金屬熱處理習(xí)題及答案

1、 第五章 鋼 的 熱 處 理1.何謂鋼的熱處理？鋼的熱處理操作有哪些基本類型？試說(shuō)明熱處理同其它工藝過(guò)程的關(guān)系及其在機(jī)械制造中的地位和作用。 答：（1）為了改變鋼材內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)，以滿足對(duì)零件的加工性能和使用性能的要求所施加的一種綜合的熱加工工藝過(guò)程。 （2）熱處理包括普通熱處理和表面熱處理；普通熱處理里面包括 退火、正火、淬火和回火，表面熱處理包括表面淬火和化學(xué)熱處理，表面淬火包括火焰加熱表面淬火和感應(yīng)加熱表面淬火，化學(xué)熱處理包括滲碳、滲氮和碳氮共滲等。（3）熱處理是機(jī)器零件加工工藝過(guò)程中的重要工序。一個(gè)毛坯件經(jīng)過(guò)預(yù)備熱處理，然后進(jìn)行切削加工，再經(jīng)過(guò)最終熱處理，經(jīng)過(guò)精加工，最后裝配成為零件。

2、熱處理在機(jī)械制造中具有重要的地位和作用，適當(dāng)?shù)臒崽幚砜梢燥@著提高鋼的機(jī)械性能，延長(zhǎng)機(jī)器零件的使用壽命。熱處理工藝不但可以強(qiáng)化金屬材料、充分挖掘材料潛力、降低結(jié)構(gòu)重量、節(jié)省材料和能源，而且能夠提高機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量、大幅度延長(zhǎng)機(jī)器零件的使用壽命，做到一個(gè)頂幾個(gè)、頂十幾個(gè)。此外，通過(guò)熱處理還可使工件表面具有抗磨損、耐腐蝕等特殊物理化學(xué)性能。 2.解釋下列名詞：1）奧氏體的起始晶粒度、實(shí)際晶粒度、本質(zhì)晶粒度；答：（1）起始晶粒度：是指在臨界溫度以上，奧氏體形成剛剛完成，其晶粒邊界剛剛接觸時(shí)的晶粒大小。（2）實(shí)際晶粒度：是指在某一具體的熱處理加熱條件下所得到的晶粒尺寸。（3）本質(zhì)晶粒度：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法，在

3、930±10保溫足夠時(shí)間（3-8小時(shí)）后測(cè)定的鋼中晶粒的大小。2）珠光體、索氏體、屈氏體、貝氏體、馬氏體；答：珠光體：鐵素體和滲碳體的機(jī)械混合物。索氏體：在650600溫度范圍內(nèi)形成層片較細(xì)的珠光體。屈氏體：在600550溫度范圍內(nèi)形成片層極細(xì)的珠光體。貝氏體：過(guò)飽和的鐵素體和滲碳體組成的混合物。馬氏體：碳在-Fe中的過(guò)飽和固溶體。3）奧氏體、過(guò)冷奧氏體、殘余奧氏體；答：奧氏體: 碳在中形成的間隙固溶體.過(guò)冷奧氏體: 處于臨界點(diǎn)以下的不穩(wěn)定的將要發(fā)生分解的奧氏體稱為過(guò)冷奧氏體。殘余奧氏體：M轉(zhuǎn)變結(jié)束后剩余的奧氏體。4）退火、正火、淬火、回火、冷處理、時(shí)效處理（尺寸穩(wěn)定處理）；答：退火

4、：將工件加熱到臨界點(diǎn)以上或在臨界點(diǎn)以下某一溫度保溫一定時(shí)間后，以十分緩慢的冷卻速度 進(jìn)行冷卻的一種操作。 正火：將工件加熱到Ac3或Accm以上3080，保溫后從爐中取出在空氣中冷卻。 淬火：將鋼件加熱到Ac3或Ac1以上3050，保溫一定時(shí)間，然后快速冷卻（一般為油冷或水冷），從而得馬氏體的一種操作。 回火：將淬火鋼重新加熱到A1點(diǎn)以下的某一溫度，保溫一定時(shí)間后，冷卻到室溫的一種操作。 冷處理：把冷到室溫的淬火鋼繼續(xù)放到深冷劑中冷卻，以減少殘余奧氏體的操作。 時(shí)效處理：為使二次淬火層的組織穩(wěn)定，在110150經(jīng)過(guò)636小時(shí)的人工時(shí)效處理，以使組織穩(wěn)定。5）淬火臨界冷卻速度（Vk），淬透性,淬

5、硬性；答：淬火臨界冷卻速度（Vk）：淬火時(shí)獲得全部馬氏體組織的最小冷卻速度。淬透性：鋼在淬火后獲得淬硬層深度大小的能力。淬硬性：鋼在淬火后獲得馬氏體的最高硬度。6）再結(jié)晶、重結(jié)晶； 答：再結(jié)晶：金屬材料加熱到較高的溫度時(shí)，原子具有較大的活動(dòng)能力，使晶粒的外形開(kāi)始變化。從破碎拉長(zhǎng)的晶粒變成新的等軸晶粒。和變形前的晶粒形狀相似，晶格類型相同，把這一階段稱為“再結(jié)晶”。 重結(jié)晶：由于溫度變化，引起晶體重新形核、長(zhǎng)大，發(fā)生晶體結(jié)構(gòu)的改變，稱為重結(jié)晶。7）調(diào)質(zhì)處理、變質(zhì)處理。答：調(diào)質(zhì)處理：淬火后的高溫回火。變質(zhì)處理：在液態(tài)金屬結(jié)晶前，特意加入某些難熔固態(tài)顆粒，造成大量可以成為非自發(fā)晶核的固態(tài)質(zhì)點(diǎn)，使結(jié)晶

6、時(shí)的晶核數(shù)目大大增加，從而提。4.何謂本質(zhì)細(xì)晶粒鋼？本質(zhì)細(xì)晶粒鋼的奧氏體晶粒是否一定比本質(zhì)粗晶粒鋼的細(xì)？答：（1）本質(zhì)細(xì)晶粒鋼：加熱到臨界點(diǎn)以上直到930，隨溫度升高，晶粒長(zhǎng)大速度很緩慢，稱本質(zhì)細(xì)晶粒鋼。 （2）不一定。本質(zhì)晶粒度只代表鋼在加熱時(shí)奧氏體晶粒長(zhǎng)大傾向的大小。本質(zhì)粗晶粒鋼在較低加熱溫度下可獲得細(xì)晶粒，而本質(zhì)細(xì)晶粒鋼若在較高溫度下加熱也會(huì)得到粗晶粒。 5.珠光體類型組織有哪幾種？它們?cè)谛纬蓷l件、組織形態(tài)和性能方面有何特點(diǎn)？答：（1）三種。分別是珠光體、索氏體和屈氏體。 （2）珠光體是過(guò)冷奧氏體在550以上等溫停留時(shí)發(fā)生轉(zhuǎn)變，它是由鐵素體和滲碳體組成的片層相間的組織。索氏體是在6506

