金屬熱處理試題

1、熱處理試題參考 一、 金屬固態(tài)相變有哪些主要特征？哪些因素構(gòu)成相變阻力？ 哪些構(gòu)成相變驅(qū)動力？ 金屬固態(tài)相變主要特點 1. 不同類型相界面，具有不同界面能和應(yīng)變能 2. 新舊相之間存在一定位向關(guān)系與慣習(xí)面 新、舊相之間存在一定位向關(guān)系,并且新相往往在舊相的一定晶面上開始形成,這個晶面稱為慣習(xí)面. 3. 相變阻力大（新相于母相之間必然存在彈性應(yīng)變和應(yīng)力，系統(tǒng)額外增加一項彈性應(yīng)變能）相界面上原子強制匹配引起的彈性應(yīng)變能 共格半共格非共格 新、舊相比容差彈性應(yīng)變能 4. 易于形成過渡相 5. 母相晶體缺陷對相變起促進作用 6. 原子的擴散速度對固態(tài)相變起有顯著影響阻力：界面能和彈性應(yīng)變能驅(qū)動力：過冷

2、度或過熱度二、 奧氏體晶核優(yōu)先在什么地方形成？為什么？1.奧氏體的形核球狀珠光體中： 優(yōu)先在F/Fe3C界面形核片狀珠光體中： 優(yōu)先在珠光體團的界面形核,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 + Ge Gv體積自由能差， Gs 表面能， Ge 彈性應(yīng)變能三、 簡述珠光體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體的基本過程。1.奧氏體的形核2.奧氏體的長大3. 殘余碳化物的溶解 4.奧氏體a的均勻化四、 什么是奧氏體的本質(zhì)晶粒度、起始晶粒度和實際晶粒度，說明晶粒大小對鋼

3、的性能的影響。 奧氏體本質(zhì)晶粒度：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)試驗方法，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際晶粒度：在某一加熱條件下所得的實際奧氏體晶粒大小。金屬的晶粒越細(xì)小,晶界區(qū)所占的比例就越大，晶界數(shù)目越多（則晶粒缺陷越多，一般位錯運動到晶界處即停），在金屬塑變時對位錯運動的阻力越大，金屬發(fā)生塑變的抗力越大，金屬的強度和硬度也就越高。晶粒越細(xì)，同一體積內(nèi)晶粒數(shù)越多，塑性變形時變形分散在許多晶粒內(nèi)進行，變形也會均勻些，雖然多晶體變形具有不均勻性，晶體不同地方的變形程度不同，位

4、錯塞積程度不同，位錯塞積越嚴(yán)重越容易導(dǎo)致材料的及早破壞，晶粒越細(xì)小的話，會使金屬的變形更均勻，在材料破壞前可以進行更多的塑性變形，斷裂前可以承受較大的變形，塑性韌性也越好。所以細(xì)晶粒金屬不僅強度高，硬度高，而且在塑性變形過程中塑性也較好。六、 馬氏體轉(zhuǎn)變有哪些主要特點？答：1馬氏體轉(zhuǎn)變的熱力學(xué)特點 奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體有兩個條件。第一是過冷奧氏體的冷卻速度必須大于臨界冷卻速度，以抑制其發(fā)生珠光體或貝氏體轉(zhuǎn)變；第二是奧氏體必須深度過冷，以獲得足夠的轉(zhuǎn)變驅(qū)動力，所以只有低于Ms點以后才能發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變（ Ms點是開始發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變的溫度）。 2馬氏休轉(zhuǎn)變的晶體學(xué)特點 （1）無擴散性 馬氏體轉(zhuǎn)變?yōu)榈蜏?/p>

5、轉(zhuǎn)變，此時鐵原子和碳原子都已失去擴散能力。因此馬氏體轉(zhuǎn)變是以無擴散方式進行的。 （2）切變性 馬氏體轉(zhuǎn)變是晶格切變過程，在切變過程中完成晶格重組，由面心立方晶格變成體心立方晶格。 （3）共格性 馬氏體轉(zhuǎn)變時，新相和母相的點陣間保持了共格關(guān)系，即相界面上的原子既屬于馬氏體又屬于奧氏體。而且整個界面是互相牽制的，這種界面叫“切變共格界面”。 （4）嚴(yán)格的位向關(guān)系和習(xí)慣面 由于馬氏體轉(zhuǎn)變時新相和母相之間始終保持著切變共格性，所以馬氏體轉(zhuǎn)變后的新相和母相之間存在著嚴(yán)格的晶體學(xué)位向關(guān)系。七、 影響Ms點的主要因素有哪些？答：影響Ms點的因素主要有：1化學(xué)成分 鋼的Ms點主要取決于它的奧氏體成分，其中碳是

