金屬材料熱處理

1、練習(xí)一1、 將經(jīng)過大量冷塑性變形（例如為70）的純銅長棒的一端浸入冰水中，另一端加熱至接近熔點的高溫(例如0.9Tm)，過程持續(xù)進行一小時，然后試樣完全冷卻，試作沿棒長度的硬度分布曲線（示意圖），并作簡要說明2、 分析一次滲碳體、二次滲碳體、三次滲碳體、共晶滲碳體、共析滲碳體的異同之處相同點：都是滲碳體 成分相同不同點：由液體中結(jié)晶出粗大的先共晶滲碳體稱為一次滲碳體，為粗大的片狀；二次滲碳體由奧氏體析出的，二次滲碳體為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，網(wǎng)狀降低材料的強度，一般用中火處理；三次滲碳體由鐵素體析出，為短棒狀，片狀等；共析滲碳體由共析轉(zhuǎn)變得到的，共析滲碳體為片狀，強化基體，片狀增加材料的強度；共晶滲碳體由共

2、晶轉(zhuǎn)變得到的，成連續(xù)分布狀態(tài)3、 通過冷加工使屈服強度提高四倍的無氧銅被推廣用在溫度為150的電氣裝置上，在進行強度設(shè)計時為何要考慮回復(fù)效應(yīng)，又為何不考慮晶粒長大效應(yīng)。冷加工后的無氧銅內(nèi)有足夠的儲能，在150條件下可能發(fā)生回復(fù)效應(yīng)，工作溫度150低于無氧銅再結(jié)晶溫度，所以不會發(fā)生再結(jié)晶效應(yīng)，也不會發(fā)生晶粒長大。練習(xí)二1、 簡述共析鋼加熱時奧氏體形成的幾個階段，并說明亞共析鋼、過共析鋼奧氏體形成的主要特點。F0.0218，bcc+Fe3C6.69，復(fù)雜結(jié)構(gòu)A0.77，fcc奧氏體的形核、奧氏體的長大、殘余滲碳體的溶解、奧氏體成分的均勻化亞共析鋼：F+PAC1F+AAC3A過共析鋼：P+Fe3CA

3、C1A+ Fe3CACcmA2、 簡述鋼中板條馬氏體和片狀馬氏體的形貌特征、晶體學(xué)特點、亞結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能的差異。板條狀馬氏體形貌為一束束組成的板條狀馬氏體，晶體為每根馬氏體晶體直徑約微米，晶體結(jié)構(gòu)為體心正方，亞結(jié)構(gòu)主要是位錯，板條狀馬氏體強而韌，硬度低于片狀馬氏體，韌性高于片狀馬氏體。片狀馬氏體的形貌如竹葉，晶體形貌如凸透鏡，亞結(jié)構(gòu)主要是孿晶，晶體結(jié)構(gòu)為體心正方，其正方度大于板條狀馬氏體的正方度，片狀馬氏體硬而脆，硬度高于板條狀馬氏體，韌性低于板條狀馬氏體。3、 歸納、比較共析鋼過冷奧氏體冷卻轉(zhuǎn)變產(chǎn)物：珠光體、索氏體、屈氏體、上貝氏體、下貝氏體和馬氏體組織所采用的符號、形成條件、相組成物、組織

4、特征、強度/硬度、塑性/韌性。轉(zhuǎn)變產(chǎn)物形成條件相組成物組織特征強度/硬度塑性/韌性珠光體（P）A1650鐵素體+滲碳體由片層相間的鐵素體片和珠光體片組成，片層較粗機械性能取決于片層間距和珠光體團直徑，珠光體的片間距和直徑越小，鋼的強度、塑性和硬度越高。索氏體（S）650600由片層相間的鐵素體片和珠光體片組成，片層較細屈氏體（T）600550由片層相間的鐵素體片和珠光體片組成，片層極細上貝氏體（B上）550350羽毛狀，類似于珠光體，但CM不連續(xù)強度低韌性差下貝氏體（B下）350Ms點黑色針狀或竹葉狀，近似于片狀馬氏體，但F內(nèi)有碳化物強度高韌性好馬氏體（M）Ms點以下板條馬氏體：扁條狀，板條間

