金屬性熱處理考試絕密答案

金屬性熱處理考試絕密答案金屬性熱處理考試絕密答案金屬性熱處理考試絕密答案金屬性熱處理考試絕密答案編制僅供參考審核批準(zhǔn)生效日期地址：電話：傳真:郵編:1、合金元素Cr、Mn、Ni、強(qiáng)碳化物形成元素在鋼中的主要作用是什么？

Cr在鋼中的主要作用有：溶入基體，提高淬透性，固溶強(qiáng)化；形成第二相提高強(qiáng)度、硬度；含量超過13%時(shí)提高耐腐蝕性；在表面形成致密的氧化膜，提高抗氧化能力。Cr促進(jìn)第二類回火脆性的發(fā)生。

Mn在鋼中的主要作用有：溶入基體，提高淬透性，固溶強(qiáng)化；形成第二相提高強(qiáng)度、硬度；含量超過13%時(shí)形成奧氏體鋼，提高耐磨性；消除硫的有害作用。Mn促進(jìn)第二類回火脆性的發(fā)生，促進(jìn)奧氏體晶粒的長大。

Ni在鋼中的主要作用有：溶入基體，提高淬透性，固溶強(qiáng)化；擴(kuò)大奧氏體區(qū)，提高鋼的韌性，降低冷脆轉(zhuǎn)變溫度。

強(qiáng)碳化物形成元素（Ti、Nb、Zr，V）的主要作用有：形成碳化物提高硬度、強(qiáng)度、耐磨性，提高回火穩(wěn)定性，細(xì)化晶粒，防止晶間腐蝕。

2、論述鋼材在熱處理過程中出現(xiàn)脆化現(xiàn)象的主要原因及解決方法。

答：①過共析鋼奧氏體化后冷卻速度較慢出現(xiàn)網(wǎng)狀二次滲碳體時(shí)，使鋼的脆性增加，脆性的網(wǎng)狀二次滲碳體在空間上把塑性相分割開，使其變形能力無從發(fā)揮。解決方法，重新加熱正火，增加冷卻速度，抑制脆性相的析出。②淬火馬氏體在低溫回火時(shí)會出現(xiàn)第一類回火脆性，高溫回火時(shí)有第二類回火脆性，第一類回火脆性不可避免，第二類回火脆性，可重新加熱到原來的回火溫度，然后快冷恢復(fù)韌性。③工件等溫淬火時(shí)出現(xiàn)上貝氏體時(shí)韌性降低，重新奧氏體化后降低等溫溫度得到下貝氏體可以解解。④奧氏體化溫度過高，晶粒粗大韌性降低。如：過共析鋼淬火溫度偏高，晶粒粗大，獲得粗大的片狀馬氏體時(shí)，韌性降低；奧氏體晶粒粗大，出現(xiàn)魏氏組織時(shí)脆性增加。通過細(xì)化晶粒可以解決。

3、20CrMnTi、40CrNiMo、60Si2Mn、T12屬于哪類鋼含碳量為多少鋼中合金元素的主要作用是什么淬火加熱溫度范圍是多少常采用的熱處理工藝是什么最終的組織是什么性能如何

20CrMnTi為滲碳鋼，含碳量為0.2%，最終熱處理工藝是淬火加低溫回火，得到回火馬氏體，表面為高碳馬氏體（滲碳后），強(qiáng)度、硬度高，耐磨性好；心部低碳馬氏體（淬透）強(qiáng)韌性好。Mn與Cr提高淬透性，強(qiáng)化基體，Ti阻止奧氏體晶粒長大，細(xì)化晶粒。

40CrNiMo為調(diào)質(zhì)鋼，含碳量為0.4%，最終熱處理工藝是淬火加高溫回火，得到回火索氏體，具有良好的綜合機(jī)械性能，Cr、Ni提高淬透性，強(qiáng)化基體，Ni提高鋼的韌性，Mo細(xì)化晶粒，抑制第二類回火脆性。

60Si2Mn為彈簧鋼，含碳量為0.6%，最終熱處理工藝是淬火加中溫回火，得到回火托氏體（或回火屈氏體），具有很高的彈性極限，Si、Mn提高淬透性，強(qiáng)化基體，Si提高回火穩(wěn)定性。

T12鋼為碳素工具鋼鋼，含碳量為1.2%，最終熱處理工藝是淬火加低溫回火，得到回火馬氏體＋粒狀Fe3C＋殘余奧氏體（γ'），強(qiáng)度硬度高、耐磨性高，塑性、韌性差。

4、比較下貝氏體與高碳馬氏體的主要不同點(diǎn)

