工程材料1重點

一、填空緒論1、按結合鍵性質(zhì)，工程材料一般可分為金屬材料、陶瓷材料、高分子材料、復合材料等四大類。2、一般可以把結合鍵分為：離子鍵、共價鍵、金屬鍵和分子鍵。3、金屬材料可分為有色金屬和黑色金屬兩類4、非金屬材料主要有高分子材料、陶瓷材料；第一章材料的結構與性能特點1、常見的金屬晶格類型有體心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格三種。2、晶體缺陷分為點缺陷、線缺陷、面缺陷三類。3、按溶質(zhì)原子在溶劑晶格中的位置，固溶體分為置換固溶體和間隙固溶體。4、金屬材料的性能是由金屬內(nèi)部的組織結構決定的5、強度是金屬材料抵抗塑性變形或斷裂的能力。6、機械零件、構件設計和選材的主要依據(jù)是： ζs、ζ0.2和ζb表示。7、有一鋼試樣其橫截面積為 100㎜2，已知鋼試樣的ζs=314MPa，ζb=530MPa。拉伸試驗時，當受力為 31400N時，試樣出現(xiàn)屈服現(xiàn)象，當受到拉力為 53000N時，試樣出現(xiàn)縮頸。8、斷裂前金屬材料產(chǎn)生塑性變形的能力稱為塑性。金屬材料的伸長率和斷面收縮率的數(shù)值越大，表示材料的塑性越好。9、一拉伸試樣的原標距長度為50㎜，直徑為10㎜拉斷后試樣的標距長度為79㎜，縮頸處的最小直徑為4.9㎜，此材料的伸長率為58%，斷面收縮率為75.99%。10、填出下列力學性能指標的符號：屈服點 ζs，抗拉強度ζb，洛氏硬度 C標尺HRC，伸長率δ，斷面收縮率φ，沖擊韌度 Ak，疲勞極限ζ-1。11、a-Fe的一個晶胞內(nèi)的原子數(shù)為（ 2），γ-Fe的一個晶胞內(nèi)的原子數(shù)為（ 4）。12、金屬材料的機械性能是指在載荷作用下其抵抗（變形）或（斷裂）的能力。13、金屬塑性的指標主要有（斷后伸長率）和（斷面收縮率）兩種，其中用(斷后伸長率)表示塑性更接近材料的真實變形。14、低碳鋼拉伸試驗的過程可以分為彈性變形、 （屈服塑性變形）和（不均勻塑性變形）三個階段。15、常用測定硬度的方法有（布氏硬度 ）、（洛氏硬度 ）和維氏硬度測試法。16、疲勞強度是表示材料經(jīng)（無限多次循環(huán) ）作用而（不斷裂）的最大應力值。17、檢驗淬火鋼成品件的硬度一般用(洛氏)硬度，檢測退火件、正火件和調(diào)質(zhì)件的硬度用氏)硬度，檢驗氮化件和滲碳金屬件的硬度采用(維氏)硬度試驗。

(布18、材料的工藝性能是指 (鑄造)、(鍛造)性能、(焊接)性能、(切削加工)性能 和(熱處理)性能。19、工程上常用金屬材料的物理性能有（熔點)、(密度)、（導電性）、(磁性)、（導熱性）、（介電性）、(熱膨脹性)。20、金屬材料的力學性能主要包括強度、塑性、韌性、硬度等。21、強度的主要判據(jù)有屈服強度和抗拉強度。22、強度和塑性可以用拉伸試驗來測定。第二章金屬材料的凝固1、理論結晶溫度與開始結晶溫度之差稱為過冷度。過冷度的大小與冷卻速度有關，金屬的實際結晶溫度越低，過冷度也就越大。2、金屬的結晶過程是由晶核的形成和晶核的長大兩個基本過程組成的。3、金屬在固態(tài)下，隨溫度的改變，由一種晶格轉變?yōu)榱硪环N晶格的現(xiàn)象稱為同素異構轉變。4、結晶過程是依靠兩個密切聯(lián)系的基本過程來實現(xiàn)的，這兩個過程是形核和長大。5、在金屬學中，通常把金屬從液態(tài)轉變?yōu)楣腆w晶態(tài)的過程稱為結晶過程。6、當對金屬液體進行變質(zhì)處理時，變質(zhì)劑的作用是促進形核、細化晶粒。第三章金屬材料的塑性加工1、單晶體塑性變形的方式有：滑移和孿生兩種。2、隨著加熱溫度的提高，變形金屬將相繼發(fā)生回復、再結晶和晶粒長大過程。3、二、判斷題緒論1、離子鍵晶體的硬度高，強度大，脆性大，絕緣性不好。 （×）2、金屬材料韌性好，應用廣泛，是最重要的工程材料。 （√）第一章1、因為單晶體是各相異性的， 所以實際應用的金屬材料在各個方向上的性能也是不相同的。（×）2、金屬多晶體是由許多結晶方向相同的單晶體組成的。 （×）3、因為面心立方晶格的配位數(shù)大于體心立方晶格的配位數(shù)，所以面心立方晶格比體心立方晶格更致密。（√）5、金屬理想晶體的強度比實際晶體的強度稍強一些。 （×）6、晶體缺陷的共同之處是它們都能引起晶格畸變。 （√）7、彈性變形能隨載荷的去除而消失。 （√）8、所有金屬材料在拉伸試驗時都會出現(xiàn)顯著的屈服現(xiàn)象。 （×）9、布氏硬度測量法不宜于測量成品及較薄零件。 （√）10、洛氏硬度值是根據(jù)壓頭壓入被測定材料的壓痕深度得出的。 （√）11、機器中的零件在工作時， 材料強度高的不會變形， 材料強度低的一定會產(chǎn)生變形； (×)12、屈服點是表征材料抵抗斷裂能力的力學性能指標； (×)13、所有的金屬材料均有明顯的屈服現(xiàn)象。 (×)第二章1、凡是由液體凝固成固體的過程都是結晶過程。 （×）2、室溫下，金屬晶粒越細，則強度越高，塑性越低。 （×）3、金屬由液態(tài)轉變成固態(tài)的結晶過程，就是由短程有序狀態(tài)向長程有序狀態(tài)轉變的過程。（√）4、在實際金屬和合金中，自發(fā)形核常常起著優(yōu)先和主導的作用。 （√）5、純金屬結晶時，形核率隨冷度的增加而不斷增加。 （√）6、當晶核長大時，隨過冷度增大，晶核的長大速度增大。但當過冷度很大時，晶核長大的速度很快減小。（√）7、當過冷度較大時，純金屬晶體主要以平面狀方式長大。 （×）8、當形成樹枝狀晶體時，枝晶的各次晶軸將具有不同的位向，故結晶后形成的枝晶是一個多面體。（×）9、在工程上評定晶粒度的方法是在放大 100倍的條件，與標準晶粒度圖作比較， 級數(shù)越高、晶粒越細。（√）10、過冷度的大小取決于冷卻速度和金屬的本性。 （√）11、在鐵碳合金中，只有共析成分點的合金結晶時， 才能發(fā)生共析轉變，形成共析組織。(×)12、在緩冷至室溫的條件下，碳的質(zhì)量分數(shù)為0.8％的鋼比碳的質(zhì)量分數(shù)為1.2％的鋼硬度低。(√)13、共析鋼由液態(tài)緩冷至室溫時析出的二次滲碳體， 在組織形態(tài)與晶體結構方面均與一次滲碳體不同。(×)第三章金屬材料的塑性加工第四章金屬材料的熱處理本質(zhì)細晶粒鋼的奧氏體晶粒一定比本質(zhì)粗晶粒鋼的細。 （×）鋼的淬火組織只有馬氏體（×）三、選擇題緒論1、全部屬于材料的機械性能的是（C）(A)強度、硬度、塑性、壓力加工性(B)強度、硬度、塑性、加工性能(C)強度、硬度、塑性、韌性(D)強度、硬度、塑性、密度第一章1、銅的晶體結構是：(B)(A)體心立方(C)密排六方(B)面心立方(D)體心正方2、晶體的特性是 (B)(A)有確定的熔點，無各向異性 (C)無確定的熔點，有各向異性(B)有確定的熔點，有各向異性 (D)無確定的熔點，無各向異性3、α－Ｆｅ和γ－Fｅ的晶格類型分別屬于 (B )。(A)面心立方晶格和體心立方晶格 (C)面心立方晶格和密排六方晶格(B)體心立方晶格和面心立方晶格 (D)體心立方晶格和密排立方晶格4、純鐵在700oC時稱為（ A ），在1000oC時稱為（ B ）。在1500oC時稱為（ C ）。A：α-Fe B：γ-Fe C：δ-Fe5、晶體中的位錯屬于（ C）(A)體缺陷 (B)點缺陷 (C)線缺陷 (D)面缺陷6、固溶體的晶體結構：（ A ）(A)與溶劑相同 (B)與溶質(zhì)相同(C)與溶劑、溶質(zhì)都不相同 (D)與溶劑、溶質(zhì)都不相同7、表示金屬材料屈服強度的符號是（ B ）。ζe(B)ζs(C)ζb(D)ζ-18、表示金屬材料彈性極限的符號是（ A）。ζe(B)ζs(C)ζb(D)ζ-19、在測量薄片工件的硬度時，常用的硬度測試方法的表示符號是（

