熱處理工藝復(fù)習(xí)題及答案

-.z.熱處理工藝復(fù)習(xí)題填空題鋼的熱處理工藝由加熱、保溫、冷卻三個階段所組成。熱處理工藝根本參數(shù)：強(qiáng)度、硬度、淬火溫度、冷卻介質(zhì)、有效面積、淬火后硬度、回火溫度、回火后硬度。鋼完全退火的正常溫度范圍是Ac3+20-30℃，它只適應(yīng)于亞共析鋼。球化退火的主要目的是使二次滲碳體及珠光體中的滲碳體球狀化，以降低硬度，改善切削加工性能以及獲得均勻組織，改善熱處理工藝性能，為以后的淬火做組織準(zhǔn)備，它主要適用于共析鋼、過共析鋼和合金工具鋼。鋼的正常淬火溫度范圍，對亞共析鋼是Ac3+30-50℃，對過共析鋼是Ac1+30-50℃。當(dāng)鋼中發(fā)生奧氏體向馬氏體的轉(zhuǎn)變時，原奧氏體中碳含量越高，則MS點越低，轉(zhuǎn)變后的剩余奧氏體量就越多。改變鋼整體組織的熱處理工藝有退火、正火、淬火、回火四種。淬火鋼進(jìn)展回火的目的是消除淬火產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，使不穩(wěn)定的馬氏體和剩余奧氏體轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定組織，獲得要求的綜合機(jī)械性能，回火溫度越高，鋼的強(qiáng)度與硬度越低?；瘜W(xué)熱處理的根本過程包括介質(zhì)分解、外表吸收、原子擴(kuò)散等三個階段。欲消除過共析鋼中大量的網(wǎng)狀滲碳體應(yīng)采用正火，欲消除鑄件中枝晶偏析應(yīng)采用擴(kuò)散退火。低碳鋼為了便于切削，常預(yù)先進(jìn)展正火處理；高碳鋼為了便于切削，常預(yù)先進(jìn)展退火處理；感應(yīng)加熱外表淬火，按電流頻率的不同，可分為高頻電子管式加熱裝置、中頻發(fā)電機(jī)或可控硅中頻發(fā)生器和工頻發(fā)電機(jī)三種。而且感應(yīng)加熱電流頻率越高，淬硬層越薄。鋼的淬透性主要取決于鋼的淬火臨界冷速大小，馬氏體的硬度主要取決于馬氏體含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)，鋼的表層淬火，只能改變表層的硬度，而化學(xué)熱處理既能改變表層的硬度，又能改變表層的化學(xué)成分。鋼在一定條件下淬火后，獲得一定深度的淬透層的能力，稱為鋼的淬透性。淬透層通常以零件外表至內(nèi)部半馬氏體區(qū)的深度來表示。中溫回火主要用于處理彈簧鍛模零件，回火后得到回火屈氏體組織。45鋼正火后滲碳體呈片狀，調(diào)質(zhì)處理后滲碳體呈球狀。形變熱處理是將塑性變形的形變強(qiáng)化與熱處理時的相變強(qiáng)化結(jié)合，使成型工藝與獲得最終性能統(tǒng)一起來的一種綜合工藝。二、單項選擇題電阻爐空載功率小，說明爐子熱損失：A〕??；B〕大；C〕厲害；D〕可忽略不計。檢測氮碳共滲零件的硬度時應(yīng)選用：A〕洛式硬度計；B〕維氏硬度計；C〕布氏硬度計；D〕肖氏硬度計?？煽貧夥諣t滲碳時排出的廢氣：A〕必須燃燒后排放；B〕不燃燒直接排放；C〕通入水中排放；D〕通入堿水中排放。在生產(chǎn)中，用來消除過共析鋼中的網(wǎng)狀滲碳體最常用的熱處理工藝是：A〕完全退火；B〕正火；C〕不完全退火；D〕回火。氣體滲氮的主要缺點是：A〕周期太長；B〕勞動強(qiáng)度大；C〕硬度低；D〕滲層淺。鏜床主軸通常采用38CrMoA1鋼進(jìn)展：A〕氮碳共滲；B〕滲碳；C〕滲氮；D〕滲硫。確定碳鋼淬火加熱溫度的根本依據(jù)是：A〕Fe-Fe3C相圖；B〕"C〞曲線；C〕"CCT〞曲線；D〕淬透性曲線圖。為獲得良好的綜合力學(xué)性能，38CrMoAl鋼制造的氮化件預(yù)先熱處理應(yīng)采用：A〕退火；B〕正火；C〕調(diào)質(zhì)；D〕滲碳。高速鋼淬火冷卻時，常常在580～600℃停留10～15分鐘，然后在空氣中冷卻，這種操作方法叫做：A〕雙介質(zhì)淬火；B〕等溫淬火；C〕分級淬火；D〕亞溫淬火。*零件調(diào)質(zhì)處理以后其硬度偏低，補救的措施是：A〕重新淬火后，選用低一點的溫度回火；B〕再一次回火，回火溫度降低一點；C〕重新淬火后，選用高一點的溫度回火；D〕再一次回火，回火溫度提高一點。鋼感應(yīng)加熱外表淬火的淬硬層深度，主要取決于：A〕鋼的含碳量；B〕冷卻介質(zhì)的冷卻能力；C〕感應(yīng)電流頻率；D〕感應(yīng)電流電壓。為增加T12鋼的強(qiáng)韌性，希望控制淬火馬氏體的含碳量，減少孿晶馬氏體的相對量及獲得局部板條馬氏體，可以采取的措施是：A〕加熱到接近Accm，充分保溫后淬火；B〕快速加熱到稍高于Ac1，保溫較短時間后淬火；C〕加熱到Accm以上，充分保溫后淬火。