①顯微組織特征不同，下貝氏體為黑針狀或竹葉狀，高碳馬氏體為片狀；②亞結(jié)構(gòu)不同，下貝氏體亞結(jié)構(gòu)為位錯(cuò)，高碳馬氏體的亞結(jié)構(gòu)為孿晶；③性能特點(diǎn)不同，下貝氏體具有良好的綜合機(jī)械性能，高碳馬氏體強(qiáng)度硬度高，塑性和韌性差；④相變特點(diǎn)不同，下貝氏體為半擴(kuò)散型相變，高碳馬氏體非擴(kuò)散型相變。⑤下貝氏體為復(fù)相組織，高碳馬氏體為單相組織。

5、過共析鋼淬火加熱溫度為什么不超過Accm

過共析鋼淬火加熱溫度為AC1＋30～50℃。加熱溫度超過Accm時(shí)，溫度高，容易發(fā)生氧化、脫碳；奧氏體晶粒容易粗大，淬火后馬氏體粗大，產(chǎn)生顯微裂紋，強(qiáng)度下降；滲碳體全部溶解，失去耐磨相，奧氏體中的含碳量高，淬火后殘余奧氏體量多，硬度降低、強(qiáng)度降低。

6、亞共析鋼正火與退火相比哪個(gè)硬度高為什么

正火后硬度高。正火與退火相比，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(tuán)的尺寸較小。

7、何為淬火目的是什么具體工藝有哪些簡述淬火加熱溫度的確定原則。

把鋼加熱到臨界點(diǎn)（Ac1或Ac3）以上保溫并隨之以大于臨界冷卻速度（Vc)冷卻，以得到介穩(wěn)狀態(tài)的馬氏體或下貝氏體組織的熱處理工藝方法稱為淬火。

淬火目的：提高工具、滲碳零件和其它高強(qiáng)度耐磨機(jī)器零件等的硬度、強(qiáng)度和耐磨性；結(jié)構(gòu)鋼通過淬火和回火之后獲得良好的綜合機(jī)械性能；此外，還有很少數(shù)的一部分工件是為了改善鋼的物理和化學(xué)性能。如提高磁鋼的磁性，不銹鋼淬火以消除第二相，從而改善其耐蝕性等。

具體工藝有：單液淬火法；中斷淬火法(雙淬火介質(zhì)淬火法)；噴射淬火法；分級淬火法；等溫淬火法。

淬火加熱溫度，主要根據(jù)鋼的相變點(diǎn)來確定。對亞共析鋼，一般選用淬火加熱溫度為Ac3＋(30～50℃)，過共析鋼則為Ac1＋(30～50℃)，合金鋼一般比碳鋼加熱溫度高。確定淬火加熱溫度時(shí)，尚應(yīng)考慮工件的形狀、尺寸、原始組織、加熱速度、冷卻介質(zhì)和冷卻方式等因素。在工件尺寸大、加熱速度快的情況下，淬火溫度可選得高一些。另外，加熱速度快，起始晶粒細(xì)，也允許采用較高加熱溫度。

8、某車床主軸（45鋼）加工路線為：

下料→鍛造→正火→機(jī)械加工→淬火（淬透）→高溫回火→花鍵高頻表面淬火→低溫回火→半精磨→人工時(shí)效→精磨。正火、淬火、高溫回火、人工時(shí)效的目的是什么花鍵高頻表面淬火、低溫回火的目的是什么表面和心部的組織是什么

正火處理是為了得到合適的硬度，以便切削加工，同時(shí)改善鍛造組織，消除鍛造應(yīng)力。淬火是為了得到高強(qiáng)度的馬氏體組織，高溫回火是為了得到回火索氏體，淬火＋高溫回火稱為調(diào)質(zhì)，目的是為使主軸得到良好的綜合力學(xué)性能。人工時(shí)效主要是為了消除粗磨削加工時(shí)產(chǎn)生的殘余應(yīng)力?；ㄦI部分用高頻淬火后低溫回火是為了得到回火馬氏體，增加耐磨性。表面為回火馬氏體，心部為回火索氏體組織。

9、什么是退火目的是什么具體工藝有哪些正火、退火工藝選用的原則是什么

將組織偏離平衡狀態(tài)的金屬或合金加熱到適當(dāng)?shù)臏囟龋３忠欢〞r(shí)間，然后緩慢冷卻以達(dá)到接近平衡狀態(tài)組織的熱處理工藝稱為退火。

退火的目的在于均勻化學(xué)成分、改善機(jī)械性能及工藝性能、消除或減少內(nèi)應(yīng)力，并為零件最終熱處理準(zhǔn)備合適的內(nèi)部組織。

