鋼的熱處理作業(yè)題答案

1、第五章第五章 作業(yè)題答案作業(yè)題答案-1解：解： 1：共析鋼：共析鋼C曲線和冷卻曲線如圖。曲線和冷卻曲線如圖。 ：指出圖中各點的組織。：指出圖中各點的組織。 ：奧氏體化后各冷卻方式的熱處理工藝名稱。：奧氏體化后各冷卻方式的熱處理工藝名稱。 ：比較各冷卻速度下產(chǎn)物硬度的高低。：比較各冷卻速度下產(chǎn)物硬度的高低。：指出圖中各點的組織。：指出圖中各點的組織。如如作業(yè)題作業(yè)題1圖圖 第五章第五章 作業(yè)題答案作業(yè)題答案-23：退火。：退火。6：等溫退火。：等溫退火。9：正火。：正火。12：不完全淬火。：不完全淬火。14：淬火。：淬火。 20：等溫淬火：等溫淬火解：解： ：奧氏體化后各冷卻方式的熱處理工藝名稱

2、。：奧氏體化后各冷卻方式的熱處理工藝名稱。如如1題答案圖題答案圖第五章第五章 作業(yè)題答案作業(yè)題答案-3 3：（P） 6：（P） 9：（P） 12：（ P +M + A殘殘） 20：（ B下下） 18：（ B下下+ M + A殘殘 ） 16：（ M + A殘殘 ）、）、 14：（ M + A殘殘 ）解：解：比較各冷卻速度下產(chǎn)物硬度的高低。：比較各冷卻速度下產(chǎn)物硬度的高低。如如作業(yè)題作業(yè)題3圖圖第五章第五章 作業(yè)題答案作業(yè)題答案-3 粒狀珠光體滲碳體呈球粒狀，片狀珠光體滲粒狀珠光體滲碳體呈球粒狀，片狀珠光體滲碳體呈片狀；粒狀珠光體強度、硬度低于片狀珠碳體呈片狀；粒狀珠光體強度、硬度低于片狀珠光體，

3、但塑性優(yōu)于片狀珠光體。光體，但塑性優(yōu)于片狀珠光體。解：解：2：比較下列組織與性能：比較下列組織與性能： ：粒狀珠光體與片狀珠光體。：粒狀珠光體與片狀珠光體。 ：上貝氏體：上貝氏體B上與下貝氏體上與下貝氏體B下。下。 ：板條狀馬氏體：板條狀馬氏體M板與片狀馬氏體板與片狀馬氏體M片。片。 ：索氏體：索氏體S與回火索氏體與回火索氏體S回。回。：粒狀珠光體與片狀珠光體。：粒狀珠光體與片狀珠光體。第五章第五章 作業(yè)題答案作業(yè)題答案-3 ：上貝氏體：上貝氏體B上上與下貝氏體與下貝氏體B下下。組織：組織：如如奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體轉(zhuǎn)變?yōu)锽上上的過程的過程 圖圖與與奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體轉(zhuǎn)變?yōu)锽下下的過程的過程 B上

4、顯微組織呈羽毛狀，上顯微組織呈羽毛狀， Fe 3C（白色）以不連（白色）以不連續(xù)短桿狀分布于近似平行的密集續(xù)短桿狀分布于近似平行的密集F條間，條間， F條內(nèi)部條內(nèi)部位錯密度大，過飽和固溶碳；位錯密度大，過飽和固溶碳； B下下顯微組織呈針狀顯微組織呈針狀(黑色黑色)，針狀鐵素體內(nèi)分布著細小，針狀鐵素體內(nèi)分布著細小碳化物碳化物( -Fe 3C白色）與鐵素體長軸約成白色）與鐵素體長軸約成55角，角， F條內(nèi)部位錯密條內(nèi)部位錯密度大，過飽和固溶碳。度大，過飽和固溶碳。解：解：第五章第五章 作業(yè)題答案作業(yè)題答案-3解：解： ：上貝氏體：上貝氏體B上上與下貝氏體與下貝氏體B下下。性能：性能： B上的硬度較

