熱處理題及答案

1、1、  判斷下列說(shuō)法是否正確：（1）       鋼在奧氏體化后，冷卻時(shí)形成的組織主要取決于鋼的加熱溫度。 錯(cuò)誤，鋼在奧氏體化后，冷卻時(shí)形成的組織主要取決于鋼的冷卻速度。（2）       低碳鋼與高碳鋼工件為了便于切削加工，可預(yù)先進(jìn)行球化退火。 錯(cuò)誤，低碳鋼工件為了便于切削加工，預(yù)先進(jìn)行熱處理應(yīng)進(jìn)行正火（提高硬度）或完全退火。而高碳鋼工件則應(yīng)進(jìn)行球化退火（若網(wǎng)狀滲碳體嚴(yán)重則在球化退火前增加一次正火），其目的都是為了將硬度調(diào)整到HB200左右并細(xì)化晶粒、均勻組織、消

2、除網(wǎng)狀滲碳體。（3）       鋼的實(shí)際晶粒度主要取決于鋼在加熱后的冷卻速度。 錯(cuò)誤，鋼的實(shí)際晶粒度主要取決于鋼的加熱溫度。（4）       過(guò)冷奧氏體冷卻速度快，鋼冷卻后的硬度越高 錯(cuò)誤，鋼的硬度主要取決于含碳量。（5）       鋼中合金元素越多，鋼淬火后的硬度越高 錯(cuò)誤，鋼的硬度主要取決于含碳量。（6）       同一鋼種在相同加熱條件下，水淬

3、比油淬的淬透性好，小件比大件的淬透性好。 正確。同一鋼種，其C曲線是一定的，因此，冷速快或工件小容易淬成馬氏體。（7）       鋼經(jīng)過(guò)淬火后是處于硬脆狀態(tài)。 基本正確，低碳馬氏體韌性要好些，而高碳馬氏體硬而脆。（8）       冷卻速度越快，馬氏體的轉(zhuǎn)變點(diǎn)Ms和Mf越低。正確。（9）       淬火鋼回火后的性能主要取決于回火后的冷卻速度。 錯(cuò)誤，淬火鋼回火后的性能主要取決于回火溫度。（10） &#

4、160; 鋼中的含碳量就等于馬氏體的含碳量 錯(cuò)誤，鋼中的含碳量是否等于馬氏體的含碳量，要看加熱溫度。完全奧氏體化時(shí)，鋼的含碳量等于奧氏體含碳量，淬火后即為馬氏體含碳量。如果是部分奧氏體化，鋼的含碳量一部分溶入奧氏體，一部分是未溶碳化物，從而可以減輕馬氏體因含碳量過(guò)高的脆性，也能細(xì)化晶粒，此時(shí)馬氏體含碳量要低于鋼的含糖碳量。2、將含碳量為1.2%的兩個(gè)試件，分別加熱到760和900，保溫時(shí)間相同，達(dá)到平衡狀態(tài)后以大于臨界冷速的速度快速冷卻至室溫。問(wèn)： （1）哪個(gè)溫度的試件淬火后晶粒粗大。900粗大，處于完全奧氏體化區(qū)，對(duì)于過(guò)共析鋼易造成晶粒粗大。（2）哪個(gè)溫度的試件淬火后未溶碳化物較少。900，

5、處于完全奧氏體化區(qū)。（3）哪個(gè)溫度的試件淬火后馬氏體的含碳量較多。900，處于完全奧氏體化區(qū)，奧氏體的含碳量即為馬氏體含碳量。（4）哪個(gè)溫度的試件淬火后殘余奧氏體量多。900，奧氏體的含碳量越高，Ms和Mf就越低，殘余奧氏體量就越多。（5）哪個(gè)試件的淬火溫度較為合理，為什么？760，處于部分奧氏體化區(qū)，加熱組織為奧氏體+未溶碳化物（阻礙晶粒長(zhǎng)大），晶粒細(xì)小。同時(shí)控制了奧氏體含碳量，也就控制了馬氏體含碳量，降低了馬氏體脆性。淬火組織：馬氏體+未溶碳化物+殘余奧氏體，保證了強(qiáng)度、硬度。3、  將20鋼和60鋼同時(shí)加熱到860,并保溫相同的時(shí)間,問(wèn)那種鋼奧氏體晶粒粗大些? 20鋼和60鋼都

