熱處理工藝復習題及答案

1、熱處理工藝復習題一、 填空題1. 鋼的熱處理工藝由 加熱 、 保溫 、 冷卻 三個階段所組成。2. 熱處理工藝基本參數(shù)：強度、硬度、淬火溫度、冷卻介質(zhì)、有效面積、淬火后硬度、回火溫度、回火后硬度 。3. 鋼完全退火的正常溫度范圍是Ac3+20-30，它只適應于亞共析鋼。4. 球化退火的主要目的是使二次滲碳體及珠光體中的滲碳體球狀化，以降低硬度，改善切削加工性能以及獲得均勻組織，改善熱處理工藝性能，為以后的淬火做組織準備，它主要適用于共析鋼、過共析鋼和合金工具鋼。5. 鋼的正常淬火溫度范圍，對亞共析鋼是Ac3+30-50，對過共析鋼是 Ac1+30-50。6. 當鋼中發(fā)生奧氏體向馬氏體的轉(zhuǎn)變時，

2、原奧氏體中碳含量越高，則MS點越 低 ，轉(zhuǎn)變后的殘余奧氏體量就越 多 。7. 改變鋼整體組織的熱處理工藝有退火、正火、淬火、回火四種。8. 淬火鋼進行回火的目的是消除淬火產(chǎn)生的內(nèi)應力，使不穩(wěn)定的馬氏體和殘余奧氏體轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定組織，獲得要求的綜合機械性能，回火溫度越高，鋼的強度與硬度越低。9. 化學熱處理的基本過程包括介質(zhì)分解、表面吸收、原子擴散等三個階段。10. 欲消除過共析鋼中大量的網(wǎng)狀滲碳體應采用 正火 ，欲消除鑄件中枝晶偏析應采用 擴散退火 。11. 低碳鋼為了便于切削，常預先進行正火處理；高碳鋼為了便于切削，常預先進行 退火 處理；12. 感應加熱表面淬火，按電流頻率的不同，可分為高頻電

3、子管式加熱裝置、中頻發(fā)電機或可控硅中頻發(fā)生器和工頻發(fā)電機三種。而且感應加熱電流頻率越高，淬硬層越 薄 。13. 鋼的淬透性主要取決于鋼的淬火臨界冷速大小，馬氏體的硬度主要取決于馬氏體含碳質(zhì)量分數(shù)，鋼的表層淬火，只能改變表層的硬度，而化學熱處理既能改變表層的硬度，又能改變表層的化學成分。14. 鋼在一定條件下淬火后，獲得一定深度的淬透層的能力，稱為鋼的淬透性。淬透層通常以零件表面至內(nèi)部半馬氏體區(qū)的深度來表示。15. 中溫回火主要用于處理彈簧 鍛模零件，回火后得到回火屈氏體組織。16. 45鋼正火后滲碳體呈片狀，調(diào)質(zhì)處理后滲碳體呈球狀。17. 形變熱處理是將塑性變形的形變強化與熱處理時的相變強化結(jié)

4、合，使成型工藝與獲得最終性能統(tǒng)一起來的一種綜合工藝。二、單選題1. 電阻爐空載功率小，說明爐子熱損失： A）小 ；B）大；C）厲害；D）可忽略不計。2. 檢測氮碳共滲零件的硬度時應選用：A）洛式硬度計；B）維氏硬度計；C）布氏硬度計； D）肖氏硬度計。3. 可控氣氛爐滲碳時排出的廢氣：A）必須燃燒后排放；B）不燃燒直接排放；C）通入水中排放； D）通入堿水中排放。4. 在生產(chǎn)中，用來消除過共析鋼中的網(wǎng)狀滲碳體最常用的熱處理工藝是：A）完全退火； B）正火；C）不完全退火；D）回火。5. 氣體滲氮的主要缺點是：A）周期太長；B）勞動強度大；C）硬度低；D）滲層淺。6. 鏜床主軸通常采用38CrM

5、oA1鋼進行：A）氮碳共滲；B）滲碳；C）滲氮；D）滲硫。7. 確定碳鋼淬火加熱溫度的基本依據(jù)是：A）Fe-Fe3C相圖；B）“C”曲線；C）“CCT”曲線； D）淬透性曲線圖。8. 為獲得良好的綜合力學性能，38CrMoAl鋼制造的氮化件預先熱處理應采用：A）退火； B）正火； C）調(diào)質(zhì)； D）滲碳。9. 高速鋼淬火冷卻時，常常在580600停留1015分鐘，然后在空氣中冷卻，這種操作方法叫做：A）雙介質(zhì)淬火；B）等溫淬火；C）分級淬火；D）亞溫淬火。10. 某零件調(diào)質(zhì)處理以后其硬度偏低，補救的措施是：A）重新淬火后，選用低一點的溫度回火；B）再一次回火，回火溫度降低一點；C）重新淬火后，選

