金屬學(xué)與熱處理2總結(jié).doc

金屬學(xué)與熱處理總結(jié)九、鋼的熱處理原理重點內(nèi)容：冷卻時轉(zhuǎn)變產(chǎn)物（P、B、M）的特征、性能特點、熱處理的概念?；緝?nèi)容：等溫、連續(xù)C-曲線。奧氏體化的四個過程；碳鋼回火轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的性能特點。熱處理：將鋼在固態(tài)下加熱到預(yù)定的溫度，并在該溫度下保持一段時間，然后以一定的速度冷卻下來，讓其獲得所需要的組織結(jié)構(gòu)和性能的一種熱加工工藝。轉(zhuǎn)變產(chǎn)物（P、B、M）的特征、性能特點：片狀P體，片層間距越小，強度越高，塑性、韌性也越好；粒狀P體，F(xiàn)e3C顆粒越細小，分布越均勻，合金的強度越高。第二相的數(shù)量越多，對塑性的危害越大；片狀與粒狀相比，片狀強度高，塑性、韌性差；上貝氏體為羽毛狀，亞結(jié)構(gòu)為位錯，韌性差；下貝氏體為黑針狀或竹葉狀，亞結(jié)構(gòu)為位錯，位錯密度高于上貝氏體，綜合機械性能好；低碳馬氏體為板條狀，亞結(jié)構(gòu)為位錯，具有良好的綜合機械性能；高碳馬氏體為片狀，亞結(jié)構(gòu)為孿晶，強度硬度高，塑性和韌性差。等溫、連續(xù)C-曲線。十、鋼的熱處理工藝重點內(nèi)容：退火、正火的目的和工藝方法； 淬火和回火的目的和工藝方法?；緝?nèi)容：淬透性、淬硬性、熱應(yīng)力、組織應(yīng)力、回火脆性、回火穩(wěn)定性、過冷奧氏體的概念。淬火加熱缺陷及其防止措施。熱應(yīng)力：工件在加熱(或冷卻)時，由于不同部位的溫度差異，導(dǎo)致熱脹(或冷縮)的不一致所引起的應(yīng)力稱為熱應(yīng)力。組織應(yīng)力：由于工件不同部位組織轉(zhuǎn)變不同時性而引起的內(nèi)應(yīng)力。淬透性：是表征鋼材淬火時獲得馬氏體的能力的特性。淬硬性：指淬成馬氏體可能得到的硬度。回火穩(wěn)定性：淬火鋼對回火時發(fā)生軟化過程的抵抗能力。回火脆性：鋼在一定的溫度范圍內(nèi)回火時，其沖擊韌性顯著下降，這種脆化現(xiàn)象叫做鋼的回火脆性。過冷奧氏體：在臨界溫度以下處于不穩(wěn)定狀態(tài)的奧氏體稱為過冷奧氏體。退火的目的：均勻鋼的化學(xué)成分及組織；細化晶粒；調(diào)整硬度，改善鋼的成形及切削加工性能；消除內(nèi)應(yīng)力和加工硬化；為淬火做好組織準備。正火的目的：改善鋼的切削加工性能；細化晶粒，消除熱加工缺陷；消除過共析鋼的網(wǎng)狀碳化物，便于球化退火；提高普通結(jié)構(gòu)零件的機械性能。十一、工業(yè)用鋼重點內(nèi)容：材料強化方法；鋼的分類和編號?；緝?nèi)容：常用合金元素在鋼中的主要作用。材料韌化的方法、鋼的化學(xué)成分、金相組織熱處理工藝和機械性能之間的關(guān)系。合金鋼：在碳鋼的基礎(chǔ)上有意地加入一種或幾種合金元素，使其使用性能和工藝性能得以提高的以鐵為基的合金即為合金鋼。習(xí)題及參考答案二十六、退火與正火的目的是什么？