7、00溫度范圍內(nèi)形成層片較細(xì)的珠光體。屈氏體是在600550溫度范圍內(nèi)形成片層極細(xì)的珠光體。珠光體片間距愈小，相界面積愈大，強(qiáng)化作用愈大，因而強(qiáng)度和硬度升高，同時(shí)，由于此時(shí)滲碳體片較薄，易隨鐵素體一起變形而不脆斷，因此細(xì)片珠光體又具有較好的韌性和塑性。6.貝氏體類型組織有哪幾種？它們?cè)谛纬蓷l件、組織形態(tài)和性能方面有何特點(diǎn)？答：（1）兩種。上貝氏體和下貝氏體。（2）上貝氏體的形成溫度在600350。在顯微鏡下呈羽毛狀，它是由許多互相平行的過(guò)飽和鐵素體片和分布在片間的斷續(xù)細(xì)小的滲碳體組成的混合物。其硬度較高，可達(dá)HRC4045，但由于其鐵素體片較粗，因此塑性和韌性較差。下貝氏體的形成溫度在350Ms

8、，下貝氏體在光學(xué)顯微鏡下呈黑色針葉狀，在電鏡下觀察是由針葉狀的鐵素體和分布在其上的極為細(xì)小的滲碳體粒子組成的。下貝氏體具有高強(qiáng)度、高硬度、高塑性、高韌性，即具有良好的綜合機(jī)械性能。7.馬氏體組織有哪幾種基本類型？它們?cè)谛纬蓷l件、晶體結(jié)構(gòu)、組織形態(tài)、性能有何特點(diǎn)？馬氏體的硬度與含碳量關(guān)系如何？答：（1）兩種，板條馬氏體和片狀馬氏體。（2）奧氏體轉(zhuǎn)變后，所產(chǎn)生的M的形態(tài)取決于奧氏體中的含碳量，含碳量0.6%的為板條馬氏體；含碳量在0.61.0%之間為板條和針狀混合的馬氏體；含碳量大于1.0%的為針狀馬氏體。低碳馬氏體的晶體結(jié)構(gòu)為體心立方。隨含碳量增加，逐漸從體心立方向體心正方轉(zhuǎn)變。含碳量較高的鋼的

9、晶體結(jié)構(gòu)一般出現(xiàn)體心正方。低碳馬氏體強(qiáng)而韌，而高碳馬氏體硬而脆。這是因?yàn)榈吞捡R氏體中含碳量較低，過(guò)飽和度較小，晶格畸變也較小，故具有良好的綜合機(jī)械性能。隨含碳量增加，馬氏體的過(guò)飽和度增加，使塑性變形阻力增加，因而引起硬化和強(qiáng)化。當(dāng)含碳量很高時(shí)，盡管馬氏體的硬度和強(qiáng)度很高，但由于過(guò)飽和度太大，引起嚴(yán)重的晶格畸變和較大的內(nèi)應(yīng)力，致使高碳馬氏體針葉內(nèi)產(chǎn)生許多微裂紋，因而塑性和韌性顯著降低。（3）隨著含碳量的增加，鋼的硬度增加。8.何謂等溫冷卻及連續(xù)冷卻？試?yán)L出奧氏體這兩種冷卻方式的示意圖。答：等溫冷卻：把奧氏體迅速冷卻到Ar1以下某一溫度保溫，待其分解轉(zhuǎn)變完成后，再冷至室溫的一種冷卻轉(zhuǎn)變方式。連續(xù)冷

10、卻：在一定冷卻速度下，過(guò)冷奧氏體在一個(gè)溫度范圍內(nèi)所發(fā)生的轉(zhuǎn)變。9為什么要對(duì)鋼件進(jìn)行熱處理？答：通過(guò)熱處理可以改變鋼的組織結(jié)構(gòu)，從而改善鋼的性能。熱處理可以顯著提高鋼的機(jī)械性能，延長(zhǎng)機(jī)器零件的使用壽命。恰當(dāng)?shù)臒崽幚砉に嚳梢韵T、鍛、焊等熱加工工藝造成的各種缺陷，細(xì)化晶粒、消除偏析、降低內(nèi)應(yīng)力，使鋼的組織和性能更加均勻。10.試比較共析碳鋼過(guò)冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線與連續(xù)轉(zhuǎn)變曲線的異同點(diǎn)。答：首先連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線與等溫轉(zhuǎn)變曲線臨界冷卻速度不同。其次連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線位于等溫轉(zhuǎn)變曲線的右下側(cè)，且沒(méi)有C曲線的下部分，即共析鋼在連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變時(shí)，得不到貝氏體組織。這是因?yàn)楣参鲣撠愂象w轉(zhuǎn)變的孕育期很長(zhǎng)，當(dāng)過(guò)冷奧

11、氏體連續(xù)冷卻通過(guò)貝氏體轉(zhuǎn)變區(qū)內(nèi)尚未發(fā)生轉(zhuǎn)變時(shí)就已過(guò)冷到Ms點(diǎn)而發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變，所以不出現(xiàn)貝氏體轉(zhuǎn)變。11.淬火臨界冷卻速度 Vk 的大小受哪些因素影響？它與鋼的淬透性有何關(guān)系？答：（1）化學(xué)成分的影響：亞共析鋼中隨著含碳量的增加，C曲線右移，過(guò)冷奧氏體穩(wěn)定性增加，則Vk減小，過(guò)共析鋼中隨著含碳量的增加，C曲線左移，過(guò)冷奧氏體穩(wěn)定性減小，則Vk增大；合金元素中，除Co和Al(>2.5%)以外的所有合金元素，都增大過(guò)冷奧氏體穩(wěn)定性，使C曲線右移，則Vk減小。 (2)一定尺寸的工件在某介質(zhì)中淬火，其淬透層的深度與工件截面各點(diǎn)的冷卻速度有關(guān)。如果工件截面中心的冷速高于Vk，工件就會(huì)淬透。然而工件

12、淬火時(shí)表面冷速最大，心部冷速最小，由表面至心部冷速逐漸降低。只有冷速大于Vk的工件外層部分才能得到馬氏體。因此，Vk越小，鋼的淬透層越深，淬透性越好。12.將¢5mm的T8鋼加熱至760并保溫足夠時(shí)間，問(wèn)采用什么樣的冷卻工藝可得到如下組織：珠光體，索氏體，屈氏體，上貝氏體，下貝氏體，屈氏體+馬氏體，馬氏體+少量殘余奧氏體；在C曲線上描出工藝曲線示意圖。答：(1)珠光體：冷卻至線550范圍內(nèi)等溫停留一段時(shí)間，再冷卻下來(lái)得到珠光體組織。索氏體：冷卻至650600溫度范圍內(nèi)等溫停留一段時(shí)間，再冷卻下來(lái)得到索光體組織。屈氏體：冷卻至600550溫度范圍內(nèi)等溫停留一段時(shí)間，再冷卻下來(lái)得到屈氏體

13、組織。上貝氏體：冷卻至600350溫度范圍內(nèi)等溫停留一段時(shí)間，再冷卻下來(lái)得到上貝氏體組織。下貝氏體：冷卻至350Ms溫度范圍內(nèi)等溫停留一段時(shí)間，再冷卻下來(lái)得到下貝氏體組織。屈氏體+馬氏體：以大于獲得馬氏體組織的最小冷卻速度并小于獲得珠光體組織的最大冷卻速度連續(xù)冷卻，獲得屈氏體+馬氏體。馬氏體+少量殘余奧氏體：以大于獲得馬氏體組織的最小冷卻速度冷卻獲得馬氏體+少量殘余奧氏體。(2)13退火的主要目的是什么？生產(chǎn)上常用的退火操作有哪幾種？指出退火操作的應(yīng)用范圍。 答：（1）均勻鋼的化學(xué)成分及組織，細(xì)化晶粒，調(diào)整硬度，并消除內(nèi)應(yīng)力和加工硬化，改善鋼的切削加工性能并為隨后的淬火作好組織準(zhǔn)備。 （2）生

