武漢理工工程材料模擬題解

1、工程材料模擬試題解僅供參考一、填空題1、碳在a-Fe中的有限固溶體 碳在丫 -Fe中的有限固溶體 是鐵素體和滲碳體片層相間的2、正火 淬火+高溫回火（調(diào)質(zhì)）3、固溶處理奧氏體4、普通低合金鋼低合金工具鋼滾動軸承鋼5、低碳鋼高碳鋼中碳鋼6、珠光體貝氏體馬氏體7、 馬氏體中的碳含量臨界冷卻速度Vk的大小8、滲碳鋼 滲碳、淬火 +低溫回火9、調(diào)質(zhì)鋼 淬火+高溫回火（調(diào)質(zhì)）10、形變鋁合金 鑄造鋁合金二、判斷題xxVxx xxxxx xVxxx補(bǔ)充：1、力學(xué)性能指標(biāo)：強(qiáng)度 d e、d s、d b；塑形3、"；韌性a k。2、鐵碳合金在平衡狀態(tài)下：1）平衡狀態(tài)下的鐵碳合金，在固態(tài)下有三個單相，

2、它們是鐵素體、奧氏體和滲碳體。有兩個機(jī)械混合物，它們是珠光體和萊氏體。 珠光體是奧氏體在727 C發(fā)生共析反應(yīng)得到的產(chǎn)物， 是由鐵素體和滲碳體兩個單相所組成的片層相間的機(jī)械混合物；萊氏體是液相在1148 C發(fā)生共晶反應(yīng)的產(chǎn)物，是由奧氏體和滲碳體兩個單相所組成的機(jī)械混合物。機(jī)械混合物不是單相，而是由兩個或者兩個以上的相所組成的物質(zhì)。2）鐵碳合金在室溫下的所有組織都是有鐵素體和滲碳體組成的，由于這兩個相隨著化學(xué)成分（C%的變化，兩個相的大小、數(shù)量及分布狀態(tài)不同，形成不同的組織，它們依次是：FtF+i PtP+Fe3Qf P+Fe3G+Ld' Ld' Ld'+Fe3C i。3

3、）平衡狀態(tài)下的奧氏體在鐵碳合金中是高溫相（727C）,室溫下是看不見奧氏體的。4）鐵素體和奧氏體屬于固溶體范疇，在平衡狀態(tài)下的固溶體都具有強(qiáng)而韌的特點(diǎn)（和組成固溶體的溶劑相比較）；滲碳體是金屬化合物，硬而脆，塑形趨近與零。5） 平衡狀態(tài)下，從化學(xué)成分角度出發(fā)，鋼和白口鑄鐵的分界線是2.11%C;從組織角度出發(fā)， 鋼和白口鑄鐵的分水嶺是看組織中有沒有萊氏體。6） 隨著含碳量的增加，鐵碳合金金中的鐵素體越來越少，滲碳體越來越多，硬度越來越高， 塑形越來越差。7）杠桿定律是求平衡狀態(tài)下兩相區(qū)中兩個相的相對量，非平衡狀態(tài)下不可以使用。3、 鐵碳合金在非平衡狀態(tài)下（熱處理）：1）獲得奧氏體組織是大多熱處

4、理的工藝的首要條件，可以把它看做若干相變的反應(yīng)物。2）加熱時的奧氏體晶粒大小往往關(guān)系著冷卻產(chǎn)物的組織細(xì)密程度，產(chǎn)物組織越細(xì)小，材料 的性能就會提高。3）加熱時的奧氏體晶粒大小與加熱溫度、保溫時間、原始組織以及化學(xué)成分有關(guān)系。4）預(yù)備熱處理（退火或正火）的目的有三點(diǎn)，僅從其中之一的改善切削加工性方面（要求被加工材料的硬度為：170250HB考慮，凡v 0.5%Ci岡需要獲得索氏體才能達(dá)到切削加工 的硬度要求，所以采用正火。5）甄別兩個“珠光體”：（1）完全退火得到的珠光體的顯微組織是由塊狀的鐵素體和呈片狀結(jié)構(gòu)的珠光體（珠光體 中的鐵素體和滲碳體呈片狀交替分布）組成。（2 ）球化退火得到的球狀珠光