退火的目的：均勻鋼的化學(xué)成分及組織；細化晶粒；調(diào)整硬度，改善鋼的成形及切削加工性能；消除內(nèi)應(yīng)力和加工硬化；為淬火做好組織準備。正火的目的：改善鋼的切削加工性能；細化晶粒，消除熱加工缺陷；消除過共析鋼的網(wǎng)狀碳化物，便于球化退火；提高普通結(jié)構(gòu)零件的機械性能。二十八、合金元素Cr、Mn、Ni、強碳化物形成元素在鋼中的主要作用是什么？Cr在鋼中的主要作用有：溶入基體，提高淬透性，固溶強化；形成第二相提高強度、硬度；含量超過13%時提高耐腐蝕性；在表面形成致密的氧化膜，提高抗氧化能力。Cr促進第二類回火脆性的發(fā)生。Mn在鋼中的主要作用有：溶入基體，提高淬透性，固溶強化；形成第二相提高強度、硬度；含量超過13%時形成奧氏體鋼，提高耐磨性；消除硫的有害作用。Mn促進第二類回火脆性的發(fā)生，促進奧氏體晶粒的長大。Ni在鋼中的主要作用有：溶入基體，提高淬透性，固溶強化；擴大奧氏體區(qū)，提高鋼的韌性，降低冷脆轉(zhuǎn)變溫度。強碳化物形成元素（Ti、Nb、Zr，V）的主要作用有：形成碳化物提高硬度、強度、耐磨性，提高回火穩(wěn)定性，細化晶粒，防止晶間腐蝕。二十九、論述鋼材在熱處理過程中出現(xiàn)脆化現(xiàn)象的主要原因及解決方法。答：過共析鋼奧氏體化后冷卻速度較慢出現(xiàn)網(wǎng)狀二次滲碳體時，使鋼的脆性增加，脆性的網(wǎng)狀二次滲碳體在空間上把塑性相分割開，使其變形能力無從發(fā)揮。解決方法，重新加熱正火，增加冷卻速度，抑制脆性相的析出。淬火馬氏體在低溫回火時會出現(xiàn)第一類回火脆性，高溫回火時有第二類回火脆性，第一類回火脆性不可避免，第二類回火脆性，可重新加熱到原來的回火溫度，然后快冷恢復(fù)韌性。工件等溫淬火時出現(xiàn)上貝氏體時韌性降低，重新奧氏體化后降低等溫溫度得到下貝氏體可以解解。奧氏體化溫度過高，晶粒粗大韌性降低。如：過共析鋼淬火溫度偏高，晶粒粗大，獲得粗大的片狀馬氏體時，韌性降低；奧氏體晶粒粗大，出現(xiàn)魏氏組織時脆性增加。通過細化晶?？梢越鉀Q。三十、20CrMnTi 、40CrNiMo、60Si2Mn、T12屬于哪類鋼？含碳量為多少？鋼中合金元素的主要作用是什么？淬火加熱溫度范圍是多少？常采用的熱處理工藝是什么？最終的組織是什么？性能如何？20CrMnTi為滲碳鋼，含碳量為0.2%，最終熱處理工藝是淬火加低溫回火，得到回火馬氏體，表面為高碳馬氏體（滲碳后），強度、硬度高，耐磨性好；心部低碳馬氏體（淬透）強韌性好。Mn與Cr 提高淬透性，強化基體，Ti阻止奧氏體晶粒長大，細化晶粒。40CrNiMo為調(diào)質(zhì)鋼，含碳量為0.4%，最終熱處理工藝是淬火加高溫回火，得到回火索氏體，具有良好的綜合機械性能，Cr、Ni提高淬透性，強化基體，Ni提高鋼的韌性，Mo細化晶粒，抑制第二類回火脆性。60Si2Mn為彈簧鋼，含碳量為0.6%，最終熱處理工藝是淬火加中溫回火，得到回火托氏體（或回火屈氏體），具有很高的彈性極限，Si、Mn提高淬透性，強化基體，Si提高回火穩(wěn)定性。T12鋼為碳素工具鋼鋼，含碳量為1.2%，最終熱處理工藝是淬火加低溫回火，得到回火馬氏體粒狀Fe3C殘余奧氏體（），強度硬度高、耐磨性高，塑性、韌性差。