D〕加熱到Ac1以上，Ac3以下充分保溫后淬火。齒輪進(jìn)展?jié)B碳處理+淬火回火，獲得外表組織如下：A〕低碳馬氏體〔LM〕；B〕回火高碳隱晶馬氏體〔PM〕；C〕PM+剩余奧氏體〔〕；D〕M++粒狀滲碳體。鑄鋼件一般要進(jìn)展均勻化退火〔擴(kuò)散退火〕，處理溫度較高，是為了：A〕促進(jìn)擴(kuò)散過程，加速轉(zhuǎn)變；B〕抑制擴(kuò)散過程，保持穩(wěn)定；C〕提高元素偏聚程度；D〕與上述過程無關(guān)。中碳構(gòu)造鋼調(diào)質(zhì)處理后得到回火索氏體組織，具有優(yōu)良的綜合力學(xué)性能，主要熱處理工序是：A〕正火+中溫回火；B〕正火+高溫回火；C〕正火+低溫回火；D〕淬火+高溫回火。工件在水中淬火冷卻的過程中會依次出現(xiàn)：A、蒸汽膜、沸騰、對流；B、蒸汽膜、沸騰、傳導(dǎo)；C、沸騰、蒸汽膜、傳導(dǎo)；D、沸騰、蒸汽膜、對流。在熱處理生產(chǎn)中應(yīng)盡可能防止在鋼的組織中出現(xiàn)的組織是：A、上貝氏體；B、下貝氏體；C、過冷奧氏體；D、馬氏體。低碳鋼為便于加工，常預(yù)先進(jìn)展：A、淬火；B、正火；C、球化退火；D、回火。亞共析碳鋼亞溫淬火常用的最正確溫為：A〕Ac1＋10~20℃；B〕Ac3＋10~20℃；C〕比Ac3略低；D〕比Ar3略低。調(diào)質(zhì)處理就是：A．淬火＋低溫回火；B．淬火＋中溫回火；C．淬火＋高溫回火。化學(xué)熱處理與其他熱處理方法的根本區(qū)別是：A．加熱溫度；B．組織變化；C．改變外表化學(xué)成分。滲氮零件在滲氮后應(yīng)采?。篈.淬火+低溫回火；B.淬火+中溫回火；C.淬火+高溫回火；D.不需熱處理。直徑為10mm的40鋼其整體淬火溫度大約為：A．750℃；B.850℃；C.920℃。T12鋼消除網(wǎng)狀滲碳體應(yīng)采用：A.正火；B.球化退火；C.去應(yīng)力退火；D.完全退火。T12鋼改善切削加工性應(yīng)采用：A.正火；B.球化退火；C.去應(yīng)力退火；D.完全退火。20鋼鍛件改善切削加工性應(yīng)采用：A.完全退火；B.球化退火；C.去應(yīng)力退火；D.正火。用于1300℃以上的熱電偶材料是：A〕銅-康銅；B〕鉑銠-鉑銠；C〕鎳鉻-鎳鋁；D〕鐵-康銅。鋼在淬火后獲得的馬氏體組織的粗細(xì)主要取決于：a.奧氏體的本質(zhì)晶粒度；b.奧氏體的實際晶粒度；c.奧氏體的起始晶粒度。鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后獲得的組織是：a.回火馬氏體；b.回火屈氏體；c.回火索氏體。過共析鋼的正常淬火加熱溫度是：a.Ac1+30—50℃；b.Accm+30—50℃；c.Ac3+30—50℃.影響碳鋼淬火后剩余奧氏體量的主要因素是：a.鋼材本身的碳含量；b.鋼中奧氏體的碳含量；c.鋼中碳化物的含量。假設(shè)合金元素能使C曲線右移，鋼的淬透性將：a.降低；b.提高；c.不改變。馬氏體的硬度取決于：a.冷卻速度；b.轉(zhuǎn)變溫度；c.碳含量。對形狀復(fù)雜，截面變化大的零件進(jìn)展淬火時，應(yīng)選用：a.高淬透性鋼；b.中淬透性鋼；c.低淬透性鋼。對形狀復(fù)雜，截面變化大的零件進(jìn)展淬火時，應(yīng)采用：a.水中淬火；b.油中淬火c.鹽水中淬火。假設(shè)要提高淬火時淬硬層深度，應(yīng)采取：a.選擇高淬透性鋼；b.增大零件的截面尺寸；c.選用比擬緩和的冷卻介質(zhì)。45鋼為得到回火索氏體組織，應(yīng)進(jìn)展a.淬火+低溫回火；b.等溫淬火；c.淬火+高溫回火。完全退火主要適用于：a.亞共析鋼；b.共析鋼；c.過共析鋼。擴(kuò)散退火的目的是：a.消除和改善晶內(nèi)偏析；b.消除冷塑變形后產(chǎn)生的加工硬化；C.降低硬度以便于加工。鋼的滲碳溫度范圍是：a.600—650℃；b.800—850℃；c.900—950℃。三、問答題為什么要對鋼件進(jìn)展熱處理？答：通過熱處理可以改變鋼的組織構(gòu)造，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。零件加熱時的入爐方式有哪些，對熱應(yīng)力和加熱效率分別如何影響？零件入爐的方式有四種：1.預(yù)加熱升溫2.隨爐升溫3.到溫入爐4.高溫入爐加熱速率：1<2<3<4熱應(yīng)力：1<2<3<4退火的目的是什么？生產(chǎn)上常用的退火有哪幾種？指出每種退火工藝的應(yīng)用范圍。答：⑴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。⑵生產(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。