5、大（與上的硬度較大（與T 接近）但強度、韌性塑性接近）但強度、韌性塑性遠低于遠低于T（碳化物比（碳化物比T 粗大），沒有實用價值。粗大），沒有實用價值。B下下硬度、強度接近于馬氏體，且有良好的韌性與塑性，硬度、強度接近于馬氏體，且有良好的韌性與塑性，機械性能匹配良好。機械性能匹配良好。第五章第五章 作業(yè)題答案作業(yè)題答案-4解：解： ：板條狀馬氏體：板條狀馬氏體M板與片狀馬氏體板與片狀馬氏體M片。片。組織組織 板條狀馬氏體馬氏體呈板條狀，板條內(nèi)板條狀馬氏體馬氏體呈板條狀，板條內(nèi)存在高密度位錯，片狀馬氏體馬氏體呈片狀，存在高密度位錯，片狀馬氏體馬氏體呈片狀，片內(nèi)存大量孿晶。片內(nèi)存大量孿晶。性能性能

6、 板條狀馬氏體具有高強度、硬度與一定板條狀馬氏體具有高強度、硬度與一定韌性，片狀馬氏體具有更高的強度、硬度，韌性，片狀馬氏體具有更高的強度、硬度，耐磨性好，韌性較差。耐磨性好，韌性較差。第五章第五章 作業(yè)題答案作業(yè)題答案-4解：解：索氏體：索氏體S與回火索氏體與回火索氏體S回。回。組織組織 索氏體索氏體S滲碳體呈片狀，回火索氏體滲碳體呈片狀，回火索氏體S回回滲碳體呈球粒狀滲碳體呈球粒狀性能性能 S強度、硬度優(yōu)于珠光體（退火），強度、硬度優(yōu)于珠光體（退火）， S回回強度、硬度與退火珠光體相當，但韌、塑性強度、硬度與退火珠光體相當，但韌、塑性較好，綜合機械性能良好。較好，綜合機械性能良好。 第五章

7、第五章 作業(yè)題答案作業(yè)題答案-5 3：列表說明完全退火、正火、淬火、回火：列表說明完全退火、正火、淬火、回火：含義；：含義； ：目的；：目的；：加熱溫度范圍；：加熱溫度范圍； ：冷卻特點。：冷卻特點。第五章第五章 作業(yè)題答案作業(yè)題答案-5熱處理熱處理名稱名稱含義含義完全退完全退火火 將亞共析鋼加熱到將亞共析鋼加熱到Ac3以上以上20-50，經(jīng)過一定時，經(jīng)過一定時間保溫后，緩慢冷卻至間保溫后，緩慢冷卻至500 后出爐空冷，以獲得后出爐空冷，以獲得接近平衡組織的一種熱處理工藝。如接近平衡組織的一種熱處理工藝。如碳素鋼碳素鋼 與與退退火分類圖火分類圖-1 ：1線線正火正火 將鋼加熱到將鋼加熱到Ac3

8、（亞共析鋼）或（亞共析鋼）或Ac1 （過共析鋼）（過共析鋼）以上以上30-50，經(jīng)過一定時間保溫后，然后在空氣，經(jīng)過一定時間保溫后，然后在空氣中冷卻，以獲得珠光體組織的一種熱處理工藝。如中冷卻，以獲得珠光體組織的一種熱處理工藝。如正火正火圖。圖。解：解：第五章第五章 作業(yè)題答案作業(yè)題答案-5熱處理熱處理名稱名稱含義含義淬火淬火將鋼加熱到將鋼加熱到Ac3 （亞共析鋼）或（亞共析鋼）或A c1 （過共析鋼）（過共析鋼）以上一定溫度，保溫后快速冷卻，以獲得馬氏以上一定溫度，保溫后快速冷卻，以獲得馬氏體或下貝氏體的一種熱處理工藝方法。體或下貝氏體的一種熱處理工藝方法。如如共析鋼過冷奧氏體連續(xù)轉(zhuǎn)變曲線共

