熱處理是將鋼在固態(tài)下加熱到預(yù)定的溫度，保溫一定的時(shí)間，然后以預(yù)定的方式冷卻到室溫的一種熱加工工藝。2 通過(guò)熱處理可以改變鋼的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，從而改善其工藝性能和使用性能，充分挖掘鋼材的潛力，延長(zhǎng)零件的使用壽命，提高產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)約材料和能源。3 正確的熱處理工藝還可以消除鋼材經(jīng)鑄造、鍛造、焊接等熱加工工藝造成的各種

28、缺陷，細(xì)化晶粒，消除偏析，降低內(nèi)應(yīng)力，使組織和性能更加均勻。淬透性：1 淬透性是鋼的固有屬性，它是選材和制定熱處理工藝的重要依據(jù)之一。2 淬透性是指鋼在淬火時(shí)獲得馬氏體的能力。其大小用鋼在一定條件下淬火所獲得的淬透性深度來(lái)表示。過(guò)熱：過(guò)熱是指工件在淬火加熱時(shí)，由于溫度過(guò)高或時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，造成奧氏體晶粒粗大的缺陷。過(guò)熱不僅使淬火后得到的馬氏體組織粗大，使工件的強(qiáng)度和韌性降低，易于產(chǎn)生脆斷，而且容易引起淬火裂紋。對(duì)于過(guò)熱工件，進(jìn)行一次細(xì)化晶粒的退火或正火，然后再按工藝規(guī)程進(jìn)行淬火，便可以糾正過(guò)熱組織。簡(jiǎn)答題簡(jiǎn)述碳對(duì)緩冷鋼顯微組織和性能的影響1對(duì)組織的影響：碳是決定碳鋼在緩冷后組織和性能的主要元素。碳對(duì)

29、緩冷后鋼顯微組織的影響是：在亞共析鋼范圍內(nèi)，隨含碳量增加，鐵素體相對(duì)量減少，珠光體的相對(duì)量增加；達(dá)到共析成分時(shí)，全部為珠光體；在過(guò)共析鋼范圍內(nèi)，隨含碳量增加，先共析滲碳體相對(duì)量增多，珠光體相對(duì)量減少。2對(duì)性能的影響：隨鋼種含碳量的增加，碳鋼在熱軋狀態(tài)下的硬度呈直線上升，范性和韌性降低。在亞共析范圍內(nèi)，碳對(duì)抗拉強(qiáng)度的影響是，隨含碳量增加，抗拉強(qiáng)度不斷提高。超過(guò)共析含碳量以后，抗拉強(qiáng)度提高減緩，以致于最后抗拉強(qiáng)度隨含碳量增加而降低。在亞共析范圍內(nèi)，抗拉強(qiáng)度隨珠光體相對(duì)量增加而提高；在過(guò)共析范圍內(nèi)，抗拉強(qiáng)度的變化是因?yàn)橄裙参鰸B碳體量增多，并沿原奧氏體晶界析出，形成網(wǎng)狀，使鋼的脆性增大，容易發(fā)生早期斷

30、裂，從而降低抗拉強(qiáng)度。含碳量增加時(shí)碳鋼的耐腐蝕性降低，同時(shí)碳也使碳鋼的焊接性能和冷加工（沖壓、拉拔）性能變壞。簡(jiǎn)述熱變形鋼的組織形式1 纖維狀組織鋼凝固時(shí)所產(chǎn)生的枝晶偏析具有相對(duì)穩(wěn)定性。由枝晶偏析顯示的“初生晶?！彪S鋼坯外形改變而延伸。處于原枝晶間的范性?shī)A雜物也一起形變。隨著形變量的加大，“初生晶?！睆淖畛醯闹鶢罨虻容S形逐漸變成條帶狀或者紡錘形。被延伸拉長(zhǎng)的枝晶干和枝晶間就構(gòu)成了形變鋼中的“纖維”。2 帶狀組織熱變形鋼試樣磨片用含CuCl2的試劑浸蝕后放在顯微鏡下觀察，發(fā)現(xiàn)原來(lái)在肉眼觀察時(shí)所看到的那些纖維經(jīng)過(guò)放大以后變成黑白交替的條帶，稱之為原始帶狀組織，它是由樹枝狀結(jié)晶（偏析）所引起的。其中