14、產(chǎn)上常用的退火操作有完全退火、等溫退火、球化退火、去應(yīng)力退火等。 （3）完全退火和等溫退火用于亞共析鋼成分的碳鋼和合金鋼的鑄件、鍛件及熱軋型材。有時(shí)也用于焊接結(jié)構(gòu)。球化退火主要用于共析或過(guò)共析成分的碳鋼及合金鋼。去應(yīng)力退火主要用于消除鑄件、鍛件、焊接件、冷沖壓件（或冷拔件）及機(jī)加工的殘余內(nèi)應(yīng)力。14.何謂球化退火？為什么過(guò)共析鋼必須采用球化退火而不采用完全退火？答：（1）將鋼件加熱到Ac1以上3050，保溫一定時(shí)間后隨爐緩慢冷卻至600后出爐空冷。 （2）過(guò)共析鋼組織若為層狀滲碳體和網(wǎng)狀二次滲碳體時(shí)，不僅硬度高，難以切削加工，而且增大鋼的脆性，容易產(chǎn)生淬火變形及開(kāi)裂。通過(guò)球化退火，使層狀滲碳體

15、和網(wǎng)狀滲碳體變?yōu)榍驙顫B碳體，以降低硬度，均勻組織、改善切削加工性。15.確定下列鋼件的退火方法，并指出退火目的及退火后的組織：1）經(jīng)冷軋后的15鋼鋼板，要求降低硬度；答：再結(jié)晶退火。目的：使變形晶粒重新轉(zhuǎn)變?yōu)榈容S晶粒，以消除加工硬化現(xiàn)象，降低了硬度，消除內(nèi)應(yīng)力。細(xì)化晶粒，均勻組織，消除內(nèi)應(yīng)力，降低硬度以消除加工硬化現(xiàn)象。組織：等軸晶的大量鐵素體和少量珠光體。2）ZG35的鑄造齒輪答：完全退火。經(jīng)鑄造后的齒輪存在晶粒粗大并不均勻現(xiàn)象，且存在殘余內(nèi)應(yīng)力。因此退火目的：細(xì)化晶粒，均勻組織，消除內(nèi)應(yīng)力，降低硬度，改善切削加工性。組織：晶粒均勻細(xì)小的鐵素體和珠光體。3）鍛造過(guò)熱后的60鋼鍛坯；答：完全退

16、火。由于鍛造過(guò)熱后組織晶粒劇烈粗化并分布不均勻，且存在殘余內(nèi)應(yīng)力。因此退火目的：細(xì)化晶粒，均勻組織，消除內(nèi)應(yīng)力，降低硬度，改善切削加工性。組織：晶粒均勻細(xì)小的少量鐵素體和大量珠光體。4）具有片狀滲碳體的T12鋼坯；答：球化退火。由于T12鋼坯里的滲碳體呈片狀，因此不僅硬度高，難以切削加工，而且增大鋼的脆性，容易產(chǎn)生淬火變形及開(kāi)裂。通過(guò)球化退火，使層狀滲碳體和網(wǎng)狀滲碳體變?yōu)榍驙顫B碳體，以降低硬度，均勻組織、改善切削加工性。組織：粒狀珠光體和球狀滲碳體。16.正火與退火的主要區(qū)別是什么？生產(chǎn)中應(yīng)如何選擇正火及退火？答：與退火的區(qū)別是加熱溫度不同，對(duì)于過(guò)共析鋼退火加熱溫度在Ac1以上3050而正火加

17、熱溫度在Accm以上3050。冷速快，組織細(xì)，強(qiáng)度和硬度有所提高。當(dāng)鋼件尺寸較小時(shí)，正火后組織：S，而退火后組織：P。 選擇：（1）從切削加工性上考慮切削加工性又包括硬度，切削脆性，表面粗糙度及對(duì)刀具的磨損等。一般金屬的硬度在HB170230范圍內(nèi)，切削性能較好。高于它過(guò)硬，難以加工，且刀具磨損快；過(guò)低則切屑不易斷，造成刀具發(fā)熱和磨損，加工后的零件表面粗糙度很大。對(duì)于低、中碳結(jié)構(gòu)鋼以正火作為預(yù)先熱處理比較合適，高碳結(jié)構(gòu)鋼和工具鋼則以退火為宜。至于合金鋼，由于合金元素的加入，使鋼的硬度有所提高，故中碳以上的合金鋼一般都采用退火以改善切削性。（2）從使用性能上考慮如工件性能要求不太高，隨后不再進(jìn)行

18、淬火和回火，那么往往用正火來(lái)提高其機(jī)械性能，但若零件的形狀比較復(fù)雜，正火的冷卻速度有形成裂紋的危險(xiǎn)，應(yīng)采用退火。（3）從經(jīng)濟(jì)上考慮正火比退火的生產(chǎn)周期短，耗能少，且操作簡(jiǎn)便，故在可能的條件下，應(yīng)優(yōu)先考慮以正火代替退火。17.指出下列零件的鍛造毛坯進(jìn)行正火的主要目的及正火后的顯微組織：（1）20鋼齒輪 （2）45鋼小軸 （3）T12鋼銼刀答：（1）目的：細(xì)化晶粒，均勻組織，消除內(nèi)應(yīng)力，提高硬度，改善切削加工性。組織：晶粒均勻細(xì)小的大量鐵素體和少量索氏體。 （2）目的：細(xì)化晶粒，均勻組織，消除內(nèi)應(yīng)力。組織：晶粒均勻細(xì)小的鐵素體和索氏體。 （3）目的：細(xì)化晶粒，均勻組織，消除網(wǎng)狀Fe3C，為球化退火

19、做組織準(zhǔn)備，消除內(nèi)應(yīng)力。組織：索氏體和球狀滲碳體。18.一批45鋼試樣（尺寸15*10mm），因其組織、晶粒大小不均勻，需采用退火處理。擬采用以下幾種退火工藝；（1）緩慢加熱至700，保溫足夠時(shí)間，隨爐冷卻至室溫；（2）緩慢加熱至840，保溫足夠時(shí)間，隨爐冷卻至室溫；（3）緩慢加熱至1100，保溫足夠時(shí)間，隨爐冷卻至室溫； 問(wèn)上述三種工藝各得到何種組織？若要得到大小均勻的細(xì)小晶粒，選何種工藝最合適？答：（1）因其未達(dá)到退火溫度，加熱時(shí)沒(méi)有經(jīng)過(guò)完全奧氏體化，故冷卻后依然得到組織、晶粒大小不均勻的鐵素體和珠光體。（2）因其在退火溫度范圍內(nèi)，加熱時(shí)全部轉(zhuǎn)化為晶粒細(xì)小的奧氏體，故冷卻后得到組織、晶粒均