9、析鋼過冷奧氏體連續(xù)轉(zhuǎn)變曲線-3 圖：曲線圖：曲線1回火回火將淬火鋼加熱將淬火鋼加熱A c1 以下一定溫度，保溫后以適以下一定溫度，保溫后以適當方式冷卻的一種熱處理工藝方法。當方式冷卻的一種熱處理工藝方法。解：解：第五章第五章 作業(yè)題答案作業(yè)題答案-5完全完全退火退火正火正火淬火淬火回火回火加熱加熱溫度溫度范圍范圍Ac3以以上上20-50Ac3（亞共析（亞共析鋼）或鋼）或Ac1 （共析、過（共析、過共析鋼）以共析鋼）以上上30-50，Ac3（亞共析（亞共析鋼）或鋼）或Ac1 （共析、過（共析、過共析鋼）以共析鋼）以上上30-50，低溫低溫150250中溫中溫350500高溫高溫500650冷卻冷

10、卻特點特點緩冷緩冷（隨爐（隨爐冷卻）冷卻）較快冷（空較快冷（空氣中冷卻）氣中冷卻）激冷（水、激冷（水、鹽水中冷卻）鹽水中冷卻）較快冷（空氣中冷較快冷（空氣中冷卻）卻）解：解：第五章第五章 作業(yè)題答案作業(yè)題答案-9 700 760 840 組織組織原始原始F+PF+AA熱處理后熱處理后 F+PF+M+A殘殘M+A殘殘硬度硬度一般一般較硬較硬最硬最硬 4：某：某45鋼小工件，原始組織為珠光體與鐵素體鋼小工件，原始組織為珠光體與鐵素體（Ac1724Ac3780）若采用不同的加熱溫度：）若采用不同的加熱溫度： ：700 ； ： 760 ；：；： 840 。加熱后。加熱后投入水中激冷，試比較冷卻后的組織

11、與硬度。投入水中激冷，試比較冷卻后的組織與硬度。如如作業(yè)題作業(yè)題10圖圖解：解：第五章第五章 作業(yè)題答案作業(yè)題答案-10 5：根據(jù)下列零件的性能要求及技術(shù)條件，試選：根據(jù)下列零件的性能要求及技術(shù)條件，試選擇熱處理工藝方法。擇熱處理工藝方法。：用用45鋼制作某機床主軸，軸頸部分和軸承接觸鋼制作某機床主軸，軸頸部分和軸承接觸要求表面耐磨要求表面耐磨HRC5256，硬化層深，硬化層深1mm。 ：用用45鋼制作直徑為鋼制作直徑為18mm的某傳動軸，要求有的某傳動軸，要求有良好的綜合機械性能，良好的綜合機械性能，HRC2225，回火索氏體組，回火索氏體組織?？棥＃河糜?0CrMnTi鋼制作某汽車傳動齒輪

12、，要求表面鋼制作某汽車傳動齒輪，要求表面高硬度。高硬度。 ：用用38CrMoTiAl鋼制作某高精度鏜床鏜桿，要鋼制作某高精度鏜床鏜桿，要求表面高硬度大于求表面高硬度大于800HV。 ：用用65Mn鋼制作直徑為鋼制作直徑為5mm的某彈簧，要求高的某彈簧，要求高彈性（彈性（HRC3840），回火屈氏體組織。），回火屈氏體組織。第五章第五章 作業(yè)題答案作業(yè)題答案-10解：解：用：用45鋼制作某機床主軸，軸頸部分和軸承接觸鋼制作某機床主軸，軸頸部分和軸承接觸要求表面耐磨要求表面耐磨HRC5256，硬化層深，硬化層深1mm。 鍛造鍛造正火正火粗加工粗加工調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)機加工機加工（半精）（半精）高頻表面淬火高