6、影響最強烈的因素，隨著奧氏體中含碳量的增加，Ms和Mf點都不斷下降。溶人奧氏體中的合金元素除Al.、Co提高Ms點，Si、B不影響Ms點以外，絕大多數(shù)合金元素均不同程度地降低Ms點。一般而言，凡是降低Ms點的合金元素，均會降低Mf點。2奧氏體晶粒大小 實踐證明，奧氏體晶粒增大會使Ms點升高。3. 奧氏體的強度 隨著奧氏體強度的提高，Ms點降低。4. 冷卻速度 對于大多數(shù)工業(yè)用鋼而言，連續(xù)冷卻的冷卻速度很大范圍內(nèi)不影響Ms點。八、 什么是奧氏體穩(wěn)定化現(xiàn)象？熱穩(wěn)定化和機械穩(wěn)定化受哪些因素的影響？ 答：奧氏體穩(wěn)定化是指奧氏體內(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。通常

7、把奧氏體穩(wěn)定化分為熱穩(wěn)定化和機械穩(wěn)定化兩類。 1.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。 在Ms點以上點停留，使Ms升高，停留時間越長，Ms下降多；在Ms點以下點停留一段時間，繼續(xù)冷卻時，M轉(zhuǎn)變并不立即進行，而是冷過一段溫度后才繼續(xù)轉(zhuǎn)變，這種現(xiàn)象稱“轉(zhuǎn)變遲滯效應(yīng)”。 停留溫度一定，隨停留時間增長，穩(wěn)定化程度越高，轉(zhuǎn)變遲滯加強，M減少，增多； 停留時間相同，隨停留溫度簡短，穩(wěn)定化程度增大； 鋼中C%增加，穩(wěn)定化程度增大，金屬元素中碳化物元素Cr,Mo,V等有促進穩(wěn)定化程度增加，非碳化物形成元素，無影響。 2. 機械穩(wěn)定化：奧氏體在淬火過程中

8、受到較大塑性變形而引起的穩(wěn)定化現(xiàn)象。 變形溫度越高，變形量越大，則奧氏體穩(wěn)定化程度越大。 九、 Md點的物理意義是什么？應(yīng)力誘發(fā)馬氏體轉(zhuǎn)變在什么條件下發(fā)生？ 答：Md是形變誘發(fā)馬氏體相變開始點，即可獲得形變誘發(fā)馬氏體相變的最高溫度。 應(yīng)力誘發(fā)馬氏體相變條件：在Ms點以上Md點以下發(fā)生塑性變形。十、 簡述上貝氏體和下貝氏體的形貌特征，形成條件及性能差別。 答：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)

9、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：下貝氏體強度和韌性高上貝氏體。十一、 試述亞共析鋼和過共析鋼淬火加熱溫度的選擇原則。為什么過共析鋼淬火加熱溫度不能超過Accm線？ 答：亞共析剛Ac3+3050°C； 過共析鋼Ac1+3050°C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點降低，淬火后殘余奧氏體量增多，從而降低鋼的硬度（4）

10、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。十二、 有物態(tài)變化的淬火介質(zhì)的冷卻特性和冷卻機理如何？ 答：有物態(tài)變化的淬火介質(zhì)沸點都低于工件淬火加熱溫度，冷卻特性和機理：第一階段：蒸汽膜階段。淬火介質(zhì)因加熱氣化形成導(dǎo)熱性能差的蒸汽膜，使工件冷卻速度慢 第二階段：沸騰階段。 工件與介質(zhì)直接接觸，介質(zhì)在工件表面激烈沸騰，通過介質(zhì)氣化不斷帶走大量熱量，工件冷卻速度快 第三階段：對流階段。 當(dāng)工件冷卻至低于介質(zhì)沸點時，主要靠對流方式進行冷卻，工件冷卻速度比蒸汽膜階段還要緩慢十三、 熱應(yīng)力、組織應(yīng)力和比容差造成的變形趨向如何？ 答：（1）熱應(yīng)力：由于工件心部和表面冷

11、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)