5、體的顯微組織是由塊狀的鐵素體基體上分布有球狀或者顆粒 狀的滲碳體組成。注意，同樣化學(xué)成分的材料，滲碳體的形態(tài)將影響材料的性能： 切削加工性的優(yōu)劣排序：滲碳體呈球狀，片狀、網(wǎng)狀。這就是過共析鋼為什么采用球化退火 而不用完全退火的原因之一； 硬度和耐磨性優(yōu)劣排序：滲碳體呈球狀，片狀、網(wǎng)狀。這就是過共析鋼為什么采用球化退火 而不用完全退火的原因之二。事實上，球狀滲碳體還有兩種獲得的方法：其一，可以通過淬火馬氏體高溫回火（回火 索氏體）得到；另外，把具有片狀珠光體的過共析鋼加熱到A之下長時保溫，通過原子的充分?jǐn)U散，讓片狀滲碳體逐漸“溶”為球狀。6） 鋼的淬硬性取決于馬氏體中的碳含量（即是加熱時溶入到奧

6、氏體中的碳含量）。7）鋼的淬透性取決于臨界冷卻速度 Vk的大小。乂越小，淬透性越大。臨界冷卻速度：獲得馬氏體的最小冷卻速度（與Q曲線鼻部相切的速度）。它的相關(guān)因素為：Vk t過冷奧氏體的穩(wěn)定性（孕育期加熱時奧氏體中的化學(xué)成分、 晶粒大小、成分是否均勻以及是否存在第二相。以合金鋼為例：除Co以外，其它的合金元素都有提高過冷奧氏體穩(wěn)定性的作用，它們的淬透性都高于同樣含碳量的碳鋼。8）熱（紅）硬性是刃具鋼追求的非常重要的性能。鋼如果具有高的熱（紅）硬性，說明它可以在高的溫度下工作硬度不會掉下來，滿足高速切削，提高產(chǎn)品質(zhì)量的現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的要求。熱（紅）硬性的本質(zhì)是回火抗力，就是阻礙馬氏體分解的能力。

7、我們知道，馬氏體是奧 氏體發(fā)生非擴(kuò)散性轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物，它是過飽和碳的a固溶體，處于高能的不穩(wěn)定狀態(tài)。淬火馬氏體如果要轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定組織，一定要重新被加熱發(fā)生馬氏體分解（轉(zhuǎn)變），馬氏體分解的核心是靠原子的擴(kuò)散，在這個過程中，如果有什么因素能夠使得原子擴(kuò)散受到阻礙，那么，馬氏體的被分解將會延遲或推向高溫去進(jìn)行，如果在高溫還能保持馬氏體狀態(tài)，不就是具有高的溫度下保持高硬度的能力嗎？這就是熱（紅）硬性?；疽?guī)律是，合金鋼中的合金元素一旦在熱處理加熱中溶入到奧氏體中，將會保留到轉(zhuǎn)變后的馬氏體中，在馬氏體中的所有合金元素都有阻礙馬氏體分解的能力，且隨著Me%其效果愈發(fā)明顯，碳化物形成元素影響最大。碳鋼的熱（紅）硬

8、性很差，大約只能在250 C的工作溫度下保持高硬度；合金鋼（特別是高合金鋼），熱（紅）硬性很高，有的鋼種（比如W18Cr4V在600C的工作溫度下還可以維持高的硬度（說明在這個溫度下它還是回火馬氏體）。9）再結(jié)晶疋重結(jié)晶，再結(jié)晶不屬于相變過程。10）原始組織：上一道熱處理工藝狀態(tài)下的組織。三、簡答題1、組織是珠光體+二次網(wǎng)狀滲碳體，是不能用杠桿定律來求解的。但是可以借助于珠光體 是由接近于727C的奧氏體轉(zhuǎn)變過來的思路求解：設(shè)：該材料的碳含量為 X6.69 -X門，c,珠光體二奧氏體 = 6.69 -0.7710°%=95%=X -1.066%C2、1）860C2）860C3）860