6、用高一點的溫度回火；D）再一次回火，回火溫度提高一點。11. 鋼感應加熱表面淬火的淬硬層深度，主要取決于：A）鋼的含碳量；B）冷卻介質(zhì)的冷卻能力；C）感應電流頻率；D）感應電流電壓。12. 為增加T12鋼的強韌性，希望控制淬火馬氏體的含碳量，減少孿晶馬氏體的相對量及獲得部分板條馬氏體，可以采取的措施是：A）加熱到接近Accm，充分保溫后淬火；B）快速加熱到稍高于Ac1，保溫較短時間后淬火；C）加熱到Accm以上，充分保溫后淬火。D）加熱到Ac1以上，Ac3以下充分保溫后淬火。13. 齒輪進行滲碳處理+淬火回火，獲得表面組織如下：A）低碳馬氏體（LM）； B）回火高碳隱晶馬氏體（PM）； C）P

7、M + 殘余奧氏體（）； D）M+粒狀滲碳體。14. 鑄鋼件一般要進行均勻化退火（擴散退火），處理溫度較高，是為了：A）促進擴散過程，加速轉(zhuǎn)變；B）抑制擴散過程，保持穩(wěn)定；C）提高元素偏聚程度；D）與上述過程無關(guān)。15. 中碳結(jié)構(gòu)鋼調(diào)質(zhì)處理后得到回火索氏體組織，具有優(yōu)良的綜合力學性能，主要熱處理工序是：A）正火+中溫回火；B）正火+高溫回火；C）正火+低溫回火；D）淬火+高溫回火。16. 工件在水中淬火冷卻的過程中會依次出現(xiàn)：A、蒸汽膜、沸騰、對流；B、蒸汽膜、沸騰、傳導；C、沸騰、蒸汽膜、傳導；D、沸騰、蒸汽膜、對流。17. 在熱處理生產(chǎn)中應盡可能避免在鋼的組織中出現(xiàn)的組織是：A、上貝氏體；

8、B、下貝氏體；C、過冷奧氏體；D、馬氏體。18. 低碳鋼為便于加工，常預先進行：A、淬火；B、正火；C、球化退火；D、回火。19. 亞共析碳鋼亞溫淬火常用的最佳溫為：A）Ac11020；B）Ac31020；C）比Ac3略低；D）比Ar3略低。20. 調(diào)質(zhì)處理就是：A淬火低溫回火；B淬火中溫回火；C淬火高溫回火。21. 化學熱處理與其他熱處理方法的基本區(qū)別是：A加熱溫度； B組織變化； C改變表面化學成分。22. 滲氮零件在滲氮后應采?。篈.淬火+低溫回火；B.淬火+中溫回火；C.淬火+高溫回火；D.不需熱處理。23. 直徑為10mm的40鋼其整體淬火溫度大約為：A750；B.850；C.920

9、。24. T12鋼消除網(wǎng)狀滲碳體應采用：A. 正火；B. 球化退火；C. 去應力退火；D. 完全退火。25. T12鋼改善切削加工性應采用：A. 正火；B. 球化退火；C. 去應力退火；D. 完全退火。26. 20鋼鍛件改善切削加工性應采用：A.完全退火；B. 球化退火；C. 去應力退火；D. 正火。27. 用于1300以上的熱電偶材料是： A）銅-康銅；B）鉑銠-鉑銠；C）鎳鉻-鎳鋁；D）鐵-康銅。28. 鋼在淬火后獲得的馬氏體組織的粗細主要取決于：a.奧氏體的本質(zhì)晶粒度；b.奧氏體的實際晶粒度；c.奧氏體的起始晶粒度。29. 鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后獲得的組織是：a.回火馬氏體；b.回火屈氏體；c.

10、回火索氏體。30. 過共析鋼的正常淬火加熱溫度是：a.Ac1+3050；b.Accm+3050；c.Ac3+3050.31. 影響碳鋼淬火后殘余奧氏體量的主要因素是：a.鋼材本身的碳含量；b.鋼中奧氏體的碳含量；c.鋼中碳化物的含量。32. 若合金元素能使C曲線右移，鋼的淬透性將：a.降低； b.提高； c.不改變。33. 馬氏體的硬度取決于：a.冷卻速度； b.轉(zhuǎn)變溫度； c.碳含量。34. 對形狀復雜，截面變化大的零件進行淬火時，應選用：a.高淬透性鋼；b.中淬透性鋼；c.低淬透性鋼。35. 對形狀復雜，截面變化大的零件進行淬火時，應采用：a.水中淬火；b.油中淬火c.鹽水中淬火。36.

11、若要提高淬火時淬硬層深度，應采?。篴.選擇高淬透性鋼；b.增大零件的截面尺寸；c.選用比較緩和的冷卻介質(zhì)。37. 45鋼為得到回火索氏體組織，應進行a.淬火+低溫回火；b.等溫淬火；c.淬火+高溫回火。38. 完全退火主要適用于：a.亞共析鋼；b.共析鋼；c.過共析鋼。39. 擴散退火的目的是：a.消除和改善晶內(nèi)偏析；b.消除冷塑變形后產(chǎn)生的加工硬化；C.降低硬度以便于加工。40. 鋼的滲碳溫度范圍是：a.600650； b.800850； c.900950。三、問答題1. 為什么要對鋼件進行熱處理？答：通過熱處理可以改變鋼的組織結(jié)構(gòu)，從而改善鋼的性能。熱處理可以顯著提高鋼的機械性能，延長機器