BC

）。(A) HB

(B) HR

(C) HV

(D) HS10、在設計拖拉機缸蓋螺釘時應選用的強度指標是（

A ）。(A) ζb

(B) ζs

(C) ζ0.2

(D) ζp11、在設計機械零件時，一般用（ A ）作為設計的主要依據(jù)。(A) ζb (B) ζs (C) ζ-1 (D) δ12、在作疲勞試驗時，試樣承受的載荷為 ( C)。(A)靜載荷 (B)沖擊載荷 (C)交變載荷13、拉伸試驗時，試樣拉斷前所能承受的最大應力稱為材料的（ B）(A)屈服點

（B）抗拉強度

（C）彈性極限（

D）斷裂強度15、洛氏硬度

C標尺所用的壓頭是（

B）(A)淬硬鋼球

(B)金剛石圓錐體

(C)硬質(zhì)合金球16、金屬材料抵抗塑性變形或斷裂的能力稱為（ C）(A)塑性 (B) 硬度 (C) 強度第二章1、下列物質(zhì)由液體凝固成固體的過程是結晶過程 C銅、鋁、水銀、玻璃銅、鋁、石蠟、氯化鈉銅、鋁、水銀、氯化鈉銅、鋁、氯化鈉、玻璃2、金屬結晶過程是依靠兩個密切聯(lián)系的基本過程來實現(xiàn)的，它們是 (C )平面長大和樹枝狀長大自發(fā)形核和非自發(fā)形核形核和長大冷卻和過冷3、自發(fā)形核的形核率與過冷度的關系是 (D )過冷度越大，自發(fā)形核的形核率越大過冷度越小，自發(fā)形核的形核率越大自發(fā)形核的形核率與過冷度大小無關過冷度過大或過小時，自發(fā)形核的形核率都小第三章金屬材料的塑性加工四、名詞解釋緒論1、復合材料是指兩種或兩種以上不同性質(zhì)或不同結構的材料以微觀或宏觀的形式組合在一起而形成的材料第一章1、致密度—晶胞中所含原子所占的體積與該晶胞體積之比2、晶胞—能夠反應該晶格特征的最小組成單元3、晶界— 晶粒與晶粒之間的接觸界面4、屈服強度：是材料開始產(chǎn)產(chǎn)生塑性變形時的最低應力。5、塑性：是指材料在載荷作用 F，產(chǎn)生永久變形而不破壞的能力6、韌性：材料變形時吸收變形功的能力7、硬度：硬度是衡量材料軟硬程度的指標，材料表面抵抗另一硬物壓入其內(nèi)部的能力8、韌性：材料抵抗沖擊載荷作用的能力。9、斷裂韌性：材料抵抗裂紋失穩(wěn)擴展的能力。10、彈性變形：隨載荷的作用而產(chǎn)生、隨載荷的去除而消失的變形稱為彈性變形。11、塑性變形：不能隨載荷的去除而消失的變形稱為塑性變形。12、疲勞極限：試樣在無限多次交變載荷作用下而不破壞的最大應力稱為疲勞極限。13、抗拉強度：試樣在拉斷前所能承受的最大應力稱為抗拉強度。14、點缺陷：原子排列不規(guī)則的區(qū)域在空間三個方向尺寸都很小， 主要指空位間隙原子、置換原子等。15、線缺陷：原子排列的不規(guī)則區(qū)域在空間一個方向上的尺寸很大，而在其余兩個方向上的尺寸很小。如位錯。16、面缺陷：原子排列不規(guī)則的區(qū)域在空間兩個方向上的尺寸很大， 而另一方向上的尺寸很小。如晶界和亞晶界。17、亞晶粒：在多晶體的每一個晶粒內(nèi)，晶格位向也并非完全一致，而是存在著許多尺寸很小、位向差很小的小晶塊，它們相互鑲嵌而成晶粒，稱亞晶粒。18、亞晶界：兩相鄰亞晶粒間的邊界稱為亞晶界。19、刃型位錯：位錯可認為是晶格中一部分晶體相對于另一部分晶體的局部滑移而造成。 滑移部分與未滑移部分的交界線即為位錯線。如果相對滑移的結果上半部分多出一半原子面，多余半原子面的邊緣好像插入晶體中的一把刀的刃口，故稱“刃型位錯” 。20、單晶體：如果一塊晶體，其內(nèi)部的晶格位向完全一致，則稱這塊晶體為單晶體。21、多晶體：由多種晶粒組成的晶體結構稱為“多晶體” 。第二章1、過冷度：實際結晶溫度與理論結晶溫度之差稱為過冷度。2、自發(fā)形核：在一定條件下，從液態(tài)金屬中直接產(chǎn)生，原子呈規(guī)則排列的結晶核心。3、非自發(fā)形核：是液態(tài)金屬依附在一些未溶顆粒表面所形成的晶核。4、變質(zhì)劑：在澆注前所加入的難熔雜質(zhì)稱為變質(zhì)劑。5、合金：通過熔煉，燒結或其它方法，將一種金屬元素同一種或幾種其它元素結合在一起所形成的具有金屬特性的新物質(zhì)，稱為合金。6、組元：組成合金的最基本的、獨立的物質(zhì)稱為組元。7、相：在金屬或合金中，凡成分相同、結構相同并與其它部分有界面分開的均勻組成部分，均稱之為相。8、相圖：用來表示合金系中各個合金的結晶過程的簡明圖解稱為相圖。9、固溶體：合金的組元之間以不同的比例混合，混合后形成的固相的晶格結構與組成合金的某一組元的相同，這種相稱為固溶體。10、金屬間化合物：合金的組元間發(fā)生相互作用形成的一種具有金屬性質(zhì)的新相，間化合物。它的晶體結構不同于任一組元，用分子式來表示其組成。

稱為金屬11、機械混合物：合金的組織由不同的相以不同的比例機械的混合在一起，稱機械混合物。12、枝晶偏析：實際生產(chǎn)中，合金冷卻速度快，原子擴散不充分，使得先結晶出來的固溶體合金含高熔點組元較多，后結晶含低熔點組元較多，這種在晶粒內(nèi)化學成分不均勻的現(xiàn)象稱為枝晶偏析。13、固溶強化：通過溶入某種溶質(zhì)元素形成固溶體而使金屬的強度、溶強化。

