熱處理試題及答案(中南大學)

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1、一、填空題1、試寫出下列材料的類別。（按用途分）與應用（舉一例）。20CrMnTi屬合金結構鋼（類別）；可制作變速箱齒輪;T10屬碳工具鋼；可制作銼刀;45屬碳素結構 鋼；可制作齒輪、螺栓;W18Cr4V屬合金工具鋼；可制作車刀;2、化學熱處理的基本過程是加熱、保溫、冷卻。3、鋼的淬透性主要取決于過冷奧氏體的穩定性，馬氏體的硬度主要取決于含碳量與組織形態，鋼的表層 淬火，只能改變表層的組織結構，而化學熱處理既能改變表層的組織結構，又能改變表層的成分。4、低碳鋼為了便于切削，常預先進行正火（提高硬度）處理；高碳鋼為了便于切削，常預先進行退火（降 低硬度）處理；5、索氏體中的滲碳體是層片狀 形貌。

2、回火索氏體中的滲碳體是珠粒狀形貌。6、純Al的主要強化方法是晶粒細化（加工硬化），Al-Cu合金的主要強化方法是時效強化（固溶強化）7、再結晶形核的主要機理有應變誘發的晶界遷移機制，亞晶長大的形核機制。8、欲消除過共析鋼中大量的網狀滲碳體應采用球化退火（正火），消除鑄件中枝晶偏析應采用均勻化退火。1共析鋼淬火后，低溫、中溫、高溫回火組織分別為冋火馬氏體，冋火屈氏體，冋火索氏體。2. 馬氏體形態主要有板條狀和片狀兩種，其中片狀馬氏體硬度高、塑性差。4為了保持冷變形金屬的強度和硬度，應采用業退火工藝。5. 鋁合金的時效方法可分為自然和人工兩種。1、共析鋼過冷奧氏體等溫轉變曲線三個轉變區的轉變產物

3、是P珠光體；貝氏體；M屈氏體。2、為了降低冷變形金屬的強度和硬度，應采用冋復與再結晶退火工藝。3、根據滲碳劑在滲碳過程中聚集狀態的不同，滲碳方法可以分為固體滲碳、液體滲碳、氣體滲碳3. 45鋼正火后滲碳體呈層狀，調質處理后滲碳體呈球粒狀。4中溫回火主要用于 各種彈簧和鍛模等 典型零件處理，回火后得到 冋火屈氏體 組織。5 鋁合金按其成分及生產工藝特點，可分為鑄態和變形；變形鋁合金按熱處理性質可分為熱處理非強化 型鋁合金和可熱處理強化型鋁合金兩類;鋁合金的時效方法可分為人工時效和自然時效兩種。1熱處理基本工藝參數：加熱溫度T;加熱速度V ;保溫時間t;冷卻速度V .加熱冷卻4為了保持冷變形金屬的

4、強度和硬度，應采用冋復再結晶退火7.再結晶的驅動力是變形時與界面能有關的儲能。再結晶形核的主要機制有應變誘發的晶界訐移訐移機制 及亞晶長大的形核機制。10.回歸時間過長，則會出現對應于該溫度下的脫溶相，使硬度重新升高，或發生過時效,達不到回歸處 理的效果。1均勻化處理的目的是在高溫下通過 擴散消除或減小實際結晶條件下晶內成分 不均勻和偏離于亠 衡的組織狀態，改善合金材料的工藝性能和使用性能。2. 基于回復及再結晶過程退火主要應用是消除金屬及合金因而造成的組織與性能亞穩定狀態。變形前的原始晶粒小，變形儲能，再結晶溫度3時效與回火的區別是固溶體從高溫到低溫時是否發生了基體晶體結構的轉變。4時效后脫

5、溶相與基體界面關系有一、一、非空格三種形式。5時效強化是 位錯與 脫溶質點的相互作用。主要有位錯繞討機制與位錯切割機制。6低碳馬氏體的形貌一般為扳條狀，中碳馬氏體的形貌一般為板片狀，高碳馬氏體的形貌一般為片 狀。8把鋼加熱到臨界點Ac1；或Ac3以上保溫并隨之以大于臨界冷卻速度冷卻，用以得到介穩狀態的馬氏體 或下貝氏體組織的熱處理工藝方法稱為鋼的淬火。9. 形變熱處理是將塑性變形的與熱處理時的相變強化結合，使成型工藝與獲得最終性能統一起來的一種綜合工藝。4時效（回火）實質上是亞穩討低和固溶體 的分解。6. 在固態相變中，.新相形核的阻力是新相與母相之間的界面能新相與母相比容積差導致的 應變能。

6、7時效后脫溶相與基體界面關系有 完全共格、半共格、非共格三種形式。8時效強化是位錯與脫溶質點的相互作用。主要有繞討機制與 切割機制。9.鋁合金按其成分及生產工藝特點，可分為變形組織和鑄造組織，鋁合金的時效方法可分為自然和人工兩 種。1、工件淬火時常出現的缺陷有表面缺陷、性能缺陷、組織缺陷、形狀缺陷。2退火的目的主要是降低硬度，便于切削加工：消除或改善鋼在鑄造、軋制、鍛造和焊接過程中所造成的 各種組織缺陷；細化晶粒，改善組織，為最終熱處理做準備；還有為了消除應力，防止變形和開裂。3正火的目的和退火基本相同，但正火后得到細片狀珠光體組織，對低碳鋼來說講，正火組織易進行機械 加工；能降低工件切削加工

7、的表面粗糙度；正火還可以消除討共析鋼中的滲碳體網。4淬火的目的是把奧氏體化的鋼件淬成馬氏體，然后和不同回火溫度相配合，獲得所需的力學性能。5熱應力是由于工件加熱或冷卻時，各部溫度不同，使之熱脹冷縮 不同而產生的應力叫熱應力。6減少變形與防止開裂的方法很多，但主要的是靠正確的選材、合理的結構設計、冷熱加工工藝的密切配 合以及正確的熱處理制度來保證。1、常見的金屬晶格類型有體心立方晶格、面心立方晶格、密排立方晶格。2、金屬的機械性能主要包括強度、硬度、塑性、韌性、疲勞強度等指標，其中衡量金屬材料在靜載荷下機 械性能的指標有強度、硬度、塑性。衡量金屬材料在交變載荷和沖擊載荷作用下的指標有疲勞強度和沖