12、零件的使用壽命。恰當?shù)臒崽幚砉に嚳梢韵T、鍛、焊等熱加工工藝造成的各種缺陷，細化晶粒、消除偏析、降低內(nèi)應力，使鋼的組織和性能更加均勻。2. 零件加熱時的入爐方式有哪些，對熱應力和加熱效率分別如何影響？零件入爐的方式有四種：1.預加熱升溫2.隨爐升溫3.到溫入爐4.高溫入爐加熱速率：1<2<3<4 熱應力：1<2<3<43. 退火的目的是什么？生產(chǎn)上常用的退火有哪幾種？指出每種退火工藝的應用范圍。答：均勻鋼的化學成分及組織，細化晶粒，調(diào)整硬度，并消除內(nèi)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。 生產(chǎn)上常用的退火操作有完全退火、等溫退火、

13、球化退火、去應力退火等。 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(jié)構(gòu)。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(nèi)應力。4. 對于25#鋼，有哪些工藝可以獲得F+P的組織？不完全退火、完全退火、亞溫淬火+高溫回火、正火 5. 確定下列鋼件的退火工藝，并指出退火目的及退火后的組織：(1)經(jīng)冷軋后的15鋼板；再結(jié)晶退火.目的：使變形晶粒重新轉(zhuǎn)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(nèi)應力.細化晶粒,均勻組織,消除內(nèi)應力,降低硬度以消除加工硬化現(xiàn)象.組織 ：

14、等軸晶的大量鐵素體和少量珠光體.(2)ZG35的鑄鋼齒輪；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(nèi)應力.因此退火 目的：細化晶粒,均勻組織,消除內(nèi)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)具有片狀珠光體的T12鋼坯；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?狀滲碳體,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.(4)彈簧鋼絲（強化的）經(jīng)冷卷成的彈簧；去應力退火（再結(jié)晶退火）(5)消除60鋼鍛件的

15、過熱組織；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(nèi)應力.因此 退火目的：細化晶粒,均勻組織,消除內(nèi)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.(6)低碳鋼鋼絲多次冷拉之間；再結(jié)晶退火(7)T10剛車床頂尖鍛造以后。球化退火6. 指出下列鋼件正火的主要目的以及正火后的顯微組織？ 20鋼齒輪；45鋼小軸；T12鋼銼刀。(1)20鋼齒輪正火的目的：細化晶粒，均勻組織，消除內(nèi)應力，提高硬度，改善切削加工性。正火后組織：晶粒均勻細小的大量鐵素體和少量索氏體。  (2)45鋼小軸正火的目的：細化晶粒，均勻組織，消除內(nèi)應力。正火后組織：晶

16、粒均勻細小的鐵素體和索氏體。  (3)T12鋼銼刀正火的目的：細化晶粒，均勻組織，消除網(wǎng)狀Fe3C，為球化退火做組織準備，消除內(nèi)應力。正火后組織：索氏體和球狀滲碳體。7. 正火與退火的主要區(qū)別是什么？生產(chǎn)中應如何選擇正火及退火？正火與退火的主要區(qū)別：  (1)加熱溫度不同，正火的加熱溫度范圍為：亞共析鋼加熱到Ac3以上3050，共析鋼和過共析鋼加熱到Accm以上3050。而退火根據(jù)目的不同，加熱溫度范圍也不同；  (2)冷卻方式不同，正火是在空氣中冷卻，而退火一般是緩慢冷卻(隨爐冷卻)，時間長；  (3)獲得組織不同，正火得到s組織，而退火獲得P類型組織

17、。  生產(chǎn)中一般根據(jù)要達到的目的來進行選擇，同時考慮盡量降低成本8. 為什么亞共析鋼經(jīng)正火后，可獲得比退火高的強度與硬度？退火和正火所得到的均是珠光體型組織，或者說是鐵素體和滲碳體的機械混合物。但是正火和退火比較時，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。由于組織上的差異，故性能上不同。正火與退火相比較，正火的強度與韌性較高，塑性相仿9. 在生產(chǎn)中常用增加珠光體數(shù)量的方法來提高亞共析鋼的強度，為此應采用何種熱處理工藝，為什么? 應該

18、采用正火工藝。原因：亞共析鋼過冷奧氏體在冷卻過程中會析出先共析鐵素體，冷卻速度越慢，先共析鐵素體的含量越多，從而導致珠光體的含量變少，降低亞共析鋼的硬度和強度。而正火工藝的實質(zhì)就是完全奧氏體化加上偽共析轉(zhuǎn)變，可以通過增大冷卻速度降低先共析鐵素體的含量，使亞共析成分的鋼轉(zhuǎn)變成共析組織，即增加了珠光體的含量，從而可以提高亞共析鋼的強度和硬度。10. 下列零件應選用何種熱處理工藝：（1）Wc=0.2%，要求適當提高硬度，改善切削加工性能。正火（2）Wc=1.2%，要求降低硬度，改善切削加工性能。球化退火（3）Wc=1.2%，要求提高硬度和耐磨性。淬火+低溫回火（4）Wc=0.45%，要求具有好的綜合