具體工藝有：擴(kuò)散退火、完全退火、不完全退火、球化退火、再結(jié)晶退火和消除應(yīng)力退火。

10、正火、退火工藝選用的原則是什么？

含0.25％C以下的鋼，在沒有其它熱處理工序時(shí)，可用正火來提高強(qiáng)度。對滲碳鋼，用正火消除鍛造缺陷及提高切削加工性能。對含碳0．25～0．50％的鋼，一般采用正火。對含碳0.50～0.75％的鋼，一般采用完全退火。含碳0．75～1．0％的鋼，用來制造彈簧時(shí)采用完全退火作預(yù)備熱處理，用來制造刀具時(shí)則采用球化退火。含碳大于1.0％的鋼用于制造工具，均采用球化退火作預(yù)備熱處理。

11、說出低碳鋼（15、20）、中碳鋼（40、45）、共析鋼（T8）獲得良好綜合力學(xué)性能的最終熱處理工藝及組織。

低碳鋼：淬火加低溫回火，組織為回火馬氏體。中碳鋼：淬火加高溫回火，組織為回火索氏體。共析鋼：等溫淬火，組織為下貝氏體。

12、比較回火索氏體與索氏體的主要異同點(diǎn)。

相同點(diǎn)：都是鐵素體與滲碳體的機(jī)械的機(jī)械混合物。

不同點(diǎn)：①滲碳體的形態(tài)不同，回火索氏體的滲碳體的形態(tài)為顆粒狀，索氏體的滲碳體的形態(tài)為片狀；②來源不同，回火索氏體是淬火馬氏體分解的到的，索氏體是奧氏體直接分解得到的；③性能特點(diǎn)不同，回火索氏體具有良好的綜合機(jī)械性能，索氏體的抗拉強(qiáng)度高；韌性比回火索氏體低。

13、珠光體、貝氏體、馬氏體的特征、性能特點(diǎn)是什么？

片狀P體，片層間距越小，強(qiáng)度越高，塑性、韌性也越好；粒狀P體，F(xiàn)e3C顆粒越細(xì)小，分布越均勻，合金的強(qiáng)度越高。第二相的數(shù)量越多，對塑性的危害越大；片狀與粒狀相比，片狀強(qiáng)度高，塑性、韌性差；上貝氏體為羽毛狀，亞結(jié)構(gòu)為位錯(cuò)，韌性差；下貝氏體為黑針狀或竹葉狀，亞結(jié)構(gòu)為位錯(cuò)，位錯(cuò)密度高于上貝氏體，綜合機(jī)械性能好；低碳馬氏體為板條狀，亞結(jié)構(gòu)為位錯(cuò)，具有良好的綜合機(jī)械性能；高碳馬氏體為片狀，亞結(jié)構(gòu)為孿晶，強(qiáng)度硬度高，塑性和韌性差。

14、W18Cr4V是什么鋼主要性能特點(diǎn)是什么合金元素在鋼中的主要作用是什么為什么此鋼淬火加熱的奧氏體化溫度（1280±5℃）非常高回火工藝是什么最終組織是什么

W18Cr4V是高速鋼，主要性能特點(diǎn)是具有很高的紅硬性，高硬度、高耐磨性和高的淬透性。

合金元素在鋼中的主要作用是：①提高淬透性。②形成高硬度碳化物，在回火時(shí)彌散析出，產(chǎn)生二次硬化效應(yīng)，顯著提高鋼的紅硬性、硬度和耐磨性。③Cr能提高鋼的抗氧化、脫碳和抗腐蝕能力。

目的是讓鋼中的碳化物形成元素W、Cr、V更多地溶解到奧氏體中，充分發(fā)揮碳和合金元素的作用，淬火后獲得高碳、高合金的馬氏體，回火時(shí)以合金碳化物形式析出，從而保證高速鋼獲得高的淬透性、淬硬性和紅硬性。退火狀態(tài)下這些合金元素大部分存在于合金碳化物中，而這些合金碳化物的穩(wěn)定性很高，需要加熱到很高的溫度，才能使其向奧氏體中大量溶解。

回火工藝是：560℃三次回火，每次1小時(shí)。

15、用T12鋼（鍛后緩冷）做一切削工具，工藝過程為：正火→球化退火→機(jī)加工成形→淬火→低溫回火。各熱處理工藝的目的是什么得到什么組織各種組織具有什么性能。正火：消除網(wǎng)狀的二次滲碳體，同時(shí)改善鍛造組織、消除鍛造應(yīng)力