金屬材料熱處理教學提綱

1、金屬材料熱處理精品資料練習一1、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OK度的硬度分布腹線禾盍如圖刃左整根樣的杞度上由于龍度不同*經(jīng)歷了回復再結晶和晶軌長犬三乍過程 第I區(qū)城丫 T<Tftt僅發(fā)生回復*鏈度喘有下降“第區(qū)琥，發(fā)生再結晶.理度大大F降、且隨遐度升離，同樣1小時內(nèi)完成再結晶的休 積百分數(shù)增天，礎度軌之下降.第ID區(qū)域，晶粒長大，晶界對位錯運動阻礙較小故現(xiàn)度進一步降低。2、分析一次滲碳體、二次滲碳體、三次滲碳體、共晶

2、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)狀結構，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；共晶滲碳體由共晶轉變得 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 C的電氣裝置上，在進 行強度設計時為何要考慮回復效應，又為何不考慮晶粒長大效應。冷加工后的無氧銅內(nèi)有足夠的儲能，在150 C條件下可能發(fā)生回復效應，工作溫度

3、150C低于無氧銅再結晶溫度，所以不會發(fā)生再結晶效應，也不會發(fā)生晶粒長大。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 + F&C6.69,復雜結構A0.77, fee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+P- AC1 F+A AC3 A過共析鋼：P+FQ6 AC1 A+ Fe36 ACcm A2、簡述鋼中板條馬氏體和片狀馬氏體的形貌特征、晶體學特點、亞結構及力學性能的差 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 0.1-0.2微米，晶體結構為

4、體心正方，亞結構主要是位錯，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，亞結構主要是孿晶，晶體結構為體心 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、組織特征、強度/硬度、塑性/韌性。轉變 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）Ai650 C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

5、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 C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）600550C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）550350C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)有碳化物強度咼韌性好馬氏 體（M）Ms點以下板條馬氏 體：扁條 狀，板條間 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 體韌性好練習三：1、以共析

6、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？力學性能有何差異？隨爐冷，冷卻緩慢，得到的是珠光體?？绽洌鋮s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v索氏體v屈氏體。2、T12鋼的銼刀，球退后，在Aci+30-50 C加熱-保溫-水冷，然后一段加熱至1000 C,

7、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 C：粗大馬氏體+殘余奧氏體，力學性能差。B: 760 C：片狀馬氏體+滲碳體，強度硬度高。C: 600C：回火索氏體，強度、塑性和韌性的良好配合，具有高的綜合力學性能。D： 400 C：回火屈氏體，高彈性極限E： 200C：回火馬氏體，高硬度、強度、耐磨性F： 20C :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，各熱處理的作用，熱處理后的組織和性能。下料t鍛造t球化退火t機

8、加工t淬火t冷處理t低溫回火t精加工t時效t（T研磨加工t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：降低應力和脆性，使鋼具有高硬度、強度和耐磨性

9、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：溶入鐵的基體相一一 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、根據(jù)汽車變速箱齒輪的技術要