熱處理部分析題及答案

1、熱處理部分析題及答案一、名詞解釋1.熱處理：熱處理是將鋼在固態(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的一種熱加工工藝。2.奧氏體化：鋼加熱獲得奧氏體的轉(zhuǎn)變過程3.起始晶粒度：奧氏體形成剛結(jié)束，其晶粒邊界剛剛相互接觸時的晶粒大小。4.本質(zhì)晶粒度：根據(jù)標準試驗方法(YB2764)，經(jīng)930±10，保溫38 小時后測得奧氏體晶粒大小。5.實際晶粒度：鋼在某一具體加熱條件下所獲得的奧氏體晶粒大小。6.過冷奧氏體：在臨界轉(zhuǎn)變溫度以下存在但不穩(wěn)定，將要發(fā)生轉(zhuǎn)變的奧氏體。7.退火： 將鋼加熱到相變溫度Ac1以上或以下，保溫以后緩慢冷卻（一般隨爐冷卻）以獲得接近平衡狀

2、態(tài)是將鋼件或鋼材加熱到Ac3以上2030，經(jīng)完全奧氏體化后進行隨爐緩慢冷卻，以獲得近于平衡組織的熱處理工藝。組織的一種熱處理工藝。8.完全退火：將鋼件或鋼材加熱到Ac3以上2030，經(jīng)完全奧氏體化后進行隨爐緩慢冷卻，以獲得近于平衡組織的熱處理工藝。9.不完全退火：將鋼件或鋼材加熱到Ac3以上2030，經(jīng)完全奧氏體化后進行隨爐緩慢冷卻，以獲得近于平衡組織的熱處理工藝。10.擴散退火：將工件加熱到略低于固相線的溫度（亞共析鋼通常為10501150），長時間（一般1020小時）保溫，然后隨爐緩慢冷卻到室溫的熱處理工藝。11.正火：將鋼材或鋼件加熱到臨界溫度以上，保溫后空冷的熱處理工藝。12.淬火：將

3、亞共析鋼加熱到Ac3以上，共析鋼與過共析鋼加熱到Ac1以上（低于Accm）的溫度，保溫后以大于臨界冷卻速度Vk的速度快速冷卻，使奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體的熱處理工藝。13.鋼的淬透性：指奧氏體化后的鋼在淬火時獲得馬氏體的能力，其大小用鋼在一定條件下淬火獲得的淬透層深度來表示。14.回火：淬火后再將工件加熱到Ac1溫度以下某一溫度，保溫后再冷卻到室溫的一種熱處理工藝。15.化學(xué)熱處理：是將鋼件置于一定溫度的活性介質(zhì)中保溫，使一種或幾種元素滲入它的表面，改變其化學(xué)成分和組織，達到改進表面性能，滿足技術(shù)要求的熱處理過程。16.表面淬火：僅對鋼的表面加熱、冷卻而不改變成分的熱處理淬火工藝。17.HT100：

4、抗拉強度不低于100MPa的灰鑄鐵。18.QT450-10：抗拉強度不低于450MPa，伸長率不低于10%的球墨鑄鐵。二、名詞辨析1.奧氏體的起始晶粒度、實際晶粒度與本質(zhì)晶粒度；答：奧氏體的起始晶粒度系指奧氏體化過程中，奧氏體轉(zhuǎn)變剛完成時奧氏體晶粒的大小，是一理論值；奧氏體的實際晶粒度指的是在某一具體加熱條件下所得到的奧氏體晶粒大?。欢鴬W氏體的本質(zhì)晶粒度則指在規(guī)定的加熱條件下(930±10，38h)評定奧氏體晶粒長大傾向的標準。2.奧氏體、過冷奧氏體與殘余奧氏體答：奧氏體是指在A1溫度以上，處于穩(wěn)定狀態(tài)的奧氏體；過冷奧氏體是指處于A1溫度以下存在時間很短暫、不穩(wěn)定的奧氏體；而殘余奧氏

5、體(Ar)則指淬火后尚未轉(zhuǎn)變，被迫保留下來的奧氏體。3. 珠光體、索氏體與托氏體（屈氏體）答：過冷奧氏體在A1-550溫度范圍內(nèi)，所形成的粗片狀（0.4m）F、Fe3C相間分布的組織為珠光體；較細片狀（0.40.2m）的為索氏體；極細片狀（0.2m）的就為托氏體。4. 片狀珠光體與粒狀珠光體 答：片狀珠光體組織系在鐵素體基體上分布著片狀滲碳體；而粒狀珠光體則是在鐵素體基體上分布著粒狀滲碳體所獲得的組織。5.淬透性、淬硬性與淬透層深度答：淬透性表示鋼在一定條件下淬火時獲得淬透層深度的能力，主要受奧氏體中的碳含量和合金元素的影響；淬硬性是指鋼在淬火后所能達到的最高硬度值，主要取決于碳含量；而淬透層