12、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。 （3）比容差效應(yīng)造成的變形趨向：由組織轉(zhuǎn)變引起的比容變化，一般總是使工件的體積在各個方向上作均勻的脹大或縮小。如果熱處理后組織中馬氏體量越多，或馬氏體含碳量越高，則其體積脹大就越多；而如果殘余奧氏體量越多，則體積脹大就越少。因此，熱處理時可以通過控制馬氏體與殘余奧氏體的相對量來控制體積變化。如果控制得當(dāng)，可使體積既不脹大，也不縮小。十四、 簡述鋼中板條馬氏體和的形貌特征和亞結(jié)構(gòu)，并說明它們在性能上的差異。答： 板條馬氏體：板條狀，位錯（又稱位錯馬氏體）， 片狀馬氏體：片狀，孿晶（又稱孿晶馬氏體）， 含碳量<0.2%幾乎全是條狀

13、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。片狀馬氏體強度比板條馬氏體高（馬氏體強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)）。十五、 試比較貝氏體轉(zhuǎn)變與珠光體轉(zhuǎn)變的異同點。對比項目 珠光體 貝氏體形成溫度 高溫區(qū)（A1以 下） 中溫區(qū)（Bs以下）轉(zhuǎn)變過程 形核長大 形核長大領(lǐng)先相 滲碳體 鐵素體轉(zhuǎn)變共格性、浮凸效應(yīng) 無 有共格、表面浮凸轉(zhuǎn)變點陣切變 無 有轉(zhuǎn)變時擴散 Fe、 C均擴散 Fe不擴散、 C均擴散轉(zhuǎn)變合金分布 通過擴散重新分布 不擴散等溫轉(zhuǎn)變完全性 可以 不一定轉(zhuǎn)變組

14、織 +Fe3C +Fe3C （上貝氏體） +Fe3C（下貝氏體）轉(zhuǎn)變產(chǎn)物硬度 低 中十六、 簡述碳鋼在回火時的組織轉(zhuǎn)變過程及相應(yīng)性能變化。答：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。第一類回火轉(zhuǎn)變：M分解為回火M，80250；低碳馬氏體發(fā)生碳原子向位錯附近偏聚外，馬氏體中析出碳化物，使馬氏體碳含量降低； 高碳馬氏體發(fā)生分解，馬氏體中過飽和碳不斷以碳化物形式析出，使馬氏體碳含量降低。 產(chǎn)物：回火馬氏體。 性能：保留淬火后高硬度第二類回火轉(zhuǎn)變：殘余A分解為回火M或下

15、B，200300；淬火后的殘余奧氏體是不穩(wěn)定組織，在本階段，殘余奧氏體分解為低碳馬氏體和碳化物，此組織為回火馬氏體。第三類回火轉(zhuǎn)變：碳化物析出與轉(zhuǎn)變，250400，回火M轉(zhuǎn)變?yōu)榛鼗餞（亞穩(wěn)碳化物轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定碳化物），；250400時，碳素鋼M中過飽和的C幾乎全部析出，將形成比-FeXC更穩(wěn)定的碳化物。在回火過程中除 -FeXC外，常見的還有兩種：一種其組成與Mn5C2相近，稱為碳化物，用-Mn5C2表示；另一種是滲碳體，稱碳化物，用-Fe3C表示。這兩種碳化物的穩(wěn)定性均高于-FeXC通常在MS以下回火殘余A轉(zhuǎn)變?yōu)镸，然后分解為回火M，而在B轉(zhuǎn)變區(qū)回火，殘余A轉(zhuǎn)變?yōu)橄翨。第四類回火轉(zhuǎn)變：回火T轉(zhuǎn)變

16、為回火S（碳化物聚集長大，再結(jié)晶），400700 。鐵素體發(fā)生回復(fù)和再結(jié)晶為等軸狀、碳化物球化粗大回火索體。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。十七、 簡述合金元素對于回火轉(zhuǎn)變的影響。 答： 合金元素通過鋼在回火時組織和碳化物的聚集長大的影響而影響其性能

17、。（1）高回火穩(wěn)定性 （2）引起碳化物類型變化及二次硬化。十八、 何為第一類回火脆性和第二類回火脆性?如何消除？回火脆性：在某些溫度區(qū)間回火時隨回火溫度的升高，鋼的韌性反而下降的現(xiàn)象，稱為“回火脆性”。第一類（低溫）回火脆性:是指淬火鋼在250-350回火時出現(xiàn)的脆性。這種回火脆性是不可逆的，只要在此溫度范圍內(nèi)回火就會出現(xiàn)脆性，目前尚無有效消除辦法。沒有一個有效的熱處理方法能消除鋼中這種回火脆性，除非不在這個溫度范圍內(nèi)回火，也沒有能夠有效抑制產(chǎn)生這種回火脆性的合金元素。但可以采取以下措施減輕第一類回火脆性。（1）降低鋼中雜質(zhì)元素的含量；（2）用Al脫氧或加入Nb、V、Ti等合金元素細(xì)化A晶粒；