三十二、比較下貝氏體與高碳馬氏體的主要不同點顯微組織特征不同，下貝氏體為黑針狀或竹葉狀，高碳馬氏體為片狀；亞結(jié)構(gòu)不同，下貝氏體亞結(jié)構(gòu)為位錯，高碳馬氏體的亞結(jié)構(gòu)為孿晶；性能特點不同，下貝氏體具有良好的綜合機械性能，高碳馬氏體強度硬度高，塑性和韌性差；相變特點不同，下貝氏體為半擴散型相變，高碳馬氏體非擴散型相變。下貝氏體為復(fù)相組織，高碳馬氏體為單相組織。三十三、過共析鋼淬火加熱溫度為什么不超過Accm？過共析鋼淬火加熱溫度為AC13050。加熱溫度超過Accm時，溫度高，容易發(fā)生氧化、脫碳；奧氏體晶粒容易粗大，淬火后馬氏體粗大，產(chǎn)生顯微裂紋，強度下降；滲碳體全部溶解，失去耐磨相，奧氏體中的含碳量高，淬火后殘余奧氏體量多，硬度降低、強度降低。三十四、亞共析鋼正火與退火相比哪個硬度高?為什么? 正火后硬度高。正火與退火相比，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，因而珠光體團的尺寸較小。三十五、用T12鋼（鍛后緩冷）做一切削工具，工藝過程為：正火球化退火機加工成形淬火低溫回火。各熱處理工藝的目的是什么？得到什么組織？各種組織具有什么性能。 正火：消除網(wǎng)狀的二次滲碳體，同時改善鍛造組織、消除鍛造應(yīng)力，得到片狀的珠光體，片狀的珠光體硬度較高，塑性韌性較差。 球化退火：將片狀的珠光體變成粒狀珠光體，降低硬度，便于機械加工；組織為粒狀珠光體，這種組織塑性韌性較好，強度硬度較低。 淬火：提高硬度、強度和耐磨性；組織為馬氏體粒狀碳化物殘余奧氏體；這種組織具有高強度高硬度，塑性韌性差。 低溫回火：減少或消除淬火應(yīng)力，提高塑形和韌性；組織為回火馬氏體粒狀碳化物殘余奧氏體?；鼗鸾M織有一定的塑性韌性，強度、硬度高，耐磨性高。三十六、什么是淬火？目的是什么？具體工藝有哪些？簡述淬火加熱溫度的確定原則。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（Vc)冷卻，以得到介穩(wěn)狀態(tài)的馬氏體或下貝氏體組織的熱處理工藝方法稱為淬火。淬火目的：提高工具、滲碳零件和其它高強度耐磨機器零件等的硬度、強度和耐磨性；結(jié)構(gòu)鋼通過淬火和回火之后獲得良好的綜合機械性能；此外，還有很少數(shù)的一部分工件是為了改善鋼的物理和化學(xué)性能。如提高磁鋼的磁性，不銹鋼淬火以消除第二相，從而改善其耐蝕性等。具體工藝有：單液淬火法；中斷淬火法(雙淬火介質(zhì)淬火法)；噴射淬火法；分級淬火法；等溫淬火法。淬火加熱溫度，主要根據(jù)鋼的相變點來確定。對亞共析鋼，一般選用淬火加熱溫度為Ac3(3050)，過共析鋼則為Ac1(3050) ，合金鋼一般比碳鋼加熱溫度高。確定淬火加熱溫度時，尚應(yīng)考慮工件的形狀、尺寸、原始組織、加熱速度、冷卻介質(zhì)和冷卻方式等因素。在工件尺寸大、加熱速度快的情況下，淬火溫度可選得高一些。另外，加熱速度快，起始晶粒細，也允許采用較高加熱溫度。三十七、某車床主軸（45鋼）加工路線為：下料鍛造正火機械加工淬火（淬透）高溫回火花鍵高頻表面淬火低溫回火半精磨人工時效精磨。正火、淬火、高溫回火、人工時效的目的是什么？