硬度升高的現(xiàn)象稱為固14、彌散強化：合金中以固溶體為主再有適量的金屬間化合物彌散分布， 會提高合金的強度、硬度及耐磨性，這種強化方式為彌散強化。15、金屬間化合物：合金的組元間發(fā)生相互作用形成的一種具有金屬性質(zhì)的新相，間化合物。它的晶體結構不同于任一組元，用分子式來表示其組成。

稱為金屬第三章1、加工硬化：隨著塑性變形的增加，金屬的強度、硬度迅速增加；塑性、韌性迅速下降的現(xiàn)象。2、熱加工：將金屬加熱到再結晶溫度以上一定溫度進行壓力加工。3、冷加工：在再結晶溫度以下進行的壓力加工。4、回復：為了消除金屬的加工硬化現(xiàn)象，將變形金屬加熱到某一溫度，以使其組織和性能發(fā)生變化。在加熱溫度較低時， 原子的活動能力不大， 這時金屬的晶粒大小和形狀沒有明顯的變化，只是在晶內(nèi)發(fā)生點缺陷的消失以及位錯的遷移等變化，因此， 這時金屬的強度、硬度和塑性等機械性能變化不大， 而只是使內(nèi)應力及電阻率等性能顯著降低。 此階段為回復階段。5、再結晶：被加熱到較高的溫度時， 原子也具有較大的活動能力， 使晶粒的外形開始變化。從破碎拉長的晶粒變成新的等軸晶粒。和變形前的晶粒形狀相似，晶格類型相同，把這一階段稱為“再結晶”。五、簡述緒論第一章1、刃型位錯和螺型位錯與柏氏矢量的關系。2、實際金屬的的晶體缺陷有哪些？4、為何單晶體具有各向異性，而多晶體在一般情況下不顯示出各向異性？答：因為單晶體內(nèi)各個方向上原子排列密度不同， 造成原子間結合力不同， 因而表現(xiàn)出各向異性；而多晶體是由很多個單晶體所組成，它在各個方向上的力相互抵消平衡，因而表現(xiàn)各向同性。5、配位數(shù)和致密度可以用來說明哪些問題？答：用來說明晶體中原子排列的緊密程度。晶體中配位數(shù)和致密度越大，則晶體中原子排列越緊密。6、影響疲勞壽命的因素7、配位數(shù)和致密度可以用來說明哪些問題？答：用來說明晶體中原子排列的緊密程度。晶體中配位數(shù)和致密度越大，則晶體中原子排列越緊密。8、晶面指數(shù)和晶向指數(shù)有什么不同？答：晶向是指晶格中各種原子列的位向，用晶向指數(shù)來表示，形式為；晶面是指晶格中不同方位上的原子面，用晶面指數(shù)來表示，形式為。9、實際晶體中的點缺陷，線缺陷和面缺陷對金屬性能有何影響？答：如果金屬中無晶體缺陷時， 通過理論計算具有極高的強度，隨著晶體中缺陷的增加，金屬的強度迅速下降，當缺陷增加到一定值后，金屬的強度又隨晶體缺陷的增加而增加。因此，無論點缺陷，線缺陷和面缺陷都會造成晶格崎變，從而使晶體強度增加。同時晶體缺陷的存在還會增加金屬的電阻，降低金屬的抗腐蝕性能。10、常見的金屬晶體結構有哪幾種？

α-Fe

、γ-Fe

、Al

、Cu

、Ni

、

Pb

、

Cr

、V、Mg、Zn各屬何種晶體結構？答：常見金屬晶體結構：體心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格；α－Fe、Cr、V屬于體心立方晶格；γ－Fe、Al、Cu、Ni、Pb屬于面心立方晶格；Mg、Zn屬于密排六方晶格；11、有一根環(huán)形鏈條，用直徑為 2㎝的鋼條制造，已知此材料 ζs=300Mpa，求該鏈條能承受的最大載荷是多少？解：．所以 .；該鏈條能承受的最大載荷是 94200N。12、畫出低碳鋼力――伸長曲線，并述拉伸變形的幾個階段。1．在圖1－1中： Oe——彈性變形階段 es——屈服階段sb——強化階段 bz——縮頸階段第二章1、純金屬結晶時，其冷卻曲線為什么有一段水平線段？答：由于結晶過程中釋放出來的結晶潛熱，補償了散失在空氣中的熱量，因而在結晶時并不隨時間的延長而下降，所以冷卻線會出現(xiàn)水平線段。2、生產(chǎn)中細化晶粒的常用方法有哪幾種？為什么要細化晶粒？答：生產(chǎn)中常用的細化晶粒方法有增加過冷度、變質(zhì)處理和振動處理三種，因為細晶粒的金屬具有較高的強度和韌性，所以要細化晶粒。3、變質(zhì)處理：在液態(tài)金屬結晶前，特意加入某些難熔固態(tài)顆粒，造成大量可以成為非自發(fā)晶核的固態(tài)質(zhì)點，使結晶時的晶核數(shù)目大大增加，從而提高了形核率，細化晶粒，這種處理方法即為變質(zhì)處理。4、晶粒大小對材料的力學性能有何影響？如何細化晶粒5、過冷度與冷卻速度有何關系？它對金屬結晶過程有何影響？對鑄件晶粒大小有何影響？答：①冷卻速度越大，則過冷度也越大。 ②隨著冷卻速度的增大， 則晶體內(nèi)形核率和長大速度都加快，加速結晶過程的進行， 但當冷速達到一定值以后則結晶過程將減慢， 因為這時原子的擴散能力減弱。③過冷度增大， F大，結晶驅(qū)動力大，形核率和長大速度都大，且 N的增加比G增加得快，提高了N與G的比值，晶粒變細，但過冷度過大，對晶粒細化不利，結晶發(fā)生困難。6、金屬結晶的基本規(guī)律是什么？晶核的形成率和成長率受到哪些因素的影響？答：①金屬結晶的基本規(guī)律是形核和核長大。②受到過冷度的影響，隨著過冷度的增大，晶核的形成率和成長率都增大，但形成率的增長比成長率的增長快；同時外來難熔雜質(zhì)以及振動和攪拌的方法也會增大形核率。7、在鑄造生產(chǎn)中，采用哪些措施控制晶粒大小？在生產(chǎn)中如何應用變質(zhì)處理？答：①采用的方法：變質(zhì)處理，鋼模鑄造以及在砂模中加冷鐵以加快冷卻速度的方法來控制晶粒大小。②變質(zhì)處理：在液態(tài)金屬結晶前，特意加入某些難熔固態(tài)顆粒，造成大量可以成為非自發(fā)晶核的固態(tài)質(zhì)點，使結晶時的晶核數(shù)目大大增加，從而提高了形核率，細化晶粒。③機械振動、攪拌。8、指出下列名詞的主要區(qū)別：1）置換固溶體與間隙固溶體；答：置換固溶體：溶質(zhì)原子代替溶劑晶格結點上的一部分原子而組成的固溶體稱置換固溶體。間隙固溶體：溶質(zhì)原子填充在溶劑晶格的間隙中形成的固溶體，即間隙固溶體。2）相組成物與組織組成物；相組成物：合金的基本組成相。組織組成物：合金顯微組織中的獨立組成部分。9、下列元素在 α-Fe中形成哪幾種固溶體 ?Si、C、N、Cr、Mn答：Si、Cr、Mn形成置換固溶體； C、N形成間隙固溶體。10、試述固溶強化、加工強化和彌散強化的強化原理 ,并說明三者的區(qū)別 .答：固溶強化：溶質(zhì)原子溶入后，要引起溶劑金屬的晶格產(chǎn)生畸變，進而位錯運動時受到阻力增大。彌散強化：金屬化合物本身有很高的硬度， 因此合金中以固溶體為基體再有適量的金屬間化合物均勻細小彌散分布時， 會提高合金的強度、 硬度及耐磨性。這種用金屬間化合物來強化合金的方式為彌散強化。加工強化：通過產(chǎn)生塑性變形來增大位錯密度，從而增大位錯運動阻力，引起塑性變形抗力的增加，提高合金的強度和硬度。區(qū)別：固溶強化和彌散強化都是利用合金的組成相來強化合金， 固溶強化是通過產(chǎn)生晶格畸變，使位錯運動阻力增大來強化合金； 彌散強化是利用金屬化合物本身的高強度和硬度來強化合金；而加工強化是通過力的作用產(chǎn)生塑性變形， 增大位錯密度以增大位錯運動阻力來強化合金；三者相比，通過固溶強化得到的強度、硬度最低，但塑性、韌性最好，加工強化得到的強度、硬度最高，但塑韌性最差，彌散強化介于兩者之間。11、固溶體和金屬間化合物在結構和性能上有什么主要差別？答：在結構上：固溶體的晶體結構與溶劑的結構相同，而金屬間化合物的晶體結構不同于組成它的任一組元，它是以分子式來表示其組成。在性能上：形成固溶體和金屬間化合物都能強化合金，但固溶體的強度、硬度比金屬間化合物低，塑性、韌性比金屬間化合物好，也就是固溶體有更好的綜合機械性能。12、何謂共晶反應、包晶反應和共析反應 ?試比較這三種反應的異同點 .答：共晶反應：指一定成分的液體合金，在一定溫度下，同時結晶出成分和晶格均不相同的兩種晶體的反應。包晶反應：指一定成分的固相與一定成分的液相作用，形成另外一種固相的反應過程。共析反應：由特定成分的單相固態(tài)合金，在恒定的溫度下，分解成兩個新的，具有一定晶體結構的固相的反應。共同點：反應都是在恒溫下發(fā)生，