6、深度則指從鋼件表面到半馬氏體區(qū)的距離。淬透性可用規(guī)定條件下所獲得的淬透層深度來表示；但淬透層深度則除了和淬透性有關(guān)外，還與試樣的尺寸，奧氏體化條件等有關(guān)。三、下列說法對嗎，為什么？1.可鍛鑄鐵能鍛造； 解：這種說法不對。可鍛鑄鐵一般不能鍛造。由于灰鑄鐵脆性大、塑性差，其塑性指標不能直接用、表示，間接地用抗彎強度象征性地表示塑性。而可鍛鑄鐵的出現(xiàn)，明顯地改善了塑性，可用伸長率表示塑性，所以稱為可鍛鑄鐵，可鍛即延展性好。2. 鑄鐵經(jīng)過熱處理，改變了基體和石墨形態(tài)，從而提高了性能；解：這種說法不對。因為熱處理只能改變基體組織，并不能改變石墨的形態(tài)。3 石墨化的第三個階段最易進行。不對。因為石墨化的第

7、三個階段是完全固態(tài)轉(zhuǎn)變，由于轉(zhuǎn)變溫度低，固態(tài)原子的擴散能力有限，所以石墨化的第三個階段最難進行。4. 共析鋼加熱為奧氏體，冷卻時所形成的組織主要取決于鋼的加熱溫度；不對。鋼在冷卻時得到何種組織，并非取決于加熱溫度，而主要取決于鋼在冷卻過程中的轉(zhuǎn)變溫度。5. 低碳鋼或高碳鋼為便于進行機械加工，可預(yù)先進行球化退火；高碳鋼為便于進行機械加工可預(yù)先進行球化退火是正確的。其目的有兩個：一是為了降低硬度，改善切削加工工藝性能；二是為最終熱處理淬火做好組織準備。低碳鋼進行球化退火就錯了。因其碳含量本身就低，再經(jīng)球化退火其硬度更低，切削加工性就更差了，具體表現(xiàn)在粘刀、工件表面粗糙度差、刀具易磨損。解決的方法是

8、采用正火處理，提高硬度改善切削加工性能。6. 鋼的實際晶粒度主要取決于鋼在加熱后的冷卻速度；不對。鋼的實際晶粒度實質(zhì)上指的是奧氏體的實際晶粒度，它除與鋼的化學(xué)成分和原始組織有關(guān)外，主要取決于鋼的加熱溫度和保溫時間，而與隨后的冷卻速度無關(guān)。7.過冷奧氏體的冷卻速度越快，鋼冷卻后的硬度越高；在一定前提條件下，這種說法正確。但當(dāng)冷卻速度大于上臨界冷速后，冷卻速度再快，鋼冷卻后的硬度就不再提高，因此時組織不發(fā)生變化。8. 鋼中合金元素越多，則淬火后硬度越高；不正確。合金元素在鋼中的作用，一是通過提高淬透性來提高其強度，二是形成合金化合物如碳化物等來提高合金的耐磨性。而鋼的硬度則主要取決于碳含量。9.

9、同一鋼材在相同的加熱條件下，水淬比油淬的淬透性好，小件比大件的淬透性好。 不正確。因淬透性是鋼材本身固有的屬性，鋼材成分確定，其淬透性亦定，因此不能說水淬比油淬的淬透性好，小件比大件的淬透性好。應(yīng)改為; 同一鋼材在相同的加熱條件下，水淬比油淬所獲得的淬透層深度深，小件比大件所獲得的淬透層深度深。四、判斷題亞共析鋼加熱至c1和c3之間將獲得奧氏體鐵素體二相組織，在此區(qū)間，奧氏體的含碳量總是大于鋼的含碳量。 （ ）所謂本質(zhì)細晶粒鋼，就是說它在任何加熱條件下晶粒均不粗化。 （ × ）馬氏體是碳在- Fe中的固溶體。 （ × ）Cr鋼的淬透性與淬硬性都比10鋼要高。 （ ×