19、力學性能。調(diào)質(zhì)處理（5）Wc=0.6%，要求具有好的彈性。淬火+中溫回火（6）鋼絲冷拉后硬度高，要求降低硬度，消除內(nèi)應力。去應力退火11. 何謂去氫退火?其工藝特點如何?碳鋼及低合金鋼大鍛件在碳鋼及低合金鋼大鍛件在鍛造（或重新加熱奧氏體化）后以較快速度冷卻至過冷奧氏體最不穩(wěn)定區(qū)域（鼻溫區(qū)），使其充鍛造（或重新加熱奧氏體化）后以較快速度冷卻至過冷奧氏體最不穩(wěn)定區(qū)域（鼻溫區(qū)），使其充分等溫轉(zhuǎn)變，形成鐵素體碳化物混合組織（偽共析組織）。此時，氫的溶解度較低而擴散較易，在轉(zhuǎn)變途中即可從鍛件排出或結(jié)合為氫分子。 氫分子所引起的壓力也可因轉(zhuǎn)變溫度(620-660攝氏度)較高而得松弛。12. 亞共析鋼熱處理

20、時快速加熱可顯著地提高屈服強度和沖擊韌性，是何道理？加熱時獲得了細小均勻的A晶粒，冷卻轉(zhuǎn)變后組織也均勻細小，產(chǎn)生細晶強化，所以屈服強度和沖擊韌性提高13. 熱軋空冷的45鋼鋼材在重新加熱到超過臨界點后再空冷下來時，組織為什么能細化？熱軋空冷的45鋼在室溫時組織為鐵素體十索氏體。重新加熱到臨界點以上，組織轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體。奧氏體在鐵素體和滲碳體的界面處形核。由于索氏體中鐵素體、滲碳體的層片細、薄，因此奧氏體形核數(shù)目多，奧氏體晶粒細小。奧氏體再空冷下來時，細小的奧氏體晶粒通過重結(jié)晶又轉(zhuǎn)變成鐵素體十索氏體，此時的組織就比熱軋空冷的45鋼組織細，達到細化和均勻組織的目的。14. 常用的淬火介質(zhì)有哪些？說明

21、其冷卻特性、優(yōu)缺點及應用范圍。詳見PPT15. 共析鋼加熱到相變點以上，用圖1所示的冷卻曲線冷卻，各應得到什么組織？各屬于何種熱處理方法？a：馬氏體+殘余奧氏體，熱處理方法是單介質(zhì)淬火；b：馬氏體+殘余奧氏體，熱處理方法是分級淬火；c：屈氏體+馬氏體+殘余奧氏體，熱處理方法是雙介質(zhì)淬火；d：下貝氏體，熱處理方法為等溫淬火；e：索氏體，熱處理方法為正火；f：珠光體，熱處理方法為完全退火；g:珠光體，熱處理方法為等溫退火。圖116. 有四個碳素鋼試樣進行淬火：（1）Wc=0.3%，加熱至Ac1與Ac3之間；（2）Wc=0.45%，加熱至Ac3以上（3050）；（3）Wc=1.2%，加熱至Ac1以上

22、（2030）；（4）Wc=1.2%，加熱至Accm以上（3050）。適當保溫后水中淬火，哪個試樣硬度最高？說明其原因。（3）最高，因為鋼淬火后其硬度由鋼的含碳量和組織中殘余奧氏體量的多少兩個因素決定。雖然3,4的含碳量一樣，而且都比1,2含量高，但3號淬火加熱溫度合適，加熱后奧氏體中碳含量適中，淬火組織中殘余奧氏體最少，因此硬度最高最低？（1）因為不但鋼的含碳量最低，而且加熱時未完全奧氏體化，有部分剩余鐵素體，淬火組織中也會保留部分鐵素體，因此硬度最低。17. 簡述冷卻介質(zhì)的選擇原則(1)保證制品所需的冷卻速率，且冷卻均勻，使金屬材料獲得所需的組織和性能。(2)盡量減少制品在冷卻時產(chǎn)生的內(nèi)應力

23、，制品不變形或變形不超過允許的限度，尤其不能開裂。(3)冷卻介質(zhì)與金屬材料不發(fā)生或少發(fā)生有害的氧化、還原反應或其他物理化學反應，制品表面不被污染或少被污染。(4)操作方便，無毒，成本低，易回收處理。18. 用45鋼制造一根10的軸和一根100的軸，用相同淬火工藝淬火，試問兩根軸的表面硬度是否相同？淬透層深度是否相同？如果是高頻淬火，頻率相同、加熱溫度相同，冷卻時間等比相同，表面硬度基本保持一致，在一定的要求范圍之內(nèi)。不相同19. 淬透性和淬透層深度有何聯(lián)系與區(qū)別？影響鋼件淬透層深度的主要因素是什么？見ppt和課本p162.20. 分析圖2的實驗曲線中硬度隨碳含量變化的原因。圖中曲線1為亞共析鋼

24、加熱到AC3以上，過共析鋼加熱到ACCM以上淬火后，隨鋼中碳含量增加鋼的硬度變化曲線；曲線2為亞共析鋼加熱到AC3以上，過共析鋼加熱到AC1以上淬火后，隨鋼中碳含量增加鋼的硬度變化曲線；曲線3表示隨碳含量增加，馬氏體硬度的變化曲線。 圖2 圖3當碳含量小于0.8%左右時，即處于亞共析鋼區(qū)域，都將亞共析鋼加熱到Ac3溫度以上，此時組織中的鐵素體和珠光體全部轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，淬火后得到馬氏體和少量殘余奧氏體。馬氏體的硬度會隨著含碳量的增高而增大。曲線1：當含碳量大于0.8%左右時，即碳鋼為過共析鋼，將其加熱到Accm以上再進行淬火，則過共析鋼組織中的滲碳體和珠光體全部奧氏體化，淬火后會有網(wǎng)狀的滲碳體析