31、黑色條帶相當(dāng)于原樹枝狀晶較純的枝干，白色條帶相當(dāng)于原富含雜質(zhì)的枝間區(qū)域。在熱變形鋼中還會(huì)出現(xiàn)另外一種形式的帶狀組織。這種帶狀組織使用普通硝酸酒精試劑侵蝕的情況下就能顯露出來(lái)。這里所看到的交替相間的條帶是由不同的組織構(gòu)成，稱為“顯微組織帶狀”。這些不同的組織是固態(tài)相變的結(jié)果，所以也把這種帶狀組織稱為二次帶狀組織。二次帶狀組織的形成意味著碳在固態(tài)相變中發(fā)生了不均勻的重新分布（二次碳偏析）。只有在一次帶狀組織的基礎(chǔ)上才會(huì)出現(xiàn)二次帶狀組織，二次帶狀組織有兩種情況：在鐵素體條帶中含有硅酸鹽，同時(shí)珠光體條帶中含有硫化物。也就是說(shuō)，鐵素體出現(xiàn)在原枝晶干，珠光體出現(xiàn)在原枝晶間。這種二次帶狀的碳濃度分布與凝固時(shí)

32、碳的枝晶偏析是一致的，稱為“順態(tài)”的二次碳偏析。在鐵素體條帶中含有硫化物，同時(shí)珠光體條帶中含有硅酸鹽。這種情況表明，在固態(tài)相變時(shí)發(fā)生了碳濃度分布的逆轉(zhuǎn)，碳從枝間處擴(kuò)散到了枝干。這種二次帶狀的碳濃度分布稱為“逆態(tài)”的二次碳偏析。帶狀組織使鋼的力學(xué)性能具有方向性，使鋼的橫向范性和韌性降低。鐵素體珠光體帶狀組織還使鋼的切削加工性變壞。鋼材若出現(xiàn)了帶狀組織，加工時(shí)其表面光潔度就差；滲碳時(shí)易引起滲層不均勻，熱處理時(shí)易產(chǎn)生變形且硬度不均勻等缺陷。3 魏氏組織凡新相從母相中脫溶析出，新舊相之間有一定的位向關(guān)系，同時(shí)新相的中心平面與母相的一定結(jié)晶學(xué)平面重合時(shí)，這樣一種具有紋理特征的組織可統(tǒng)稱為魏氏組織。在亞共

33、析鋼中，當(dāng)從奧氏體相區(qū)緩慢冷卻通過(guò)Ar3-Ar1溫度范圍時(shí)，鐵素體沿奧氏體晶界析出，呈塊狀。如果冷卻速度加快時(shí)，則鐵素體不僅沿奧氏體晶界析出生長(zhǎng)，而且還形成許多鐵素體片插向奧氏體晶粒內(nèi)部，鐵素體片之間的奧氏體最后變?yōu)橹楣怏w。這些分布在原奧氏體晶粒內(nèi)部呈片狀的先共析鐵素體稱為魏氏組織鐵素體。如果奧氏體比較粗大，冷卻速度又比較快時(shí)，一般來(lái)講，容易產(chǎn)生魏氏組織鐵素體。退火可消除魏氏組織。4 “反?！苯M織在原奧氏體晶界分布著粗厚的網(wǎng)狀滲碳體，在此粗厚滲碳體的兩邊有很寬的游離鐵素體，這樣的組織稱為“反?！苯M織。研究指出，鋼在奧氏體相區(qū)加熱溫度越低（特別是在Acm-A1溫度區(qū)間加熱時(shí)），奧氏體就越不均勻，

34、其中含有大量未溶的碳化物或氮化物。越是在這種加熱條件下，越容易形成“反?！苯M織。就冷卻條件來(lái)說(shuō)，冷卻越緩慢，以致Ar1溫度非常接近A1溫度時(shí)，越容易產(chǎn)生“反?！苯M織。鋼的含碳量與共析含碳量相距越遠(yuǎn)時(shí)，形成“反常”組織的傾向就越大。此外，“反常”組織的出現(xiàn)也與鋼中的含氮量和加鋁量有關(guān)。所有這些條件都是和離異共析體形成的基本原理相一致。5 網(wǎng)狀碳化物過(guò)共析鋼軋后在冷卻過(guò)程中沿奧氏體晶界析出先共析滲碳體。依鋼的含碳量、形變終止溫度和冷卻速度的不同，先共析滲碳體呈半連續(xù)或連續(xù)網(wǎng)狀。減輕或者消除亞共析鋼中的鐵素體珠光體帶狀組織的措施是什么？減輕原始帶狀偏析程度（方法：鋼錠中柱狀晶要比等軸晶的枝晶偏析程度