反應物和產(chǎn)物都是具有特定成分的相，

都處于三相平衡狀態(tài)。不同點：共晶反應是一種液相在恒溫下生成兩種固相的反應； 共析反應是一種固相在恒溫下生成兩種固相的反應；而包晶反應是一種液相與一種固相在恒溫下生成另一種固相的反應。13、二元合金相圖表達了合金的哪些關系？答：二元合金相圖表達了合金的狀態(tài)與溫度和成分之間的關系。14、在二元合金相圖中應用杠桿定律可以計算什么？答：應用杠桿定律可以計算合金相互平衡兩相的成分和相對含量。15、已知A（熔點 600℃）與大溶解度為 30%，室溫時為

B(500℃)在液態(tài)無限互溶；在固態(tài) 300℃時A溶于 B的最10%，但B不溶于A；在300℃時，含 40%B的液態(tài)合金發(fā)生共晶反應?，F(xiàn)要求：1）作出A-B 合金相圖；2）分析20%A,45%A,80%A等合金的結晶過程，并確定室溫下的組織組成物和相組成物的相對量。答：（1）（2）20%A合金如圖①：合金在1點以上全部為液相，當冷至1點時，開始從液相中析出α固溶體，至束，2～3點之間合金全部由α固溶體所組成，但當合金冷到3點以下，由于固溶體度超過了它的溶解度限度，于是從固溶體α中析出二次相A，因此最終顯微組織：

2點結α的濃α+AⅡ相組成物:α+AA=（90-80/90）*100%=11% α=1-A%=89%45%A合金如圖②：合金在1點以上全部為液相，冷至1點時開始從液相中析出α固溶體，此時液相線成分沿線BE變化，固相線成分沿BD線變化，當冷至2點時，液相線成分到達E點，發(fā)生共晶反應，形成（A+α）共晶體，合金自 2點冷至室溫過程中，自中析出二次相 AⅡ，因而合金②室溫組織：AⅡ+α+(A+α) 相組成物:A+α組織：AⅡ=（70-55）/70*100%=21% α=1-AⅡ=79%A+α=（70-55）/(70-40）*100%=50%相：A=（90-55）/90*100%=50% α=1-A%=50%80%A合金如圖③：合金在1點以上全部為液相， 冷至1點時開始從液相中析出 A，此時液相線成分沿 AE線變化，冷至2點時，液相線成分到達點，發(fā)生共晶反應，形成 (A+α)共晶體，因而合金③的室溫組織：A+(A+α)相組成物：A+α組織：A=（40-20）/40*100%=50% A+α=1-A%=50%相： A=（90-20）/90*100%=78% α=1-A%=22%16、某合金相圖如圖所示。1）試標注①—④空白區(qū)域中存在相的名稱；2）指出此相圖包括哪幾種轉變類型；3）說明合金Ⅰ的平衡結晶過程及室溫下的顯微組織。答：(1)①：L+γ ②:γ+β ③:β+(α+β) ④:β+αⅡ勻晶轉變；共析轉變(3)合金①在1點以上全部為液相,冷至1點時開始從液相中析出γ固溶體至2點結束,2～3點之間合金全部由γ固溶體所組成,3點以下,開始從γ固溶體中析出α固溶體,冷至4點時合金全部由α固溶體所組成,4～5之間全部由α固溶體所組成,冷到5點以下,由于α固溶體的濃度超過了它的溶解度限度,從α中析出第二相β固溶體,最終得到室穩(wěn)下的顯微組織:α+βⅡ17、有形狀、尺寸相同的兩個Cu-Ni合金鑄件，一個含90%Ni，另一個含50%Ni,鑄后自然冷卻，問哪個鑄件的偏析較嚴重？答：含50%Ni的Cu-Ni合金鑄件偏析較嚴重。在實際冷卻過程中，由于冷速較快，使得先結晶部分含高熔點組元多，后結晶部分含低熔點組元多，因為含50%Ni的Cu-Ni合金鑄件固相線與液相線范圍比含90%Ni鑄件寬，因此它所造成的化學成分不均勻現(xiàn)象要比含90%Ni的Cu-Ni合金鑄件嚴重。5．固溶體和金屬間化合物在結構和性能上有什么主要差別？答：在結構上：固溶體的晶體結構與溶劑的結構相同，而金屬間化合物的晶體結構不同于組成它的任一組元，它是以分子式來表示其組成。在性能上：形成固溶體和金屬間化合物都能強化合金，但固溶體的強度、硬度比金屬間化合物低，塑性、韌性比金屬間化合物好，也就是固溶體有更好的綜合機械性能。6.何謂共晶反應、包晶反應和共析反應 ?試比較這三種反應的異同點 .答：共晶反應：指一定成分的液體合金，在一定溫度下，同時結晶出成分和晶格均不相同的兩種晶體的反應。