20、勻細(xì)小的鐵素體和珠光體。（3）因其加熱溫度過(guò)高，加熱時(shí)奧氏體晶粒劇烈長(zhǎng)大，故冷卻后得到晶粒粗大的鐵素體和珠光體。要得到大小均勻的細(xì)小晶粒，選第二種工藝最合適。19. 淬火的目的是什么？亞共析碳鋼及過(guò)共析碳鋼淬火加熱溫度應(yīng)如何選擇？試從獲得的組織及性能等方面加以說(shuō)明。答：淬火的目的是使奧氏體化后的工件獲得盡量多的馬氏體并配以不同溫度回火獲得各種需要的性能。 亞共析碳鋼淬火加熱溫度Ac3+（3050），淬火后的組織為均勻而細(xì)小的馬氏體。因?yàn)槿绻麃喒参鎏间摷訜釡囟仍贏c1Ac3之間，淬火組織中除馬氏體外，還保留一部分鐵素體，使鋼的強(qiáng)度、硬度降低。但溫度不能超過(guò)Ac3點(diǎn)過(guò)高，以防奧氏體晶粒粗化，淬火后

21、獲得粗大馬氏體。 過(guò)共析碳鋼淬火加熱溫度Ac1+（3050），淬火后的組織為均勻而細(xì)小的馬氏體和顆粒狀滲碳體及殘余奧氏體的混合組織。如果加熱溫度超過(guò)Accm，滲碳體溶解過(guò)多，奧氏體晶粒粗大，會(huì)使淬火組織中馬氏體針變粗，滲碳體量減少，殘余奧氏體量增多，從而降低鋼的硬度和耐磨性。淬火溫度過(guò)高，淬火后易得到含有顯微裂紋的粗片狀馬氏體，使鋼的脆性增加。20.常用的淬火方法有哪幾種？說(shuō)明它們的主要特點(diǎn)及其應(yīng)用范圍。答：常用的淬火方法有單液淬火法、雙液淬火法、等溫淬火法和分級(jí)淬火法。單液淬火法：這種方法操作簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，自動(dòng)化，如碳鋼在水中淬火，合金鋼在油中淬火。但其缺點(diǎn)是不符合理想淬火冷卻速度的

22、要求，水淬容易產(chǎn)生變形和裂紋，油淬容易產(chǎn)生硬度不足或硬度不均勻等現(xiàn)象。適合于小尺寸且形狀簡(jiǎn)單的工件。雙液淬火法：采用先水冷再油冷的操作。充分利用了水在高溫區(qū)冷速快和油在低溫區(qū)冷速慢的優(yōu)點(diǎn)，既可以保證工件得到馬氏體組織，又可以降低工件在馬氏體區(qū)的冷速，減少組織應(yīng)力，從而防止工件變形或開(kāi)裂。適合于尺寸較大、形狀復(fù)雜的工件。等溫淬火法：它是將加熱的工件放入溫度稍高于Ms的硝鹽浴或堿浴中，保溫足夠長(zhǎng)的時(shí)間使其完成B轉(zhuǎn)變。等溫淬火后獲得B下組織。下貝氏體與回火馬氏體相比，在碳量相近，硬度相當(dāng)?shù)那闆r下，前者比后者具有較高的塑性與韌性，適用于尺寸較小，形狀復(fù)雜，要求變形小，具有高硬度和強(qiáng)韌性的工具，模具等。

23、分級(jí)淬火法：它是將加熱的工件先放入溫度稍高于Ms的硝鹽浴或堿浴中，保溫25min，使零件內(nèi)外的溫度均勻后，立即取出在空氣中冷卻。這種方法可以減少工件內(nèi)外的溫差和減慢馬氏體轉(zhuǎn)變時(shí)的冷卻速度，從而有效地減少內(nèi)應(yīng)力，防止產(chǎn)生變形和開(kāi)裂。但由于硝鹽浴或堿浴的冷卻能力低，只能適用于零件尺寸較小，要求變形小，尺寸精度高的工件，如模具、刀具等。21.說(shuō)明45鋼試樣（10mm）經(jīng)下列溫度加熱、保溫并在水中冷卻得到的室溫組織：700，760，840，1100。答：700：因?yàn)樗鼪](méi)有達(dá)到相變溫度，因此沒(méi)有發(fā)生相變，組織為鐵素體和珠光體。760：它的加熱溫度在Ac1Ac3之間，因此組織為鐵素體、馬氏體和少量殘余奧氏

24、體。840：它的加熱溫度在Ac3以上，加熱時(shí)全部轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，冷卻后的組織為馬氏體和少量殘余奧氏體。1100：因它的加熱溫度過(guò)高，加熱時(shí)奧氏體晶粒粗化，淬火后得到粗片狀馬氏體和少量殘余奧氏體。22.有兩個(gè)含碳量為1.2%的碳鋼薄試樣，分別加熱到780和860并保溫相同時(shí)間，使之達(dá)到平衡狀態(tài)，然后以大于VK的冷卻速度至室溫。試問(wèn)：（1）哪個(gè)溫度加熱淬火后馬氏體晶粒較粗大？答;因?yàn)?60加熱溫度高，加熱時(shí)形成的奧氏體晶粒粗大，冷卻后得到的馬氏體晶粒較粗大。（2）哪個(gè)溫度加熱淬火后馬氏體含碳量較多？答；因?yàn)榧訜釡囟?60已經(jīng)超過(guò)了Accm，此時(shí)碳化物全部溶于奧氏體中，奧氏體中含碳量增加，而奧氏體向馬

25、氏體轉(zhuǎn)變是非擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變，所以冷卻后馬氏體含碳量較多。（3）哪個(gè)溫度加熱淬火后殘余奧氏體較多？答：因?yàn)榧訜釡囟?60已經(jīng)超過(guò)了Accm，此時(shí)碳化物全部溶于奧氏體中，使奧氏體中含碳量增加，降低鋼的Ms和Mf點(diǎn)，淬火后殘余奧氏體增多。（4）哪個(gè)溫度加熱淬火后未溶碳化物較少？答：因?yàn)榧訜釡囟?60已經(jīng)超過(guò)了Accm，此時(shí)碳化物全部溶于奧氏體中，因此加熱淬火后未溶碳化物較少（5）你認(rèn)為哪個(gè)溫度加熱淬火后合適？為什么？答：780加熱淬火后合適。因?yàn)楹剂繛?.2%的碳鋼屬于過(guò)共析鋼，過(guò)共析碳鋼淬火加熱溫度Ac1+（3050），而780在這個(gè)溫度范圍內(nèi)，這時(shí)淬火后的組織為均勻而細(xì)小的馬氏體和顆粒狀滲碳體及殘