9、C4）860C5）780 C是正常的淬火加熱溫度3、 共析碳鋼的原始組織是粒狀珠光體（球狀珠光體），顯然是通過調(diào)質(zhì)熱處理之后得到的，如果要使珠光體呈片狀，只有使其鋼種奧氏體化后然后隨爐冷卻（退火）或空氣冷卻（正火）才能得到，如果要得到比原始組織更粗大的粒狀珠光體只能進(jìn)一步的回火（高溫軟化回火）。1）退火2）正火3）高溫軟化回火4、針對題目中工件的缺陷及其要求：1）再結(jié)晶退火2）擴(kuò)散退火3）完全退火4）球化退火5）去應(yīng)力退火6）去應(yīng)力退火5、相分析1）45鋼的相分析（1 ）鐵素體和奧氏體，其化學(xué)成分為0.0218%C、0.77%C;（2） 三相共存，鐵素體、奧氏體和滲碳體，其化學(xué)成分為0.021

10、8%C、0.77%C和6.69%C ；（3） 兩相共存，鐵素體和滲碳體，其化學(xué)成分為0.0218%C和6.69%C。2）含碳量為4.7%過共晶白口鐵的相分析（1 ）液相和滲碳體兩相共存，其化學(xué)成分為4.3%C和6.69%C ；（2） 液相、滲碳體和奧氏體三相共存，其化學(xué)成分為4.3%C、6.69%C和2.11%C ；（3） 滲碳體和奧氏體兩相共存，其化學(xué)成分為6.69%C和2.11%C。6、選材1）略（和習(xí)題集中的模擬題雷同）2)工件名稱選用材料最終熱處理工藝銃刀W18Cr4V淬火+三次高溫回火汽車傳動齒輪20CrM nTi滲碳、淬火+低溫回火車床主軸45淬火+高溫回火（調(diào)質(zhì)）3)1結(jié)構(gòu)鋼35

11、CrMo Q235、ZG35、15、38CrMoAI、45、18Cr2Ni4WA、GCr15，20Cr、55Si2Mn、Y40Mn、20MnVB 60Si2Mn2工具鋼3Cr2W8V W6Mo5Cr4V2 9Mn2V T8、T10A、Cr12MoV、W18Cr4V T12、5CrNiMn3特殊性能鋼ZGM n13 18Cr2Ni4WA、Cr174鑄鐵HT2O0 QT600-2、KT4504、用上題提供的材料，選材結(jié)果見下表。零件名稱材料最終熱處理最終熱處理后的組織滾動軸承GCr15淬火+低溫回火M 回 +A'+K銼刀T12淬火+低溫回火M 回+A'+Fe 3C機(jī)床轉(zhuǎn)動齒輪45調(diào)

12、質(zhì)、高頻淬火+低溫回火表層：M回心部：S回鉆頭W18Cr4V淬火+三次高溫回火M 回 +A'+KC616車床主軸45淬火+高溫回火（調(diào)質(zhì)）S回汽車變速齒輪20MnVB滲碳、淬火+低溫回火表層：M回+A'+K心部：M回+F少量機(jī)床床身HT200去應(yīng)力退火原始組織自行車架Q235勿需熱處理原始組織軸承座HT200去應(yīng)力退火原始組織機(jī)床絲桿T10A淬火+低溫回火M 回+A'+Fe 3C手工鋸條T8淬火+低溫回火M 回+A'貨車板彈簧60Si2M n淬火+中溫回火T回晾衣架搖把Q235勿需熱處理原始組織7、C曲線的問題：1） 對于Vi和V2速度，曲線的出發(fā)點(diǎn)是單一奧氏體

13、狀態(tài)，V3-V6的加熱狀態(tài)是奧氏體+滲碳 體組織。Vi 滲碳體+珠光體V2 滲碳體+索氏體V3 滲碳體+下貝氏體V4 滲碳體+下貝氏體+馬氏體+殘余奧氏體V5 滲碳體+馬氏體+殘余奧氏體V6 滲碳體+馬氏體+殘余奧氏體其中的滲碳體也可以標(biāo)注為二次滲碳體，如果在該鋼種有球化退火，滲碳體應(yīng)該標(biāo)注為粒（球）狀滲碳體。2） 同理，分析問題之前要注意曲線的出發(fā)點(diǎn)，如圖所示，其中的Vi、V4、V5的加熱狀態(tài)都是單一奧氏體組織，其它的加熱狀態(tài)得到的組織是滲碳體+奧氏體組織。Vi 滲碳體+珠光體型V2 滲碳體+下貝氏體V3 滲碳體+下貝氏體+馬氏體+殘余奧氏體V4 滲碳體+珠光體型+馬氏體+殘余奧氏體V5 馬