包晶反應：指一定成分的固相與一定成分的液相作用，

形成另外一種固相的反應過程。共析反應：由特定成分的單相固態(tài)合金，在恒定的溫度下，分解成兩個新的，具有一定晶體結構的固相的反應。

共同點：反應都是在恒溫下發(fā)生，

反應物和產(chǎn)物都是具有特定成分的相，都處于三相平衡狀態(tài)。不同點：共晶反應是一種液相在恒溫下生成兩種固相的反應；相在

共析反應是一種固恒溫下生成兩種固相的反應；而包晶反應是一種液相與一種固相在恒溫下生成另一種固相的反應。7．二元合金相圖表達了合金的哪些關系？答：二元合金相圖表達了合金的狀態(tài)與溫度和成分之間的關系。8．在二元合金相圖中應用杠桿定律可以計算什么？答：應用杠桿定律可以計算合金相互平衡兩相的成分和相對含量。9.已知A（熔點600℃）與B(500℃)在液態(tài)無限互溶；在固態(tài)300℃時A溶于B的最大溶解度為30%，室溫時為10%，但B不溶于A；在300℃時，含40%B的液態(tài)合金發(fā)生共晶反應?，F(xiàn)要求：1）作出A-B 合金相圖；2）分析20%A,45%A,80%A等合金的結晶過程，并確定室溫下的組織組成物和相組成物的相對量。答：（1）（2）20%A合金如圖①：合金在1點以上全部為液相，當冷至 1點時，開始從液相中析出 α固溶體，至 2點結束，2～3點之間合金全部由 α固溶體所組成，但當合金冷到 3點以下，由于固溶體 α的濃度超過了它的溶解度限度， 于是從固溶體 α中析出二次相 A，因此最終顯微組織： α+AⅡ相組成物:α+AA=（90-80/90）*100%=11% α=1-A%=89%45%A合金如圖②：合金在1點以上全部為液相， 冷至1點時開始從液相中析出 α固溶體，此時液相線成分沿線BE變化，固相線成分沿BD線變化，當冷至2點時，液相線成分到達形成（A+α）共晶體，合金自2點冷至室溫過程中，自中析出二次相溫組織：

E點，發(fā)生共晶反應，AⅡ，因而合金②室AⅡ+α+(A+α)相組成物:A+α組織：AⅡ=（70-55）/70*100%=21% α=1-AⅡ=79%A+α=（70-55）/(70-40）*100%=50%相：A=（90-55）/90*100%=50%α=1-A%=50%80%A合金如圖③：合金在1點以上全部為液相，冷至1點時開始從液相中析出化，冷至2點時，液相線成分到達點，發(fā)生共晶反應，形成溫組織：A+(A+α)

A，此時液相線成分沿 AE線變(A+α)共晶體，因而合金③的室相組成物：A+α組織：A=（40-20）/40*100%=50% A+α=1-A%=50%相： A=（90-20）/90*100%=78%=1-A%=22%10．某合金相圖如圖所示。1）試標注①—④空白區(qū)域中存在相的名稱；2）指出此相圖包括哪幾種轉變類型；3）說明合金Ⅰ的平衡結晶過程及室溫下的顯微組織。答：(1)①：L+γ

②:

γ+β

③:

β+(α+β)

④:

β+αⅡ(2)勻晶轉變；共析轉變(3)合金①在1點以上全部為液相之間合金全部由γ固溶體所組成

,冷至1點時開始從液相中析出 γ固溶體至2點結束,2～3點,3點以下,開始從γ固溶體中析出 α固溶體,冷至4點時合金全部由α固溶體所組成,4～5之間全部由α固溶體所組成,冷到5點以下,由于α固溶體的濃度超過了它的溶解度限度中析出第二相β固溶體,最終得到室穩(wěn)下的顯微組織:α+βⅡ

,從α11．有形狀、尺寸相同的兩個 Cu-Ni合金鑄件，一個含 90%Ni，另一個含50%Ni,鑄后自然冷卻，問哪個鑄件的偏析較嚴重？答：含50%Ni的Cu-Ni合金鑄件偏析較嚴重。在實際冷卻過程中，由于冷速較快，使得先結晶部分含高熔點組元多，后結晶部分含低熔點組元多，因為含50%Ni的Cu-Ni合金鑄件固相線與液相線范圍比含90%Ni學成分不均勻現(xiàn)象要比含90%Ni的Cu-Ni合金鑄件嚴重。