35、輕枝晶比較細(xì)時(shí)通過(guò)擴(kuò)散退火能達(dá)到更好的均勻化效果鋼錠的偏析隨鋼錠重量增加而加大，隨冷卻速度的加快而減輕擴(kuò)散退火）抑制或者減輕原始帶狀組織對(duì)二次帶狀的影響。在設(shè)計(jì)鋼的成分時(shí)，升高和降低A3溫度（912）的元素如硅-錳，錳-硫等要互相搭配，這樣在發(fā)生枝晶偏析以后，由于幾種雜質(zhì)元素的影響互相抵消，枝干和枝間兩區(qū)域A3溫度差別很小，從而有利于避免鐵素體珠光體帶狀組織產(chǎn)生。加速熱變形鋼的冷卻速度，借以抑制碳在原始帶狀基礎(chǔ)上的長(zhǎng)距離擴(kuò)散。將鋼材加熱后空冷（正火），或者適當(dāng)提高鋼坯或鋼材的加熱速度，使奧氏體晶粒尺寸超過(guò)原始帶狀的條帶寬度。簡(jiǎn)述石墨化的溫度階段第一階段：從鑄鐵的液相中結(jié)晶出一次石墨（過(guò)共晶合金

36、）和通過(guò)共晶反應(yīng)結(jié)晶出共晶石墨?；蛘咴阼T鐵凝固過(guò)程中通過(guò)滲碳體在共晶溫度以上的高溫分解形成石墨。中間階段：從鑄鐵的奧氏體相中直接析出二次石墨，或者通過(guò)滲碳體在共晶溫度或共析溫度之間發(fā)生分解而形成石墨。第二階段：在鑄鐵的共析轉(zhuǎn)變過(guò)程中析出石墨，或者通過(guò)滲碳體在共析溫度附近及其以下溫度發(fā)生分解形成石墨。進(jìn)行石墨化時(shí)，不僅需要碳原子在溶液或固溶體中的擴(kuò)散集聚，而且還需要鐵原子從碳的集聚處擴(kuò)散掉。溫度越低，原子的活動(dòng)性愈小，石墨化過(guò)程也就愈困難。所以，在鑄鐵的連續(xù)冷卻過(guò)程中，溫度較低的第二階段石墨化往往不能進(jìn)行到底。一般來(lái)說(shuō)，凡是能削弱鐵原子和碳原子之間的結(jié)合力的元素以及能增大鐵原子擴(kuò)散能力的元素大多

37、能促進(jìn)石墨化，比如：鋯、鈷、磷、銅、鎳、鈦、硅、碳、鋁等；反之，則阻礙石墨化，比如：鎢、錳、鉬、硫、鉻、釩、鎂、鈰、硼等。簡(jiǎn)述幾種常見的鑄鐵白口鑄鐵：其中碳除少量溶于鐵素體外，絕大部分以滲碳體的形式存在于鑄鐵中。白口鑄鐵斷口呈亮白色，組織中都存在共晶萊氏體，性能硬而脆，很難切削加工。白口鑄鐵除主要用作煉鋼原料外，還用來(lái)生產(chǎn)可鍛鑄鐵。麻口鑄鐵：碳一部分以石墨形式存在，另一部分以自由滲碳體形式存在，斷口呈黑白相間的麻點(diǎn)?；铱阼T鐵：其中碳全部或大部分以片狀石墨形式存在。灰口鑄鐵斷裂時(shí)，裂紋沿各個(gè)石墨片發(fā)展，因而斷口呈暗灰色?？慑戣T鐵：又稱展性鑄鐵，有白口鑄鐵經(jīng)石墨化退火后制成，其中碳以團(tuán)絮狀石墨形式

38、存在。球磨鑄鐵：鋼液在澆注前經(jīng)過(guò)球化處理，碳主要以球狀石墨形式存在。冷硬鑄鐵：將鋼液注入放有冷鐵的模中制成。與冷鐵相接觸的鑄鐵表面層由于冷卻速度比較快，故鑄鐵組織在一定厚度內(nèi)屬于白口，因而硬度高，耐磨性好；而遠(yuǎn)離冷鐵的深層部位，由于冷卻速度較小，得到的組織為灰口；在白口和灰口之間的過(guò)渡區(qū)域呈麻口。冷硬鑄鐵用于制造軋輥、車輪等。蠕墨鑄鐵：鋼液在澆注前經(jīng)過(guò)蠕化處理，碳主要以介于片狀和球狀之間的石墨形式存在，它是近年發(fā)展起來(lái)的一種新型鑄鐵。簡(jiǎn)述鋼加熱時(shí)奧氏體化的組織轉(zhuǎn)變過(guò)程奧氏體的形成過(guò)程：任何成分碳鋼加熱到Ac1以上，珠光體就向奧氏體轉(zhuǎn)變；加熱到Ac3或Accm以上，將全部變?yōu)閵W氏體。這種加熱轉(zhuǎn)變

