熱處理復習題

1、熱處理復習題部分復習思考題及參考答案鋼的熱處理12.將由mH勺T8（共析鋼）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，冉 冷卻下來得到上貝氏

2、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(xù)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）13 .退火的主要目的是什么？生產(chǎn)上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(chǎn)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、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Aci以上3050C ,保溫一定時間后隨爐緩慢冷卻至 600c后出爐空冷。（2）過共析鋼組織若為層狀滲碳體和網(wǎng)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(chǎn)生淬火變形及開裂。通 過球化退火，使層狀滲碳體和網(wǎng)狀滲碳體變?yōu)榍驙顫B碳體，以降低 硬度，均勻組織

4、、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(jīng)冷軋后的15 （0.15%。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?yōu)榈容S晶粒，以消除加工硬化現(xiàn) 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(xiàn)象。組織：等軸晶的大量鐵素體和少量珠光體。2） ZG35 （0.35%。的鑄造齒輪答：完全退火。經(jīng)鑄造后的齒輪存在晶粒粗大并不均勻現(xiàn)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 （0.6%。鋼鍛坯；

5、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 （1.2%C）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(chǎn)生淬火變形及開裂。通過球化退火，使 層狀滲碳體和網(wǎng)狀滲碳體變?yōu)榍驙顫B碳體，以降低硬度，均勻組織、改善 切削加工性。組織：粒狀珠光體和球狀滲碳體。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 （0.2%。鋼齒輪 （2） 4

6、5 （0.45%C）鋼小軸 （3） T12 （1.2%。4鋼錘刀答：(1)目的：細化晶粒，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(wǎng)狀FeG,為球化退火做組織準備，消除內應力。組織：索氏體和球狀滲碳體。18.一批45 (0.45%Q鋼試樣(尺寸 15*10m6,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

7、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(jīng)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。21 .說明45鋼試樣(10mm經(jīng)下列溫度加熱、保溫并在水中冷卻得到的室溫組織：700 C

8、, 760 C , 840 C , 1100 C。答：700C：因為它沒有達到相變溫度，因此沒有發(fā)生相變，組織為鐵素體和珠光體。760C：它的加熱溫度在 AciAq之間，因此組織為鐵素體、馬氏體和 少量殘余奧氏體。840C：它的加熱溫度在 Aq以上，加熱時全部轉變?yōu)閵W氏體，冷卻后 的組織為馬氏體和少量殘余奧氏體。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860c并保溫相同時間，使之達到平衡狀態(tài)，然后以大于 Vk的冷卻速度至室溫。試問：(1)哪個溫度加熱淬火后馬氏體晶粒較粗大？答

9、；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(jīng)超過了人叫 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(jīng)超過了人叫此時碳化物全部溶于奧氏體中，使奧 氏體中含碳量增加，降低鋼的 M和M點，淬火后殘余奧氏體增多。(4)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(jīng)超過了人叫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(5)你

10、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Aci+ (3050C),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) T12鋼錘刀。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

11、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鋼鋰刀，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60HRC28.指出下列組織的主要區(qū)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(qū)別，主要是碳化物的形態(tài)不同。由奧氏體直接分解的屈氏

12、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?；鼗鹚魇象w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)是由A直接轉變成碳在a Fe中過飽和固溶體?；鼗瘃R氏體 是過飽和的a固溶體(鐵素體)和與其品格相聯(lián)系的 e碳化物所組成，其 淬火內應力和脆性得到降低。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：下料一鍛造一正火一切削加工一渡銅(不滲碳部位)一滲碳一淬火一 低溫回火一噴丸一精磨一成品34.擬用T10 (1.0%C)制造形狀簡單的車刀，工藝路線為： 鍛造一熱處理一機加工一熱處理一磨加工(1)試寫

13、出各熱處理工序的名稱并指出各熱處理工序的作用；(2)指出最終熱處理后的顯微組織及大致硬度；(3)制定最終熱處理工藝規(guī)定(溫度、冷卻介質)答：(1)工藝路線為：鍛造一退火一機加工一淬火后低溫回火一磨加工。退火 處理可細化組織，調整硬度，改善切削加工性；淬火及低溫回火可獲 得高硬度和耐磨性以及去除內應力。(2)終熱處理后的顯微組織為回火馬氏體,大致的硬度60HRC3 3) T10車刀的淬火溫度為 780c左右，冷卻介質為水；回火溫度為 150 C-250 Co35 .選擇下列零件的熱處理方法，并編寫簡明的工藝路線(各零件均選用鍛造 毛坯，并且鋼材具有足夠的淬透性)：(1)某機床變速箱齒輪(模數(shù) m

14、=4,要求齒面耐磨，心部強度和韌性 要求不高，材料選用45鋼；(2)某機床主軸，要求有良好的綜合機械性能，軸徑部分要求耐磨(HRC 50-55),材料選用45鋼；(3)鏈床鏈桿，在重載荷下工作，精度要求極高，并在滑動軸承中運轉， 要求鏈桿表面有極高的硬度，心部有較高的綜合機械性能，材料選 用 38CrMoALA答：(1)下料一鍛造一正火一粗加工一精加工一局部表面淬火+低溫回火一精磨一成品(2)下料一鍛造一正火一粗加工一調質一精加工一局部表面淬火+低溫回火一精磨一成品(3)下料一鍛造一退火一粗加工一調質一精加工一氮化一研磨一成品36 .某型號柴油機的凸輪軸，要求凸輪表面有高的硬度( HRC>

15、;50,而心部具有 良好的韌性(Ak>40J),原采用45 (0.45%。鋼調質處理再在凸輪表面進行高 頻淬火，最后低溫回火，現(xiàn)因工廠庫存的 45鋼已用完，只剩15(0.15%。鋼， 擬用15鋼代替。試說明：(1)原45鋼各熱處理工序的作用；(2)改用15鋼后，應按原熱處理工序進行能否滿足性能要求？為什 么？(3)改用15鋼后，為達到所要求的性能，在心部強度足夠的前提下采用 何種熱處理工藝？答：(1)正火處理可細化組織，調整硬度，改善切削加工性；調質處理可獲得 高的綜合機械性能和疲勞強度； 局部表面淬火及低溫回火可獲得局部 高硬度和耐磨性。(2)不能。改用15鋼后按原熱處理工序會造成心部較軟，表面硬，會造 成表面脫落。(3)滲碳。37 .有甲、乙兩種鋼，同時加熱至 1150 C,保溫兩小時，經(jīng)金相顯微組織檢 查，甲鋼奧氏體晶粒度為3級，乙鋼為6級。由此能否得出結論：甲鋼是本 質粗晶粒鋼，而乙鋼是本質細晶粒鋼？答：不能。本質晶粒度是在930土 19C,保溫38小時后測定的奧氏體晶粒大小。本質細晶粒鋼在加熱到臨界點 Aci以上直到930c晶粒并未顯著長大。超過 此溫度后，由于阻止晶粒長大的難溶質點消失，晶粒隨即迅速長大。1150c 超過930C ,有可能晶粒隨即迅速長大，所以不能的出結論甲鋼是本