25、出，隨著含碳量的增加，網(wǎng)狀滲碳體含量增加，導致硬度下降。曲線2：件過共析鋼加熱到Ac1以上淬火，組織中會保留少量二次滲碳體，而有利于鋼的硬度，比1曲線硬度稍高。隨著含碳量的增加。馬氏體的強度增加，二次滲碳體的含量增多，但同時奧氏體的碳含量增高，淬火后殘余奧氏體量增多，兩者的作用相互抵消，使得鋼的硬度趨于平緩。曲線3：馬氏體力學性能的顯著特點是具有高硬度和高強度。馬氏體的硬度主要取決于其含碳量。如圖所見，馬氏體的硬度隨含碳量的增加而增高。當含碳量小于0.5%時，馬氏體的硬度隨含碳量的增加而急劇增高。當含碳量增值0.6%左右時，雖然馬氏體硬度會有所增高，但是由于殘余奧氏體量的增加，反而使鋼的硬度有

26、所下降。21. T12鋼加熱到AC1以上，用圖3所示的各種方法冷卻，分析其所得到的組織。a 馬氏體+殘余奧氏體；b 下貝氏體+馬氏體+殘余奧氏體； c 下貝氏體。22. 簡述淬火硬度不足的可能原因。兩個原因：1.材料因素，化學成分不合格，含碳量偏低；2.熱處理溫度不合格，偏低。 若硬度偏高，組織應該是馬氏體加殘余奧氏體； 硬度偏低，組織則比較復雜，有可能是珠光體，也有可能是馬氏體加鐵素體23. 淬火介質(zhì)（以水為例）冷卻過程經(jīng)歷哪幾個階段？課本p16624. 表面淬火的目的是什么？常用的表面淬火方法有哪些？比較它們的優(yōu)缺點及應用范圍。增加強度，硬度，提高耐磨性，增長零件的使用壽命。常用的表面淬火

27、方法按不同零件可分為高頻淬火，中頻淬火，工頻淬火，埋油淬火，火焰淬火，激光淬火等25. 激光淬火的主要優(yōu)點有哪些?1淬火零件不變形 激光淬火的熱循環(huán)過程快 中碳鋼 大型軸類2幾乎不破壞表面粗糙度 采用防氧化保護薄涂層 模具鋼 各種模具3激光淬火不開裂 精確定量的數(shù)控淬火 冷作模具鋼 模具、刃具4對局部、溝、槽淬火 定位精確的數(shù)控淬火 中碳合金鋼 減振器5激光 淬火清潔、高效 不需要水或油等冷卻介質(zhì) 鑄鐵材料 發(fā)動機汽缸6淬火硬度比常規(guī)方法高 淬火層組織細密、強韌性好 高碳合金鋼 大型軋輥 7. 激光淬火是快速加熱、自激冷卻，不需要爐膛保溫和冷卻液淬火，是一種無污染綠色環(huán)保熱處理工藝，可以很容易

28、實行對大型模具表面進行均勻淬火。8. 由于激光加熱速度快，熱影響區(qū)小，又是表面掃描加熱淬火，即瞬間局部加熱淬火，所以被處理的模具變形很小。9. 由于激光束發(fā)散角很小，具有很好的指向性，能夠通過導光系統(tǒng)對模具表面進行精確的局部淬火。10. 激光表面淬火的硬化層深度一般為0.31.5mm。26. 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鋼鋼板，要求降低硬度；2）ZG35的鑄造齒輪；3）鍛造過熱的60鋼鍛坯；4）改善T12鋼的切削加工性能。1）經(jīng)冷軋后的15鋼鋼板，要求降低硬度； 答：再結(jié)晶退火。目的：使變形晶粒重新轉(zhuǎn)變?yōu)榈容S晶粒，以消除加工硬化現(xiàn)象，降低了硬 度，消

29、除內(nèi)應力。細化晶粒，均勻組織，消除內(nèi)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(nèi)應力。因此退火 目的：細化晶粒，均勻組織，消除內(nèi)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鋼鍛坯； 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(nèi)應力。因此 退火目的：細化晶粒，均勻組織，消除內(nèi)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鋼坯； 答：球化退火。

30、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?狀滲碳體，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。27. 說明直徑為10mm的45鋼試樣經(jīng)下列溫度加熱、保溫并在水中冷卻得到的室溫組織：700C，760C，840C，1100。700：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。760：它的加熱溫度在Ac1Ac3之間，因此組織為鐵素體、馬氏體和少量殘余奧氏體。840：它的加熱溫度在Ac3以上，加熱時全部轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，冷卻后的組織為馬氏體和少量殘余奧

31、氏體。1100：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。28. 指出下列工件的淬火及回火溫度，并說出回火后獲得的組織。 1）45鋼小軸（要求綜合機械性能好）； 2）60鋼彈簧；3）T12鋼挫刀。1.高溫回火 大概580左右,具體根據(jù)工件技術(shù)要求來定 軸類要求有一定的強度與韌性的配合多用調(diào)質(zhì)2.中溫回火 大概350吧,具體按要求來定 彈簧要求有很好的彈性性能 顧用中溫回火3.低溫回火 180吧,按要求定 銼刀要求有較高的硬度顧用低溫回火29. 兩根45鋼制造的軸，直徑分別為10mm和100mm，在水中淬火后，橫截面上的組織和硬度是如何分布的？1：10mm