39、也稱奧氏體化。形核：將珠光體加熱到Ac1以上，在鐵素體和滲碳體的相界面上奧氏體優(yōu)先形核。這是因?yàn)橄嘟缑嫔显优帕胁灰?guī)則，處于能量較高狀態(tài)，具備形核所需的結(jié)構(gòu)起伏和能量起伏條件，同時(shí)相界面上處于碳濃度過(guò)渡，易出現(xiàn)濃度起伏，符合奧氏體所需的碳濃度，所以?shī)W氏體晶核優(yōu)先在相界面上形成。長(zhǎng)大：當(dāng)奧氏體在鐵素體和滲碳體相界面上形核后，建立起界面濃度平衡，從而在奧氏體和鐵素體內(nèi)部出現(xiàn)濃度差，碳原子由高濃度向低濃度擴(kuò)散，使C2、C4濃度降低，而C1、C3濃度升高，從而破壞濃度平衡。必須通過(guò)滲碳體逐漸溶解，以提高C2、C4，同時(shí)產(chǎn)生ar轉(zhuǎn)變，以降低C1、C3，維持界面濃度平衡。如此所進(jìn)行的碳原子擴(kuò)散，滲碳體溶解

40、，ar點(diǎn)陣重構(gòu)的反復(fù)，奧氏體逐漸長(zhǎng)大。殘余滲碳體的溶解：奧氏體向鐵素體方向推進(jìn)的速度要大得多，鐵素體總是比滲碳體消失得早。鐵素體消失后，隨著保溫時(shí)間的延長(zhǎng)，通過(guò)碳原子擴(kuò)散，殘余滲碳體逐漸溶入奧氏體，使奧氏體逐步趨近共析成分。奧氏體的均勻化：殘余奧氏體完全溶解后，奧氏體中碳濃度仍是不均勻的，原先是滲碳體的位置碳濃度較高，原先是鐵素體的位置碳濃度較低。為此必須繼續(xù)保溫，通過(guò)碳原子擴(kuò)散，獲得均勻化奧氏體。影響奧氏體形成速度的因素加熱溫度的影響一方面，由于珠光體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體的過(guò)程是擴(kuò)散相變的過(guò)程，隨著加熱溫度的升高，原子擴(kuò)散系數(shù)增加，特別是碳在奧氏體中的擴(kuò)散系數(shù)增加，加快了奧氏體的形核和長(zhǎng)大速度。同時(shí)

41、加熱溫度升高，奧氏體中的碳濃度差增大，濃度梯度加大，故原子擴(kuò)散速度加快。另一方面，加熱溫度升高，奧氏體與珠光體的自由能差增大，相變驅(qū)動(dòng)力增大，所以，隨奧氏體形成溫度的升高，奧氏體的形核率和長(zhǎng)大速度急劇增加，因此，轉(zhuǎn)變的孕育期和轉(zhuǎn)變所需的時(shí)間顯著縮短，加熱溫度越高，轉(zhuǎn)變?cè)杏诤屯瓿赊D(zhuǎn)變的時(shí)間越短原始組織的影響在化學(xué)成分相同的情況下，隨原始組織中碳化物分散度的增大，不僅鐵素體和滲碳體相界面增多，加大了奧氏體的形核率；而且由于珠光體片層間距減小，使奧氏體中的碳濃度梯度增大，使碳原子的擴(kuò)散距離減小，這些都使奧氏體的長(zhǎng)大速度增加。因此，鋼的原始組織越細(xì)，則奧氏體的形成速度越快。化學(xué)成分的影響質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影

42、響鋼中含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高，奧氏體的形成速度越快。這是因?yàn)殡S含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加，滲碳體的數(shù)量相應(yīng)地增加，鐵素體和滲碳體相界面的面積增加，因此增加了奧氏體形核的部位，增大奧氏體的形核率。同時(shí)，碳化物數(shù)量增加，又使碳的擴(kuò)散距離減小，碳濃度梯度增大，以及隨奧氏體中含碳量質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加，碳和鐵原子的擴(kuò)散系數(shù)將增大，從而增大奧氏體的長(zhǎng)大速度。合金元素的影響首先，合金元素影響了碳在奧氏體中的擴(kuò)散速度，碳化物形成元素大大減小了碳在奧氏體中的擴(kuò)散速度。故顯著減慢了奧氏體的形成速度，非碳化合物形成元素增加碳在奧氏體中的擴(kuò)散速度，因而加快了奧氏體的形成速度。其次合金元素改變了鋼的臨界溫度，故改變了奧氏體轉(zhuǎn)變時(shí)的過(guò)熱度，從