6、屬于亞共析鋼，一般加熱時(shí)要求完全奧氏體化，加熱溫度應(yīng)在A3以上。依據(jù)鐵碳相圖，20鋼含碳量低，A3點(diǎn)高，60鋼，含碳量高，A3點(diǎn)低，因此，同樣加熱到860,并保溫相同的時(shí)間,60鋼過(guò)熱度大，晶粒容易粗大。4、  指出10mm的45鋼經(jīng)下列溫度加熱并水冷后獲得的組織 700 760 860700加熱，在A1以下，沒(méi)有相變，水冷仍為F+P760加熱，在A1A3之間，加熱組織：F+A，水冷，F(xiàn)+M860加熱，在A3以上，加熱組織A，水冷，M5、  指出下列鋼件正火的主要目的： 20鋼齒輪， 45鋼小軸， T12鋼銼刀20鋼齒輪：20鋼，含碳量低，硬度低，通過(guò)正火（空冷）使得珠光體

7、片間距減小即形成索氏體或屈氏體，以提高硬度（HB200左右），滿足切削加工的要求。45鋼小軸：45鋼，含碳量適中，綜合機(jī)械性能好，因此利用正火，即可作為最終熱處理，滿足小軸的使用要求。T12鋼銼刀：含碳量1.2%，若采用退火會(huì)產(chǎn)生網(wǎng)狀滲碳體，一般采用正火，利用快冷（空冷），使得滲碳體網(wǎng)析出不完整，再配合球化退火，以徹底消除網(wǎng)狀滲碳體。6、  指出下列工件淬火及回火溫度,并說(shuō)明回火組織和硬度:(1) 45鋼小軸(要求綜合機(jī)械性能)淬火A3以上（860），回火600（高溫回火）?；鼗鸾M織：s回，HRC25(2)65鋼彈簧淬火A3以上（840），回火400（中溫回火）?；鼗鸾M織：T回，HR

8、C40(3)T8鋼銼刀淬火A1以上（780），回火200（低溫回火）?；鼗鸾M織：M回+未溶碳化物+少量殘余奧氏體，HRC60。7、解釋索氏體和回火索氏體,馬氏體和回火馬氏體的主要區(qū)別。正火組織：索氏體S:屬于細(xì)珠光體，其中滲碳體呈片狀。回火組織,淬火后高溫回火,碳化物從過(guò)飽和F中析出,稱為回火索氏體S回，呈粒狀滲碳體，塑、韌性更好淬火組織:馬氏體:過(guò)飽和F回火組織:淬火后低溫回火，碳化物開始從M中析出，成為M回。保持高硬度，消除內(nèi)應(yīng)力，改善脆性。 8、45鋼調(diào)質(zhì)后的硬度為240HBS，若再進(jìn)行200回火，硬度能否提高? 為什么?該鋼經(jīng)淬火和低溫回火后硬度57HRC，若再進(jìn)行高溫回火，

9、其硬度可否降低，為什么? 45鋼調(diào)質(zhì)后的硬度為240HBS，若再進(jìn)行200回火，不能提高硬度。因?yàn)椋鼗饻囟仍礁?，硬度下降越多，而調(diào)質(zhì)工藝就是淬火+高溫回火，碳化物已經(jīng)析出，鐵素體回復(fù)，硬度已經(jīng)下降了，不能再升高。 該鋼經(jīng)淬火和低溫回火后硬度57HRC，若再進(jìn)行高溫回火，硬度可以。因?yàn)椋鼗饻囟仍礁?，硬度下降越多。該鋼?jīng)低溫回火，組織是回火馬氏體，碳化物還未析出，存在過(guò)飽和，因此，可繼續(xù)提高回火溫度，使得硬度降低。這也是為何經(jīng)低溫回火處理的碳素工具鋼，不能使用很高的切削速度的原因。高速切削，摩擦生熱，切削溫度高于低于回火溫度后，就相當(dāng)于繼續(xù)回火。9、T12鋼經(jīng)760加熱后，按照?qǐng)D3-26所示的

10、冷卻方式進(jìn)行冷卻。問(wèn)它們各獲得何種組織？并比較它們的硬度。（圖3-26：龐國(guó)星教材P70）冷速1：相當(dāng)于水冷，組織：馬氏體+未溶碳化物+殘余奧氏體，硬度：HRC60冷速2：相當(dāng)于油冷，組織：索氏體+未溶碳化物+馬氏體+殘余奧氏體，硬度：不均勻。冷速3：相當(dāng)于爐冷，組織：索氏體+未溶碳化物（二次滲碳體）硬度：HRC20-30冷速4：同冷速3。已經(jīng)通過(guò)轉(zhuǎn)變完成線，保溫時(shí)間的延長(zhǎng)，不影響組織，但可能晶粒粗大。10、一根直徑為6mm的45鋼棒，先經(jīng)860淬火，160低溫回火后的硬度55HRC，然后從一端加熱，使鋼棒各點(diǎn)達(dá)到如圖3-27，所示溫度，問(wèn)：（圖3-27：龐國(guó)星教材P70）45鋼棒，先經(jīng)860