⑶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。有時也用于焊接構(gòu)造。球化退火主要用于共析或過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)加工的剩余內(nèi)應(yīng)力。對于25#鋼，有哪些工藝可以獲得F+P的組織？不完全退火、完全退火、亞溫淬火+高溫回火、正火確定以下鋼件的退火工藝，并指出退火目的及退火后的組織：(1)經(jīng)冷軋后的15鋼板；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的鑄鋼齒輪；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,且存在剩余內(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)具有片狀珠光體的T12鋼坯；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)生淬火變形及開裂.通過球化退火,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.(4)彈簧鋼絲〔強(qiáng)化的〕經(jīng)冷卷成的彈簧；去應(yīng)力退火〔再結(jié)晶退火〕(5)消除60鋼鍛件的過熱組織；完全退火.由于鍛造過熱后組織晶粒劇烈粗化并分布不均勻,且存在剩余內(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.(6)低碳鋼鋼絲屢次冷拉之間；再結(jié)晶退火(7)T10剛車床頂尖鍛造以后。球化退火指出以下鋼件正火的主要目的以及正火后的顯微組織？20鋼齒輪；45鋼小軸；T12鋼銼刀。(1)20鋼齒輪正火的目的：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。正火后組織：晶粒均勻細(xì)小的大量鐵素體和少量索氏體。(2)45鋼小軸正火的目的：細(xì)化晶粒，均勻組織，消除內(nèi)應(yīng)力。正火后組織：晶粒均勻細(xì)小的鐵素體和索氏體。(3)T12鋼銼刀正火的目的：細(xì)化晶粒，均勻組織，消除網(wǎng)狀Fe3CⅡ，為球化退火做組織準(zhǔn)備，消除內(nèi)應(yīng)力。正火后組織：索氏體和球狀滲碳體。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？正火與退火的主要區(qū)別：(1)加熱溫度不同，正火的加熱溫度范圍為：亞共析鋼加熱到Ac3以上30～50℃，共析鋼和過共析鋼加熱到Accm以上30～50℃。而退火根據(jù)目的不同，加熱溫度范圍也不同；(2)冷卻方式不同，正火是在空氣中冷卻，而退火一般是緩慢冷卻(隨爐冷卻)，時間長；(3)獲得組織不同，正火得到s組織，而退火獲得P類型組織。生產(chǎn)中一般根據(jù)要到達(dá)的目的來進(jìn)展選擇，同時考慮盡量降低本錢為什么亞共析鋼經(jīng)正火后，可獲得比退火高的強(qiáng)度與硬度？退火和正火所得到的均是珠光體型組織，或者說是鐵素體和滲碳體的機(jī)械混合物。但是正火和退火比擬時，正火的珠光體是在較大的過冷度下得到的，因而對亞共析鋼來說，析出的先共析鐵素體體較少，珠光體數(shù)量較多〔偽共析〕，珠光體片間距較小。此外，由于轉(zhuǎn)變溫度較低，珠光體成核率較大，因而珠光體團(tuán)的尺寸較小。由于組織上的差異，故性能上不同。正火與退火相比擬，正火的強(qiáng)度與韌性較高，塑性相仿在生產(chǎn)中常用增加珠光體數(shù)量的方法來提高亞共析鋼的強(qiáng)度，為此應(yīng)采用何種熱處理工藝，為什么"應(yīng)該采用正火工藝。原因：亞共析鋼過冷奧氏體在冷卻過程中會析出先共析鐵素體，冷卻速度越慢，先共析鐵素體的含量越多，從而導(dǎo)致珠光體的含量變少，降低亞共析鋼的硬度和強(qiáng)度。而正火工藝的實質(zhì)就是完全奧氏體化加上偽共析轉(zhuǎn)變，可以通過增大冷卻速度降低先共析鐵素體的含量，使亞共析成分的鋼轉(zhuǎn)變成共析組織，即增加了珠光體的含量，從而可以提高亞共析鋼的強(qiáng)度和硬度。以下零件應(yīng)選用何種熱處理工藝：〔1〕Wc=0.2%，要求適當(dāng)提高硬度，改善切削加工性能。正火〔2〕Wc=1.2%，要求降低硬度，改善切削加工性能。球化退火〔3〕Wc=1.2%，要求提高硬度和耐磨性。淬火+低溫回火〔4〕Wc=0.45%，要求具有好的綜合力學(xué)性能。調(diào)質(zhì)處理〔5〕Wc=0.6%，要求具有好的彈性。淬火+中溫回火〔6〕鋼絲冷拉后硬度高，要求降低硬度，消除內(nèi)應(yīng)力。