32、的應該能夠脆透，他的組織應該都是貝氏體，2：100mm的應該表面都是貝氏體或馬氏體，中間的結(jié)構(gòu)是還有些過冷的奧氏體還沒來得及轉(zhuǎn)化為珠光體，硬度都是從里到外變大。晶相組織是從里到外減小。建議自己看下熱處理資料。我說的太籠統(tǒng)了，畢竟人家是專家嘛，能夠從理論到現(xiàn)象解釋得很清楚！四、綜合分析題1. 用T10鋼制造形狀簡單的車刀，其工藝路線為：鍛造一熱處理一機加工一熱處理一磨加工。 l）寫出其中熱處理工序的名稱及作用。2）制定最終熱處理（即磨加前的熱處理）的工藝規(guī)范，并指出車刀在使用狀態(tài)下的顯微組織和大致硬度。答：（1）工藝路線為：鍛造退火機加工淬火后低溫回火磨加工。退火處理可細化組織，調(diào)整硬度，改善切

33、削加工型；淬火及低溫回火可獲得較高硬度和耐磨性以及去除內(nèi)應力。（2）終熱處理后的顯微組織為回火馬氏體，大致的硬度60HRC。2. 將5mm的T8鋼加熱到760并保溫足夠的時間，問采用什么熱處理方法可以得到下列組織：珠光體，索氏體，下貝氏體，屈氏體+馬氏體，馬氏體+少量殘余奧氏體。P：退火；S：正火；B下：等溫淬火；TM：油冷淬火 ；M少量A：水冷淬火3. 某型號柴油機的凸輪軸,要求凸輪表面有高的硬度（HRC>50），而心部具有良好的韌性(Ak>40J)，原采用45鋼調(diào)質(zhì)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鋼，擬用15鋼代替。試說明： (1

34、)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(diào)整硬度改善切削加工性：調(diào)質(zhì)處理可獲得高的綜合機械性能和疲勞強度：局部表而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。因為 15 鋼是低碳鋼，滲碳法可以提高鋼件的表面硬度、耐磨性及抗疲勞性能，可以滿足柴油機凸輪所需耍求。4. 用20CrMnTi為材料制造汽車變速箱齒輪，試制定其熱處理生產(chǎn)工藝。請采用調(diào)質(zhì)

35、和滲碳兩種方法，并比較兩者區(qū)別。答：下料鍛造正火粗加工精加工局部表面淬火低溫回火精磨成品低碳鋼的滲碳，調(diào)質(zhì)鋼的氮化用20CrMnTi制造汽車變速箱齒輪，要求齒面硬度HRC586O，中心硬度HRC3045，試寫出加工工藝路線，并說明各熱處理的作用目的。答：加工工藝路線為：下料鍛造正火機械粗加工滲碳+淬火+低溫回火噴丸磨齒正火處理可使同批毛坯具有相同的硬度（便于切削加工) ，并使組織細化，均勻；滲碳后表面含碳量提高，保證淬火后得到高的硬度提高耐磨性和接觸疲勞強度：噴丸處理是提高齒輪表層的壓力使表層材料強化，提高抗疲勞能力。5. 由T12材料制成的絲錐，硬度要求為HRC6064。生產(chǎn)中混入了45鋼料

36、，如果按T12鋼進行淬火低溫回火處理，問其中45鋼制成的絲錐的性能能否達到要求？為什么？不能達到要求。 45號鋼屬于普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，碳的質(zhì)量分數(shù)很低，一般在0、10、17C，按照T12淬火溫度淬火（760780），鋼中只有少量珠光體轉(zhuǎn)變成馬氏體，大量鐵素體未發(fā)生轉(zhuǎn)變。因此淬火后的硬度很低，不能使用。6. 某工廠生產(chǎn)車床齒輪，要求齒面有較好的硬度與耐磨性，心部有較好的塑韌性。原圖紙設(shè)計用40Cr 鋼制造，因材料缺乏，工廠決定改用20Cr鋼生產(chǎn)，試說明： （1）原40Cr鋼為滿足齒輪性能要求，應如何安排熱處理工藝？試畫出熱處理規(guī)范圖。 （2）改用20Cr鋼后，熱處理工藝是否需改

37、變？如需改變，試畫出修改后的工藝規(guī)范圖。 （3）試分析兩種鋼，經(jīng)不同工藝處理后，齒面與心部組織有何不同？圖片依次為（1）（2）（3）答案。7. 從下列材料中選擇一種材料制造車刀（60Mn、40Cr、HT150和9SiCr），其工藝路線為：鍛造熱處理1機加工熱處理2磨加工。寫出熱處理1、2的工藝名稱及熱處理2獲得的組織。答（1）1退火 2淬火后低溫回火，終熱處理后的顯微組織為回火馬氏體，大致的硬度60HRC。T10車刀的淬火溫度為780左右，冷卻介質(zhì)為水：回火溫度為150250。（2）退火處理可細化組織，調(diào)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(nèi)應力。8.