10、; ）不論碳含量高低，馬氏體的硬度都很高，脆性都很大。 （ × ）因為過冷奧氏體的連續(xù)冷卻曲線位于等溫冷卻轉(zhuǎn)變曲線的右下方，所以連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線的臨界冷速比等溫轉(zhuǎn)變曲線的大。 （× ）為調(diào)整硬度，便于機械加工，低碳鋼、中碳鋼和低碳合金鋼在鍛造后應(yīng)采用正火處理。（× ）化學(xué)熱處理既改變工件表面的化學(xué)成分，又改變其表面組織。 （ ）滲碳后，由于工件表面含碳量提高，所以不需要淬火既可獲得高硬度與耐磨性。（ × ）10. 所有的合金元素都阻礙奧氏體晶粒的長大。（×）11. 與相比，淬透性和淬硬性都較低。（×）五、填空題碳鋼馬氏體組織形態(tài)主要有

11、 板條狀 、針狀 兩種，其中板條M 強韌性較好。2按溫度劃分，淬火鋼的回火可分為 低溫回火 、中溫回火 和高溫回火三類，但低溫回火后組織為回 ，性能是保持淬火鋼的高硬度、高耐磨性。3淬火鋼在回火時的組織轉(zhuǎn)變過程是由 馬氏體的分解 ， 殘余奧氏體的分解 ， 碳化物類型的轉(zhuǎn)變 及碳化物聚集長大與相的回復(fù)再結(jié)晶等四個階段組成。4.只有在加熱或冷卻時發(fā)生溶解度顯著變化或者發(fā)生類似純鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，即固態(tài)相變發(fā)生的合金才能進行熱處理強化。5.熱處理通常由加熱、保溫和冷卻三個階段組成。6.共析鋼奧氏體的形成過程包括奧氏體形核、奧氏體晶核的長大、殘余Fe3C溶解和奧氏體均勻化。7.奧氏體和馬氏體兩相自由能

12、之差達到相變所需的最小驅(qū)動力值對應(yīng)的溫度稱為Ms點。8.金相觀察發(fā)現(xiàn)，20鋼淬火后得到板條狀馬氏體，T10鋼得到針狀馬氏體和殘余奧氏體。9.低碳鋼淬火形成的馬氏體容易產(chǎn)生自回火，松弛了淬火應(yīng)力，所以具有較好的韌性。10.奧氏體由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)在外界條件的影響下發(fā)生了某種變化，使其向馬氏體轉(zhuǎn)變發(fā)生遲滯的現(xiàn)象稱為奧氏體穩(wěn)定化。11鋼熱處理確定其加熱溫度的依據(jù)是 變化了的Fe-Fe3C相圖 ，而確定過冷奧氏體冷卻轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的依據(jù)是和曲線。12.貝氏體轉(zhuǎn)變的動力學(xué)特征和產(chǎn)物的組織形態(tài)，兼有擴散型轉(zhuǎn)變和非擴散型轉(zhuǎn)變的特征，稱為半擴散型相變。13.退火是將鋼加熱到相變溫度Ac1以上或以下，保溫以后緩慢冷卻（一般

13、隨爐冷卻）以獲得接近平衡狀態(tài)組織的一種熱處理工藝。14當(dāng)鋼中發(fā)生奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變時，原奧氏體中碳含量越高，則s 點越 低 ，轉(zhuǎn)變后的殘余奧氏體量就越 多  。15.完全退火是將鋼件或鋼材加熱到Ac3以上2030，經(jīng)完全奧氏體化后進行隨爐緩慢冷卻，以獲得近于平衡組織的熱處理工藝。16在正常加熱條件下，亞共析鋼的“”曲線隨著含碳量增加向右移；過共析鋼的“”曲線隨含碳量的增加向 左移 。合金元素除鈷以外都使“”曲線 向右  移動，但必須使合金元素 溶入奧氏體 后方有這樣作用。17不完全退火將鋼加熱到Ac1Ac3(亞共析鋼)或Ac1Accm之間的雙相區(qū)，保溫后緩慢冷卻的熱處理工藝

14、。18.擴散退火是將工件加熱到略低于固相線的溫度，長時間（一般1020小時）保溫，然后隨爐緩慢冷卻到室溫的熱處理工藝。19.將鋼材或鋼件加熱到臨界溫度以上，保溫后空冷的熱處理工藝。亞共析鋼的正火加熱溫度為Ac33050；而過共析鋼的正火加熱溫度則為Accm3050。20共析鋼加熱時奧氏體形成是由 奧氏體形核 、 奧氏體晶核長大 、 殘余滲碳體溶解 及 奧氏體成分均勻化 等四個基本過程所組成。21.鋁的晶體結(jié)構(gòu)為 面心立方 結(jié)構(gòu)，鎂的晶體結(jié)構(gòu)為 密排立方 結(jié)構(gòu)22.淬火是將亞共析鋼加熱到Ac3以上，共析鋼與過共析鋼加熱到Ac1以上（低于Accm）的溫度，保溫后以大于臨界冷卻速度快速冷卻，使奧氏體