8、擊 韌性。3、常用的回火方法有低溫冋火、中溫冋火高溫冋火。4、工程中常用的特殊性能鋼有不銹鋼、耐熱鋼、耐磨剛。6、按冶煉澆注時脫氧劑與脫氧程度分，碳鋼分為沸騰鋼、鎮靜鋼、連鑄坯、半鎮靜鋼。7、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。淬透層通常以工件表面到半 馬氏體層 的深度來表示。8、冷塑性變形的內應力，按作用范圍，可分為宏觀（第一類）內應力、晶間（第一類）內應力、晶格畸 變（第三類）內應力。9、鑄鐵中碳以石墨形式析出 的過程稱為石墨化，影響石墨化的主要因素有冷卻速度和化學成分。2、普通灰鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵及蠕墨鑄鐵中石墨的形態分別為片狀、棉絮狀、球狀、蠕蟲狀。

9、3、實際金屬晶體的缺陷有空位、間隙原子、位錯。5、金屬的斷裂形式有脆性斷裂和延性斷裂 兩種。7、金屬元素在鋼中形成的碳化物可分為合金滲碳體、特殊碳化物兩類。9、合金常見的相圖有一共晶相圖、一包晶相圖和具有穩定化合物的二元相圖。10、感應表面淬火的技術條件主要包括表面硬度、有效淬硬深度、淬硬區的分布。1、液壓傳動的工作原理是以液體作為工作介質，依靠液體來傳遞運動，依靠液體來傳遞動力。2、液壓系統可分為動力系統、執行系統、控制系統、輔件系統四個部分。3、油液的兩個最基本特征是粘性、潤滑性，油液流動時的兩個基本參數是動力粘度、運動粘度。4、液壓泵是將機械能轉換為液體壓力的能量轉換裝置。5、液壓泵是靠

10、密封容積變化變化來實現吸油和壓油的，所以稱為客積泵。6、柱塞泵是靠柱塞在柱塞孔內作往復運動，使密封容積變化而吸油和壓油的，柱塞泵可分為軸向和徑向兩 類。7、換向閥的作用是利用閥芯對閥體的相對改變來控制液體的流動方向，接通或關閉油，從而改變液壓系統 的工作狀態，按閥芯運動方向不同，換向閥可分為滑閥和旋閥兩大類，其中滑閥作用最大。8、液壓基本回路是用液壓元件組成并能執行動作的、典型回路，常用的基本回路有方向控制冋路、壓力控 制冋路、流量控制冋路三種。9、壓力控制回路可用來實現卸載、減壓、順序、保壓等功能，滿足執行元件在力或轉矩上的要求。10、增壓回路中提高油液壓力的主要元件增壓器。1、金屬的性能一

11、般分為兩類，一類是使用性能，一類是工藝性能。2、大小不變或變化很慢的載荷稱為靜載荷，在短時間內以較高速度作用于零件上的載荷稱為沖擊載荷， 大小和方向隨時發生周期性變化的載荷稱為交變載荷。3、強度是指在靜載荷作用下，抵抗塑性變形或斷裂的能力。4、原子呈無序堆積狀況的物體叫非晶體，一般固態金屬都是晶體。5、金屬在耳態下，隨溫度的改變，由一種晶格類型轉變為另一種晶格類型的現象稱為同素異構轉變。6、金屬的結晶實際是晶核的形成和長大的過程。7、一種金屬元素與另一種或幾種金屬元素或非金屬元素通過熔煉或其他方法結合而成的具有金屬特性 的物質。8、鐵碳合金的基本組織有五種它們的名字是鐵素體、奧氏體、滲碳體、珠

12、光體、萊氏體。9、T12鋼按用途分屬于工具鋼，按質量分屬于優質鋼。10、工廠里常用的淬火方法單液淬火法、雙介質淬火法、馬氏體分級淬火、貝氏體的等溫淬火。11、調質零件應米用中碳鋼和中碳合金鋼。12、常用的不銹鋼有鉻不銹鋼和鉻鎳不銹鋼。13、根據鑄鐵中石墨形態的不同，鑄鐵可分為灰鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵和蠕墨鑄鐵。14、黃銅分為普通黃銅和特殊黃銅，硬質合金可分為鎢鉆類硬質合金、鎢鉆鈦類硬質合金。15、鋁合金的淬火稱為固溶處理，鋁合金淬火后需時效處理才能達到最終的力學性能。16、根據工作條件不同，磨具鋼又可分為_冷作模具鋼_、_熱作模具鋼_和塑料磨具用鋼等17、合金按照用途可分為_合金滲碳體_、_

13、特殊碳化物_和特殊性能鋼三類。 硬質合金是指將一種或多種難熔金屬_碳化物_和金屬粘結劑，通過_粉末冶金_工藝生產的一類合金材料。11、鑄鐵的力學挺能主要取決于_基體的組織_的組織和石墨的基體、形態、_數量_以及分布狀態。12、根據鑄鐵在結晶過程中的石墨化程度不同，鑄鐵可分為_灰口鑄鐵_、_白口鑄鐵_和麻口鑄鐵三類。13、常用銅合金中，_青銅_是以鋅為主加合金元素，_白銅_是以鎳為主加合金元素。14、鐵碳合金的基本組織中屬于固溶體的有_鐵素體_和_奧氏體_,屬于金屬化合物的有_滲碳體_，屬于混合 物的有_珠光體_和萊氏體。15、脫溶序列的階次規則：原子聚集區一一討渡相一一平衡相。16、寫出AlZ