13、頻表面淬火低溫回火低溫回火磨削磨削第五章第五章 作業(yè)題答案作業(yè)題答案-10解：解： ：用：用45鋼制作直徑為鋼制作直徑為18mm的某傳動軸，要求有的某傳動軸，要求有良好的綜合機械性能，良好的綜合機械性能，HRC2225，回火索氏體組，回火索氏體組織。織。下料下料正火正火機加工機加工（粗）（粗）調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)機加工機加工（精）（精）第五章第五章 作業(yè)題答案作業(yè)題答案-11：用：用20CrMnTi鋼制作某汽車傳動齒輪，要求表面鋼制作某汽車傳動齒輪，要求表面高硬度高耐磨性，表面高硬度高耐磨性，表面HRC5863 ，硬化層深，硬化層深0.8mm。下料下料鍛造鍛造正火正火機加工機加工（粗）（粗）銑齒銑齒滲碳滲

14、碳淬火淬火+低溫回火低溫回火磨齒磨齒去碳機械加工去碳機械加工淬火淬火+低溫回火低溫回火解解或或第五章第五章 作業(yè)題答案作業(yè)題答案-11解解下料下料鍛造鍛造正火正火機加工機加工（粗）（粗）機加工機加工（精）（精）高頻表面淬火高頻表面淬火+低溫回火低溫回火磨齒磨齒拉花鍵孔拉花鍵孔或選用或選用40Cr：熱處理工藝方法如下熱處理工藝方法如下第五章第五章 作業(yè)題答案作業(yè)題答案-11解解 ：用：用38CrMoTiAl鋼制作某高精度鏜床鏜桿，要鋼制作某高精度鏜床鏜桿，要求表面高硬度大于求表面高硬度大于800HV。下料下料鍛造鍛造退火退火機加工（粗）機加工（粗）調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)機加工機加工（半精）（半精）低溫退火低溫

15、退火精車精車低溫退火低溫退火磨削磨削磁力探傷磁力探傷氮化氮化磁力磁力探傷探傷半精半精磨磨油煮定性（油煮定性（140160、18 20h）精磨精磨油煮油煮定性定性超精磨超精磨油煮油煮定性定性研配研配第五章第五章 作業(yè)題答案作業(yè)題答案-11解：解： ：用：用65Mn鋼制作直徑為鋼制作直徑為5mm的某彈簧，要求高的某彈簧，要求高彈性（彈性（HRC3840），回火屈氏體組織。），回火屈氏體組織。下料下料冷拔（三次、變形量達冷拔（三次、變形量達50%）加熱（加熱（Ac3以上）以上）+鉛浴等溫（鉛浴等溫（ 450550 ）冷拔至尺寸（多次）冷拔至尺寸（多次）冷卷成型冷卷成型去應(yīng)力退火（去應(yīng)力退火（ 200

16、300 ）根據(jù)性能需要特點，有如下三種工藝可選擇：根據(jù)性能需要特點，有如下三種工藝可選擇：第五章第五章 作業(yè)題答案作業(yè)題答案-11解：解： ：用：用65Mn鋼制作直徑為鋼制作直徑為5mm的某彈簧，要求高的某彈簧，要求高彈性（彈性（HRC3840），回火屈氏體組織。），回火屈氏體組織。下料下料冷拔至尺寸（多次）冷拔至尺寸（多次）淬火（油）淬火（油） +中溫回火中溫回火冷卷成型冷卷成型去應(yīng)力回火去應(yīng)力回火下料下料冷拔至尺寸（多次）冷拔至尺寸（多次）退火退火冷卷成型冷卷成型淬火淬火+中溫回火中溫回火或選用或選用右邊工右邊工藝方法藝方法或選用或選用右邊工右邊工藝方法藝方法第五章第五章 作業(yè)題答案作業(yè)題