15、轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體的熱處理工藝。23鋼的淬硬性主要決定于 馬氏體的碳含量 ；鋼的淬透性主要決定于 合金元素含量 。24.鈦合金按照退火組織可分為 、 、 三種合金。25. 圖1中I屬于 不可熱處理強化 的鋁合金、II屬于 熱處理強化 的鋁合金、III屬于 鑄造鋁合金 。圖1 26.鋼的淬透性指奧氏體化后的鋼在淬火時獲得馬氏體的能力，其大小用鋼在一定條件下淬火獲得的淬透層深度來表示。通常采用從淬火工件表面到半馬氏體區(qū)距離作為淬透層深度。27.回火是淬火后再將工件加熱到Ac1溫度以下某一溫度，保溫后再冷卻到室溫的一種熱處理工藝。28淬火鋼一般不在溫度回火，是為了避免出現(xiàn) 第一類回火脆性 ；而某些合金鋼在

16、溫度回火時，較快的冷卻，目的是防止產(chǎn)生 第二類回火脆性 。29.硅可改善壓鑄鎂合金件的 熱穩(wěn)定 性能和 抗蠕變 性能，這是因為在 晶界 處可形成細小彌散的析出相 Mg2Si 。30化學(xué)熱處理是將鋼件置于一定溫度的活性介質(zhì)中保溫，使一種或幾種元素滲入它的表面，改變其化學(xué)成分和組織，達到改進表面性能，滿足技術(shù)要求的熱處理過程。31.表面淬火：僅對鋼的表面加熱、冷卻而不改變成分的熱處理淬火工藝。32.化學(xué)熱處理過程包括分解、吸收、擴散三個基本過程。 33.球化退火的主要目的是 降低硬度、改善切削加工性 ， 為最終熱處理做好組織準備 。它主要適用于 共析、過共析 鋼。34.鈦合金經(jīng)過高溫加熱到相區(qū)后進

17、行淬火，相穩(wěn)定元素含量少時，轉(zhuǎn)變阻力小，相可由 體心立方 晶格直接轉(zhuǎn)變?yōu)?密排六方 晶格，形成馬氏體。六、選擇題1.鋼在淬火后所獲得的馬氏體組織的粗細主要取決于（ D）。、奧氏體的本質(zhì)晶粒度；B、加熱前的原始組織；、奧氏體的起始晶粒度；D、奧氏體的實際晶粒度。2.影響鋼的淬透性的決定性因素是（ B ）。、工件尺寸的大??；、鋼的臨界冷卻速度；、淬火介質(zhì)冷卻能力；、鋼的含碳量.3 .AZ91屬于（ C ）鑄造鎂合金A、Mg-RE-Zr系 B、Mg-Zn-Zr系 C、Mg-Al-Zn系 D、Mg-Ag-RE系4. ZCuZn40Mn3Fe1屬于（ D ）。A、變形黃銅 B、鑄造青銅 C、變形青銅 D

18、、 鑄造黃銅5.調(diào)質(zhì)處理后可獲得綜合力學(xué)性能好的組織是（D ）。、回火馬氏體；、回火托氏體；、索氏體；、回火索氏體.6.過共析鋼的正常淬火加熱溫度是（B ）。、A cm(3050)；、A c1(3050)；、A c3(3050)；、A c1(3050) .7.共析鋼加熱為奧氏體后，冷卻時所形成組織主要決定于（B ）。、奧氏體的加熱溫度；、奧氏體冷卻時的轉(zhuǎn)變溫度；、奧氏體在加熱時的均勻化程度； 、奧氏體晶粒的大小8.影響淬火后殘余奧氏體量的主要因素是（A ） 、奧氏體含碳量；、鋼材本身含碳量；、加熱時保溫時間的長短；、加熱速度9.過共析鋼正火的目的是（ D）。、調(diào)整硬度，改善切削加工性；、細化晶

19、粒，為淬火作組織準備；、防止淬火變形與開裂； 、消除網(wǎng)狀二次滲碳體10.直徑為mm的鋼棒，加熱至投入水中，其顯微組織應(yīng)為（C ）。、M+B； 、M+F； 、M； 、M+P11.YM5表示的是（ A ）A、壓鑄鎂合金 B、鑄造鎂合金 C、航空鎂合金 D、變形鎂合金12.TC4是（ D ）鈦合金 A、工業(yè)純鈦 B、 B、 D、八、畫出共析碳鋼過冷奧氏體連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線，并注明其中各條線含義及各區(qū)域的組織。解：共析碳鋼的CCT曲線如圖示。圖中A1線，共析線； MS線系過冷奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變的開始線； PS線表示過冷奧氏體向珠光體轉(zhuǎn)變的開始線； Pf表示過冷奧氏體向珠光體轉(zhuǎn)變的終了線；K（AB）線表示