26、余奧氏體的混合組織，使鋼具有高的強(qiáng)度、硬度和耐磨性，而且也具有較好的韌性。24.為什么工件經(jīng)淬火后往往會(huì)產(chǎn)生變形，有的甚至開(kāi)裂？減小變形及防止開(kāi)裂有哪些途徑？答：淬火中變形與開(kāi)裂的主要原因是由于淬火時(shí)形成內(nèi)應(yīng)為。淬火內(nèi)應(yīng)力形成的原因不同可分熱應(yīng)力與組織應(yīng)力兩種。工件在加熱和(或)冷卻時(shí)由于不同部位存在著溫度差別而導(dǎo)致熱脹和(或)冷縮不一致所引起的應(yīng)力稱為熱應(yīng)力。熱應(yīng)力引起工件變形特點(diǎn)時(shí)：使平面邊為凸面，直角邊鈍角，長(zhǎng)的方向變短，短的方向增長(zhǎng)，一句話，使工件趨于球形。鋼中奧氏體比體積最小,奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌鞣N組織時(shí)比體積都會(huì)增大,使鋼的體積膨脹;工件淬火時(shí)各部位馬氏體轉(zhuǎn)變-先后不一致,因而體積膨

27、脹不均勻。這種由于熱處理過(guò)程中各部位冷速的差異使工件各部位相轉(zhuǎn)變的不同時(shí)性所引起的應(yīng)力,稱為相變應(yīng)力(組織應(yīng)力)。組織應(yīng)力引起工件變形的特點(diǎn)卻與此相反：使平面變?yōu)榘济?，直角變?yōu)殁g角，長(zhǎng)的方向變長(zhǎng)；短的方向縮短，一句話，使尖角趨向于突出。工件的變形與開(kāi)裂是熱應(yīng)力與組織應(yīng)力綜合的結(jié)果，但熱應(yīng)力與組織應(yīng)力方向恰好相反，如果熱處理適當(dāng)，它們可部分相互抵消，可使殘余應(yīng)力減小，但是當(dāng)殘余應(yīng)力超過(guò)鋼的屈服強(qiáng)度時(shí)，工件就發(fā)生變形，殘余應(yīng)力超過(guò)鋼的抗拉強(qiáng)度時(shí)，工件就產(chǎn)生開(kāi)裂。為減小變形或開(kāi)裂，出了正確選擇鋼材和合理設(shè)計(jì)工件的結(jié)構(gòu)外，在工藝上可采取下列措施：1.采用合理的鍛造與預(yù)先熱處理鍛造可使網(wǎng)狀、帶狀及不均勻

28、的碳化物呈彌散均勻分布。淬火前應(yīng)進(jìn)行預(yù)備熱處理(如球化退火與正火),不但可為淬火作好組織準(zhǔn)備,而且還可消除工件在前面加工過(guò)程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。2.采用合理的淬火工藝；正確確定加熱溫度與加熱時(shí)間,可避免奧氏體晶粒粗化。對(duì)形狀復(fù)雜或?qū)嵝圆畹母吆辖痄?應(yīng)緩慢加熱或多次預(yù)熱,以減少加熱中產(chǎn)生的熱應(yīng)力。工件在加熱爐中安放時(shí),要盡量保證受熱均勻,防止加熱時(shí)變形;選擇合適的淬火冷卻介質(zhì)和洋火方法(如馬氏體分級(jí)淬火、貝氏體等溫淬火),以減少冷卻中熱應(yīng)力和相變應(yīng)力等。3.淬火后及時(shí)回火淬火內(nèi)應(yīng)力如不及時(shí)通過(guò)回火來(lái)消除,對(duì)某些形狀復(fù)雜的或碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高的工件,在等待回火期間就會(huì)發(fā)生變形與開(kāi)裂。4.對(duì)于淬火易開(kāi)裂

29、的部分，如鍵槽，孔眼等用石棉堵塞。25.淬透性與淬硬層深度兩者有何聯(lián)系和區(qū)別？影響鋼淬透性的因素有哪些？影響鋼制零件淬硬層深度的因素有哪些？答：淬透性是指鋼在淬火時(shí)獲得淬硬層的能力。不同的鋼在同樣的條件下淬硬層深不同，說(shuō)明不同的鋼淬透性不同，淬硬層較深的鋼淬透性較好。淬硬性：是指鋼以大于臨界冷卻速度冷卻時(shí)，獲得的馬氏體組織所能達(dá)到的最高硬度。鋼的淬硬性主要決定于馬氏體的含碳量，即取決于淬火前奧氏體的含碳量。影響淬透性的因素： 化學(xué)成分C曲線距縱坐標(biāo)愈遠(yuǎn)，淬火的臨界冷卻速度愈小，則鋼的淬透性愈好。對(duì)于碳鋼，鋼中含碳量愈接近共析成分，其C曲線愈靠右，臨界冷卻速度愈小，則淬透性愈好，即亞共析鋼的淬透

30、性隨含碳量增加而增大，過(guò)共析鋼的淬透性隨含碳量增加而減小。除Co和Al（2.5%）以外的大多數(shù)合金元素都使C曲線右移，使鋼的淬透性增加，因此合金鋼的淬透性比碳鋼好。 奧氏體化溫度溫度愈高，晶粒愈粗，未溶第二相愈少，淬透性愈好。26.鋼的淬硬層深度通常是怎規(guī)定的？用什么方法測(cè)定結(jié)構(gòu)鋼的淬透性？怎樣表示鋼的淬透性值。答：為了便于比較各種鋼的淬透性，常利用臨界直徑Dc來(lái)表示鋼獲得淬硬層深度的能力。所謂臨界直徑就是指圓柱形鋼棒加熱后在一定的淬火介質(zhì)中能全部淬透的最大直徑。對(duì)同一種鋼Dc油Dc水，因?yàn)橛偷睦鋮s能力比水低。目前國(guó)內(nèi)外都普遍采用“頂端淬火法”測(cè)定鋼的淬透性曲線，比較不同鋼的淬透性?！绊敹舜慊?/p>

31、法”國(guó)家規(guī)定試樣尺寸為25×100mm；水柱自由高度65mm；此外應(yīng)注意加熱過(guò)程中防止氧化，脫碳。將鋼加熱奧氏體化后，迅速噴水冷卻。顯然，在噴水端冷卻速度最大，沿試樣軸向的冷卻速度逐漸減小。據(jù)此，末端組織應(yīng)為馬氏體，硬度最高，隨距水冷端距離的加大，組織和硬度也相應(yīng)變化，將硬度隨水冷端距離的變化繪成曲線稱為淬透性曲線。不同鋼種有不同的淬透性曲線，工業(yè)上用鋼的淬透性曲線幾乎都已測(cè)定，并已匯集成冊(cè)可查閱參考。由淬透性曲線就可比較出不同鋼的淬透性大小。此外對(duì)于同一種鋼，因冶煉爐冷不同，其化學(xué)成分會(huì)在一個(gè)限定的范圍內(nèi)波動(dòng)，對(duì)淬透性有一定的影響，因此鋼的淬透性曲線并不是一條線，而是一條帶，即表現(xiàn)

32、出“淬透性帶”。鋼的成分波動(dòng)愈小，淬透性帶愈窄，其性能愈穩(wěn)定，因此淬透性帶愈窄愈好。27.回火的目的是什么？常用的回火操作有哪幾種？指出各種回火操作得到的組織、性能及其應(yīng)用范圍。答：回火的目的是降低淬火鋼的脆性，減少或消除內(nèi)應(yīng)力，使組織趨于穩(wěn)定并獲得所需要的性能。常用的回火操作有低溫回火、中溫回火、高溫回火。低溫回火得到的組織是回火馬氏體。內(nèi)應(yīng)力和脆性降低，保持了高硬度和高耐磨性。這種回火主要應(yīng)用于高碳鋼或高碳合金鋼制造的工、模具、滾動(dòng)軸承及滲碳和表面淬火的零件，回火后的硬度一般為HRC 58-64。中溫回火后的組織為回火屈氏體，硬度HRC35-45，具有一定的韌性和高的彈性極限及屈服極限。這