鑄件寬，因此它所造成的化第三章1、回復：為了消除金屬的加工硬化現(xiàn)象，將變形金屬加熱到某一溫度，以使其組織和性能發(fā)生變化。在加熱溫度較低時， 原子的活動能力不大， 這時金屬的晶粒大小和形狀沒有明顯的變化，只是在晶內(nèi)發(fā)生點缺陷的消失以及位錯的遷移等變化，因此， 這時金屬的強度、硬度和塑性等機械性能變化不大， 而只是使內(nèi)應力及電阻率等性能顯著降低。 此階段為回復階段。2、再結晶：被加熱到較高的溫度時， 原子也具有較大的活動能力， 使晶粒的外形開始變化。從破碎拉長的晶粒變成新的等軸晶粒。和變形前的晶粒形狀相似，晶格類型相同，把這一階段稱為“再結晶”。3、產(chǎn)生加工硬化的原因是什么？加工硬化在金屬加工中有什么利弊？答：①隨著變形的增加，晶粒逐漸被拉長，直至破碎，這樣使各晶粒都破碎成細碎的亞晶粒，變形愈大，晶粒破碎的程度愈大，這樣使位錯密度顯著增加；同時細碎的亞晶粒也隨著晶粒的拉長而被拉長。因此，隨著變形量的增加，由于晶粒破碎和位錯密度的增加，金屬的塑性變形抗力將迅速增大，即強度和硬度顯著提高，而塑性和韌性下降產(chǎn)生所謂“加工硬化”現(xiàn)象。②金屬的加工硬化現(xiàn)象會給金屬的進一步加工帶來困難，如鋼板在冷軋過程中會越軋越硬，以致最后軋不動。另一方面人們可以利用加工硬化現(xiàn)象，來提高金屬強度和硬度，如冷拔高強度鋼絲就是利用冷加工變形產(chǎn)生的加工硬化來提高鋼絲的強度的。加工硬化也是某些壓力加工工藝能夠?qū)崿F(xiàn)的重要因素。如冷拉鋼絲拉過?？椎牟糠?，由于發(fā)生了加工硬化，不再繼續(xù)變形而使變形轉移到尚未拉過模孔的部分，這樣鋼絲才可以繼續(xù)通過?？锥尚?。4、劃分冷加工和熱加工的主要條件是什么？答：主要是再結晶溫度。在再結晶溫度以下進行的壓力加工為冷加工，產(chǎn)生加工硬化現(xiàn)象；反之為熱加工，產(chǎn)生的加工硬化現(xiàn)象被再結晶所消除。9．在制造齒輪時，有時采用噴丸法（即將金屬丸噴射到零件表面上）使齒面得以強化。試分析強化原因。答：高速金屬丸噴射到零件表面上，使工件表面層產(chǎn)生塑性變形，形成一定厚度的加工硬化層，使齒面的強度、硬度升高。5、與冷加工比較，熱加工給金屬件帶來的益處有哪些？答：（1）通過熱加工，可使鑄態(tài)金屬中的氣孔焊合，從而使其致密度得以提高。（2）通過熱加工，可使鑄態(tài)金屬中的枝晶和柱狀晶破碎， 從而使晶粒細化， 機械性能提高。3）通過熱加工，可使鑄態(tài)金屬中的枝晶偏析和非金屬夾雜分布發(fā)生改變，使它們沿著變形的方向細碎拉長，形成熱壓力加工“纖維組織”（流線），使縱向的強度、塑性和韌性顯著大于橫向。如果合理利用熱加工流線，盡量使流線與零件工作時承受的最大拉應力方向一致，而與外加切應力或沖擊力相垂直，可提高零件使用壽命。6、為什么細晶粒鋼強度高，塑性，韌性也好？答：晶界是阻礙位錯運動的，而各晶粒位向不同，互相約束，也阻礙晶粒的變形。因此，金屬的晶粒愈細，其晶界總面積愈大，每個晶粒周圍不同取向的晶粒數(shù)便愈多，對塑性變形的抗力也愈大。因此，金屬的晶粒愈細強度愈高。同時晶粒愈細，金屬單位體積中的晶粒數(shù)便越多，變形時同樣的變形量便可分散在更多的晶粒中發(fā)生，產(chǎn)生較均勻的變形，而不致造成局部的應力集中，引起裂紋的過早產(chǎn)生和發(fā)展。因此，塑性，韌性也越好。7、金屬經(jīng)冷塑性變形后，組織和性能發(fā)生什么變化？答：①晶粒沿變形方向拉長，性能趨于各向異性， 如縱向的強度和塑性遠大于橫向等； ②晶粒破碎，位錯密度增加，產(chǎn)生加工硬化，即隨著變形量的增加，強度和硬度顯著提高，而塑性和韌性下降；③織構現(xiàn)象的產(chǎn)生，即隨著變形的發(fā)生，不僅金屬中的晶粒會被破碎拉長，而且各晶粒的晶格位向也會沿著變形的方向同時發(fā)生轉動， 轉動結果金屬中每個晶粒的晶格位向趨于大體一致， 產(chǎn)生織構現(xiàn)象；④冷壓力加工過程中由于材料各部分的變形不均勻或晶粒內(nèi)各部分和各晶粒間的變形不均勻， 金屬內(nèi)部會形成殘余的內(nèi)應力， 這在一般情況下都是不利的，會引起零件尺寸不穩(wěn)定。8、分析加工硬化對金屬材料的強化作用？答：隨著塑性變形的進行，位錯密度不斷增加，因此位錯在運動時的相互交割、位錯纏結加劇，使位錯運動的阻力增大，引起變形抗力的增加。這樣，金屬的塑性變形就變得困難，要繼續(xù)變形就必須增大外力，因此提高了金屬的強度。9、已知金屬鎢、鐵、鉛、錫的熔點分別為 3380℃、1538℃、327℃、232℃，試計算這些金屬的最低再結晶溫度，并分析鎢和鐵在1100℃下的加工、鉛和錫在室溫（20℃）下的加工各為何種加工？答：T 再=0.4T 熔；鎢 T 再=[0.4*（3380+273）]-273=1188.2℃;鐵 T 再=[0.4*（1538+273）]-273=451.4℃;鉛 T 再=[0.4*（327+273）]-273=-33℃;錫 T 再=[0.4*232+273）]-273=-71℃.由于鎢T再為1188.2℃＞1100℃，因此屬于熱加工；鐵T再為451.4℃＜1100℃，因此屬于冷加工；鉛T再為-33℃＜20℃，屬于冷加工；錫T再為-71＜20℃，屬于冷加工。10、在制造齒輪時，有時采用噴丸法（即將金屬丸噴射到零件表面上）使齒面得以強化。試分析強化原因。答：高速金屬丸噴射到零件表面上，使工件表面層產(chǎn)生塑性變形，形成一定厚度的加工硬化層，使齒面的強度、硬度升高。第四章1.何謂鋼的熱處理？鋼的熱處理操作有哪些基本類型？試說明熱處理同其它工藝過程的關系及其在機械制造中的地位和作用。答：（1）為了改變鋼材內(nèi)部的組織結構，以滿足對零件的加工性能和使用性能的要求所施加的一種綜合的熱加工工藝過程。（2）熱處理包括普通熱處理和表面熱處理；普通熱處理里面包括退火、正火、淬火和回火，表面熱處理包括表面淬火和化學熱處理，表面淬火包括火焰加熱表面淬火和感應加熱表面淬火，化學熱處理包括滲碳、滲氮和碳氮共滲等。3）熱處理是機器零件加工工藝過程中的重要工序。一個毛坯件經(jīng)過預備熱處理，然后進行切削加工，再經(jīng)過最終熱處理，經(jīng)過精加工，最后裝配成為零件。熱處理在機械制造中具有重要的地位和作用，適當?shù)臒崽幚砜梢燥@著提高鋼的機械性能，延長機器零件的使用壽命。熱處理工藝不但可以強化金屬材料、充分挖掘材料潛力、降低結構重量、節(jié)省材料和能源，而且能夠提高機械產(chǎn)品質(zhì)量、 大幅度延長機器零件的使用壽命， 做到一個頂幾個、頂十幾個。此外，通過熱處理還可使工件表面具有抗磨損、耐腐蝕等特殊物理化學性能。2.解釋下列名詞：1）奧氏體的起始晶粒度、實際晶粒度、本質(zhì)晶粒度；答： （1）起始晶粒度：是指在臨界溫度以上，奧氏體形成剛剛完成，其晶粒邊界剛剛接觸時的晶粒大小。2）實際晶粒度：是指在某一具體的熱處理加熱條件下所得到的晶粒尺寸。3）本質(zhì)晶粒度：根據(jù)標準試驗方法，在930±10℃保溫足夠時間（3-8小時）后測定的鋼中晶粒的大小。2）珠光體、索氏體、屈氏體、貝氏體、馬氏體；答：珠光體：鐵素體和滲碳體的機械混合物。索氏體：在 650～600℃溫度范圍內(nèi)形成層片較細的珠光體。屈氏體：在 600～550℃溫度范圍內(nèi)形成片層極細的珠光體。貝氏體：過飽和的鐵素體和滲碳體組成的混合物。馬氏體：碳在α-Fe中的過飽和固溶體。3）奧氏體、過冷奧氏體、殘余奧氏體；答：奧氏體 :碳在γ-Fe中形成的間隙固溶體 .過冷奧氏體:處于臨界點以下的不穩(wěn)定的將要發(fā)生分解的奧氏體稱為過冷奧氏體。殘余奧氏體：M轉變結束后剩余的奧氏體。4）退火、正火、淬火、回火、冷處理、時效處理（尺寸穩(wěn)定處理）