17、答案-13解：解：如如作業(yè)題作業(yè)題15圖圖6：畫出共析鋼：畫出共析鋼C曲線與曲線與CCT曲線，為獲得下列組織曲線，為獲得下列組織(試用圖示并說明應(yīng)采用什么冷卻方式？試用圖示并說明應(yīng)采用什么冷卻方式？)：S+P。：T+M。 ：全部：全部B下。下。 ：M+AR。 ： B下下+ M+AR。第五章作業(yè)題第五章作業(yè)題-4（注：（注： 45鋼的鋼的Ac1=724，Ac3=780； T10鋼的鋼的Ac1=730； 40Cr鋼的鋼的Ac1=743，Ac3=782）。）。： 45鋼正火。鋼正火。： 45鋼某齒輪淬火。鋼某齒輪淬火。： T10鋼某沖頭球化鋼某沖頭球化： T10鋼某沖頭淬火。鋼某沖頭淬火。 ： 40

18、Cr某軸淬火。某軸淬火。7：試確定下列材料制造的工件，熱處理加熱溫度、：試確定下列材料制造的工件，熱處理加熱溫度、冷卻方式或介質(zhì)，并說明確定的原因，冷卻方式或介質(zhì)，并說明確定的原因，退火。退火。第五章第五章 作業(yè)題答案作業(yè)題答案-13解：解： 45鋼正火。鋼正火。加熱溫度：加熱溫度：T=850冷卻介質(zhì)冷卻介質(zhì)空氣空氣原因原因： 加熱溫度保證充分奧氏體化（晶粒又不致粗化）；加熱溫度保證充分奧氏體化（晶粒又不致粗化）；空氣中冷卻速度適中能獲得較細珠光體組織?？諝庵欣鋮s速度適中能獲得較細珠光體組織。（注：（注： 45鋼的鋼的Ac1=724，Ac3=780； ）第五章第五章 作業(yè)題答案作業(yè)題答案-13

19、解：解： 45鋼某齒輪淬火。鋼某齒輪淬火。 （注：（注： 45鋼的鋼的Ac1=724，Ac3=780 ）高頻表面高頻表面加熱：加熱：表面表面T850，心部，心部T接近室溫接近室溫冷卻介質(zhì)冷卻介質(zhì)噴水。噴水。原因原因 加熱溫度保證表面充分奧氏體化（晶粒又不致粗加熱溫度保證表面充分奧氏體化（晶粒又不致粗化），心部保持原始組織；噴水冷卻速度大能獲得隱化），心部保持原始組織；噴水冷卻速度大能獲得隱晶馬氏體組織。晶馬氏體組織。第五章第五章 作業(yè)題答案作業(yè)題答案-13解：解： T10鋼某沖頭球化。鋼某沖頭球化。（注：（注： T10鋼的鋼的Ac1=730）加熱溫度：加熱溫度： ： T=760冷卻介質(zhì)冷卻介質(zhì)

20、隨爐冷卻，隨爐冷卻， 500 出爐冷卻。出爐冷卻。原因原因： 在此加熱溫度使珠光體奧氏體化時片狀滲碳體發(fā)在此加熱溫度使珠光體奧氏體化時片狀滲碳體發(fā)生不完全溶解而斷開，成為細小滲碳體分布于奧氏體生不完全溶解而斷開，成為細小滲碳體分布于奧氏體基體上，此細小滲碳體便是球狀滲碳體晶核；隨爐冷基體上，此細小滲碳體便是球狀滲碳體晶核；隨爐冷卻，便于消除應(yīng)力與珠光體的形成。卻，便于消除應(yīng)力與珠光體的形成。第五章第五章 作業(yè)題答案作業(yè)題答案-13解：解：加熱溫度加熱溫度T=760冷卻介質(zhì)冷卻介質(zhì)水。水。原因原因： 在此加熱溫度使珠光體奧氏體化時片狀滲碳體未在此加熱溫度使珠光體奧氏體化時片狀滲碳體未完全溶解于奧