花鍵高頻表面淬火、低溫回火的目的是什么？表面和心部的組織是什么？正火處理是為了得到合適的硬度，以便切削加工，同時改善鍛造組織，消除鍛造應(yīng)力。淬火是為了得到高強度的馬氏體組織，高溫回火是為了得到回火索氏體，淬火高溫回火稱為調(diào)質(zhì)，目的是為使主軸得到良好的綜合力學(xué)性能。人工時效主要是為了消除粗磨削加工時產(chǎn)生的殘余應(yīng)力?；ㄦI部分用高頻淬火后低溫回火是為了得到回火馬氏體，增加耐磨性。表面為回火馬氏體，心部為回火索氏體組織。三十八、什么是退火？目的是什么？具體工藝有哪些？正火、退火工藝 選用的原則是什么？將組織偏離平衡狀態(tài)的金屬或合金加熱到適當?shù)臏囟龋３忠欢〞r間，然后緩慢冷卻以達到接近平衡狀態(tài)組織的熱處理工藝稱為退火。退火的目的在于均勻化學(xué)成分、改善機械性能及工藝性能、消除或減少內(nèi)應(yīng)力，并為零件最終熱處理準備合適的內(nèi)部組織。具體工藝有：擴散退火、完全退火、不完全退火、球化退火、再結(jié)晶退火和消除應(yīng)力退火。三十九、正火、退火工藝選用的原則是什么？含025C以下的鋼，在沒有其它熱處理工序時，可用正火來提高強度。對滲碳鋼，用正火消除鍛造缺陷及提高切削加工性能。對含碳025050的鋼，一般采用正火。對含碳050075的鋼，一般采用完全退火。含碳07510的鋼，用來制造彈簧時采用完全退火作預(yù)備熱處理，用來制造刀具時則采用球化退火。含碳大于10的鋼用于制造工具，均采用球化退火作預(yù)備熱處理。四十、說出低碳鋼（15、20）、中碳鋼（40、45）、共析鋼（T8）獲得良好綜合力學(xué)性能的最終熱處理工藝及組織。低碳鋼：淬火加低溫回火，組織為回火馬氏體。中碳鋼：淬火加高溫回火，組織為回火索氏體。共析鋼：等溫淬火，組織為下貝氏體。四十一、比較回火索氏體與索氏體的主要異同點。相同點：都是鐵素體與滲碳體的機械的機械混合物。不同點：滲碳體的形態(tài)不同，回火索氏體的滲碳體的形態(tài)為顆粒狀，索氏體的滲碳體的形態(tài)為片狀；來源不同，回火索氏體是淬火馬氏體分解的到的，索氏體是奧氏體直接分解得到的；性能特點不同，回火索氏體具有良好的綜合機械性能，索氏體的抗拉強度高；韌性比回火索氏體低。四十二 、珠光體、貝氏體、馬氏體的特征、性能特點是什么？片狀P體，片層間距越小，強度越高，塑性、韌性也越好；粒狀P體，F(xiàn)e3C顆粒越細小，分布越均勻，合金的強度越高。第二相的數(shù)量越多，對塑性的危害越大；片狀與粒狀相比，片狀強度高，塑性、韌性差；上貝氏體為羽毛狀，亞結(jié)構(gòu)為位錯，韌性差；下貝氏體為黑針狀或竹葉狀，亞結(jié)構(gòu)為位錯，位錯密度高于上貝氏體，綜合機械性能好；低碳馬氏體為板條狀，亞結(jié)構(gòu)為位錯，具有良好的綜合機械性能；高碳馬氏體為片狀，亞結(jié)構(gòu)為孿晶，強度硬度高，塑性和韌性差。四十三、W18Cr4V是什么鋼？主要性能特點是什么？合金元素在鋼中的主要作用是什么？為什么此鋼淬火加熱的奧氏體化溫度（12805）非常高？回火工藝是什么？最終組織是什么？W18Cr4V是高速鋼，主要性能特點是具有很高的紅硬性，高硬度、高耐磨性和高的淬透性。合金元素在鋼中的主要作