20、過冷奧氏體向珠光體轉(zhuǎn)變的轉(zhuǎn)變中止（暫停）線。區(qū)為穩(wěn)定奧氏體區(qū)；區(qū)為過冷奧氏體區(qū)；區(qū)為過渡區(qū)（過冷A+P型組織）；區(qū)為P型組織；區(qū)為M+A殘余 區(qū)域。九、在所繪出的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線上，示意地繪出共析鋼退火、正火、單液淬火、雙液淬火、分級淬火與等溫淬火的冷卻曲線，并標出所得組織。解： 上圖中V1、V2、V4分別為退火、正火、單液淬火的冷卻曲線； 右圖所示（2）、（3）、（4）分別為雙液淬火、分級淬火與等溫淬火的冷卻曲線。V1 冷速下，所得P組織；V2冷速下，所得S組織；V4冷速下，所得M+A殘組織；（2）冷速下，所得M+A殘組織；（3）冷速下，所得M+A殘組織；（4）冷速下，所得B下組織。十、有一

21、個鋼制的變速箱齒輪，其加工工序為：下料 鍛造 正火 粗機加工 調(diào)質(zhì) 精機加工 高頻表面淬火低溫回火 磨加工 成品，試說明其中各熱處理工序的目的及使用狀態(tài)下的組織。答：正火：預(yù)先熱處理，調(diào)整硬度，改善切削加工性；調(diào)質(zhì)：準備賦予齒輪心部良好的綜合性能，同時也為表面淬火作組織準備； 高頻表面淬火低溫回火：最終熱處理，賦予齒輪表面具有高硬度，高耐磨性，減少殘余內(nèi)應(yīng)力。使用態(tài)組織：表層 回；心部 回。十一、用鋼制作一要求耐磨的小軸（直徑mm），其工藝路線為：下料 鍛造 正火 機加工 滲碳 淬火低溫回火 磨加工。說明熱處理工序的目的及使用狀態(tài)下的組織。答：正火：預(yù)先熱處理，提高硬度，改善切削加工性；滲碳：

22、化學(xué)熱處理，使表層獲得高，為淬火作準備；淬火低溫回火：最終熱處理，使軸表面具有高硬度、高耐磨性，而心部具有高的強韌性。使用態(tài)組織：表層，回粒狀碳化物r（少量）心部，回（少量）十二、 指出共析碳鋼加熱時奧氏體形成的幾個階段。解: 共析碳鋼加熱時奧氏體形成大致可分為4個階段：奧氏體晶核的形成，奧氏體晶核的長大，殘余滲碳體的溶解與奧氏體成分的均勻化。十三、為什么說具有粗大或不均勻晶粒的鍛件或鑄件可以通過退火或正火使其晶粒細化？解:因為退火或正火是一重結(jié)晶過程，所以具有粗大或不均勻晶粒的鍛件或鑄件可以通過退火或正火工藝而重新加熱奧氏體化，然后再以緩慢爐冷或在空氣中冷卻而重新獲得細小晶粒的組織。十四、（

23、共析）鋼在題圖所示方法冷至室溫后的轉(zhuǎn)變組織為何？答： 冷速下最終獲得組織為；冷速下最終獲得組織為R；冷速下最終獲得組織為下R冷速下最終獲得組織為R 。 十五、 指出下列鋼件正火后的主要目的及正火后的組織：1. 鋼齒輪；解: 正火的目的主要是為改善切削加工性，正火后的組織為F+S；2. 鋼小軸；解:正火的目的改善切削加工性、均勻組織細化晶粒，正火后的組織為F+S；3. 鋼銼刀。解:正火的目的主要是為了消除網(wǎng)狀二次滲碳體，以利于球化退火，正火后的組織為偽共析S組織。十六、 為什么用熱處理方法強化球墨鑄鐵零件的效果比其他鑄鐵要更好些？答：在鑄鐵中，片狀石墨對鋼基體的割裂作用最嚴重，致使鋼基體強度的利用率僅為3050；團絮狀石墨對鋼基體的割裂作用次之，使鋼基體強度的利用率達4070；而當(dāng)石墨呈球狀分布時，對鋼基體的割裂作用最小，使鋼基體強度利用率可達，接近于鋼基體，故用熱處理方法強化球墨鑄鐵零件的效果比其他鑄鐵要更好些十八、以石墨的存在形態(tài)，可將鑄鐵分為幾種？解： 以石墨的存