；答：退火：將工件加熱到臨界點以上或在臨界點以下某一溫度保溫一定時間后，的冷卻速度（爐冷、坑冷、灰冷）進行冷卻的一種操作。

以十分緩慢正火：將工件加熱到 Ac3或Accm以上30～80℃，保溫后從爐中取出在空氣中冷卻。淬火：將鋼件加熱到Ac3或Ac1以上30～50℃，保溫一定時間，然后快速冷卻（一般為油冷或水冷），從而得馬氏體的一種操作。回火：將淬火鋼重新加熱到A1點以下的某一溫度，保溫一定時間后，冷卻到室溫的一種操作。冷處理：把冷到室溫的淬火鋼繼續(xù)放到深冷劑中冷卻，以減少殘余奧氏體的操作。時效處理：為使二次淬火層的組織穩(wěn)定，在 110~150℃經(jīng)過 6~36小時的人工時效處理，以使組織穩(wěn)定。5）淬火臨界冷卻速度（ Vk），淬透性,淬硬性；答：淬火臨界冷卻速度（ Vk）：淬火時獲得全部馬氏體組織的最小冷卻速度。淬透性：鋼在淬火后獲得淬硬層深度大小的能力。 淬硬性：鋼在淬火后獲得馬氏體的最高硬度。6）再結晶、重結晶；答：再結晶：金屬材料加熱到較高的溫度時，原子具有較大的活動能力，使晶粒的外形開始變化。 從破碎拉長的晶粒變成新的等軸晶粒。 和變形前的晶粒形狀相似，晶格類型相同，把這一階段稱為“再結晶” 。重結晶：由于溫度變化，引起晶體重新形核、長大，發(fā)生晶體結構的改變，稱為重結晶。7）調(diào)質(zhì)處理、變質(zhì)處理。答：調(diào)質(zhì)處理：淬火后的高溫回火。變質(zhì)處理：在液態(tài)金屬結晶前，特意加入某些難熔固態(tài)顆粒，造成大量可以成為非自發(fā)晶核的固態(tài)質(zhì)點，使結晶時的晶核數(shù)目大大增加，從而提高了形核率，細化晶粒。3.指出A1、A3、Acm；AC1、AC3、Accm ；Ar1、Ar3、Arcm各臨界點的意義。答：A1：共析轉變線，含碳量在0.02～6.69%的鐵碳合金冷卻到727℃時都有共析轉變發(fā)生，形成P。A3：奧氏體析出鐵素體的開始線。Acm：碳在奧氏體中的溶解度曲線。AC1：實際加熱時的共析轉變線。AC3：實際加熱時奧氏體析出鐵素體的開始線。Acm：實際加熱時碳在奧氏體中的溶解度曲線。Ar1：實際冷卻時的共析轉變線。Ar3：實際冷卻時奧氏體析出鐵素體的開始線。Arcm：實際冷卻時碳在奧氏體中的溶解度曲線。4.何謂本質(zhì)細晶粒鋼？本質(zhì)細晶粒鋼的奧氏體晶粒是否一定比本質(zhì)粗晶粒鋼的細？答：（1）本質(zhì)細晶粒鋼：加熱到臨界點以上直到930℃，隨溫度升高，晶粒長大速度很緩慢，稱本質(zhì)細晶粒鋼。2）不一定。本質(zhì)晶粒度只代表鋼在加熱時奧氏體晶粒長大傾向的大小。本質(zhì)粗晶粒鋼在較低加熱溫度下可獲得細晶粒，而本質(zhì)細晶粒鋼若在較高溫度下加熱也會得到粗晶粒。5.珠光體類型組織有哪幾種？它們在形成條件、組織形態(tài)和性能方面有何特點？答：（1）三種。分別是珠光體、索氏體和屈氏體。2）珠光體是過冷奧氏體在550℃以上等溫停留時發(fā)生轉變，它是由鐵素體和滲碳體組成的片層相間的組織。索氏體是在650～600℃溫度范圍內(nèi)形成層片較細的珠光體。屈氏體是在600～550℃溫度范圍內(nèi)形成片層極細的珠光體。珠光體片間距愈小，相界面積愈大，強化作用愈大，因而強度和硬度升高，同時，由于此時滲碳體片較薄，易隨鐵素體一起變形而不脆斷，因此細片珠光體又具有較好的韌性和塑性。6.貝氏體類型組織有哪幾種？它們在形成條件、組織形態(tài)和性能方面有何特點？答： （1）兩種。上貝氏體和下貝氏體。（2）上貝氏體的形成溫度在 600～350℃。在顯微鏡下呈羽毛狀，它是由許多互相平行的過飽和鐵素體片和分布在片間的斷續(xù)細小的滲碳體組成的混合物。 其硬度較高，可達HRC40～45，但由于其鐵素體片較粗， 因此塑性和韌性較差。下貝氏體的形成溫度在 350℃～Ms，下貝氏體在光學顯微鏡下呈黑色針葉狀， 在電鏡下觀察是由針葉狀的鐵素體和分布在其上的極為細小的滲碳體粒子組成的。下貝氏體具有高強度、高硬度、高塑性、高韌性，即具有良好的綜合機械性能。7.馬氏體組織有哪幾種基本類型？它們在形成條件、晶體結構、組織形態(tài)、性能有何特點？馬氏體的硬度與含碳量關系如何？答：（1）兩種，板條馬氏體和片狀馬氏體。（2）奧氏體轉變后，所產(chǎn)生的 M的形態(tài)取決于奧氏體中的含碳量， 含碳量＜0.6%的為板條馬氏體；含碳量在 0.6—1.0%之間為板條和針狀混合的馬氏體； 含碳量大于 1.0%的為針狀馬氏體。低碳馬氏體的晶體結構為體心立方。 隨含碳量增加，逐漸從體心立方向體心正方轉變。含碳量較高的鋼的晶體結構一般出現(xiàn)體心正方。低碳馬氏體強而韌，而高碳馬氏體硬而脆。這是因為低碳馬氏體中含碳量較低，過飽和度較小，晶格畸變也較小，故具有良好的綜合機械性能。隨含碳量增加，馬氏體的過飽和度增加，使塑性變形阻力增加，因而引起硬化和強化。當含碳量很高時，盡管馬氏體的硬度和強度很高，但由于過飽和度太大，引起嚴重的晶格畸變和較大的內(nèi)應力， 致使高碳馬氏體針葉內(nèi)產(chǎn)生許多微裂紋， 因而塑性和韌性顯著降低。（3）隨著含碳量的增加，鋼的硬度增加。8.何謂等溫冷卻及連續(xù)冷卻？試繪出奧氏體這兩種冷卻方式的示意圖。答：等溫冷卻：把奧氏體迅速冷卻到Ar1以下某一溫度保溫，待其分解轉變完成后，再冷至室溫的一種冷卻轉變方式。連續(xù)冷卻：在一定冷卻速度下，過冷奧氏體在一個溫度范圍內(nèi)所發(fā)生的轉變。9．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構，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。10.試比較共析碳鋼過冷奧氏體等溫轉變曲線與連續(xù)轉變曲線的異同點。答：首先連續(xù)冷卻轉變曲線與等溫轉變曲線臨界冷卻速度不同。其次連續(xù)冷卻轉變曲線位于等溫轉變曲線的右下側，且沒有C曲線的下部分，即共析鋼在連續(xù)冷卻轉變時，得不到貝氏體組織。這是因為共析鋼貝氏體轉變的孕育期很長，當過冷奧氏體連續(xù)冷卻通過貝氏體轉變區(qū)內(nèi)尚未發(fā)生轉變時就已過冷到Ms點而發(fā)生馬氏體轉變，所以不出現(xiàn)貝氏體轉變。11.淬火臨界冷卻速度 Vk 的大小受哪些因素影響？它與鋼的淬透性有何關系？答：（1）化學成分的影響：亞共析鋼中隨著含碳量的增加， C曲線右移，過冷奧氏體穩(wěn)定性增加，則Vk減小，過共析鋼中隨著含碳量的增加， C曲線左移，過冷奧氏體穩(wěn)定性減小，則Vk增大；合金元素中，除Co和Al(>2.5%)以外的所有合金元素，都增大過冷奧氏體穩(wěn)定性，使C曲線右移，則Vk減小。一定尺寸的工件在某介質(zhì)中淬火，其淬透層的深度與工件截面各點的冷卻速度有關。如果工件截面中心的冷速高于Vk，工件就會淬透。然而工件淬火時表面冷速最大，心部冷速最小，由表面至心部冷速逐漸降低。只有冷速大于 Vk的工件外層部分才能得到馬氏體。因此，Vk越小，鋼的淬透層越深，淬透性越好。12.將￠5mm的T8鋼加熱至 760℃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：珠光體：冷卻至A1線～550℃范圍內(nèi)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650～600℃溫度范圍內(nèi)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 600～550℃溫度范圍內(nèi)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600～350℃溫度范圍內(nèi)等溫停留一段時間，再冷卻下來得到上貝氏體組織。下貝氏體：冷卻至350℃～Ms溫度范圍內(nèi)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余奧氏體。