14、nMg系合金人工時效時正常的脫溶序列：G，P TH。17、寫出AlC u系合金人工時效時正常的脫溶序列：G，P T T T二、名詞解釋再結晶：冷變形后的金屬加熱到一定溫度或保溫足夠時間后，在原來的變形組織中產生非畸變的新晶粒， 性能也發生顯著變化，并恢復到冷變形前的水平， 臨界變形度：通常把對應于得到特別粗大的晶粒的變形稱為 熱處理：是將鋼在固態下加熱到預定的溫度，并在該溫度下保持一段時間，然后以一定速度冷卻到室溫的 一種熱加工工藝馬氏體轉變：鋼從奧氏體狀態快速冷卻抑制其擴散性分解在較低溫度下發生的無擴散型相變 臨界冷卻速度：表示過冷奧氏體在連續冷卻過程中全部轉變為珠光體的最大冷卻速度 回火：

15、是將淬火鋼加熱到低于臨界點A1的某一溫度保溫一段時間，使淬火組織轉變為穩定的回火組織，然 后以適當方式冷卻到室溫的一種熱處理工藝 回火脆性：有些鋼在一定的范圍內回火時，其沖擊韌度顯著下降，這種催化現象叫鋼的 退火：是將鋼加熱到臨界點 Ac1 以上或一下溫度，保溫后隨爐緩慢冷卻以獲得近于平衡狀態的熱處理工藝 正火：是將鋼加熱到 Ac3 或 Acm 以上適當溫度，保溫以后在空氣中冷卻得到珠光體類組織淬火：將鋼加熱到臨界點 Ac3 或 Ac1 以上一定溫度，保溫后以大于臨界冷卻速度冷卻得到馬氏體或下貝氏 體等溫淬火：是將奧氏體化后的工件淬入Ms點以上某溫度鹽浴中，等溫保持足夠長時間，使之轉變為下貝氏

16、體組織，然后取出在空氣中冷卻的淬火方法調質處理：將淬火和隨后回火相結合的熱處理工藝成為調質處理淬透性：是指奧氏體化后的鋼在淬火時獲得馬氏體的能力淬硬性：表示鋼淬火時的硬化能力形變熱處理：是將塑性變形同熱處理有機結合在一起，獲得形變強化和相變強化綜合效果的工藝方法。 晶粒度：多晶體內的晶粒大小。鋼的晶粒度按其奧氏體化條件與長大傾向又分成起始晶粒度、實際晶粒度 和本質晶粒度。晶界無沉淀帶：局部脫溶過程中，由于晶界上析出沉淀而使晶界附近出現無脫溶相析出的區域。 原位再結晶：回復過程中，多邊化或胞狀亞結構會通過晶界遷移和亞晶的合并，周圍不斷粗化的過程，但 變形晶粒特征無改變。鋼的二次硬化：較高溫度回火

17、過程中，從馬氏體中析出第二相（碳化物）而使剛產生附加強化。 過燒：在熱處理過程中由于溫度過高，而導致晶界局部熔化而氧化的現象。不連續脫溶：即胞狀脫溶，在脫溶胞與基體之間存在一個明晰的界面，兩者成分發生突變，脫溶胞晶格常 數不連續變化?；鼗瘃R氏體：淬火后回火所致的馬氏體或殘余奧氏體分解產物，一般由鐵素體和碳化物組成。Orowan 機制：位錯繞過較硬質點的時候，在質點周圍留下位錯環，從而使合金強化。HNi65-5： Cu65%,Ni5%黃銅。40Mn:含碳量0.4%，Mn含量低于1.5%的優質合金結構鋼。階次規則：脫溶時在形成平衡相之前會逐步析出的一種或多種過渡相。 普遍脫溶：屬于連續脫溶的一種。

18、將固溶處理后的合金置于較低溫度保溫時，整個過飽和固溶體中普遍地 發生脫溶并析出均勻分布的脫溶相的現象。2A12-T6:可熱處理強化的Al-Cu基合金，峰值時效態?；貜停豪渥冃谓饘僭谝欢囟缺貢r，發生的點缺陷運動和位錯運動與重新組合，但不包含低位錯的新晶 粒的生成。亞晶粒：在多晶體的每一個晶粒內，晶格位向也并非完全一致，而是存在著許多尺寸很小、位向差很小的小晶塊，它們相互鑲嵌而成晶粒，稱亞晶粒。亞晶界：兩相鄰亞晶粒間的邊界稱為亞晶界。刃型位錯：位錯可認為是晶格中一部分晶體相對于另一部分晶體的局部滑移而造成?；撇糠峙c未滑移部 分的交界線即為位錯線。如果相對滑移的結果上半部分多出一半原子面，多余

19、半原子面的邊緣好像插入晶 體中的一把刀的刃口，故稱“刃型位錯”。單晶體：如果一塊晶體，其內部的晶格位向完全一致，則稱這塊晶體為單晶體。多晶體：由多種晶粒組成的晶體結構稱為“多晶體”。過冷度：實際結晶溫度與理論結晶溫度之差稱為過冷度。自發形核：在一定條件下，從液態金屬中直接產生，原子呈規則排列的結晶核心。 非自發形核：是液態金屬依附在一些未溶顆粒表面所形成的晶核。變質處理：在液態金屬結晶前，特意加入某些難熔固態顆粒，造成大量可以成為非自發晶核的固態質點，使結晶時的晶核數目大大增加，從而提高了形核率，細化晶粒，這種處理方法即為變質處理。 變質劑：在澆注前所加入的難熔雜質稱為變質劑。加工硬化：隨著塑

20、性變形的增加，金屬的強度、硬度迅速增加；塑性、韌性迅速下降的現象。 回復：為了消除金屬的加工硬化現象，將變形金屬加熱到某一溫度，以使其組織和性能發生變化。在加熱 溫度較低時，原子的活動能力不大，這時金屬的晶粒大小和形狀沒有明顯的變化，只是在晶內發生點缺陷 的消失以及位錯的遷移等變化，因此，這時金屬的強度、硬度和塑性等機械性能變化不大，而只是使內應 力及電阻率等性能顯著降低。此階段為回復階段。再結晶：被加熱到較高的溫度時，原子也具有較大的活動能力，使晶粒的外形開始變化。從破碎拉長的晶 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“再結晶”。 熱加工：將金屬加熱到再結晶