38、為下列材料的熱處理工藝選擇合適的加熱范圍，并說明理由。（1）20鋼淬火；（2）20鋼正火；（3）40鋼高溫回火；（4）T10鋼淬火；（5）T10鋼正火；（6）T10鋼低溫回火(溫度選擇用Ac1,Acm等代號表示)9. 甲、乙兩廠生產(chǎn)同一種零件，均選用45鋼，硬度要求220250HB，甲廠采用正火，乙廠采用調(diào)質(zhì)處理，均能達到硬度要求，試分析甲、乙兩廠產(chǎn)品的組織和性能差別。選用45鋼生產(chǎn)同一種零件，甲廠采用正火，其組織為鐵素體+索氏體，乙廠采用調(diào)質(zhì)處理，其組織為回火索氏體，索氏體為曾片狀組織，即片狀滲碳體平行分布在鐵素體基體上，回火索氏體是細小的粒狀滲碳體彌散的分布在鐵素體基體上，由于粒狀滲碳體比

39、片狀滲碳體對于阻止斷裂過程的發(fā)展有利，即兩者強度，硬度相近，但是回火索氏體的韌性，塑性要好很多，所以乙廠生產(chǎn)的零件性能要好。10. 試說明表面淬火、滲碳、氮化處理工藝在選用鋼種、性能、應用范圍方面的差別。表面淬火一般用于中碳鋼和中碳鋼合金鋼，這類鋼經(jīng)預先熱處理后表面淬火，心部保持較高的綜合機械性能，而表面具有較高的硬度和耐磨性，主要用于軸肩部位，齒輪，高碳鋼也可表面淬火，主要用于受較小沖擊和交變載荷的工具，量具等?；铱阼T鐵制造的導軌，缸體內(nèi)壁等常用表面淬火提高硬度和耐磨性。 滲碳一般用于低碳鋼和合金滲碳鋼，滲碳使低碳鋼件表面獲得高碳濃度，經(jīng)過適當熱處理后，可提高表面的硬度，耐磨性和疲勞強度，兒

40、心部依然保持良好的塑性和韌性，因此滲碳主要用于同時受嚴重耐磨和較大沖擊的零件， 氮化鋼中一般含有Al,Cr，Mo，W,V等合金元素，使生成的氮化物穩(wěn)定，并在鋼中均勻分布，提高鋼表面的硬度，在600到650攝氏度也不降低，常用的氮化鋼有38CrMoAlA，35CrAlA，38CrWVAlA等，碳鋼及鑄鐵也可用氮化提高表面的硬度，氮化的目的在于更大的提高零件的表面硬度和耐磨性，提高疲勞強度和抗蝕性，由于氮化工藝復雜，時間長，成本高，一般只用于耐磨性和精度都要求較高的零件，或要求抗熱，抗蝕的耐磨件。11. 兩個45鋼工件，一個用電爐加熱（加熱速度約為0.3S），另一個用高頻感應電流加熱（加熱速度約為

41、400S），問兩者淬火溫度有何不同？淬火后組織和機械性能有何差別？電爐加熱淬火溫度應為Ac3+30-50度，感應加熱淬火溫度為Ac3+80-150度。電爐加熱淬火后，組織為馬氏體和殘余奧氏體，強度和硬度較高，但脆度大，且有較大的淬火內(nèi)壓力，故容易發(fā)生變形與開裂，還需經(jīng)過回火處理。感應電流加熱淬火后，工件表層組織為細隱馬氏體，心部仍為未淬火的退火（或正火及調(diào)質(zhì)）組織，零件表面的硬度高，比一般淬火高2-3HRC且脆性低，心部保持較好的塑性和韌性。呈現(xiàn)低的缺口敏感性，故沖擊韌性，疲勞強度和耐磨性等有很大的提高。12. 低碳鋼（0.2%C）小件經(jīng)930，5h滲碳后，表面碳含量增至1.0%，試分析經(jīng)以下

42、處理后表層和心部的組織： （1）滲碳后慢冷；（2）滲碳后直接水淬并低溫回火；（3）由滲碳溫度預冷到820（>Ar3和Acm），保溫后水淬，再低溫回火；（4）滲碳后慢冷至室溫，再加熱到780(<Ar3和Acm)，保溫后水淬，再低溫回火。（1）表層：珠光體+網(wǎng)狀二次滲碳體；心部：先共析鐵素體+珠光體；（2）表層：粗片狀馬氏體+殘余奧氏體+細粒狀碳化物：心部：粗板條馬氏體（3）表層：粗片狀馬氏體+殘余奧氏體+細粒狀碳化物；心部：粗板條馬氏體（4）表層：回火馬氏體=殘余奧氏體； 心部：板條狀馬氏體+鐵素體+殘余奧氏體13. 鋼制表面淬火工件的工藝路線一般如何安排？在高頻淬火前為什么要進行預

43、備熱處理？其常用的預備熱處理有哪幾種？14. 某拖拉機上的連桿是用0.4%C的鋼制成，其工藝路線如下：鍛造正火切削調(diào)質(zhì)精加工。最后要求：硬度217HB241HB,試說明兩次熱處理的目的及其組織變化情況，并確定其加熱溫度和冷卻方式。正火：消除鍛造的內(nèi)應力，使晶粒細化和碳化物分布均勻化。調(diào)質(zhì)：調(diào)質(zhì)可以使鋼的性能，材質(zhì)得到很大程度的調(diào)整，其強度、塑性和韌性都較好，具有良好的綜合機械性能。調(diào)質(zhì)處理后得到回火索氏體。感應淬火：工件表層可得到極細的隱晶馬氏體，硬度稍高和較高的耐磨性。脆性較低及較高疲勞強度。15. 以滲碳為例，簡要說明化學熱處理的三個基本過程。答：化學熱處理是把鋼制工件放置于某種介質(zhì)中，通