5、有薄層殘余奧氏體；片狀馬氏體：雙透鏡狀高強度、高硬度板條馬氏體比片狀馬氏體韌性好練習(xí)三：1、 以共析鋼為例，說明將其奧氏體化后立即隨爐冷卻、空氣中冷卻、空氣中冷卻、油中冷卻和水中冷卻，各得到什么組織？力學(xué)性能有何差異？隨爐冷，冷卻緩慢，得到的是珠光體。空冷，冷卻較快，得到細片狀珠光體，即索氏體（S）。油冷得到托氏體（T）和馬氏體（M）的混合組織。 水冷，冷速超過淬火臨界冷卻速度，所以得到馬氏體還有少量殘余奧氏體。力學(xué)性能：馬氏體強度硬度高，但韌性差，需要再進行回火處理，消除內(nèi)應(yīng)力，改善其綜合性能。珠光體的片間距和直徑越小，鋼的強度、塑性和硬度越高，即強度、硬度、塑性：珠光體索氏體屈氏

6、體。2、 T12鋼的銼刀，球退后，在Ac1+30-50加熱-保溫-水冷，然后一段加熱至1000，一段置于空氣中，保溫一段時間后，每點的溫度如圖所示，若將銼刀淬入水中，試判斷各點的組織和性能。A：1000：粗大馬氏體+殘余奧氏體，力學(xué)性能差。B：760：片狀馬氏體+滲碳體，強度硬度高。C：600：回火索氏體，強度、塑性和韌性的良好配合，具有高的綜合力學(xué)性能。D：400：回火屈氏體，高彈性極限E：200：回火馬氏體，高硬度、強度、耐磨性F：20：馬氏體+滲碳體：強度硬度高。3、 高碳合金鋼（1.0wt%c）制造精密工具鋼，要求HRC62，耐磨性好，組織尺寸穩(wěn)定。試說明其加工工藝路線中所進行的熱處理

7、，各熱處理的作用，熱處理后的組織和性能。下料鍛造球化退火機加工淬火冷處理低溫回火精加工時效（研磨加工時效）球化退火：作用：1、減少或消除網(wǎng)狀的二次滲碳體，獲得均勻的顯微組織，減輕應(yīng)力集中。 2、降低材料的硬度，有效的改善材料的機加工性能 3、作為最終熱處理的預(yù)備熱處理，避免最終熱處理過程中工件的變形和破壞。組織：球狀珠光體/粒狀珠光體性能：硬度降低，具有良好的機加工性能。淬火：作用：使材料獲得高的強度、硬度和耐磨性能組織：馬氏體+細小碳化物性能：高強度、硬度、耐磨性冷處理：作用：1、減少殘余奧氏體量；2、穩(wěn)定鋼的尺寸；3、硬度提高組織：馬氏體+滲碳體性能：硬度提高，鋼件尺寸穩(wěn)定。低溫回火：作用

8、：降低應(yīng)力和脆性，使鋼具有高硬度、強度和耐磨性組織：回火馬氏體性能：高硬度、強度和耐磨性時效：作用：消除內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定鋼材性能和尺寸組織：回火馬氏體性能：硬度和強度有所增加，塑性和韌性有所下降練習(xí)四1、 說明合金元素與鐵和碳的相互作用及分類（1） 與Fe的相互作用：溶入鐵的基體相形成鐵基的固溶體（2） 與C的相互作用：碳化物形成元素：溶解于固溶體中或形成其他化合物碳化物形成元素：形成間隙化合物或間隙相2、 以W18Cr4V鋼為例說明高速鋼的成分、加工和熱處理工藝特點W：二次硬化，良好的熱硬性；組織奧氏體晶粒長大；提高耐磨性Cr：提高鋼的淬透性V：細化晶粒，提高鋼的耐磨性加工和熱處理工藝特點：鍛造：擊碎魚骨狀分布的粗大碳化物M6C，盡可能均勻分布球化退火-淬火-多次回火?；鼗鸷蠼M織：回火馬氏體+少量殘余奧氏體+碳化物3、 根