21、氏體，奧氏體含碳量低，避免完全溶解于奧氏體，奧氏體含碳量低，避免Ms、Mf下降，減少下降，減少A殘殘 ，提高淬火組織（，提高淬火組織（M+ A殘殘 ）性能。）性能。水水作為冷卻介質(zhì)是為了快冷獲得馬氏體組織。作為冷卻介質(zhì)是為了快冷獲得馬氏體組織。： T10鋼某沖頭淬火鋼某沖頭淬火（注：（注： T10鋼的鋼的Ac1=730）如如淬火鋼含碳量、淬火鋼含碳量、殘余奧氏體量、殘余奧氏體量、硬度的關(guān)系硬度的關(guān)系圖圖 加熱加熱溫度較碳鋼高是因為合金鋼中合金元素溫度較碳鋼高是因為合金鋼中合金元素化化合合 物與合金物與合金碳化物十分穩(wěn)定，不易溶解于奧氏體，碳化物十分穩(wěn)定，不易溶解于奧氏體，即即奧氏體奧氏體化需要

22、較高溫度化需要較高溫度。 油作為冷卻介質(zhì)是油作為冷卻介質(zhì)是因為因為合金鋼合金鋼C曲線靠右，即奧氏體更穩(wěn)定，一般不易曲線靠右，即奧氏體更穩(wěn)定，一般不易產(chǎn)生產(chǎn)生高溫高溫轉(zhuǎn)變（擴散型、半擴散型轉(zhuǎn)變），在較慢冷卻轉(zhuǎn)變（擴散型、半擴散型轉(zhuǎn)變），在較慢冷卻速速度度冷卻也能獲得馬氏體組織。冷卻也能獲得馬氏體組織。第五章第五章 作業(yè)題答案作業(yè)題答案-13解：解：加熱溫度加熱溫度T=890冷卻介質(zhì)冷卻介質(zhì)油。油。原因原因： 40Cr某軸淬火。（注：某軸淬火。（注： 40Cr鋼的鋼的Ac1=743，Ac3=782）如如40Cr與與45鋼淬鋼淬火比較示意圖火比較示意圖作業(yè)題作業(yè)題1圖圖答案答案-17271000 1

23、00101時間(s)MsA1穩(wěn)定AMf溫度12634578910111213141516171819201：（：（A+P）2：（P）3：（P）4：（A）5：（P）6：（P）8：（P）7：（ A+P ）9：（P）10：（ A+P ）作業(yè)題作業(yè)題1圖圖 答案答案-17271000 100101時間(s)MsA1穩(wěn)定AMf溫度126345789101112131415161718192011：（ A+P ）12：（ P +M + A殘殘）13：（A）14：（ M + A殘殘 ）15：（A）16：（ M + A殘殘 ）18：（ B下下+ M + A殘殘 ）17：（A+ B下下）1 9：（ B下下）20

24、：（ B下下）作業(yè)題作業(yè)題1圖圖 1題答案題答案7271000 100101時間(s)MsA1穩(wěn)定AMf溫度12634578910111213141516171819203：退火。：退火。6：等溫退火。：等溫退火。9：正火。：正火。12：不完全淬火。：不完全淬火。14：淬火。：淬火。20：等溫淬火：等溫淬火作業(yè)題作業(yè)題1圖圖 1題題7271000 100101時間(s)MsA1穩(wěn)定AMf溫度1263457891011121314151617181920 3：（P）與）與 6：（P） 9：（P） 12：（ P +M + A殘殘） 20：（ B下下） 16：（ M + A殘殘 ）、）、 14：（ M + A殘殘 ）或或 3：（P）與與 6：（P） 9：（P） 20：（ B下下） 12：（ P +M + A殘殘） 16：（ M + A殘殘 ）與與14：（ M