去應(yīng)力退火何謂去氫退火"其工藝特點如何"碳鋼及低合金鋼大鍛件在碳鋼及低合金鋼大鍛件在鍛造〔或重新加熱奧氏體化〕后以較快速度冷卻至過冷奧氏體最不穩(wěn)定區(qū)域〔鼻溫區(qū)〕，使其充鍛造〔或重新加熱奧氏體化〕后以較快速度冷卻至過冷奧氏體最不穩(wěn)定區(qū)域〔鼻溫區(qū)〕，使其充分等溫轉(zhuǎn)變，形成鐵素體—碳化物混合組織〔偽共析組織〕。此時，氫的溶解度較低而擴(kuò)散較易，在轉(zhuǎn)變途中即可從鍛件排出或結(jié)合為氫分子。氫分子所引起的壓力也可因轉(zhuǎn)變溫度(620-660攝氏度)較高而得松弛。亞共析鋼熱處理時快速加熱可顯著地提高屈服強(qiáng)度和沖擊韌性，是何道理？加熱時獲得了細(xì)小均勻的A晶粒，冷卻轉(zhuǎn)變后組織也均勻細(xì)小，產(chǎn)生細(xì)晶強(qiáng)化，所以屈服強(qiáng)度和沖擊韌性提高熱軋空冷的45鋼鋼材在重新加熱到超過臨界點后再空冷下來時，組織為什么能細(xì)化？熱軋空冷的45鋼在室溫時組織為鐵素體十索氏體。重新加熱到臨界點以上，組織轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體。奧氏體在鐵素體和滲碳體的界面處形核。由于索氏體中鐵素體、滲碳體的層片細(xì)、薄，因此奧氏體形核數(shù)目多，奧氏體晶粒細(xì)小。奧氏體再空冷下來時，細(xì)小的奧氏體晶粒通過重結(jié)晶又轉(zhuǎn)變成鐵素體十索氏體，此時的組織就比熱軋空冷的45鋼組織細(xì)，到達(dá)細(xì)化和均勻組織的目的。常用的淬火介質(zhì)有哪些？說明其冷卻特性、優(yōu)缺點及應(yīng)用范圍。詳見PPT共析鋼加熱到相變點以上，用圖1所示的冷卻曲線冷卻，各應(yīng)得到什么組織？各屬于何種熱處理方法？a：馬氏體+剩余奧氏體，熱處理方法是單介質(zhì)淬火；b：馬氏體+剩余奧氏體，熱處理方法是分級淬火；c：屈氏體+馬氏體+剩余奧氏體，熱處理方法是雙介質(zhì)淬火；d：下貝氏體，熱處理方法為等溫淬火；e：索氏體，熱處理方法為正火；f：珠光體，熱處理方法為完全退火；g:珠光體，熱處理方法為等溫退火。圖1有四個碳素鋼試樣進(jìn)展淬火：〔1〕Wc=0.3%，加熱至Ac1與Ac3之間；〔2〕Wc=0.45%，加熱至Ac3以上〔30—50℃〕；〔3〕Wc=1.2%，加熱至Ac1以上〔20—30℃〕；〔4〕Wc=1.2%，加熱至Accm以上〔30—50℃〕。適當(dāng)保溫后水中淬火，哪個試樣硬度最高？說明其原因。〔3〕最高，因為鋼淬火后其硬度由鋼的含碳量和組織中剩余奧氏體量的多少兩個因素決定。雖然3,4的含碳量一樣，而且都比1,2含量高，但3號淬火加熱溫度適宜，加熱后奧氏體中碳含量適中，淬火組織中剩余奧氏體最少，因此硬度最高最低？〔1〕因為不但鋼的含碳量最低，而且加熱時未完全奧氏體化，有局部剩余鐵素體，淬火組織中也會保存局部鐵素體，因此硬度最低。簡述冷卻介質(zhì)的選擇原則(1)保證制品所需的冷卻速率，且冷卻均勻，使金屬材料獲得所需的組織和性能。(2)盡量減少制品在冷卻時產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，制品不變形或變形不超過允許的限度，尤其不能開裂。(3)冷卻介質(zhì)與金屬材料不發(fā)生或少發(fā)生有害的氧化、復(fù)原反響或其他物理化學(xué)反響，制品外表不被污染或少被污染。(4)操作方便，無毒，本錢低，易回收處理。用45鋼制造一根Φ10的軸和一根Φ100的軸，用一樣淬火工藝淬火，試問兩根軸的外表硬度是否一樣？淬透層深度是否一樣？如果是高頻淬火，頻率一樣、加熱溫度一樣，冷卻時間等比一樣，外表硬度根本保持一致，在一定的要求范圍之內(nèi)。不一樣淬透性和淬透層深度有何聯(lián)系與區(qū)別？影響鋼件淬透層深度的主要因素是什么？見ppt和課本p162.分析圖2的實驗曲線中硬度隨碳含量變化的原因。圖中曲線1為亞共析鋼加熱到AC3以上，過共析鋼加熱到ACCM以上淬火后，隨鋼中碳含量增加鋼的硬度變化曲線；曲線2為亞共析鋼加熱到AC3以上，過共析鋼加熱到AC1以上淬火后，隨鋼中碳含量增加鋼的硬度變化曲線；曲線3表示隨碳含量增加，馬氏體硬度的變化曲線。圖2圖3當(dāng)碳含量小于0.8%左右時，即處于亞共析鋼區(qū)域，都將亞共析鋼加熱到Ac3溫度以上，此時組織中的鐵素體和珠光體全部轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，淬火后得到馬氏體和少量剩余奧氏體。馬氏體的硬度會隨著含碳量的增高而增大。曲線1：當(dāng)含碳量大于0.8%左右時，即碳鋼為過共析鋼，將其加熱到Accm以上再進(jìn)展淬火，則過共析鋼組織中的滲碳體和珠光體全部奧氏體化，淬火后會有網(wǎng)狀的滲碳體析出，隨著含碳量的增加，網(wǎng)狀滲碳體含量增加，導(dǎo)致硬度下降。