21、溫度以上一定溫度進行壓力加工。冷加工：在再結晶溫度以下進行的壓力加工。鐵素體（F :鐵素體是碳在a Fe中形成的間隙固溶體，為體心立方晶格。由于碳在a Fe中的溶解 度很小，它的性能與純鐵相近。塑性、韌性好，強度、硬度低。它在鋼中一般呈塊狀或片狀。Y Fe奧氏體（A :奧氏體是碳在中形成的間隙固溶體，面心立方晶格。因其晶格間隙尺寸較大，故碳V Fe在中的溶解度較大。有很好的塑性。滲碳體（Feg :鐵和碳相互作用形成的具有復雜晶格的間隙化合物。滲碳體具有很高的硬度，但塑性很差， 延伸率接近于零。在鋼中以片狀存在或網絡狀存在于晶界。在萊氏體中為連續的基體，有時呈魚骨狀。 珠光體（P :由鐵素體和滲

22、碳體組成的機械混合物。鐵素體和滲碳體呈層片狀。珠光體有較高的強度和硬 度，但塑性較差。萊氏體（Ld :由奧氏體和滲碳體組成的機械混合物。在萊氏體中，滲碳體是連續分布的相，奧氏體呈顆粒 狀分布在滲碳體基體上。由于滲碳體很脆，所以萊氏體是塑性很差的組織。G、P區：合金中能用X射線法測定出的原子聚集區，時與脫溶的產物，尺寸小，晶體結構與基體相同。 C曲線（過冷奧氏體等溫轉變曲線）：以溫度為縱坐標，時間為橫坐標，分別將各溫度下過冷奧氏體的轉 變開始和轉變終了時間連續起來，可以得到兩根曲線，其形狀像“C”字，故稱“C”曲線。亦稱為TTT圖。三、問答題 過冷度與冷卻速度有何關系？它對金屬結晶過程有何影響？

23、對鑄件晶粒大小有何影響？ 答：冷卻速度越大，貝V過冷度也越大。隨著冷卻速度的增大，貝V晶體內形核率和長大速度都加快，加 速結晶過程的進行，但當冷速達到一定值以后則結晶過程將減慢，因為這時原子的擴散能力減弱。 過冷度增大，4F大，結晶驅動力大，形核率和長大速度都大，且N的增加比G增加得快，提高了 N 與 G 的比值，晶粒變細，但過冷度過大，對晶粒細化不利，結晶發生困難。下列零件或工具用何種碳鋼制造：手鋸鋸條、普通螺釘、車床主軸。答：手鋸鋸條：它要求有較高的硬度和耐磨性，因此用碳素工具鋼制造，如 T9、T9A、T10、T10A、T11、T11A。普通螺釘：它要保證有一定的機械性能，用普通碳素結構鋼

24、制造，如 Q195、Q215、Q235。車床主軸：它要求有較高的綜合機械性能，用優質碳素結構鋼，如 30、35、40、45、50。何謂鋼的熱處理？鋼的熱處理操作有哪些基本類型？試說明熱處理同其它工藝過程的關系及其在機械制 造中的地位和作用。答：（1）為了改變鋼材內部的組織結構，以滿足對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熱處理，表面淬火包括火焰加熱表面淬火和感應 加熱表面淬火，化學熱處理包括滲碳、滲氮和碳氮共滲等。（3）熱處理是機器零件加工工藝過程中的重要

25、工序。一個毛坯件經過預備熱處理，然后進行切削加工，再 經過最終熱處理，經過精加工，最后裝配成為零件。熱處理在機械制造中具有重要的地位和作用，適 當的熱處理可以顯著提高鋼的機械性能，延長機器零件的使用壽命。熱處理工藝不但可以強化金屬材 料、充分挖掘材料潛力、降低結構重量、節省材料和能源，而且能夠提高機械產品質量、大幅度延長 機器零件的使用壽命，做到一個頂幾個、頂十幾個。此外，通過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性能。1）奧氏體的起始晶粒度、實際晶粒度、本質晶粒度；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的晶粒大小。（2）實際晶粒度：

26、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）本質晶粒度：根據標準試驗方法，在93010C保溫足夠時間（3-8小時）后測定的鋼中晶粒的大 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械混合物。索氏體：在650600C溫度范圍內形成層片較細的珠光體。屈氏體：在600550C溫度范圍內形成片層極細的珠光體。貝氏體：過飽和的鐵素體和滲碳體組成的混合物。馬氏體：碳在a -Fe中的過飽和固溶體。3）奧氏體、過冷奧氏體、殘余奧氏體；Y Fe答：奧氏體:碳在中形成的間隙固溶體.過冷奧氏體:處于臨界點以下的不穩定的將要發生分解的奧氏體稱為過冷奧氏體。殘余奧氏體：M

27、轉變結束后剩余的奧氏體。4）退火、正火、淬火、回火、冷處理、時效處理（尺寸穩定處理）； 答：退火：將工件加熱到臨界點以上或在臨界點以下某一溫度保溫一定時間后，以十分緩慢的冷卻速度（爐冷、坑冷、灰冷）進行冷卻的一種操作。正火：將工件加熱到A或A以上3080C，保溫后從爐中取出在空氣中冷卻。c3 ccm淬火：將鋼件加熱到Ac或Ac以上3050C，保溫一定時間，然后快速冷卻（一般為油冷或水冷）從31而得馬氏體的一種操作?；鼗穑簩⒋慊痄撝匦录訜岬紸點以下的某一溫度，保溫一定時間后，冷卻到室溫的一種操作。1冷處理：把冷到室溫的淬火鋼繼續放到深冷劑中冷卻，以減少殘余奧氏體的操作。時效處理：為使二次淬火層的

28、組織穩定，在110150C經過636小時的人工時效處理，以使組織穩定。5）淬火臨界冷卻速度（V）,淬透性，淬硬性；k答：淬火臨界冷卻速度（V）：淬火時獲得全部馬氏體組織的最小冷卻速度。k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）再結晶、重結晶； 答：再結晶：金屬材料加熱到較高的溫度時，原子具有較大的活動能力，使晶粒的外形開始變化。從破碎拉長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“再結晶”。重結晶：由于溫度變化，引起晶體重新形核、長大，發生晶體結構的改變，稱為重結晶。7）調質處理、變質處理。答：調質處理：淬火