14、氏體+殘余奧氏體V6 滲碳體+馬氏體+殘余奧氏體特別要注意V4的冷卻速度，分析如是：過冷奧氏體首先析出滲碳體，然后，剩下的過冷奧氏體開始轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w型的組織，這時的冷卻速度曲線沒有和珠光體的轉(zhuǎn)變終了線相交，以連續(xù)冷卻的方式直接進(jìn)入馬氏體轉(zhuǎn)變區(qū)，V4在進(jìn)入馬氏體轉(zhuǎn)變區(qū)之前貌似穿過了貝氏體區(qū)，可能有貝氏體組織形成吧？回答是否定的！但凡共析和過共析碳鋼，他們在連續(xù)冷卻的時候，過冷奧氏體是沒有貝氏體轉(zhuǎn)變行為的。3）該題目是亞共析鋼的 C曲線，圖形結(jié)構(gòu)和冷去速度與上題相同，只需把上題的滲碳體換 成鐵素體即可。Vi 鐵素體+珠光體型V2 鐵素體+下貝氏體V3 鐵素體 +下貝氏體 +馬氏體+殘余奧氏體V4

15、鐵素體+珠光體型+馬氏體+殘余奧氏體V5 馬氏體+殘余奧氏體V6 鐵素體+馬氏體+殘余奧氏體4）已經(jīng)做過類似習(xí)題，略。關(guān)于晶向和晶面指數(shù)的求法不再贅述。8、基本相圖分析i）（i）由題意畫出相圖如下圖所示，左邊是（3）70%B的合金結(jié)晶過程分析。(2) 80%A就是20%B合金成分垂線如上圖所示，其共晶反應(yīng)剛剛結(jié)束時的組織組成物是 A和(A+ a),組織組成物是不能直接用杠桿定律求的，我們可以借助相組成物來間接地求 出。如共晶體(A+ a )是300C稍上的液相轉(zhuǎn)變過來的，于是：(A+ a ) = 3 l= (20/40 )X 100%=50%CO A=100%- 3 L =50%注意：結(jié)晶過程

16、中的共晶反應(yīng)的溫度條件由于在增強(qiáng)圖形文件中不好標(biāo)注，所以沒畫上，你們在回答問題時要充分闡明溫度和化學(xué)成分條件。2)B%(2) 見25%B的合金的成分垂線：1點(diǎn)以上，合金處于單一液相，25%B ;當(dāng)合金冷卻至1點(diǎn)，合金開始結(jié)晶出純組元 A，隨著溫度的降低，液相的化學(xué)成分沿液相線變化，但溫度趨近于280 C,液相的化學(xué)成分逼近45%B，純組元A在此過程中只有相對量的增加，化學(xué)成分沒有變化，即是0%B。在共晶溫 度附近其相分析有三種情況：甲）當(dāng)合金冷卻趨近于共晶線，還未發(fā)生共晶反應(yīng)：合金由液相和純組元 A兩相共存，其化學(xué)成分為 45%B和0%B。乙）當(dāng)合金達(dá)到共晶溫度，發(fā)生共晶反應(yīng)時：合金由液相、當(dāng)

17、合金達(dá)到共晶溫度，發(fā)生共晶反應(yīng)時：其化學(xué)成分為45%B、0%B和0%A（100%B ）。丙）當(dāng)合金共晶反應(yīng)剛剛結(jié)束時：合金由當(dāng)純組元 A和純組元B兩相共存，其化學(xué)成分為 0%B和0%A（ 100%B）。合金繼續(xù)冷卻直至室溫，其相組成和化學(xué)成分沒有發(fā)生任何變化，合金由當(dāng)純組元A和純組元B兩相共存，其化學(xué)成分為 0%B和0%A（ 100%B ）。3）相圖上的（1）、（2）、（ 3）點(diǎn)為畫圖求解。平衡狀態(tài)下：（1）70%B（2）30%B（3）40%B（4） 合金結(jié)晶的時候要滿足三個條件，其中之一是“化學(xué)成分條件”。比如，（1 ）中成分為40%B的合金，剛開始結(jié)晶出來的固溶體含有 70%B此刻，系統(tǒng)中