曲線2：件過共析鋼加熱到Ac1以上淬火，組織中會保存少量二次滲碳體，而有利于鋼的硬度，比1曲線硬度稍高。隨著含碳量的增加。馬氏體的強(qiáng)度增加，二次滲碳體的含量增多，但同時奧氏體的碳含量增高，淬火后剩余奧氏體量增多，兩者的作用相互抵消，使得鋼的硬度趨于平緩。曲線3：馬氏體力學(xué)性能的顯著特點是具有高硬度和高強(qiáng)度。馬氏體的硬度主要取決于其含碳量。如圖所見，馬氏體的硬度隨含碳量的增加而增高。當(dāng)含碳量小于0.5%時，馬氏體的硬度隨含碳量的增加而急劇增高。當(dāng)含碳量增值0.6%左右時，雖然馬氏體硬度會有所增高，但是由于剩余奧氏體量的增加，反而使鋼的硬度有所下降。T12鋼加熱到AC1以上，用圖3所示的各種方法冷卻，分析其所得到的組織。a馬氏體+剩余奧氏體；b下貝氏體+馬氏體+剩余奧氏體；c下貝氏體。簡述淬火硬度缺乏的可能原因。兩個原因：1.材料因素，化學(xué)成分不合格，含碳量偏低；2.熱處理溫度不合格，偏低。假設(shè)硬度偏高，組織應(yīng)該是馬氏體加剩余奧氏體；硬度偏低，組織則比擬復(fù)雜，有可能是珠光體，也有可能是馬氏體加鐵素體淬火介質(zhì)〔以水為例〕冷卻過程經(jīng)歷哪幾個階段？課本p166外表淬火的目的是什么？常用的外表淬火方法有哪些？比擬它們的優(yōu)缺點及應(yīng)用范圍。增加強(qiáng)度，硬度，提高耐磨性，增長零件的使用壽命。常用的外表淬火方法按不同零件可分為高頻淬火，中頻淬火，工頻淬火，埋油淬火，火焰淬火，激光淬火等激光淬火的主要優(yōu)點有哪些"1．淬火零件不變形激光淬火的熱循環(huán)過程快中碳鋼大型軸類2．幾乎不破壞外表粗糙度采用防氧化保護(hù)薄涂層模具鋼各種模具3．激光淬火不開裂準(zhǔn)確定量的數(shù)控淬火冷作模具鋼模具、刃具4．對局部、溝、槽淬火定位準(zhǔn)確的數(shù)控淬火中碳合金鋼減振器5．激光淬火清潔、高效不需要水或油等冷卻介質(zhì)鑄鐵材料發(fā)動機(jī)汽缸6．淬火硬度比常規(guī)方法高淬火層組織細(xì)密、強(qiáng)韌性好高碳合金鋼大型軋輥

7.激光淬火是快速加熱、自激冷卻，不需要爐膛保溫和冷卻液淬火，是一種無污染綠色環(huán)保熱處理工藝，可以很容易實行對大型模具外表進(jìn)展均勻淬火。8.由于激光加熱速度快，熱影響區(qū)小，又是外表掃描加熱淬火，即瞬間局部加熱淬火，所以被處理的模具變形很小。9.由于激光束發(fā)散角很小，具有很好的指向性，能夠通過導(dǎo)光系統(tǒng)對模具外表進(jìn)展準(zhǔn)確的局部淬火。10.激光外表淬火的硬化層深度一般為0.3～1.5mm。確定以下鋼件的退火方法，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；2〕ZG35的鑄造齒輪；3〕鍛造過熱的60鋼鍛坯；4〕改善T12鋼的切削加工性能。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，且存在剩余內(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〕鍛造過熱后的60鋼鍛坯；答：完全退火。由于鍛造過熱后組織晶粒劇烈粗化并分布不均勻，且存在剩余內(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)生淬火變形及開裂。通過球化退火，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。說明直徑為10mm的45鋼試樣經(jīng)以下溫度加熱、保溫并在水中冷卻得到的室溫組織：700C，760C，840C，1100℃。700℃：因為它沒有到達(dá)相變溫度，因此沒有發(fā)生相變，組織為鐵素體和珠光體。760℃：它的加熱溫度在Ac1～Ac3之間，因此組織為鐵素體、馬氏體和少量剩余奧氏體。840℃：它的加熱溫度在Ac3以上，加熱時全部轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，冷卻后的組織為馬氏體和少量剩余奧氏體。1100℃：因它的加熱溫度過高，加熱時奧氏體晶粒粗化，淬火后得到粗片狀馬氏體和少量剩余奧氏體。指出以下工件的淬火及回火溫度，并說出回火后獲得的組織。1〕45鋼小軸〔要求綜合機(jī)械性能好〕；2〕60鋼彈簧；3〕T12鋼挫刀。1.高溫回火大概580左右,具體根據(jù)工件技術(shù)要求來定軸類要求有一定的強(qiáng)度與韌性的配合多用調(diào)質(zhì)2.中溫回火大概350吧,具體按要求來定彈簧要求有很好的彈性性能顧用中溫回火3.