29、后的高溫回火。 變質處理：在液態金屬結晶前，特意加入某些難熔固態顆粒，造成大量可以成為非自發晶核的 固態質點，使結晶時的晶核數目大大增加，從而提高了形核率，細化晶粒。3. 指出A、A、A； A、A、A ； A、A、A 各臨界點的意義13 cm C1 C3 ccmr1 r3 rcm答：A：共析轉變線，含碳量在0.026.69%的鐵碳合金冷卻到727C時都有共析轉變發生，形成P。1A :奧氏體析出鐵素體的開始線。3A :碳在奧氏體中的溶解度曲線。cmA :實際加熱時的共析轉變線。C1A ：實際加熱時奧氏體析出鐵素體的開始線。C3A :實際加熱時碳在奧氏體中的溶解度曲線。cma :實際冷卻時的共析轉

30、變線。r1A :實際冷卻時奧氏體析出鐵素體的開始線。r3A :實際冷卻時碳在奧氏體中的溶解度曲線。rcm4. 何謂本質細晶粒鋼？本質細晶粒鋼的奧氏體晶粒是否一定比本質粗晶粒鋼的細？答：(1)本質細晶粒鋼：加熱到臨界點以上直到930C，隨溫度升高，晶粒長大速度很緩慢，稱本質細 晶粒鋼。(2) 不一定。本質晶粒度只代表鋼在加熱時奧氏體晶粒長大傾向的大小。本質粗晶粒鋼在較低加熱 溫度下可獲得細晶粒，而本質細晶粒鋼若在較高溫度下加熱也會得到粗晶粒。5. 珠光體類型組織有哪幾種？它們在形成條件、組織形態和性能方面有何特點？ 答:(1)三種。分別是珠光體、索氏體和屈氏體。(2) 珠光體是過冷奧氏體在550

31、C以上等溫停留時發生轉變，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650600C溫度范圍內形成層片較細的珠光體。屈氏體是在600550C溫度 范圍內形成片層極細的珠光體。珠光體片間距愈小，相界面積愈大，強化作用愈大，因而強度和 硬度升高，同時，由于此時滲碳體片較薄，易隨鐵素體一起變形而不脆斷，因此細片珠光體又具 有較好的韌性和塑性。6. 貝氏體類型組織有哪幾種？它們在形成條件、組織形態和性能方面有何特點？ 答:(1)兩種。上貝氏體和下貝氏體。(2)上貝氏體的形成溫度在600350C。在顯微鏡下呈羽毛狀，它是由許多互相平行的過飽和鐵素 體片和分布在片間的斷續細小的滲碳體組成的混合物

32、。其硬度較高，可達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350CMs，下貝氏體在光學 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小的滲碳體 粒子組成的。下貝氏體具有高強度、高硬度、高塑性、高韌性，即具有良好的綜合機械性能。7. 馬氏體組織有哪幾種基本類型？它們在形成條件、晶體結構、組織形態、性能有何特點？馬氏體的硬度 與含碳量關系如何？答:(1)兩種，板條馬氏體和片狀馬氏體。(2)奧氏體轉變后，所產生的M的形態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

33、大于1.0%的為針狀馬氏體。低碳馬氏 體的晶體結構為體心立方。隨含碳量增加，逐漸從體心立方向體心正方轉變。含碳量較高的鋼的 晶體結構一般出現體心正方。低碳馬氏體強而韌，而高碳馬氏體硬而脆。這是因為低碳馬氏體中 含碳量較低，過飽和度較小，晶格畸變也較小，故具有良好的綜合機械性能。隨含碳量增加，馬 氏體的過飽和度增加，使塑性變形阻力增加，因而引起硬化和強化。當含碳量很高時，盡管馬氏 體的硬度和強度很高，但由于過飽和度太大，引起嚴重的晶格畸變和較大的內應力，致使高碳馬 氏體針葉內產生許多微裂紋，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冷卻？試繪出奧氏體

34、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Ar以下某一溫度保溫，待其分解轉變完成后，再冷至室溫的一種冷卻1轉變方式。連續冷卻：在一定冷卻速度下，過冷奧氏體在一個溫度范圍內所發生的轉變。rjr .f9. 為什么要對鋼件進行熱處理？答：通過熱處理可以改變鋼的組織結構，從而改善鋼的性能。熱處理可以顯著提高鋼的機械性能，延長機 器零件的使用壽命。恰當的熱處理工藝可以消除鑄、鍛、焊等熱加工工藝造成的各種缺陷，細化晶粒、 消除偏析、降低內應力，使鋼的組織和性能更加均勻。10. 試比較共析碳鋼過冷奧氏體等溫轉變曲線與連續轉變曲線的異同點。答：首先連續冷卻轉變曲線與等溫轉變曲線臨界冷卻速度不同。

35、其次連續冷卻轉變曲線位于等溫轉變曲線 的右下側，且沒有C曲線的下部分，即共析鋼在連續冷卻轉變時，得不到貝氏體組織。這是因為共析 鋼貝氏體轉變的孕育期很長，當過冷奧氏體連續冷卻通過貝氏體轉變區內尚未發生轉變時就已過冷到 M點而發生馬氏體轉變，所以不出現貝氏體轉變。s11. 淬火臨界冷卻速度V的大小受哪些因素影響？它與鋼的淬透性有何關系？k答：（I）化學成分的影響：亞共析鋼中隨著含碳量的增加，C曲線右移，過冷奧氏體穩定性增加，則V減k小，過共析鋼中隨著含碳量的增加，C曲線左移，過冷奧氏體穩定性減小，則V增大；合金元素k中，除Co和Al（2.5%）以外的所有合金元素，都增大過冷奧氏體穩定性，使C曲線

36、右移，則V k 減小。（2） 一定尺寸的工件在某介質中淬火，其淬透層的深度與工件截面各點的冷卻速度有關。如果工件截 面中心的冷速高于V，工件就會淬透。然而工件淬火時表面冷速最大，心部冷速最小，由表面至 k心部冷速逐漸降低。只有冷速大于V的工件外層部分才能得到馬氏體。因此，V越小，鋼的淬透 kk層越深，淬透性越好。12. 將燉mm的T8鋼加熱至760C并保溫足夠時間，問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550C范圍內等溫停留一段時間，再冷卻下來得到珠光