18、只有那些含 B為70%勺處 所才能形成固溶體，這叫做結(jié)晶時要滿足化學(xué)成分條件或者要滿足化學(xué)成分起伏。而純組元結(jié)晶時由于沒有化學(xué)成分的變化，因此它不需要所謂的化學(xué)成分條件。非平衡狀態(tài)下：（1 ）由于該相圖的所有合金在固態(tài)下沒有相變，所以不具備熱處理強(qiáng)化的條件。（2 ）首先再一次說明枝晶偏析問題。固溶體合金在不平衡結(jié)晶時，先后從液相結(jié)晶出來的固溶體化學(xué)成分是不同的，加上冷卻速度較快， 不足以使得固相中的化學(xué)成分?jǐn)U散均勻。先結(jié)晶出來的部分含有較多的高熔點(diǎn)組元，后結(jié)晶的部分含有較多的低熔點(diǎn)組元，晶粒內(nèi)部存在化學(xué)濃度差別，這種在一個晶粒內(nèi)部化學(xué)成分不均勻的現(xiàn)象，叫做“晶內(nèi)偏析”。由于固 溶體晶體在結(jié)晶過

19、程中，通常呈樹枝狀長大，使得枝干和枝干間的化學(xué)成分不同，這種針對固溶體在長大行為中的化學(xué)成分不均勻的現(xiàn)象，又稱之為“枝晶偏析”。枝晶偏析的程度不是隨著合金中含B%勺增加而增加的。應(yīng)該與相圖中的液固相線的距離有關(guān)，液固相線的距離愈大，枝晶偏析愈嚴(yán)重。枝晶偏析嚴(yán)重的降低了材料的性能，通常100-200 )C,長時保使用“擴(kuò)散退火”來改善它。將有偏析的材料重新加熱至固相線下( 溫，讓原子發(fā)生充分?jǐn)U散，使其化學(xué)成分均勻化。(1 )組織組成物填寫的相區(qū)如上圖所示。(2) 只有固溶體中的化學(xué)成分最高者，才會在隨后的冷卻過程中析出最多的二次相。只有只有固溶體中的化學(xué)成分最少者，將析出最少的二次相甚至不析出。

20、看圖說話，a的對面是因此a會析出3 n，反之亦然。本題組織中含B丄最多的成分點(diǎn)是 D點(diǎn)，含B芒最少的是 Q點(diǎn)。(3) 最多的是C點(diǎn)，最少的是 D和E點(diǎn)。(4) 最容易產(chǎn)生偏析的是 D或E點(diǎn)，最不容易的是 C點(diǎn)。9、材 料淬火溫度(C)淬火介質(zhì)回火組織水低溫回火鐵素體+回火馬氏體45鋼760 C水中溫回火鐵素體+回火屈氏體Ag=785C水高溫回火回火索氏體Ac =735C水低溫回火回火馬氏體840 C水中溫回火回火屈氏體水高溫回火回火索氏體T12鋼760 C水低溫回火回火馬氏體+殘余奧氏體+滲 碳體Ac =730CAcm=820C900 C水低溫回火回火馬氏體+殘余奧氏體四、分析題1、2）兩個反

21、應(yīng)式（注意溫度和化學(xué)成分條件）：1148 V共晶反應(yīng)式：L4.3鼻A2.11 +FC共析反應(yīng)式：727 VA0.77' F0.0218Fe3C3）如上圖。4）如上圖。5）組織組成物是：珠光體和二次滲碳體:X 100%=96.12%。3 P=(6.69-1.0)/(6.69-0.77)3 F&C =1-96.12%=3.88%。相組成物是鐵素體和滲碳體：3 F=(6.69-1.0)/(6.69-0.0008)X 100%=85.06%。3 Fesc =1-85.06%=14.94%。2、當(dāng)你審題至“緩冷至室溫后”時，請稍作停頓，把這時的熱處理組織在你的頭腦中描述一下：滲碳僅僅是改

22、變了材料的表層（0.52mm）碳濃度，含碳量達(dá)到 0.851.05%，而心部是0.2%C，如果緩冷下來，相當(dāng)于按鐵碳相圖進(jìn)行轉(zhuǎn)變，由于表層屬于過共析的碳含量， 因此表層緩冷至室溫，組織應(yīng)該是珠光體+二次滲碳體；心部是鐵素體 +珠光體，好了，現(xiàn) 在再往下審題;900 V780 V710 V500 VABCD 'B«KB4-I6ABCD表層心部表層心部表層心部表層心部1)AAA+ Fe3CnF+A原始組織原始組織原始組織原始組織2)M+A'MM+A'+ Fe 3CnM+F原始組織原始組織原始組織原始組織注：表層的原始組織是 P+ Fe3Cn;心部的原始組織是 F+