低溫回火180吧,按要求定銼刀要求有較高的硬度顧用低溫回火兩根45鋼制造的軸，直徑分別為10mm和100mm，在水中淬火后，橫截面上的組織和硬度是如何分布的？1：10mm的應(yīng)該能夠脆透，他的組織應(yīng)該都是貝氏體，2：100mm的應(yīng)該外表都是貝氏體或馬氏體，中間的構(gòu)造是還有些過冷的奧氏體還沒來得及轉(zhuǎn)化為珠光體，硬度都是從里到外變大。晶相組織是從里到外減小。建議自己看下熱處理資料。我說的太籠統(tǒng)了，畢竟人家是專家嘛，能夠從理論到現(xiàn)象解釋得很清楚！四、綜合分析題用T10鋼制造形狀簡單的車刀，其工藝路線為：鍛造一熱處理一機(jī)加工一熱處理一磨加工。l〕寫出其中熱處理工序的名稱及作用。2〕制定最終熱處理〔即磨加前的熱處理〕的工藝標(biāo)準(zhǔn)，并指出車刀在使用狀態(tài)下的顯微組織和大致硬度。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，改善切削加工型；淬火及低溫回火可獲得較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。將ф5mm的T8鋼加熱到760℃并保溫足夠的時間，問采用什么熱處理方法可以得到以下組織：珠光體，索氏體，下貝氏體，屈氏體+馬氏體，馬氏體+少量剩余奧氏體。P：退火；S：正火；B下：等溫淬火；T＋M：油冷淬火；M＋少量A′：水冷淬火*型號柴油機(jī)的凸輪軸,要求凸輪外表有高的硬度〔HRC>50〕，而心部具有良好的韌性(Ak>40J)，原采用45鋼調(diào)質(zhì)處理再在凸輪外表進(jìn)展高頻淬火，最后低溫回火，現(xiàn)因工廠庫存的45鋼已用完,只剩15鋼，擬用15鋼代替。試說明：(1)原45鋼各熱處理工序的作用；(2)改用15鋼后，應(yīng)按原熱處理工序進(jìn)展能否滿足性能要求，為什么？(3)改用15鋼后，為到達(dá)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：局部表而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造成心部較軟，外表硬，會造成外表脫落．(3)滲碳。因為15鋼是低碳鋼，滲碳法可以提高鋼件的外表硬度、耐磨性及抗疲勞性能，可以滿足柴油機(jī)凸輪所需耍求。用20CrMnTi為材料制造汽車變速箱齒輪，試制定其熱處理生產(chǎn)工藝。請采用調(diào)質(zhì)和滲碳兩種方法，并比擬兩者區(qū)別。答：下料→鍛造→正火→粗加工→精加工→局部外表淬火＋低溫回火→精磨→成品低碳鋼的滲碳，調(diào)質(zhì)鋼的氮化用20CrMnTi制造汽車變速箱齒輪，要求齒面硬度HRC58—6O，中心硬度HRC30—45，試寫出加工工藝路線，并說明各熱處理的作用目的。答：加工工藝路線為：下料→鍛造→正火→機(jī)械粗加工→滲碳+淬火+低溫回火→噴丸→磨齒正火處理可使同批毛坯具有一樣的硬度〔便于切削加工)，并使組織細(xì)化，均勻；滲碳后外表含碳量提高，保證淬火后得到高的硬度．提高耐磨性和接觸疲勞強(qiáng)度：噴丸處理是提高齒輪表層的壓力使表層材料強(qiáng)化，提高抗疲勞能力。由T12材料制成的絲錐，硬度要求為HRC60～64。生產(chǎn)中混入了45鋼料，如果按T12鋼進(jìn)展淬火＋低溫回火處理，問其中45鋼制成的絲錐的性能能否到達(dá)要求？為什么？不能到達(dá)要求。45號鋼屬于普通碳素構(gòu)造鋼，碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)很低，一般在0、1－0、17％C，按照T12淬火溫度淬火〔760－780℃〕，鋼中只有少量珠光體轉(zhuǎn)變成馬氏體，大量鐵素體未發(fā)生轉(zhuǎn)變。因此淬火后的硬度很低，不能使用。*工廠生產(chǎn)車床齒輪，要求齒面有較好的硬度與耐磨性，心部有較好的塑韌性。原圖紙設(shè)計用40Cr鋼制造，因材料缺乏，工廠決定改用20Cr鋼生產(chǎn)，試說明：〔1〕原40Cr鋼為滿足齒輪性能要求，應(yīng)如何安排熱處理工藝？試畫出熱處理標(biāo)準(zhǔn)圖。〔2〕改用20Cr鋼后，熱處理工藝是否需改變？如需改變，試畫出修改后的工藝標(biāo)準(zhǔn)圖?！?〕試分析兩種鋼，經(jīng)不同工藝處理后，齒面與心部組織有何不同？圖片依次為〔1〕〔2〕〔3〕答案。從以下材料中選擇一種材料制造車刀〔60Mn、40Cr、HT150和9SiCr〕，其工藝路線為：鍛造—熱處理1—機(jī)加工—熱處理2—磨加工。寫出熱處理1、2的工藝名稱及熱處理2獲得的組織。答〔1〕1——退火2——淬火后低溫回火，終熱處理后的顯微組織為回火馬氏體，大致的硬度60HRC。