37、體組織。索氏體：冷卻至650600C溫度范圍內等溫停留一段時間，再冷卻下來得到索光體組織。屈氏體：冷卻至600550C溫度范圍內等溫停留一段時間，再冷卻下來得到屈氏體組織。上貝氏體：冷卻至600350C溫度范圍內等溫停留一段時間，再冷卻下來得到上貝氏體組織。 下貝氏體：冷卻至350CMs溫度范圍內等溫停留一段時間，再冷卻下來得到下貝氏體組織。 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）Al13. 退火的主要目的是什么？生產上

38、常用的退火操作有哪幾種？指出退火操作的應用范圍。答：（1）均勻鋼的化學成分及組織，細化晶粒，調整硬度，并消除內應力和加工硬化，改善鋼的切削加工 性能并為隨后的淬火作好組織準備。（2）生產上常用的退火操作有完全退火、等溫退火、球化退火、去應力退火等。（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。有時也用于焊 接結構。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）及機加工的殘余內應力。14. 何謂球化退火？為什么過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Ac以上3050C，保溫一

39、定時間后隨爐緩慢冷卻至600C后出爐空冷。1（2）過共析鋼組織若為層狀滲碳體和網狀二次滲碳體時，不僅硬度高，難以切削加工，而且增大鋼的 脆性，容易產生淬火變形及開裂。通過球化退火，使層狀滲碳體和網狀滲碳體變為球狀滲碳體， 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）經冷軋后的15鋼鋼板，要求降低硬度；答：再結晶退火。目的：使變形晶粒重新轉變為等軸晶粒，以消除加工硬化現象，降低了硬度，消除內應 力。細化晶粒，均勻組織，消除內應力，降低硬度以消除加工硬化現象。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。經鑄

40、造后的齒輪存在晶粒粗大并不均勻現象，且存在殘余內應力。因此退火目的：細化晶 粒，均勻組織，消除內應力，降低硬度，改善切削加工性。組織：晶粒均勻細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，且存在殘余內應力。因此退火目的：細 化晶粒，均勻組織，消除內應力，降低硬度，改善切削加工性。組織：晶粒均勻細小的少量鐵素體和 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， 容易產生淬火變形及開裂。通過球化退火，使層狀滲碳體和網狀滲碳體變為球狀滲碳體，以降低

41、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別是什么？生產中應如何選擇正火及退火？答：與退火的區別是加熱溫度不同，對于過共析鋼退火加熱溫度在Ac以上3050C而正火加熱溫度在1A以上3050C。冷速快，組織細，強度和硬度有所提高。當鋼件尺寸較小時，正火后組織：S，ccm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，表面粗糙度及對刀具的磨損等。一般金屬的硬度在HB170230范圍內，切削性能較好。高于它過硬，難以加工，且刀具磨損快；過 低則切屑不易斷，造成刀具發熱和磨損，加工后的零件表面粗糙度很大。對于低、中碳結構

42、鋼以正 火作為預先熱處理比較合適，高碳結構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，隨后不再進行淬火和回火，那么往往用正火來提高其機械性能，但若零 件的形狀比較復雜，正火的冷卻速度有形成裂紋的危險，應采用退火。（3）從經濟上考慮 正火比退火的生產周期短，耗能少，且操作簡便，故在可能的條件下，應優先考慮以正火代替退 火。17. 指出下列零件的鍛造毛坯進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：細化晶

43、粒，均勻組織，消除內應力，提高硬度，改善切削加工性。組織：晶粒均勻細小的大量鐵素體和少量索氏體。（2）目的：細化晶粒，均勻組織，消除內應力。組織：晶粒均勻細小的鐵素體和索氏體。（3）目的：細化晶粒，均勻組織，消除網狀FeC，為球化退火做組織準備，消除內應力。組織：索 3 II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700C，保溫足夠時間，隨爐冷卻至室溫；（2）緩慢加熱至840C，保溫足夠時間，隨爐冷卻至室溫；（3）緩慢加熱至1100C，保溫足夠時間，隨爐冷卻至室溫；問上述三種工藝各得到何

44、種組織？若要得到大小均勻的細小晶粒，選何種工藝最合適？ 答：（1）因其未達到退火溫度，加熱時沒有經過完全奧氏體化，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，加熱時全部轉化為晶粒細小的奧氏體，故冷卻后得到組織、晶粒均勻細 小的鐵素體和珠光體。（3）因其加熱溫度過高，加熱時奧氏體晶粒劇烈長大，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？亞共析碳鋼及過共析碳鋼淬火加熱溫度應如何選擇？試從獲得的組織及性能等 方面加以說明。 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

45、獲得各種需要的性能。亞共析碳鋼淬火加熱溫度Ac+（3050C），淬火后的組織為均勻而細小的馬氏體。因為如果亞共析碳3鋼加熱溫度在 Ac Ac 之間，淬火組織中除馬氏體外，還保留一部分鐵素體，使鋼的強度、硬度降低。13但溫度不能超過 Ac 點過高，以防奧氏體晶粒粗化，淬火后獲得粗大馬氏體。3過共析碳鋼淬火加熱溫度Ac + （3050C）,淬火后的組織為均勻而細小的馬氏體和顆粒狀滲碳體及殘1余奧氏體的混合組織。如果加熱溫度超過 A ，滲碳體溶解過多，奧氏體晶粒粗大，會使淬火組織中馬ccm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。淬火溫度過高，淬火后 易得到含有顯微裂紋的

46、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？說明它們的主要特點及其應用范圍。 答：常用的淬火方法有單液淬火法、雙液淬火法、等溫淬火法和分級淬火法。單液淬火法：這種方法操作簡單，容易實現機械化，自動化，如碳鋼在水中淬火，合金鋼在油中淬火。 但其缺點是不符合理想淬火冷卻速度的要求，水淬容易產生變形和裂紋，油淬容易產生 硬度不足或硬度不均勻等現象。適合于小尺寸且形狀簡單的工件。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冷速快和油在低溫區冷速慢的優點， 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的冷速，減少組織應力， 從而防止工件變形或開裂。適合于尺寸較大、