23、P。1）各點(diǎn)（A、B、C、D）處表層和心部的加熱組織是什么？如前所述，原來的20鋼的材料至此已經(jīng)變?yōu)槊菜苾煞N成分的材料，因此，一定要嚴(yán)格的按照提示的臨界溫度來判斷加熱組織。比如，A點(diǎn)加熱至900C，由于表層是過共析成分，其Accm=820 C, 900 C> 820 C,因此表層是完全奧氏體組織；心部是含碳量0.2%的亞共析成分，900C高于他們的Ac3點(diǎn)，即900 C> 860C,心部也是完全奧氏體組織。其它各點(diǎn)的分析按此思路。注意，但凡小于 Aci的加熱沒有發(fā)生相變，回答為原始組織（即是前述滲碳緩 冷至室溫的組織）。組織填寫如上表所示。2）由圖中所示溫度水冷至室溫各點(diǎn)處組織是什

24、么？（淬透了）這個問題是最容易的，見到有A的地方全部改寫為 M ,其它的組成物照抄。僅就一點(diǎn)要格外注意，就是除了 M之外是否加A' ?記住老師給你的三個判據(jù)。3、這個題目和以上的分析方法相同，值得注意的有兩點(diǎn)：第一，它的原始組織是題干中的“先經(jīng)880C加熱淬火”后的組織狀態(tài)；第二，低于Aci的重新加熱不考慮回火效應(yīng)，因為回火的保溫時間通常為（13）小時，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，回火保溫時間起碼要0.5小時以上才逐漸產(chǎn)生回火效應(yīng)。而該題的材料尺寸小，加熱時間短（題干這樣說的“依靠熱傳導(dǎo)使圓棒各點(diǎn)快速達(dá)到如下圖所示的溫度”），因此不要考慮回火問題。900 C780 C710 C500 C- 6ABCD

25、表層心部表層心部表層心部表層心部1)AAA+FA+F原始組織原始組織原始組織原始組織2)MMM+FM+F原始組織原始組織原始組織原始組織注：本題的表層和心部是一個化學(xué)成分，原始組織是馬氏體。1）各點(diǎn)（A、B、C、D）處表層和心部的加熱組織是什么？首先把題干的“先經(jīng)880 C加熱淬火”這個問題搞清楚，由臨界溫度判斷，880C>該鋼種的AC3點(diǎn)，所以淬火加熱是完全奧氏體組織，淬火冷卻下來，得到馬氏體組織。本題相 對于上題要容易許多。2） 由圖中所示溫度水冷至室溫各點(diǎn)處組織是什么？（淬透了）填寫的組織如上表。4、1）正火和球化退火構(gòu)成本題中的預(yù)備熱處理，通常過共析成分的碳鋼、合金鋼的預(yù)備熱處

26、理僅僅只有球化退火。本題在球化退火之前安排一次正火（T12鋼的正火組織為偽共析轉(zhuǎn)變 下的完全索氏體），其目的是使T12鋼中的所有滲碳體呈片狀，且細(xì)化，經(jīng)過球化退火后，能夠得到更為細(xì)小的滲碳體球（粒）分布在鐵素體的基體上，進(jìn)一步提高球化退火的質(zhì)量。2）本題的球化退火的主要目的有兩點(diǎn)；1）調(diào)整硬度，便于切削加工；2）為最終熱處理做好組織準(zhǔn)備（提供細(xì)小的粒狀滲碳體，為其淬火后分布在馬氏體的基體 上做準(zhǔn)備）。球化退火的組織是粒（球）狀珠光體。再一次警示！球化退火的組織是單一P粒，不要寫成P+ F e3C粒。3）淬火的目的有兩點(diǎn)：（1）獲得馬氏體組織；（2） 為獲得所需要的使用性能做準(zhǔn)備。本題的淬火組織