43、而改變了奧氏體與珠光體的自由能差，因而改變了奧氏體的形成速度。第三，合金元素在珠光體中的分布是不均勻的，因此合金鋼的奧氏體均勻化過(guò)程除了碳在奧氏體中的均勻化外，還包括了合金元素的均勻化。影響奧氏體晶粒長(zhǎng)大的因素加熱溫度的影響奧氏體形成后，隨著加熱溫度升高，晶粒急劇長(zhǎng)大。溫度對(duì)奧氏體晶粒長(zhǎng)大的影響最為顯著。保溫時(shí)間的影響在相變溫度以上任何溫度保溫時(shí)，奧氏體都有一個(gè)加速長(zhǎng)大期。當(dāng)經(jīng)理達(dá)到一定尺寸后，長(zhǎng)大速度趨于緩慢。加熱速度的影響加熱速度越大，過(guò)熱度越大，形核率越高，奧氏體的起始晶粒越細(xì)?？焖偌訜嶂粮邷兀虝r(shí)保溫，可獲得細(xì)晶粒組織。化學(xué)成分的影響含碳量對(duì)鋼的奧氏體晶粒長(zhǎng)大有明顯影響。當(dāng)鋼的含碳量不

44、超過(guò)一定限度時(shí)，在相同加熱條件下，奧氏體晶粒隨鋼種含碳量增加而急劇長(zhǎng)大。這是因?yàn)樘嫉臄U(kuò)散速度和鐵的擴(kuò)散速度都隨含碳量的增加而增大。但當(dāng)含碳量超過(guò)一定限度時(shí)，隨含碳量增大，奧氏體晶粒反而減小。簡(jiǎn)述過(guò)冷奧氏體冷卻時(shí)的組織轉(zhuǎn)變高溫珠光體型轉(zhuǎn)變奧氏體在A1-550之間，轉(zhuǎn)變產(chǎn)物為珠光體（鐵素體和滲碳體的混合物）。再此溫度區(qū)間內(nèi)，原子的擴(kuò)散能力較強(qiáng)，容易在奧氏體晶界上產(chǎn)生高碳的滲碳體晶核和低碳的鐵素體晶核，并實(shí)現(xiàn)晶格重構(gòu)，屬于擴(kuò)散型相變，也可稱為高溫轉(zhuǎn)變。中溫貝氏體型轉(zhuǎn)變?cè)?50-MS（230）溫度范圍內(nèi)，過(guò)冷度較大，鐵原子難以擴(kuò)散，僅有碳原子擴(kuò)散，過(guò)冷奧氏體轉(zhuǎn)變速度下降，孕育期逐漸延長(zhǎng)，這主要通過(guò)相變

45、驅(qū)動(dòng)力來(lái)改變晶格結(jié)構(gòu)，通過(guò)碳原子擴(kuò)散形成碳化物，屬于半擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變，轉(zhuǎn)變產(chǎn)物為貝氏體型組織。低溫馬氏體型轉(zhuǎn)變當(dāng)鋼加熱到奧氏體后，奧氏體被迅速過(guò)冷至MS以下時(shí)，鐵、碳原子都已失去了擴(kuò)散能力，但過(guò)冷度較大，相變驅(qū)動(dòng)力足以使面心立方的奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轶w心立方的馬氏體，并保持原奧氏體的成分。這種轉(zhuǎn)變屬于非擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變，轉(zhuǎn)變產(chǎn)物為馬氏體。簡(jiǎn)述影響過(guò)冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變圖的因素含碳量的影響：亞共析鋼加熱到Ac3以上，過(guò)共析鋼加熱到Ac1以上的正常熱處理加熱條件下，隨著含碳量的增加，亞共析鋼的C曲線向右移；過(guò)共析鋼的C曲線向左移。故在碳鋼中以共析鋼的過(guò)冷奧氏體最穩(wěn)定。合金元素的影響：除鈷外所有合金元素的溶入，均增加過(guò)冷

46、奧氏體的穩(wěn)定性，使C曲線向右移。其中，非碳化合物或弱碳化合物形成元素，如硅、鎳、銅和錳等不改變C 曲線的形狀，仍保持一個(gè)“鼻尖”，至改變C曲線位置；中強(qiáng)或強(qiáng)碳化物形成元素，如鉻、鉬、鎢、釩和鈦等溶入奧氏體，不僅使C曲線右移，并使珠光體轉(zhuǎn)變和貝氏體轉(zhuǎn)變區(qū)分離，出現(xiàn)兩個(gè)“鼻尖”，即變成雙C曲線。上部C曲線是等溫轉(zhuǎn)變形成珠光體區(qū)域；下部C曲線是等溫轉(zhuǎn)變形成貝氏體區(qū)域，其間存在著過(guò)冷奧氏體的亞穩(wěn)定區(qū)。必須指出，強(qiáng)碳化合物形成元素只有溶入奧氏體，才能增加過(guò)冷奧氏體的穩(wěn)定性，使C曲線右移。如以不溶的碳化物存在，反而有利于奧氏體的分解，降低過(guò)冷奧氏體的穩(wěn)定性。加熱溫度和時(shí)間的影響：當(dāng)原始組織相同時(shí)，隨加熱溫