47、形狀復雜的工件。等溫淬火法：它是將加熱的工件放入溫度稍高于M的硝鹽浴或堿浴中，保溫足夠長的時間使其完成Bs轉變。等溫淬火后獲得 B 組織。下貝氏體與回火馬氏體相比，在碳量相近，硬度相當 下的情況下，前者比后者具有較高的塑性與韌性，適用于尺寸較小，形狀復雜，要求變 形小，具有高硬度和強韌性的工具，模具等。分級淬火法：它是將加熱的工件先放入溫度稍高于M的硝鹽浴或堿浴中，保溫25min,使零件內外s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外的溫差和減慢馬氏 體轉變時的冷卻速度，從而有效地減少內應力，防止產生變形和開裂。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

48、形小，尺寸精度高的工件，如模 具、刀具等。21. 說明45鋼試樣（10mm）經下列溫度加熱、保溫并在水中冷卻得到的室溫組織：700C, 760C, 840C, 1100C。答：700C :因為它沒有達到相變溫度，因此沒有發生相變，組織為鐵素體和珠光體。760C :它的加熱溫度在AcAc之間，因此組織為鐵素體、馬氏體和少量殘余奧氏體。13840C：它的加熱溫度在Ac以上，加熱時全部轉變為奧氏體，冷卻后的組織為馬氏體和少量殘余奧氏3體。1100C：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殘余奧氏體。22. 有兩個含碳量為1.2%的碳鋼薄試樣，分別加熱到780C和860

49、C并保溫相同時間，使之達到平衡狀態， 然后以大于V的冷卻速度至室溫。試問：K（1）哪個溫度加熱淬火后馬氏體晶粒較粗大？答;因為860C加熱溫度高，加熱時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）哪個溫度加熱淬火后馬氏體含碳量較多？答；因為加熱溫度860C已經超過了 A，此時碳化物全部溶于奧氏體中，奧氏體中含碳量增加，而奧氏體 ccm向馬氏體轉變是非擴散型轉變，所以冷卻后馬氏體含碳量較多。（3）哪個溫度加熱淬火后殘余奧氏體較多？答：因為加熱溫度860C已經超過了 A，此時碳化物全部溶于奧氏體中，使奧氏體中含碳量增加，降低鋼 ccm的 M 和 M 點，淬火后殘余奧氏體增多。sf（4

50、）哪個溫度加熱淬火后未溶碳化物較少？答：因為加熱溫度860C已經超過了 A，此時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ccm（5）你認為哪個溫度加熱淬火后合適？為什么？答：780C加熱淬火后合適。因為含碳量為1.2%的碳鋼屬于過共析鋼，過共析碳鋼淬火加熱溫度Ac+（30150C），而780C在這個溫度范圍內，這時淬火后的組織為均勻而細小的馬氏體和顆粒狀滲碳體及殘余 奧氏體的混合組織，使鋼具有高的強度、硬度和耐磨性，而且也具有較好的韌性。23. 指出下列工件的淬火及回火溫度，并說明其回火后獲得的組織和大致的硬度：（1）45 鋼小軸（要求綜合機械性能）；（2）60 鋼彈簧；（3）T1

51、2 鋼銼刀。答：（1）45鋼小軸（要求綜合機械性能），工件的淬火溫度為850C左右，回火溫度為500C650C左右， 其回火后獲得的組織為回火索氏體，大致的硬度2535HRC。（2）60鋼彈簧，工件的淬火溫度為850C左右，回火溫度為350C500C左右，其回火后獲得的組 織為回火屈氏體，大致的硬度4048HRC。（3）T12鋼銼刀，工件的淬火溫度為780C左右，回火溫度為150C250C，其回火后獲得的組織為 回火馬氏體，大致的硬度60HRC。24. 為什么工件經淬火后往往會產生變形，有的甚至開裂？減小變形及防止開裂有哪些途徑？ 答：淬火中變形與開裂的主要原因是由于淬火時形成內應為。淬火內應

52、力形成的原因不同可分熱應力與組織應力兩種。工件在加熱和（或）冷卻時由于不同部位存在著溫度差別而導致熱脹和（或）冷縮不一致所引起的應力稱 為熱應力。熱應力引起工件變形特點時：使平面邊為凸面，直角邊鈍角，長的方向變短，短的方向增 長，一句話，使工件趨于球形。鋼中奧氏體比體積最小,奧氏體轉變為其它各種組織時比體積都會增大,使鋼的體積膨脹;工件淬火時 各部位馬氏體轉變-先后不一致,因而體積膨脹不均勻。這種由于熱處理過程中各部位冷速的差異使工 件各部位相轉變的不同時性所引起的應力,稱為相變應力（組織應力）。組織應力引起工件變形的特點卻 與此相反：使平面變為凹面，直角變為鈍角，長的方向變長；短的方向縮短，

53、一句話，使尖角趨向于 突出。工件的變形與開裂是熱應力與組織應力綜合的結果，但熱應力與組織應力方向恰好相反，如果熱處理 適當，它們可部分相互抵消，可使殘余應力減小，但是當殘余應力超過鋼的屈服強度時，工件就發生 變形，殘余應力超過鋼的抗拉強度時，工件就產生開裂。為減小變形或開裂，出了正確選擇鋼材和合 理設計工件的結構外，在工藝上可采取下列措施：1. 采用合理的鍛造與預先熱處理 鍛造可使網狀、帶狀及不均勻的碳化物呈彌散均勻分布。淬火前應進行預備熱處理（如球化退火與正火）, 不但可為淬火作好組織準備,而且還可消除工件在前面加工過程中產生的內應力。2. 采用合理的淬火工藝； 正確確定加熱溫度與加熱時間,

54、可避免奧氏體晶粒粗化。對形狀復雜或導熱性差的高合金鋼,應緩慢 加熱或多次預熱,以減少加熱中產生的熱應力。工件在加熱爐中安放時 ,要盡量保證受熱均勻,防止 加熱時變形;選擇合適的淬火冷卻介質和洋火方法（如馬氏體分級淬火、貝氏體等溫淬火）,以減少冷 卻中熱應力和相變應力等。3. 淬火后及時回火淬火內應力如不及時通過回火來消除,對某些形狀復雜的或碳的質量分數較高的工件,在等待回火 期間就會發生變形與開裂。4. 對于淬火易開裂的部分，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系和區別？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獲得淬硬