33、種回火主要應(yīng)用于含碳0.5-0.7%的碳鋼和合金鋼制造的各類彈簧。高溫回火后的組織為回火索氏體，其硬度HRC 25-35，具有適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度和足夠的塑性和韌性。這種回火主要應(yīng)用于含碳0.3-0.5% 的碳鋼和合金鋼制造的各類連接和傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)零件，如軸、連桿、螺栓等。29.表面淬火的目的是什么？常用的表面淬火方法有哪幾種？比較它們的優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用范圍。并說(shuō)明表面淬火前應(yīng)采用何種預(yù)先熱處理。答：表面淬火的目的是使工件表層得到強(qiáng)化，使它具有較高的強(qiáng)度，硬度，耐磨性及疲勞極限，而心部為了能承受沖擊載荷的作用，仍應(yīng)保持足夠的塑性與韌性。常用的表面淬火方法有：1.感應(yīng)加熱表面淬火；2.火焰加熱表面淬火。感應(yīng)加熱

34、表面淬火是把工件放入有空心銅管繞成的感應(yīng)器（線圈）內(nèi)，當(dāng)線圈通入交變電流后，立即產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，在工件內(nèi)形成“渦流”，表層迅速被加熱到淬火溫度時(shí)而心部仍接近室溫，在立即噴水冷卻后，就達(dá)到表面淬火的目的?；鹧婕訜岜砻娲慊鹗且愿邷鼗鹧鏋闊嵩吹囊环N表面淬火法。將工件快速加熱到淬火溫度，在隨后噴水冷卻后，獲得所需的表層硬度和淬硬層硬度。感應(yīng)加熱表面淬火與火焰加熱淬火相比較有如下特點(diǎn):1)感應(yīng)加熱速度極快,只要幾秒到幾十秒的時(shí)間就可以把工件加熱至淬火溫度,:而且淬火加熱溫度高(AC3以上80150)。2)因加熱時(shí)間短,奧氏體晶粒細(xì)小而均勻,淬火后可在表面層獲得極細(xì)馬氏體,使工件表面層較一般淬火硬度高23H

35、RC,且脆性較低。3）感應(yīng)加熱表面淬火后,淬硬層中存在很大殘余壓應(yīng)力,有效地提高了工件的疲勞強(qiáng),且變形小,不易氧化與脫碳。4)生產(chǎn)率高,便于機(jī)械化、自動(dòng)化,適宜于大批量生產(chǎn)。但感應(yīng)加熱設(shè)備比火焰加熱淬火費(fèi)用較貴,維修調(diào)整比較困難,形狀復(fù)雜的線圈不易制造表面淬火前應(yīng)采用退火或正火預(yù)先熱處理。30.化學(xué)熱處理包括哪幾個(gè)基本過(guò)程？常用的化學(xué)熱處理方法有哪幾種？答：化學(xué)熱處理是把鋼制工件放置于某種介質(zhì)中，通過(guò)加熱和保溫，使化學(xué)介質(zhì)中某些元素滲入到工件表層，從而改變表層的化學(xué)成分，使心部與表層具有不同的組織與機(jī)械性能?；瘜W(xué)熱處理的過(guò)程：1 分解：化學(xué)介質(zhì)要首先分解出具有活性的原子；2 吸收：工件表面吸收

36、活性原子而形成固溶體或化合物；3 擴(kuò)散：被工件吸收的活性原子，從表面想內(nèi)擴(kuò)散形成一定厚度的擴(kuò)散層。常用的化學(xué)熱處理方法有：滲碳、氮化、碳氮共滲、氮碳共滲。 31.試述一般滲碳件的工藝路線，并說(shuō)明其技術(shù)條件的標(biāo)注方法。答：一般滲碳件的工藝路線為：下料鍛造正火切削加工渡銅（不滲碳部位）滲碳淬火低溫回火噴丸精磨成品32.氮化的主要目的是什么？說(shuō)明氮化的主要特點(diǎn)及應(yīng)用范圍。答：在一定溫度(一般在AC1以下)使活性氮原子滲入工件表面的化學(xué)熱處理工藝稱為滲氮。其目的是提高工件表面硬度、耐磨性、耐蝕性及疲勞強(qiáng)度。氮化的主要特點(diǎn)為：1)工件經(jīng)滲氮后表面形成一層極硬的合金氮化物(如CrN、MoN、AI

37、N等),滲氮層的硬度一般可達(dá)9501200HV(相當(dāng)于68-72HRC),且滲氮層具有高的紅硬性(即在600650仍有較高硬度)。2)工件經(jīng)滲氮后滲氮層體積增大,造成表面壓應(yīng)力,使疲勞強(qiáng)度顯著提高。3)滲氮層的致密性和化學(xué)穩(wěn)定性均很高,因此滲氮工件具有高的耐蝕性。4)滲溫度低,滲氮后又不再進(jìn)行熱處理,所以工件變形小,一般只需精磨或研磨、拋光即可。滲氮主要用于要求耐磨性和精密度很高的各種高速傳動(dòng)的精密齒輪、高精度機(jī)床主軸(如鍾軸、磨床主軸)、分配式液壓泵轉(zhuǎn)子,交變載荷作用下要求疲勞強(qiáng)度高的零件(高速柴油機(jī)曲軸),以及要求變形小和具有一定耐熱、抗蝕能力的耐磨零件(閥門)等。33.試說(shuō)明表面淬火、滲

38、碳、氮化熱處理工藝在用鋼、性能、應(yīng)用范圍等方面的差別。答：表面淬火一般適用于中碳鋼（0.40.5%C）和中碳低合金鋼（40Cr、40MnB等），也可用于高碳工具鋼，低合金工具鋼（如T8、9Mn2V、GCr15等）。以及球墨鑄鐵等。它是利用快速加熱使鋼件表面奧氏體化，而中心尚處于較低溫度即迅速予以冷卻，表層被淬硬為馬氏體，而中心仍保持原來(lái)的退火、正火或調(diào)質(zhì)狀態(tài)的組織。應(yīng)用范圍：（1）高頻感應(yīng)加熱表面淬火應(yīng)用于中小模數(shù)齒輪、小型軸的表面淬火。（2）中頻感應(yīng)加熱表面淬火主要用于承受較大載荷和磨損的零件,例如大模數(shù)齒輪、尺寸較大的曲軸和凸輪軸等。(3)工頻感應(yīng)加熱表面淬火工頻感應(yīng)加熱主要用于大直徑鋼材