47、度的升高和保溫時(shí)間的延長(zhǎng)，奧氏體成分更加均勻，晶粒長(zhǎng)大，晶界面積減小，從而降低冷卻時(shí)相變的晶核數(shù)目，提高過(guò)冷奧氏體的穩(wěn)定性，使C曲線右移。原始組織的影響：在相同加熱條件下，原始組織越細(xì)小，越均勻，加熱時(shí)越容易得到均勻的奧氏體，過(guò)冷奧氏體也越穩(wěn)定。外加應(yīng)力和塑性變形的影響：一般來(lái)說(shuō)，因奧氏體比容最小，轉(zhuǎn)變時(shí)體積膨脹。三向壓應(yīng)力阻礙過(guò)冷奧氏體的轉(zhuǎn)變，使C曲線右移；三向拉應(yīng)力有利于過(guò)冷奧氏體的轉(zhuǎn)變，使C曲線左移。奧氏體塑性變形時(shí)會(huì)造成晶粒破碎和碳化物的析出，降低奧氏體的穩(wěn)定性，使C曲線左移。馬氏體具有高強(qiáng)度和高硬度的原因是什么？過(guò)飽和碳引起強(qiáng)烈的正方畸變，形成以碳原子為中心的應(yīng)力場(chǎng)，這種應(yīng)力場(chǎng)與位錯(cuò)

48、的交互作用使馬氏體顯著強(qiáng)化，即固溶強(qiáng)化，這個(gè)是主要的。板條狀馬氏體內(nèi)的高密度位錯(cuò)，片狀馬氏體內(nèi)精細(xì)孿晶，產(chǎn)生亞結(jié)構(gòu)強(qiáng)化。馬氏體形成過(guò)程中的自回火現(xiàn)象，使碳原子沿晶體缺陷偏聚或碳化物彌散析出，釘扎位錯(cuò)，從而產(chǎn)生時(shí)效強(qiáng)化。原始奧氏體晶粒大小及板條馬氏體束大小對(duì)馬氏體強(qiáng)度的影響。原始奧氏體晶粒越細(xì)小，馬氏體板條束越小，則馬氏體強(qiáng)度越高。這是由于相界面阻礙位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)造成的馬氏體強(qiáng)化。簡(jiǎn)述淬火鋼在回火時(shí)的組織變化過(guò)程1馬氏體中碳原子的偏聚含碳量小于0.2%的低碳馬氏體中，絕大部分碳原子偏聚到高密度的位錯(cuò)線上，形成柯氏氣團(tuán)。這是由于碳原子和位錯(cuò)的彈性應(yīng)力場(chǎng)的交互作用，使碳原子被彈性地吸引到位錯(cuò)線上，也稱彈

49、性偏聚。馬氏體的含碳量為0.2%時(shí)，偏聚已達(dá)飽和狀態(tài)。含碳量大于0.2%的馬氏體，超過(guò)0.2%的碳原子以不再偏聚到位錯(cuò)附近，而在垂直c軸的（001）m面上偏聚，伴隨有化學(xué)自由能降低，正方度c/a增加，硬度、強(qiáng)度有所提高，稱為化學(xué)偏聚。這種偏聚也為析出亞穩(wěn)定碳化物作準(zhǔn)備。2 馬氏體的分解馬氏體的分解是自發(fā)進(jìn)行的降低系統(tǒng)自由能的過(guò)程，是過(guò)飽和碳從固溶體中析出的脫溶過(guò)程，可分為兩個(gè)階段。高碳馬氏體在100-150回火為馬氏體分解的第一階段。碳原子只做短距離遷移，析出的碳化物片從周圍取得碳原子長(zhǎng)大，從而形成貧碳區(qū)，遠(yuǎn)離相的地區(qū)仍是高碳區(qū)，故稱為馬氏體的二相式分解。150以上回火為馬氏體分解的第二階段，

50、發(fā)生連續(xù)式分解、碳原子可以作較長(zhǎng)距離的遷移，隨碳化物的析出，相碳濃度均勻降低，馬氏體分解可延續(xù)到350，此時(shí)c/a趨近于1。實(shí)驗(yàn)指出，回火溫度越高，馬氏體碳濃度越低，析出的碳化物越多。3 殘余奧氏體的轉(zhuǎn)變含碳量超過(guò)0.5%的碳鋼或低合金鋼，淬火后總有少量殘余奧氏體存在，在200-300范圍內(nèi)回火時(shí)，殘余奧氏體分解為過(guò)飽和固溶體和薄片狀碳化物的復(fù)相組織，二者保持共格，一般認(rèn)為是回火馬氏體或下貝氏體。研究證明，殘余奧氏體的轉(zhuǎn)變與過(guò)冷奧氏體轉(zhuǎn)變一樣，也是一個(gè)形核和長(zhǎng)大的過(guò)程，轉(zhuǎn)變生成貝氏體后也出現(xiàn)浮凸現(xiàn)象。4 碳化物的轉(zhuǎn)變?cè)?50-400回火時(shí)，碳鋼馬氏體中過(guò)飽和碳原子幾乎全部脫溶，析出比碳化物更穩(wěn)