18、（3）加入Mo、W等可以減輕；（4）加入Cr、Si調(diào)整溫度范圍（推向高溫）；（5）采用等溫淬火代替淬火回火工藝。第二類（高溫）回火脆性：是指淬火鋼在500-650范圍內(nèi)回火后緩冷時出現(xiàn)的脆性。是一種可逆性的回火脆性。 防止方法（1）提高鋼材的純度，盡量減少雜質(zhì)；（2）加入適量的Mo、W等有益的合金元素；（3）對尺寸小、形狀簡單的零件，采用回火后快冷的方法防止方法（1）提高鋼材的純度，盡量減少雜質(zhì)；（2）加入適量的Mo、W等有益的合金元素；（3）對尺寸小、形狀簡單的零件，采用回火后快冷的方法；（4）采用亞溫淬火（A1A3）： 細(xì)化晶粒，減少偏聚。加熱后為A+F（F為細(xì)條狀），雜質(zhì)會在F中富集，且

19、F溶解雜質(zhì)元素的能力較大，可抑制雜質(zhì)元素向A晶界偏聚。 （各元素在F和A中溶解度的分配比為（F/A）：Mn0.43，Ni0.50，V1.70，Sb11.8，Sn2.2，P3.0。 很明顯，在F中雜質(zhì)元素的溶解度大于在A中雜質(zhì)元素的溶解度，故可減輕回火脆性。）（5）采用高溫形變熱處理，使晶粒超細(xì)化，晶界面積增大，降低雜質(zhì)元素偏聚的濃度。（6）避免在450600溫度范圍回火，在600以上溫度回火后應(yīng)快冷。十九、 什么是二次硬化？答： 通常淬火鋼回火時，硬度隨回火溫度的升高是逐漸下降的，但當(dāng)鋼中含有某些特殊類型碳化物形成元素時，回火溫度達(dá)到某一溫度后，硬度反而隨回火溫度的升高而升高的現(xiàn)象，稱為二次硬

20、化。二十、 舉出三種淬火方法，并說明其優(yōu)缺點。答：單液淬火，優(yōu)：簡便、經(jīng)濟、易于掌握；缺：熱應(yīng)力和組織應(yīng)力較大，易于引起形變和開裂雙液淬火，優(yōu)：有效降低變形和開裂； 缺：水冷控制時間需要經(jīng)驗，難于掌握分級淬火，優(yōu)：減小變形和開裂傾向 缺：受工件尺寸限制等溫淬火，優(yōu)：保證有較高強度的同時還保持有較高的韌性，淬火變形小 缺：需要專門的等溫浴槽預(yù)冷淬火，優(yōu)：減小各處溫度差，減小開裂傾向 缺：硬度較低二十一、 什么是淬火臨界冷卻速度？答：當(dāng)鋼以大于某一冷卻速度Vc的冷卻速度冷卻時，鋼中可以全部得到馬氏體，而以小于Vc的冷卻速度冷卻時，鋼中就會得到珠光體和貝氏體。這一冷卻速度Vc就稱為鋼的臨界冷卻速度。

21、二十三、 碳與合金元素對珠光體轉(zhuǎn)變動力學(xué)有何影響？答：（1）碳含量 與共析鋼相比，亞（過）共析鋼的C曲線上都多出一條先共析相的析出線，由于先析相的析出，降低了過冷A的穩(wěn)定性，C曲線左移。（2）合金元素 除了Co，大部分使C曲線右移，降低P的轉(zhuǎn)變二十四、 鋼的等溫TTA圖是什么？如何測定？圖中各條曲線代表什么？等溫轉(zhuǎn)變圖(TTA) 描述Time Temperature Austenitization（簡稱“TTA”）關(guān)系的圖 測定：（1）先測Temperature Austenitization Time圖，（2）映射到Time Temperature 從左子右：A轉(zhuǎn)變開始線，A轉(zhuǎn)變終止線，殘余

22、Fe3C溶解終止線，A均勻化終止線二十五、 什么是鋼的淬透性、淬硬性？影響鋼的淬透性、淬硬性及淬透層深度的因素是什么？ 答：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 影響淬透性的因素 決定因素:臨界冷卻速度即化學(xué)成分及奧氏體化的條件;鋼的淬硬性 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)二十六、 簡述退火的目的和種類。目的：消除鑄造、鍛壓、焊接的缺陷； 為機械加工提供好的組織狀態(tài)； 最終熱處理的預(yù)先熱處理。1. 低溫退火 目的：消