44、過加熱和保溫，使化學介質(zhì)中某些元素滲入到工件表層，從而改變表層的化學成分，使心部與表層具有不同的組織與機械性能?；瘜W熱處理的過程：1分解：化學介質(zhì)要首先分解出具有活性的原子；2吸收：工件表面吸收活性原子而形成固溶體或化合物；3擴散：被工件吸收的活性原子，從表面向內(nèi)擴散形成一定厚度的擴散層。常用的化學熱處理方法有：滲碳、氮化、碳氮共滲、氮碳共滲。16. 試述真空滲碳零件的工藝路線。詳見ppt17. 氮化的主要目的是什么？說明氮化的主要特點及應用范圍。答：在一定溫度(一般在AC1以下)使活性氮原子滲入工件表面的化學熱處理工藝稱為滲氮。其目的是提高工件表面硬度、耐磨性、耐蝕性及疲勞強度。氮化的主要特

45、點為：1)工件經(jīng)滲氮后表面形成一層極硬的合金氮化物(如CrN、MoN、AIN等),滲氮層的硬度一般可達9501200HV(相于68-72HRC),且滲氮層具有高的紅硬性(即在600650仍有較高硬度)。2)工件經(jīng)滲氮后滲氮層體積增大，造成表面壓應力,使疲勞強度顯著提高。3)滲氮層的致密性和化學穩(wěn)定性均很高，因此滲氮工件具有高的耐蝕性。4)滲溫度低,滲氮后又不再進行熱處理,所以工件變形小,一般只需精磨或研磨、拋光即可。滲氮主要用于要求耐磨性和精密度很高的各種高速傳動的精密齒輪、高精度機床主軸(如鍾軸、磨床主軸)、分配式液壓泵轉(zhuǎn)子，交變載荷作用下要求疲勞強度高的零件(高速柴油機曲軸),以及要求變形

46、小和具有一定耐熱、抗蝕能力的耐磨零件(閥門)等。18. 有一批35鋼制成的螺釘，要求其頭部在處理后硬度為35HRC40HRC。現(xiàn)在材料里混入少量T10鋼和10鋼。問由T10鋼和10鋼制成的螺釘若仍按35鋼進行淬火處理時，能否達到要求？為什么？若仍按35鋼熱處理（看你的硬度范圍屬于調(diào)質(zhì)處理）時,不能否達到要求,10鋼硬度不足,T10鋼太硬, 35鋼是優(yōu)質(zhì)碳素調(diào)質(zhì)鋼,其正常的調(diào)質(zhì)處理淬火加熱溫度是840850,回火58060010鋼屬于低碳鋼,用于沖壓或滲碳處理,由于含碳量低,加熱到840850時還沒有進入完全奧氏體區(qū),屬于不完全奧氏體化,因此,淬火后一是由于沒有完全奧氏體化,二是含碳量低,所以得

47、到馬氏體量很少,硬度基本上不發(fā)生大的變化,再在高溫回火,最終硬度不足,完全達不到要求. T10鋼屬于優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼,含碳量高,其加熱溫度是770790,如果把它加熱到840850淬火,硬度可達5862HRC,即使高溫回火后,由于碳化物的析出硬度也是很高,最終硬度指標也達不到要求.19. 為了提高耐磨性，下列零件、工具應選擇何種熱處理工藝（包括預備熱處理）？并畫出各自的熱處理工藝曲線：（1）15鋼制離合器摩擦片；（2）45鋼制凸輪軸；（3）T9鋼制收割機刀片。(1) 預熱：正火 ；表面滲碳 ，淬火+低溫回火(2) 預熱：正火或者退火；表面淬火，低溫回火(3) 高頻加熱，等溫淬火20. 鋼材生產(chǎn)中

48、的熱處理多數(shù)情況下是哪種熱處理工藝？在目的上與機械零件的熱處理有何不同？實際生產(chǎn)中應更多地注意什么？21. 根據(jù)機械零件的加工工藝路線:下料鍛造熱處理（1）粗加工熱處理（2）精加工熱處理（3）精磨,對下列零件設(shè)計出適當?shù)臒崽幚砉に?。?）在低載荷下工作，要求耐磨性好的齒輪，選用15鋼，要求硬度HRC58-63.（2）高速、中等載荷，要求齒面硬度高的齒輪，選用45鋼，要求硬度HRC54-60。（3）高速、重載荷、形狀復雜，要求改性變形小的齒輪，選用38CrMoAl鋼，要求硬度Hv850以上。（4）C620車床主軸，與滑動軸承配合（要求較好的耐磨性，HRC52-58），承受一定沖擊載荷，選用45鋼。22.現(xiàn)有下列零件及可供選擇的材料，給各零件選擇合適的材料，試制定其熱處理生產(chǎn)工藝，并說明理由。零件名稱：載重汽車變速箱齒輪、捆綁用絲、彈簧所用絲、高精