39、穿透加熱和要求淬硬深度深的大直徑零件,例如火車車輪、軋轆等的表面淬火。滲碳鋼都是含0.150.25%的低碳鋼和低碳合金鋼,如20、20Cr、20CrMnTi、20SiMnVB等。滲碳層深度一般都在0.52.5mm。鋼滲碳后表面層的碳量可達(dá)到0.81.1%C范圍。滲碳件滲碳后緩冷到室溫的組織接近于鐵碳相圖所反映的平衡組織，從表層到心部依次是過(guò)共析組織，共析組織，亞共析過(guò)渡層，心部原始組織。滲碳主要用于表面受嚴(yán)重磨損，并在較大的沖載荷下工作的零件（受較大接觸應(yīng)力）如齒輪、軸類、套角等。氮化用鋼通常是含Al、Cr、Mo等合金元素的鋼，如38CrMoAlA是一種比較典型的氮化鋼，此外還有35CrMo、

40、18CrNiW等也經(jīng)常作為氮化鋼。與滲碳相比、氮化工件具有以下特點(diǎn)：1）氮化前需經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，以便使心部組織具有較高的強(qiáng)度和韌性。2）表面硬度可達(dá)HRC6572，具有較高的耐磨性。3）氮化表面形成致密氮化物組成的連續(xù)薄膜，具有一定的耐腐蝕性。4）氮化處理溫度低，滲氮后不需再進(jìn)行其它熱處理。氮化處理適用于耐磨性和精度都要求較高的零件或要求抗熱、抗蝕的耐磨件。如：發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸、排氣閥、高精度傳動(dòng)齒輪等。34.擬用T10制造形狀簡(jiǎn)單的車刀，工藝路線為：鍛造熱處理機(jī)加工熱處理磨加工（1） 試寫出各熱處理工序的名稱并指出各熱處理工序的作用；（2） 指出最終熱處理后的顯微組織及大致硬度；（3） 制定最終熱處

41、理工藝規(guī)定（溫度、冷卻介質(zhì)）答：（1）工藝路線為：鍛造退火機(jī)加工淬火后低溫回火磨加工。退火處理可細(xì)化組織，調(diào)整硬度，改善切削加工性；淬火及低溫回火可獲得高硬度和耐磨性以及去除內(nèi)應(yīng)力。（2）終熱處理后的顯微組織為回火馬氏體 ，大致的硬度60HRC。（3）T10車刀的淬火溫度為780左右，冷卻介質(zhì)為水；回火溫度為150250。36.某型號(hào)柴油機(jī)的凸輪軸，要求凸輪表面有高的硬度（HRC>50），而心部具有良好的韌性（Ak>40J），原采用45鋼調(diào)質(zhì)處理再在凸輪表面進(jìn)行高頻淬火，最后低溫回火，現(xiàn)因工廠庫(kù)存的45鋼已用完，只剩15鋼，擬用15鋼代替。試說(shuō)明：（1）原45鋼各熱處理工序的作用；

42、（2）改用15鋼后，應(yīng)按原熱處理工序進(jìn)行能否滿足性能要求？為什么？（3）改用15鋼后，為達(dá)到所要求的性能，在心部強(qiáng)度足夠的前提下采用何種熱處理工藝？答：（1）正火處理可細(xì)化組織，調(diào)整硬度，改善切削加工性；調(diào)質(zhì)處理可獲得高的綜合機(jī)械性能和疲勞強(qiáng)度；局部表面淬火及低溫回火可獲得局部高硬度和耐磨性。（2）不能。改用15鋼后按原熱處理工序會(huì)造成心部較軟，表面硬，會(huì)造成表面脫落。（3）滲碳。37.有甲、乙兩種鋼，同時(shí)加熱至 1150 ，保溫兩小時(shí)，經(jīng)金相顯微組織檢查，甲鋼奧氏體晶粒度為 3 級(jí)，乙鋼為 6 級(jí)。由此能否得出結(jié)論：甲鋼是本質(zhì)粗晶粒鋼，而乙鋼是本質(zhì)細(xì)晶粒鋼？答：不能。本質(zhì)晶粒度是在930&#

43、177;19,保溫38小時(shí)后測(cè)定的奧氏體晶粒大小。本質(zhì)細(xì)晶粒鋼在加熱到臨界點(diǎn)Acl以上直到930晶粒并未顯著長(zhǎng)大。超過(guò)此溫度后,由于阻止晶粒長(zhǎng)大的難溶質(zhì)點(diǎn)消失,晶粒隨即迅速長(zhǎng)大。1150 超過(guò)930，有可能晶粒隨即迅速長(zhǎng)大，所以不能的出結(jié)論甲鋼是本質(zhì)粗晶粒鋼，而乙鋼是本質(zhì)細(xì)晶粒鋼。38.為什么用鋁脫氧的鋼及加入少量 Ti ， Zr ， V ， Nb, W 等合金元素的鋼都是本質(zhì)細(xì)晶粒鋼？奧氏體晶粒大小對(duì)轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的機(jī)械性能有何影響？答：鋁脫氧及加入少量 Ti ， Zr ， V ， Nb, W 等合金元素會(huì)形成高溫難溶的合金化合物，在930±19左右抑制了晶粒的長(zhǎng)大。所以加入以上合金元素

44、的鋼都是本質(zhì)細(xì)晶粒鋼。39.鋼獲得馬氏體組織的條件是什么？與鋼的珠光體相變及貝氏體相變比較，馬氏體相變有何特點(diǎn)？答：鋼獲得馬氏體組織的條件是：鋼從奧氏體狀態(tài)快速冷卻,來(lái)不及發(fā)生擴(kuò)散分解而發(fā)生無(wú)擴(kuò)散型的相變。馬氏體相變的特點(diǎn)為：(1)無(wú)擴(kuò)散性。鋼在馬氏體轉(zhuǎn)變前后,組織中固溶的碳濃度沒(méi)有變化,馬氏體和奧氏體中固溶的碳量一致,僅發(fā)生晶格改變,因而馬氏體的轉(zhuǎn)變速度極快。(2)有共格位向關(guān)系。馬氏體形成時(shí),馬氏體和奧氏體相界面上的原子是共有的,既屬于馬氏體,又屬于奧氏體,稱這種關(guān)系為共格關(guān)系。(3)在通常情況下,過(guò)冷奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變開(kāi)始后,必須在不斷降溫條件下轉(zhuǎn)變才能繼續(xù)進(jìn)行,冷卻過(guò)程中斷,轉(zhuǎn)變立即停

45、止。40.說(shuō)明共析鋼 C 曲線各個(gè)區(qū),各條線的物理意義，并指出影響 C 曲線形狀和位置的主要因素。答：過(guò)冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線說(shuō)明：1)由過(guò)冷奧氏體開(kāi)始轉(zhuǎn)變點(diǎn)連接起來(lái)的曲線稱為轉(zhuǎn)變開(kāi)始線;由轉(zhuǎn)變終了點(diǎn)連接起來(lái)的曲線稱為轉(zhuǎn)變終了線。A 1線以右轉(zhuǎn)變開(kāi)始線以左的區(qū)域是過(guò)冷奧氏體區(qū);A1線以下,轉(zhuǎn)變終了線以右和Ms點(diǎn)以上的區(qū)域?yàn)檗D(zhuǎn)變產(chǎn)物區(qū);在轉(zhuǎn)變開(kāi)始線與轉(zhuǎn)變終了線之間的區(qū)域?yàn)檫^(guò)冷奧氏體和轉(zhuǎn)變產(chǎn)物共存區(qū)。2)過(guò)冷奧氏體在各個(gè)溫度等溫轉(zhuǎn)變時(shí),都要經(jīng)過(guò)一段孕育期（它以轉(zhuǎn)變開(kāi)始線與縱坐標(biāo)之間的水平距離來(lái)表示）。對(duì)共析碳鋼來(lái)說(shuō),轉(zhuǎn)變開(kāi)始線在550出現(xiàn)拐彎，該處被稱為C曲線的鼻尖,它所對(duì)應(yīng)的溫度稱為鼻溫。3)共析