27、是：馬氏體+殘余奧氏體+細(xì)粒（球） 狀的滲碳體。低溫回火的目的：降低淬火內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定組織，獲得使用性能的要求（硬度為HRC60-64 ）。低溫回火的組織為：回火馬氏體 +殘余奧氏體+細(xì)粒（球）狀的滲碳體。淬火加熱溫度： Ac1+ （30-50 ）C低溫回火溫度：（180-230 ）C5、（1 ）調(diào)質(zhì)處理得到中碳回火索氏體，具有良好的綜合力學(xué)性能，滿足凸輪軸心部具有良好 的韌性（Ak>40J）的要求；高頻淬火及低溫回火后凸輪表面是中碳的隱晶回火馬氏體，達(dá)到 HRC>5的要求，心部的韌性由前期調(diào)質(zhì)處理得到的中碳回火索氏體來保證。（2）不能。改用15鋼后按原熱處理工序來處理會發(fā)生如下問題

28、：其一、調(diào)質(zhì)的問題：由于15鋼碳含量過低，雖然通過調(diào)質(zhì)也能得到回火索氏體， 但是這種回火索氏體硬度太 低，強(qiáng)度也低。而韌性是強(qiáng)度和塑性的綜合指標(biāo)， 所以15鋼提供的回火索氏體滿足不了該題 沖擊功>40J的要求。其二、高頻淬火的問題：15鋼屬于低碳鋼，其淬硬性較差，淬火得到的是低碳馬氏體，不能滿足HRC>5的要求?？傊?，15鋼代替45鋼用原來的熱處理工藝，表現(xiàn)為：表面不硬，心部不強(qiáng)也不韌。（3） 在心部強(qiáng)度足夠的前提下，應(yīng)該采用：滲碳、淬火+低溫回火的熱處理工藝。提示如下（以下內(nèi)容可以不答但必須要清楚）：滲碳的目的是提高表層碳濃度（最佳表層碳度為0.851.05%），為隨后的淬火做好

29、了準(zhǔn)備（形成高碳馬氏體）。請注意，滲碳工藝不是提高硬度的，只有和淬火工藝配合才能提高表層硬度。6、本題要求分析同樣一種材料做成相同的機(jī)件的情況下，處理成兩種索氏體組織（調(diào)質(zhì)是 回火索氏體，正火是索氏體）弓I起的性能變化。比較如下表：索氏體回火索氏體形成條件650600 C（正火）調(diào)質(zhì)：淬火+高溫回火（500650C）組織形態(tài)細(xì)片狀珠光體（F和Fe3C均為片狀）F失去原來M體的形態(tài)，成為多邊形塊狀。 由鐵素體和均勻分布的細(xì)粒狀滲碳體所組成。性能硬度（2530） HRC，塑性 和韌性較P為好（2530） HRC硬度和索氏體的相當(dāng)，但是，回 火索氏體比索氏體有更好的強(qiáng)度、塑性和韌性。原因是：塊狀的鐵

30、素體比片狀鐵素體具有更強(qiáng)的承受或者化解沖擊的能力，不至于引起應(yīng)力集中；粒狀的滲碳體比片狀滲碳體對于基本的割裂作用更小，基體的連續(xù)性更好，強(qiáng)度更高。6、鍛造球化退火一切割金相試樣檢查 一毛坯校直一粗車一消除應(yīng)力退火 精車成光桿一整 體淬火+低溫回火一清理、噴砂、檢驗。1）球化退火球化退火的主要目的有三點(diǎn)；1）改善鍛造時的不良組織，降低內(nèi)應(yīng)力；2）調(diào)整硬度，便于切削加工；3）為最終熱處理做好組織準(zhǔn)備。組織是粒（球）狀珠光體。2）消除應(yīng)力退火消除因校直和機(jī)加工 （粗車）引起的內(nèi)應(yīng)力，以免在精車的工藝過程中由于應(yīng)力的釋放造成 尺寸穩(wěn)定性降低。組織為原始組織（粒（球）狀珠光體） 。3）整體淬火+低溫回火淬火的目的有兩點(diǎn)：1）獲得馬氏體組織；2） 為獲得所需要的使用性能做準(zhǔn)備。 本題的淬火組織是：M+A'+K粒（球）（K是合金碳化物）。 低溫回火的目的：降低淬火內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定組織，獲得使用性能的要求（高HRC56、和高的 耐磨性，低變形和高的尺寸穩(wěn)定性）