51、定的碳化物。一種是碳化物，具有單斜晶系；另一種是碳化物，也就是滲碳體。研究證明，條狀馬氏體在上述溫度范圍回火時(shí)，會(huì)直接析出相（滲碳體）。這種相以薄片或短桿狀形成于馬氏體的位錯(cuò)線或界面上。高碳鋼中的淬火馬氏體和殘余奧氏體在低溫回火時(shí)，分解成相和相，兩相之間保持共格聯(lián)系。5 碳化物的聚集長(zhǎng)大和相回復(fù)、再結(jié)晶當(dāng)回火溫度高于400時(shí)，滲碳體明顯聚集長(zhǎng)大并球化，無(wú)論片狀滲碳體的球化或粒狀滲碳體的長(zhǎng)大，都通過(guò)小顆粒溶解，大顆粒長(zhǎng)大的機(jī)理進(jìn)行。由于碳原子的擴(kuò)散能力近一步增強(qiáng)，鐵原子的擴(kuò)散能力開始恢復(fù)，相中過(guò)飽和固溶碳原子全部脫溶，其本身正方度消失，逐漸回復(fù)與再結(jié)晶，組織中的碳化物也將聚集和球化。對(duì)于條狀馬氏

52、體來(lái)說(shuō)，回火溫度超過(guò)400時(shí)，馬氏體的位錯(cuò)密度逐漸降低，剩下的位錯(cuò)又形成二維位錯(cuò)網(wǎng)絡(luò)，排列成“墻”，構(gòu)成相中的亞晶界，從而將其分割成許多亞晶粒。同時(shí)，相中的點(diǎn)陣畸變逐漸消失，稱為相的回復(fù)階段。但是仍保持條形形態(tài)。只有回火溫度超過(guò)600時(shí)，相發(fā)生再結(jié)晶由位錯(cuò)密度降低的等軸晶粒代替回復(fù)時(shí)的條狀組織，條狀馬氏體形態(tài)才消失。對(duì)于高碳鋼中的片狀馬氏體來(lái)說(shuō)，當(dāng)回火溫度超過(guò)250時(shí)，孿晶開始消失，出現(xiàn)位錯(cuò)胞和位錯(cuò)線，顯微裂紋逐漸被填合?；鼗饻囟冗_(dá)400時(shí)，孿晶全部消失，相回復(fù)，逐漸形成多邊化亞晶粒，仍保持片狀特征。當(dāng)溫度高于600時(shí)，片狀馬氏體形態(tài)消失，等軸狀相代替片狀相。鋼回火轉(zhuǎn)變后的組織有哪些？1 回火

53、馬氏體高碳鋼在150-250低溫回火，得到回火馬氏體組織。回火馬氏體光學(xué)顯微鏡下呈暗黑色片狀組織，比淬火馬氏體易受腐蝕。在電子顯微鏡下可以觀察到片狀相內(nèi)分布著薄片狀碳化物，兩者保持共格關(guān)系。低碳板條狀馬氏體低溫回火后，只是碳原子的偏聚，與淬火馬氏體沒(méi)有顯著差別。2 回火屈氏體在350-500進(jìn)行中溫回火后，得到回火屈氏體組織。其組織特征是：相仍保持板條狀或者片狀形態(tài)，其上分布著微細(xì)粒狀滲碳體，在光學(xué)顯微鏡下難以分辨，在電子顯微鏡下才能辨清兩相。3 回火索氏體在500650進(jìn)行高溫回火，得到回火索氏體組織。其組織是由細(xì)粒狀滲碳體和等軸狀鐵素體所構(gòu)成的復(fù)相組織。4 粒狀珠光體在650-A1之間回火

54、時(shí)，粒狀滲碳體明顯粗化。此種粒狀珠光體與球化退火所得到的組織相同。范性很好，強(qiáng)度較低。簡(jiǎn)述淬火鋼回火時(shí)力學(xué)性能與回火溫度之間的關(guān)系 硬度與回火溫度之間的關(guān)系中、低碳鋼在250一下回火時(shí)，機(jī)械性能無(wú)明顯變化。這是因?yàn)橹挥刑嫉钠?，而無(wú)其他組織變化。高碳鋼則不同，由于相共格析出，引起彌散強(qiáng)化，硬度略有升高。250-400回火時(shí)，一方面由于馬氏體分解、正方度減小以及碳化物轉(zhuǎn)變和聚集長(zhǎng)大，硬度趨于降低；另一方面，由于殘余奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)橄仑愂象w，硬度則有所升高。二者綜合影響，使得中、低碳鋼硬度下降，而高碳鋼硬度升高?；鼗饻囟仍?00以上升高時(shí)，產(chǎn)生相的回復(fù)與再結(jié)晶及碳化物聚集并球化，均使硬度下降。強(qiáng)度和塑