23、除鑄、鍛、焊及切削加工過程內(nèi)應(yīng)力。2. 擴散退火 目的：改善和消除在冶金過程中形成成分不均勻性3. 球化退火 主要對高碳工具鋼、模具鋼和軸承鋼等進行，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。二十七、 什么是正火？目的如何？有何應(yīng)用？答：將鐵碳合金加熱到臨界點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鋼的正火目的 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)力二十八、 退火和正火的主要差別是什么？答： 1退火是在爐溫中緩慢的冷卻的，而正火是在空氣中冷卻的， 2退火是為

24、了消除應(yīng)力消除缺陷，正火是為了獲的珠光體使組織細(xì)化二十九、 簡述鋼的氣體滲碳原理。答：1，在滲碳溫度下滲碳劑將發(fā)分解，產(chǎn)生活性高、滲入能力強的的活性碳原子C；2，活性碳原子在工件表面上被吸收，形成固溶體或化合物；3，當(dāng)工件表面碳濃度達(dá)到一定值后，碳原子從濃度高的區(qū)向濃度底的區(qū)擴散了三十、 試比較鋼經(jīng)滲碳和氮化后滲層的強化機理。 答：1.滲碳強化：先滲碳后淬火以獲得高碳馬氏體強化相 2.滲氮強化，先淬火使心部獲得回火S，后氮化獲得間隙固溶強化相三十一、 簡述時效的一般過程和時效硬化機制。脫溶與時效-從過飽和固溶體中析出第二相(沉淀相)或形成溶質(zhì)原子聚集區(qū)以及亞穩(wěn)定過渡相的過程。屬擴散型相變。.

25、一般地：G.P區(qū) -> 過渡相 ->? 平衡相(G.P區(qū)：（Guinier and Preston）-在若干個原子層范圍內(nèi)的溶質(zhì)原子聚集區(qū))時效硬化機制 （1）內(nèi)應(yīng)變強化 1 ->? 2 + （2）切過析出顆粒強化A.位錯需要克服析出相顆粒的應(yīng)力場; B.析出相顆粒表面積增大,增加表面能和畸變能 (3)繞過析出相強化 A 位錯線在兩個析出相顆粒之間凸出；B 相鄰兩個凸出位錯線相連接，在析出相顆粒周圍留下位錯圈；C 隨后新位錯線重復(fù)A、B過程繞過上述過程的析出相，但需要更大的外力才能三十二、 不連續(xù)脫溶與珠光體轉(zhuǎn)變有何相同點和不同點。非連續(xù)脫溶過程與珠光體轉(zhuǎn)變相似點：形成內(nèi)部成

26、層片狀而外形呈胞狀的組織但二者完全不同。非連續(xù)脫溶 1 -> 2 + 1 、2相結(jié)構(gòu)相同，只是溶質(zhì)原子不同于母相；珠光體轉(zhuǎn)變 ->? + Fe3C 其中新相遇母相相結(jié)構(gòu)和成分完全不相同。三十三、 簡述獲得粒狀珠光體的三種方法。1片狀P加熱稍高于A1線?-> A未溶Fe3C保溫?->A粒狀Fe3C再冷緩->?粒狀P2片狀P加熱保溫稍低于A1線->?粒狀P->?球化退火?3 P加熱稍高于A1線->慢冷到A1線一下->-得到粒狀P三十五、 為了減少淬火冷卻過程中的變形和開類，應(yīng)采取什么措施？1）正確選材 如選擇淬透性好的材料2）合理設(shè)計工件形狀

27、如避免截面形狀懸殊的零件3）合理消除材料缺陷， 如淬火前鍛造和預(yù)備熱處理4）合理制定熱處理工藝 如加熱溫度、冷卻速度、 5）使用壓床淬火三十六、 20鋼工件，滲碳熱處理后空冷，隨后進行正常的淬火、回火處理，試分析工件在滲碳空冷后及淬火回火后，由表面到心部的組織。滲碳空冷后組織：（由表及心）珠光體+少量碳化物>珠光體?珠光體+鐵素體滲碳淬火后組織：馬氏體+少量碳化物+殘余奧氏體?馬氏體+殘余奧氏體?低碳馬氏體回火后組織： 回火馬氏體+殘余奧氏體?低碳回火馬氏體三十七、 比較正火和調(diào)質(zhì)組織？哪個性能好，為什么？從組織上講，該鋼的正火組織為珠光體和鐵素體，而調(diào)質(zhì)則為回火索氏體。綜合機械當(dāng)然是后