46、碳鋼的過(guò)冷奧氏體在三個(gè)不同溫度區(qū)間,可發(fā)生三種不同的轉(zhuǎn)變:在C曲線鼻尖以上部分,即A1550之間過(guò)冷奧氏體發(fā)生珠光體轉(zhuǎn)變,轉(zhuǎn)變產(chǎn)物是珠光體,故又稱珠光體轉(zhuǎn)變;在C曲線鼻尖以下部分,即550Ms之間,過(guò)冷奧氏體發(fā)生貝氏體轉(zhuǎn)變,轉(zhuǎn)變產(chǎn)物是貝氏體,故又稱貝氏體轉(zhuǎn)變;在Ms點(diǎn):以下,過(guò)冷奧氏體發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變,轉(zhuǎn)變產(chǎn)物是馬氏體,故又稱馬氏體轉(zhuǎn)變。亞共析和過(guò)共析鋼的等溫轉(zhuǎn)變C曲線,與共析鋼的不同是,亞共析鋼的C曲線上多一條代表析出鐵素體的線。過(guò)共析鋼的C曲線上多一條代表二次滲碳體的析出線。影響 C 曲線形狀和位置的主要因素有：凡是提高奧氏體穩(wěn)定性的因素,都使孕育期延長(zhǎng),轉(zhuǎn)變減慢,因而使C曲線右移。-反之,

47、使C曲線左移。碳鋼c曲線的位置與鋼的含碳量有關(guān),在亞共析鋼中,隨著含碳量的增加,鋼的C曲線位置右移。在過(guò)共析鋼中,隨著含碳量的增加,c曲線又向左移。除此之外,鋼的奧氏體化溫度愈高,保溫時(shí)間愈長(zhǎng),奧氏體晶粒愈粗大,則C曲線的位置愈右移。1.為什么比較重要的大截面的結(jié)構(gòu)零件如重型運(yùn)輸機(jī)械和礦山機(jī)器的軸類，大型發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子等都必須用合金鋼制造？與碳鋼比較，合金鋼有何優(yōu)缺點(diǎn)？答： 碳鋼制成的零件尺寸不能太大，否則淬不透，出現(xiàn)內(nèi)外性能不均，對(duì)于一些大型的機(jī)械零件，（要求內(nèi)外性能均勻），就不能采用碳鋼制作，比較重要的大截面的結(jié)構(gòu)零件如重型運(yùn)輸機(jī)械和礦山機(jī)器的軸類，大型發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子等都必須用合金鋼制造。(1)

48、如上所述合金鋼的淬透性高(2)合金鋼回火抗力高碳鋼淬火后，只有經(jīng)低溫回火才能保持高硬度，若其回火溫度超過(guò)200，其硬度就顯著下降。即回火抗力差，不能在較高的溫度下保持高硬度，因此對(duì)于要求耐磨，切削速度較高，刃部受熱超過(guò)200的刀具就不能采用碳鋼制作而采用合金鋼來(lái)制作。(3)合金鋼能滿足一些特殊性能的要求如耐熱性、耐腐蝕性、耐低溫性（低溫下高韌性）。2.合金元素Mn、Cr、W、Mo、V、Ti、Zr、Ni對(duì)鋼的C曲線和MS點(diǎn)有何影響？將引起鋼在熱處理、組織和性能方面的什么變化？答：除Co以外，大多數(shù)合金元素都增加奧氏體的穩(wěn)定性，使C曲線右移。非碳化物形成元素Al、Ni、Si、Cu等不改變C曲線的形

49、狀，只使其右移，碳化物形成元素Mn、Cr、Mo、W等除使C曲線右移外，還將C曲線分裂為珠光體轉(zhuǎn)變的貝氏體轉(zhuǎn)變兩個(gè)C曲線，并在此二曲線之間出現(xiàn)一個(gè)過(guò)冷奧氏體的穩(wěn)定區(qū)。除Co、Al外，其他合金元素均使Ms點(diǎn)降低，殘余奧氏體量增多。由于合金元素的加入降低了共析點(diǎn)的碳含量、使C曲線右移, 從而使退火狀態(tài)組織中的珠光體的比例增大, 使珠光體層片距離減小, 這也使鋼的強(qiáng)度增加, 塑性下降。 由于過(guò)冷奧氏體穩(wěn)定性增大, 合金鋼在正火狀態(tài)下可得到層片距離更小的珠光體, 或貝氏體甚至馬氏體組織, 從而強(qiáng)度大為增加。Mn、Cr、Cu的強(qiáng)化作用較大, 而Si、Al、V、Mo等在一般含量(例如一般結(jié)構(gòu)鋼的實(shí)際含量)下

50、影響很小。合金元素都提高鋼的淬透性, 促進(jìn)馬氏體的形成, 使強(qiáng)度大為增加但焊接性能變壞。3.合金元素對(duì)回火轉(zhuǎn)變有何影響？答；合金元素對(duì)回火轉(zhuǎn)變及性能的影響如下：1.產(chǎn)生二次硬化由于合金元素的擴(kuò)散慢并阻礙碳的擴(kuò)散,還阻礙碳化物的聚集和長(zhǎng)大,因而合金鋼中的碳化物在較高的回火溫度時(shí),仍能保持均勻彌散分布的細(xì)小碳化物的顆粒。強(qiáng)碳化物形成元素如Cr、W、Mo、V等,在含量較高及在一定回火溫度下,還將沉淀析出各自的特殊碳化物。如Mo2C、W2C、VC等,析出的碳化物高度彌散分布在馬氏體基體上,并與馬氏體保持共格關(guān)系,阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng),使鋼的硬度反而有所提高,這就形成了二次硬化。鋼的硬度不僅不降低,反而再次提高

51、。在合金鋼中,當(dāng)含有W、Mo、Ti、V、Si等,它們一般都推遲a相的回復(fù)與再結(jié)晶和碳化物的聚集,從而可抑制鋼的硬度、強(qiáng)度的降低。2.提高淬火鋼的回火穩(wěn)定性（耐回火性）由于合金元素阻礙馬氏體分解和碳化物聚集長(zhǎng)大過(guò)程,使回火的硬度降低過(guò)程變緩,從而提高鋼的回火穩(wěn)定性。由于合金鋼的回火穩(wěn)定性比碳鋼高,若要得到相同的回火硬度時(shí),則合金鋼的回火溫度就比同樣含碳量的碳鋼要高,回火時(shí)間也長(zhǎng)。而當(dāng)回火溫度相同時(shí),合金鋼的強(qiáng)度、硬度都比碳鋼高。3.回火時(shí)產(chǎn)生第二類回火脆性在合金鋼中,除了有低溫回火脆性外,在含有Cr、Ni、Mn等元素的鋼中,在550650回火后,又出現(xiàn)了沖擊值的降低(如圖8),稱為高溫回火脆性或第二類回火脆性