55、性與回火溫度的關(guān)系高、中、低碳鋼回火時(shí)，彈性極限隨回火溫度上升而增加，大約在350左右出現(xiàn)峰值。這與回火過(guò)程中碳的偏聚、碳化物的析出、相中碳過(guò)飽和度下降以及滲碳體析出相回復(fù)等組織結(jié)構(gòu)變化相聯(lián)系。鋼的塑性一般隨回火溫度的升高而加大。沖擊韌性與回火溫度之間的關(guān)系隨著回火溫度的升高，碳鋼沖擊值（k）變化的總趨勢(shì)是增加的。但是，高碳鋼經(jīng)扭轉(zhuǎn)沖擊試驗(yàn)，可測(cè)出250左右回火后沖擊值下降的脆化現(xiàn)象。斷裂韌性與回火溫度之間的關(guān)系在400以下，隨回火溫度增高，斷裂韌性和沖擊韌性均降低。400以上回火時(shí)，斷裂韌性增大。解釋碳鋼回火脆性的定義、原因及消除或改善方法在250-400和450-650區(qū)域存在著沖擊韌顯著

56、下降的現(xiàn)象，這種脆化現(xiàn)象稱為回火脆性。其中在250-400范圍內(nèi)回火時(shí)出現(xiàn)的脆性稱為第一類回火脆性，存在于一切鋼種之中。此后若重新加熱至第一類回火脆化溫區(qū)，也不再出現(xiàn)脆性。故又稱不可逆回火脆性。因其出現(xiàn)與低溫回火溫度范圍，故又稱低溫回火脆性。發(fā)生第一類回火脆性的鋼件，斷口呈晶間斷裂；無(wú)第一次回火脆性的鋼件，呈穿晶斷裂。消除或改善的方法：以極快的速度加熱和冷卻以及高溫形變熱處理。以非碳化合物形成元素（Si）來(lái)合金化，一起有效地推遲馬氏體脫溶的作用，使低溫回火脆性溫度區(qū)上移，從而使鋼獲得高強(qiáng)韌性。導(dǎo)致第一類回火脆性的原因是相轉(zhuǎn)變相或相，沿板條馬氏體的條間、束界或片狀馬氏的孿晶帶和晶界上析出，引起鋼

57、的韌性明顯降低。淬火的合金鋼在450-650范圍內(nèi)回火后，進(jìn)行慢冷所出現(xiàn)的脆性，稱為高溫回火脆性。已產(chǎn)生脆性的工件，重新加熱到600以上保溫，然后快冷，則可消除此類脆性。如在600以上再次加熱慢冷，脆性又將出現(xiàn)，故也稱為可逆回火脆性。產(chǎn)生第二類回火脆性的原因是：銻、錫、砷、磷等雜質(zhì)元素在原奧氏體晶界上偏聚或以化合物方式析出，是導(dǎo)致第二類回火脆性的主要原因。為了防止高溫回火脆性，可在鋼中加入0.5%鉬或1%鎢，抑制雜質(zhì)元素向晶界偏聚，這種方法適用于大工件。對(duì)于中小工件，可采用高溫回火后快冷，抑制雜質(zhì)元素偏聚。介紹幾種常見的退火工藝、目的及應(yīng)用1 完全退火將亞共析鋼加熱至Ac3以上20-30，保溫足夠時(shí)間奧氏體化后，隨爐緩慢冷卻，從而接近平衡的組織，這種熱處理工藝稱為完全退火。經(jīng)澆注并模冷后的鋼錠和鑄鋼件，或終軋終止溫度過(guò)高的熱鍛軋件，晶粒粗大，易得魏氏組織，并存在著內(nèi)應(yīng)力。可通過(guò)完全退火來(lái)細(xì)化晶粒、均勻組織、消除內(nèi)應(yīng)力、降低硬度，便于切削加工，并為加工后零件的淬火做好組織準(zhǔn)備。完全退火只適用于亞共析鋼，不宜用于過(guò)共析鋼。過(guò)共析鋼若加熱至Acm以上單相奧氏體區(qū)，緩冷后會(huì)析出網(wǎng)狀二次滲碳體，使鋼的強(qiáng)度、范性和韌性大大降低。2 不完全退火亞共析鋼在Ac1- Ac3之間或過(guò)共