11、淬火，160低溫回火后的硬度55HRC，組織：回火馬氏體（1）各點(diǎn)的組織是什么？150點(diǎn)：低于160，組織不變，回火馬氏體550點(diǎn)：高于160，低于A1線，相當(dāng)于高溫回火，組織：回火索氏體。750點(diǎn)：高于A1線，相當(dāng)于重新加熱，部分奧氏體化，組織：奧氏體+鐵素體。840點(diǎn)：高于A3線，完全奧氏體化，組織：奧氏體。950點(diǎn)：高于A3線，完全奧氏體化，組織：粗大奧氏體。（2）從各點(diǎn)的圖示溫度緩冷到室溫后的組織是什么？150點(diǎn)：低于160，緩冷到室溫后，組織不變，回火馬氏體550點(diǎn)：高于160，低于A1線，相當(dāng)于高溫回火，緩冷到室溫后，組織：回火索氏體。750點(diǎn)：高于A1線，相當(dāng)于重新加熱，部分奧氏

12、體化，緩冷到室溫后，組織：珠光體+鐵素體。840點(diǎn)：高于A3線，完全奧氏體化，組織：奧氏體。緩冷到室溫后，組織：珠光體+鐵素體。950點(diǎn)：高于A3線，完全奧氏體化，組織：粗大奧氏體。緩冷到室溫后，組織：珠光體+鐵素體。（3）從各點(diǎn)的圖示溫度水冷到室溫后的組織是什么？150點(diǎn)：低于160，水冷到室溫后，組織不變，回火馬氏體。550點(diǎn)：高于160，低于A1線，相當(dāng)于高溫回火，水冷到室溫后，組織：回火索氏體。750點(diǎn)：高于A1線，相當(dāng)于重新加熱，部分奧氏體化，水冷到室溫后，組織：馬氏體+鐵素體。840點(diǎn)：高于A3線，完全奧氏體化，組織：奧氏體。水冷到室溫后，組織：馬氏體950點(diǎn)：高于A3線，完全奧氏

13、體化，組織：粗大奧氏體。水冷到室溫后，組織：粗大馬氏體11、解釋T12和20CrMnTi鋼的淬硬性和淬透性之區(qū)別。鋼的淬硬性取決于鋼的含碳量（馬氏體含碳量），T12：含碳量1.2%,20CrMnTi鋼含碳量0.2%，所以，T12鋼的淬硬性高，即淬火后獲得馬氏體的最高硬度高。鋼的淬透性取決于C曲線的位置（過(guò)冷奧氏體區(qū)的大小，C越靠右側(cè)越好），20CrMnTi是合金鋼，合金元素使得C曲線顯著右移，因此易于淬成馬氏體，淬透性好。12、選擇下列零件的熱處理方法，并編寫簡(jiǎn)明的工藝路線（各零件均選用鍛造毛坯，且鋼材具有足夠淬透性）（1）某汽車變速齒輪，要求齒面耐磨，心部強(qiáng)韌，材料選用20鋼。鍛造正火機(jī)加工

14、滲碳，淬火，低溫回火精加工（2）某機(jī)床變速齒輪，要求齒面耐磨，心部強(qiáng)韌要求不高，選用45鋼鍛造完全退火機(jī)加工整體調(diào)質(zhì)（淬火+高溫回火）齒面高頻表面淬火，低溫回火精加工（磨齒）（3）某車床主軸，要求良好的綜合機(jī)械性能，軸頸部分要求耐磨其硬度HRC5055，其余部分硬度為HRC2025，請(qǐng)選材，并選擇熱處理方法，簡(jiǎn)明的工藝路線。選擇45鋼，鍛造完全退火機(jī)加工軸整體調(diào)質(zhì)軸頸局部高頻表面淬火，低溫回火精加工（磨削）13、用T12鋼制造銼刀和用45鋼制造較重要的螺栓，工藝路線均為：鍛造熱處理機(jī)加工熱處理精加工。對(duì)兩工件：（1）   說(shuō)明預(yù)備的工藝方法和作用（2）