T10車刀的淬火溫度為780℃左右，冷卻介質(zhì)為水：回火溫度為150℃～250℃?！?〕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。為以下材料的熱處理工藝選擇適宜的加熱范圍，并說明理由?！?〕20鋼淬火；〔2〕20鋼正火；〔3〕40鋼高溫回火；〔4〕T10鋼淬火；〔5〕T10鋼正火；〔6〕T10鋼低溫回火(溫度選擇用Ac1,Acm等代號表示)甲、乙兩廠生產(chǎn)同一種零件，均選用45鋼，硬度要求220—250HB，甲廠采用正火，乙廠采用調(diào)質(zhì)處理，均能到達(dá)硬度要求，試分析甲、乙兩廠產(chǎn)品的組織和性能差異。選用45鋼生產(chǎn)同一種零件，甲廠采用正火，其組織為鐵素體+索氏體，乙廠采用調(diào)質(zhì)處理，其組織為回火索氏體，索氏體為曾片狀組織，即片狀滲碳體平行分布在鐵素體基體上，回火索氏體是細(xì)小的粒狀滲碳體彌散的分布在鐵素體基體上，由于粒狀滲碳體比片狀滲碳體對于阻止斷裂過程的開展有利，即兩者強(qiáng)度，硬度相近，但是回火索氏體的韌性，塑性要好很多，所以乙廠生產(chǎn)的零件性能要好。試說明外表淬火、滲碳、氮化處理工藝在選用鋼種、性能、應(yīng)用范圍方面的差異。外表淬火一般用于中碳鋼和中碳鋼合金鋼，這類鋼經(jīng)預(yù)先熱處理后外表淬火，心部保持較高的綜合機(jī)械性能，而外表具有較高的硬度和耐磨性，主要用于軸肩部位，齒輪，高碳鋼也可外表淬火，主要用于受較小沖擊和交變載荷的工具，量具等?；铱阼T鐵制造的導(dǎo)軌，缸體內(nèi)壁等常用外表淬火提高硬度和耐磨性。滲碳一般用于低碳鋼和合金滲碳鋼，滲碳使低碳鋼件外表獲得高碳濃度，經(jīng)過適當(dāng)熱處理后，可提高外表的硬度，耐磨性和疲勞強(qiáng)度，兒心部依然保持良好的塑性和韌性，因此滲碳主要用于同時受嚴(yán)重耐磨和較大沖擊的零件，氮化鋼中一般含有Al,Cr，Mo，W,V等合金元素，使生成的氮化物穩(wěn)定，并在鋼中均勻分布，提高鋼外表的硬度，在600到650攝氏度也不降低，常用的氮化鋼有38CrMoAlA，35CrAlA，38CrWVAlA等，碳鋼及鑄鐵也可用氮化提高外表的硬度，氮化的目的在于更大的提高零件的外表硬度和耐磨性，提高疲勞強(qiáng)度和抗蝕性，由于氮化工藝復(fù)雜，時間長，本錢高，一般只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。兩個45鋼工件，一個用電爐加熱〔加熱速度約為0.3℃／S〕，另一個用高頻感應(yīng)電流加熱〔加熱速度約為400℃／S〕，問兩者淬火溫度有何不同？淬火后組織和機(jī)械性能有何差異？電爐加熱淬火溫度應(yīng)為Ac3+30-50度，感應(yīng)加熱淬火溫度為Ac3+80-150度。電爐加熱淬火后，組織為馬氏體和剩余奧氏體，強(qiáng)度和硬度較高，但脆度大，且有較大的淬火內(nèi)壓力，故容易發(fā)生變形與開裂，還需經(jīng)過回火處理。感應(yīng)電流加熱淬火后，工件表層組織為細(xì)隱馬氏體，心部仍為未淬火的退火〔或正火及調(diào)質(zhì)〕組織，零件外表的硬度高，比一般淬火高2-3HRC且脆性低，心部保持較好的塑性和韌性。呈現(xiàn)低的缺口敏感性，故沖擊韌性，疲勞強(qiáng)度和耐磨性等有很大的提高。低碳鋼〔0.2%C〕小件經(jīng)930℃，5h滲碳后，外表碳含量增至1.0%，試分析經(jīng)以下處理后表層和心部的組織：〔1〕滲碳后慢冷；〔2〕滲碳后直接水淬并低溫回火；〔3〕由滲碳溫度預(yù)冷到820℃〔>Ar3和Acm〕，保溫后水淬，再低溫回火；〔4〕滲碳后慢冷至室溫，再加熱到780℃(<Ar3和Acm)，保溫后水淬，再低溫回火。〔1〕表層：珠光體+網(wǎng)狀二次滲碳體；心部：先共析鐵素體+珠光體；〔2〕表層：粗片狀馬氏體+剩余奧氏體+細(xì)粒狀碳化物：心部：粗板條馬氏體〔3〕表層：粗片狀馬氏體+剩余奧氏體+細(xì)粒狀碳化物；心部：粗板條馬氏體〔4〕表層：回火馬氏體=剩余奧氏體；心部：板條狀馬氏體+鐵素體+剩余奧氏體鋼制外表淬火工件的工藝路線一般如何安排？在高頻淬火前為什么要進(jìn)展預(yù)備熱處理？其常用的預(yù)備熱處理有哪幾種？*拖拉機(jī)上的連桿是用0.4%C的鋼制成，其工藝路線如下：鍛造→正火→切削→調(diào)質(zhì)→精加工。最后要求：硬度217HB~241HB,試說明兩次熱處理的目的及其組織變化情況，并確定其加熱溫度和冷卻方式。正火：消除鍛造的內(nèi)應(yīng)力，使晶粒細(xì)化和碳化物分布均勻化。調(diào)質(zhì)：調(diào)質(zhì)可以使鋼的性能，材質(zhì)得到很大程度的調(diào)整，其強(qiáng)度、塑性和韌性都較好，具有良好的綜合機(jī)械性能。