28、者好。因為后者組織更細(xì)小，且碳化物分散度大，呈球狀，因而具有良好綜合性能。三十八、 熱處理的目的是什么、熱處理的必要條件是什么？目的：（1）改善可加工工藝性（2）提高使用性能，強度，硬度等必要條件： 加熱時金屬或合金能夠產(chǎn)生固態(tài)相變。三十九、 鋼在加熱時，由于加熱不當(dāng)常出現(xiàn)那些缺陷？過燒：燒熔現(xiàn)象出現(xiàn)，導(dǎo)致粗大晶粒、晶界局部熔化或氧化,淬火開裂； 過熱：加熱溫度過高、保溫時間過長，導(dǎo)致奧氏體晶粒劇烈長大。如退火時出現(xiàn)粗大鐵素體或魏氏組織；淬火時出現(xiàn)粗大馬 氏體或微裂紋；正火時出現(xiàn)粗大鐵素體或魏氏組織。欠熱、加熱不足：導(dǎo)致奧氏體化不充分、第二相溶解不充分、缺陷組織（偏析、鐵素體、網(wǎng)狀碳化物等）不

29、能消除、淬火不足等。四十、 回火可以分為哪三種？分別適用于哪三類零件？1, 低溫回火 回火溫度：150250。 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。 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。 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、量具等的預(yù)備熱處理。四十一、 以共析鋼為例，說明將其加熱奧氏體化后立即隨爐冷卻、在空氣中冷卻和在水中冷卻，各會得到什么組織？其力學(xué)性能有何差異？ 爐冷：珠光體 ；硬度低，塑性教高 空冷：珠光體 ；硬度較低，塑韌性較好 ？水冷：馬氏體 ；硬度

30、較低，高強度四十二、 兩個T12鋼試樣，分別加熱到780和880，保溫后水淬到室溫，問那種加熱溫度的馬氏體晶粒更粗大？為什么？試問那種加熱溫度的馬氏體含碳量較高？為什么？試問那種加熱溫度的硬度較高？為什么？答 （1）880水淬后的馬氏體晶粒更粗大, 因為對于過共析和過共析鋼： 加熱溫度Ac1 +3050，大約780, 而880過熱， 使奧氏體晶粒粗化，（2）880水淬后的馬氏體的含碳量高，因為880的時碳化物全部溶解于A（3）780水淬后硬度高，因為殘余奧氏體增加 四十三、 指出下列工件在淬火后回火時采用的回火溫度，說明其大致的硬度。 (1) 45、40Cr鋼(要求較高的綜合力學(xué)性能)；(2)

31、 60、65鋼(60Si2Mn)鋼彈簧；(3) T12 、T10鋼銼刀； 參考第四十題四十四、 確定下列鋼件的退火方法，并說明退火的目的及退火后的組織： (1) 冷軋后的20鋼鋼板，15鋼鋼板、10鋼鋼板，16Mn鋼鋼板，要求降低硬度；(2) ZG270500、 ZG35 、ZG45鑄鋼齒輪；(3) 鍛造過熱的55鋼、60鋼、65鋼毛坯；65Mn(4) 具有片狀滲碳體的T10、T12 、T13鋼；T11鋼 答： 1. 再結(jié)晶退火 消除冷作硬化效應(yīng)及熱應(yīng)力 珠光體 2. 去應(yīng)力退火 消除應(yīng)力 珠光體 3. 完全退火 降低硬度，細(xì)化晶粒 珠光體 4. 球化退火 降低硬度，提高切削加工性 球狀珠光體四十五、 倉庫內(nèi)現(xiàn)有三批直徑均為30mm的45鋼(40鋼)，40CrMnMo鋼(40CrNiMo鋼)，9CrSi鋼(GCr15鋼，T12鋼)，由于種種原因已無法分辨，請采用熱處理的方法將它們區(qū)分開來，并說明其原因。先進行淬火然后測其硬度硬度最高的是9CrSi，剩下的再進行高溫回火 再測其硬度, 硬度最高的 是40CrMnMo ,硬度最低的是45鋼四十六、 分析以下幾種說法是否正確？為什么？ （1）過冷奧氏體的冷卻速度越快，鋼冷卻后的硬度越高。X（2）低碳鋼淬火后