55、層的能力。不同的鋼在同樣的條件下淬硬層深不同，說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，獲得的馬氏體組 織所能達到的最高硬度。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： 化學成分C 曲線距縱坐標愈遠，淬火的臨界冷卻速度愈小，則鋼的淬透性愈好。對于碳鋼，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，即亞共析鋼的淬透性隨含碳量增加 而增大，過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

56、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定的？用什么方法測定結構鋼的淬透性？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D來表示鋼獲得淬硬層深度的能力。所謂臨界直徑就C 是指圓柱形鋼棒加熱后在一定的淬火介質中能全部淬透的最大直徑。對同一種鋼D D ”，因為油的冷卻能力比水低。目前國內外都普遍采用“頂端淬火法”測定鋼的淬C油 C水透性曲線，比較不同鋼的淬透性?！绊敹舜慊鸱ā眹乙幎ㄔ嚇映叽鐬?25X100mm；水柱自由高度65mm；此外應注意加熱過程中 防止氧化，脫碳。將鋼加熱奧氏體化后，迅速噴水冷卻。顯然，

57、在噴水端冷卻速度最大，沿試樣軸向 的冷卻速度逐漸減小。據此，末端組織應為馬氏體，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，工業上用鋼的淬透性曲線幾乎都已測定，并已匯集成冊可查閱參考。 由淬透性曲線就可比較出不同鋼的淬透性大小。此外對于同一種鋼，因冶煉爐冷不同，其化學成分會在一個限定的范圍內波動，對淬透性有一定的 影響，因此鋼的淬透性曲線并不是一條線，而是一條帶，即表現出“淬透性帶”。鋼的成分波動愈小， 淬透性帶愈窄，其性能愈穩定，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

58、各種回火操作得到的組織、性能及其應用范圍。 答：回火的目的是降低淬火鋼的脆性，減少或消除內應力，使組織趨于穩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。內應力和脆性降低，保持了高硬度和高耐磨性。這種回火主要 應用于高碳鋼或高碳合金鋼制造的工、模具、滾動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 種回火主要應用于含碳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

59、有適當的強度和足夠的塑性和韌性。這種回 火主要應用于含碳0.3-0.5% 的碳鋼和合金鋼制造的各類連接和傳動的結構零件，如軸、連桿、螺栓 等。28. 指出下列組織的主要區別：（1）索氏體與回火索氏體；（2）屈氏體與回火屈氏體；（3）馬氏體與回火馬氏體。答：由奧氏體冷卻轉變而成的屈氏體（淬火屈氏體）和索氏體（淬火索氏體）組織,與由馬氏體分解所得到的回 火屈氏體和回火索氏體組織有很大的區別,主要是碳化物的形態不同。由奧氏體直接分解的屈氏體及索 氏體中的碳化物是片狀的,而由馬氏體分解的回火屈氏體與回火索氏體中碳化物是顆粒狀的?；鼗鹚魇?體和回火屈氏體相對于索氏體與屈氏體其塑性和韌性較好。馬氏體（M）

60、是由A直接轉變成碳在aFe 中過飽和固溶體?；鼗瘃R氏體是過飽和的a固溶體（鐵素體）和與其晶格相聯系的e碳化物所組成， 其淬火內應力和脆性得到降低。30. 化學熱處理包括哪幾個基本過程？常用的化學熱處理方法有哪幾種？ 答：化學熱處理是把鋼制工件放置于某種介質中，通過加熱和保溫，使化學介質中某些元素滲入到工件表 層，從而改變表層的化學成分，使心部與表層具有不同的組織與機械性能?；瘜W熱處理的過程：1 分解：化學介質要首先分解出具有活性的原子；2 吸收：工件表面吸收活性原子而形成固溶體或化合物；3 擴散：被工件吸收的活性原子，從表面想內擴散形成一定厚度的擴散層。 常用的化學熱處理方法有：滲碳、氮化、碳

61、氮共滲、氮碳共滲。31. 試述一般滲碳件的工藝路線，并說明其技術條件的標注方法。答：一般滲碳件的工藝路線為：下料f鍛造f正火f切削加工f渡銅（不滲碳部位）f滲碳f淬火f低溫回火f噴丸f精磨f成品32. 氮化的主要目的是什么？說明氮化的主要特點及應用范圍。答：在一定溫度（一般在A以下）使活性氮原子滲入工件表面的化學熱處理工藝稱為滲氮。其目的是提高工C1件表面硬度、耐磨性、耐蝕性及疲勞強度。氮化的主要特點為：1）工件經滲氮后表面形成一層極硬的 合金氮化物（如CrN、MoN、AIN等），滲氮層的硬度一般可達9501200HV（相當于68-72HRC）,且滲氮層具 有高的紅硬性（即在600650C仍有

62、較高硬度）。2）工件經滲氮后滲氮層體積增大，造成表面壓應力，使 疲勞強度顯著提高。3）滲氮層的致密性和化學穩定性均很高,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的精密齒輪、高精度機床主軸（如鍾軸、磨床 主軸）、分配式液壓泵轉子，交變載荷作用下要求疲勞強度高的零件（高速柴油機曲軸），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. 試說明表面淬火、滲碳、氮化熱處理工藝在用鋼、性能、應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

63、低合金鋼（40Cr、40MnB等），也可用于高碳工具鋼， 低合金工具鋼（如 T8 9Mn V、GCr 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、215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，而中心仍保持原來的退火、正火或調質 狀態的組織。應用范圍：（1）高頻感應加熱表面淬火應用于中小模數齒輪、小型軸的表面淬火。（2） 中頻感應加熱表面淬火主要用于承受較大載荷和磨損的零件，例如大模數齒輪、尺寸較大的曲軸和凸輪 軸等。（3）工頻感應加熱表面淬火工頻感應加熱主要用于大直徑鋼材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到0.81.1%C