調(diào)質(zhì)處理后得到回火索氏體。感應(yīng)淬火：工件表層可得到極細(xì)的隱晶馬氏體，硬度稍高和較高的耐磨性。脆性較低及較高疲勞強(qiáng)度。以滲碳為例，簡要說明化學(xué)熱處理的三個根本過程。答：化學(xué)熱處理是把鋼制工件放置于*種介質(zhì)中，通過加熱和保溫，使化學(xué)介質(zhì)中*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：工件外表吸收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，從外表向內(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。試述真空滲碳零件的工藝路線。詳見ppt氮化的主要目的是什么？說明氮化的主要特點及應(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外表的化學(xué)熱處理工藝稱為滲氮。其目的是提高工件外表硬度、耐磨性、耐蝕性及疲勞強(qiáng)度。氮化的主要特點為：1)工件經(jīng)滲氮后外表形成一層極硬的合金氮化物(如CrN、MoN、AIN等),滲氮層的硬度一般可達(dá)950~1200HV(相于68-72HRC),且滲氮層具有高的紅硬性(即在600~650℃仍有較高硬度)。2)工件經(jīng)滲氮后滲氮層體積增大，造成外表壓應(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)展熱處理,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細(xì)度很高的各種高速傳動的精細(xì)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。有一批35鋼制成的螺釘，要求其頭部在處理后硬度為35HRC~40HRC?，F(xiàn)在材料里混入少量T10鋼和10鋼。問由T10鋼和10鋼制成的螺釘假設(shè)仍按35鋼進(jìn)展淬火處理時，能否到達(dá)要求？為什么？假設(shè)仍按35鋼熱處理〔看你的硬度范圍屬于調(diào)質(zhì)處理〕時,不能否到達(dá)要求,10鋼硬度缺乏,T10鋼太硬,35鋼是優(yōu)質(zhì)碳素調(diào)質(zhì)鋼,其正常的調(diào)質(zhì)處理淬火加熱溫度是840~850℃,回火580~600℃

10鋼屬于低碳鋼,用于沖壓或滲碳處理,由于含碳量低,加熱到840~850℃時還沒有進(jìn)入完全奧氏體區(qū),屬于不完全奧氏體化,因此,淬火后一是由于沒有完全奧氏體化,二是含碳量低,所以得到馬氏體量很少,硬度根本上不發(fā)生大的變化,再在高溫回火,最終硬度缺乏,完全達(dá)不到要求.

T10鋼屬于優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼,含碳量高,其加熱溫度是770~790,如果把它加熱到840~850℃淬火,硬度可達(dá)58~62HRC,即使高溫回火后,由于碳化物的析出硬度也是很高,最終硬度指標(biāo)也達(dá)不到要求.為了提高耐磨性，以下零件、工具應(yīng)選擇何種熱處理工藝〔包括預(yù)備熱處理〕？并畫出各自的熱處理工藝曲線：〔1〕15鋼制離合器摩擦片；〔2〕45鋼制凸輪軸；〔3〕T9鋼制收割機(jī)刀片。(1)預(yù)熱：正火；外表滲碳，淬火+低溫回火(2)預(yù)熱：正火或者退火；外表淬火，低溫回火(3)高頻加熱，等溫淬火鋼材生產(chǎn)中的熱處理多數(shù)情況下是哪種熱處理工藝？在目的上與機(jī)械零件的熱處理有何不同？實際生產(chǎn)中應(yīng)更多地注意什么？根據(jù)機(jī)械零件的加工工藝路線:下料→鍛造→熱處理〔1〕→粗加工→熱處理〔2〕→精加工→熱處理〔3〕→精磨,對以下零件設(shè)計出適當(dāng)?shù)臒崽幚砉に??！?〕在低載荷下工作，要求耐磨性好的齒輪，選用15鋼，要求硬度HRC58-63.〔2〕高速、中等載荷，要求齒面硬度高的齒輪，選用45鋼，要求硬度HRC54-60?！?〕高速、重載荷、形狀復(fù)雜，要求改性變形小的齒輪，選用38CrMoAl鋼，要求硬度Hv850以上?！?〕C620車床主軸，與滑動軸承配合〔要求較好的耐磨性，HRC52-58〕，承受一定沖擊載荷，選用45鋼。22.現(xiàn)有以下零件及可供選擇的材料，給各零件選擇適宜的材料，試制定其熱處理生產(chǎn)工藝，并說明理由。零件名稱：載重汽車變速箱齒輪、捆綁用絲、彈簧所用絲、高精細(xì)機(jī)床主軸；可選材料：20CrMnTi、65Mn、40Cr、45、38CrMoAlA、20。答：〔1〕載重汽車變速箱齒輪．