+少量殘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(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。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）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(nèi)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Ac1以上30～50℃，保溫一定時間后隨爐緩慢冷卻至 600℃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、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(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。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。16.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？答：與退火的區(qū)別是①加熱溫度不同，對于過共析鋼退火加熱溫度在 Ac1以上30～50℃而正火加熱溫度在 Accm以上30～50℃。②冷速快，組織細，強度和硬度有所提高。當鋼件尺寸較小時，正火后組織：S，而退火后組織：P。選擇：（1）從切削加工性上考慮切削加工性又包括硬度，切削脆性，表面粗糙度及對刀具的磨損等。一般金屬的硬度在 HB170～230范圍內(nèi)，切削性能較好。高于它過硬，難以加工，且刀具磨損快；過低則切屑不易斷，造成刀具發(fā)熱和磨損，加工后的零件表面粗糙度很大。 對于低、中碳結構鋼以正火作為預先熱處理比較合適， 高碳結構鋼和工具鋼則以退火為宜。至于合金鋼，由于合金元素的加入， 使鋼的硬度有所提高，故中碳以上的合金鋼一般都采用退火以改善切削性。2）從使用性能上考慮如工件性能要求不太高，隨后不再進行淬火和回火，那么往往用正火來提高其機械性能，但若零件的形狀比較復雜，正火的冷卻速度有形成裂紋的危險，應采用退火。3）從經(jīng)濟上考慮正火比退火的生產(chǎn)周期短，耗能少，且操作簡便，故在可能的條件下，應優(yōu)先考慮以正火代替退火。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鋼齒輪（2）45鋼小軸 （3）T12鋼銼刀答：1）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。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(nèi)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Fe3CⅡ，為球化退火做組織準備，消除內(nèi)應力。組織：索氏體和球狀滲碳體。18.一批45鋼試樣（尺寸Φ15*10mm），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 700℃，保溫足夠時間，隨爐冷卻至室溫；（2）緩慢加熱至 840℃，保溫足夠時間，隨爐冷卻至室溫；3）緩慢加熱至1100℃，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(nèi)，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。19.淬火的目的是什么？亞共析碳鋼及過共析碳鋼淬火加熱溫度應如何選擇？試從獲得的組織及性能等方面加以說明。答：淬火的目的是使奧氏體化后的工件獲得盡量多的馬氏體并配以不同溫度回火獲得各種需要的性能。亞共析碳鋼淬火加熱溫度Ac3+（30～50℃），淬火后的組織為均勻而細小的馬氏體。因為如果亞共析碳鋼加熱溫度在Ac1～Ac3之間，淬火組織中除馬氏體外，還保留一部分鐵素體，使鋼的強度、硬度降低。但溫度不能超過Ac3點過高，以防奧氏體晶粒粗化，淬火后獲得粗大馬氏體。過共析碳鋼淬火加熱溫度Ac1+（30～50℃），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。如果加熱溫度超過Accm，滲碳體溶解過多，奧氏體晶粒粗大，會使淬火組織中馬氏體針變粗，滲碳體量減少，殘余奧氏體量增多，從而降低鋼的硬度和耐磨性。淬火溫度過高，淬火后易得到含有顯微裂紋的粗片狀馬氏體，使鋼的脆性增加。20.常用的淬火方法有哪幾種？說明它們的主要特點及其應用范圍。答：常用的淬火方法有單液淬火法、雙液淬火法、等溫淬火法和分級淬火法。單液淬火法：這種方法操作簡單，容易實現(xiàn)機械化，自動化，如碳鋼在水中淬火，合金鋼在油中淬火。但其缺點是不符合理想淬火冷卻速度的要求，水淬容易產(chǎn)生變形和裂紋，油淬容易產(chǎn)生硬度不足或硬度不均勻等現(xiàn)象。適合于小尺寸且形狀簡單的工件。雙液淬火法：采用先水冷再油冷的操作。 充分利用了水在高溫區(qū)冷速快和油在低溫區(qū)冷速慢的優(yōu)點，既可以保證工件得到馬氏體組織，又可以降低工件在馬氏體區(qū)的冷速，減少組織應力，從而防止工件變形或開裂。適合于尺寸較大、形狀復雜的工件。等溫淬火法：它是將加熱的工件放入溫度稍高于 Ms的硝鹽浴或堿浴中， 保溫足夠長的時間使其完成 B轉變。等溫淬火后獲得 B下組織。下貝氏體與回火馬氏體相比，在碳量相近，硬度相當?shù)那闆r下， 前者比后者具有較高的塑性與韌性， 適用于尺寸較小， 形狀復雜，要求變形小，具有高硬度和強韌性的工具，模具等。分級淬火法：它是將加熱的工件先放入溫度稍高于Ms的硝鹽浴或堿浴中，保溫2～5min，使零件內(nèi)外的溫度均勻后，立即取出在空氣中冷卻。這種方法可以減少工件內(nèi)外的溫差和減慢馬氏體轉變時的冷卻速度，從而有效地減少內(nèi)應力，防止產(chǎn)生變形和開裂。但由于硝鹽浴或堿浴的冷卻能力低，只能適用于零件尺寸較小，要求變形小，尺寸精度高的工件，如模具、刀具等。21.說明45鋼試樣（Φ10mm）經(jīng)下列溫度加熱、 保溫并在水中冷卻得到的室溫組織： 700℃，760℃，840℃，1100℃。答：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 Ac1～Ac3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，加熱時全部轉變?yōu)閵W氏體，冷卻后的組織為馬氏體和少量殘余奧氏體。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。22.有兩個含碳量為1.2%的碳鋼薄試樣，分別加熱到780℃和860℃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;因為860℃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860℃已經(jīng)超過了Accm，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860℃已經(jīng)超過了Accm，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Ms和Mf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860℃已經(jīng)超過了Accm，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）你認為哪個溫度加熱淬火后合適？為什么？答： 780℃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 Ac1+（30～50℃），而780℃在這個溫度范圍內(nèi)，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鋼銼刀。答：（1）45鋼小軸（要求綜合機械性能），工件的淬火溫度為 850℃左右，回火溫度為 500℃～650℃左右，其回火后獲得的組織為回火索氏體，大致的硬度 25～35HRC。（2）60鋼彈簧，工件的淬火溫度為 850℃左右，回火溫度為 350℃～500℃左右，其回火后獲得的組織為回火屈氏體，大致的硬度 40～48HRC。（3）T12鋼銼刀，工件的淬火溫度為780℃左右，回火溫度為150℃～250℃，其回火后獲得的組織為回火馬氏體，大致的硬度60HRC。24.為什么工件經(jīng)淬火后往往會產(chǎn)生變形，有的甚至開裂？減小變形及防止開裂有哪些途徑？答：淬火中變形與開裂的主要原因是由于淬火時形成內(nèi)應為。淬火內(nèi)應力形成的原因不同可分熱應力與組織應力兩種。工件在加熱和(或)冷卻時由于不同部位存在著溫度差別而導致熱脹和(或)冷縮不一致所引起的應力稱為熱應力。熱應力引起工件變形特點時：使平面邊為凸面，直角邊鈍角，長的方向變短，短的方向增長，一句話，使工件趨于球形。鋼中奧氏體比體積最小,奧氏體轉變?yōu)槠渌鞣N組織時比體積都會增大,使鋼的體積膨脹;工件淬火時各部位馬氏體轉變-先后不一致,因而體積膨脹不均勻。這種由于熱處理過程中各部位冷速的差異使工件各部位相轉變的不同時性所引起的應力,稱為相變應力(組織應力)。組織應力引起工件變形的特點卻與此相反：使平面變?yōu)榘济?，直角變?yōu)殁g角，長的方向變長；短的方向縮短，一句話，使尖角趨向于突出。工件的變形與開裂是熱應力與組織應力綜合的結果，但熱應力與組織應力方向恰好相反，如果熱處理適當，它們可部分相互抵消，可使殘余應力減小，但是當殘余應力超過鋼的屈服強度時，工件就發(fā)生變形，殘余應力超過鋼的抗拉強度時，工件就產(chǎn)生開裂。為減小變形或開裂，出了正確選擇鋼材和合理設計工件的結構外，在工藝上可采取下列措施：1.采用合理的鍛造與預先熱處理鍛造可使網(wǎng)狀、帶狀及不均勻的碳化物呈彌散均勻分布。淬火前應進行預備熱處理(如球化退火與正火),不但可為淬火作好組織準備,而且還可消除工件在前面加工過程中產(chǎn)生的內(nèi)應力。2.采用合理的淬火工藝；正確確定加熱溫度與加熱時間,可避免奧氏體晶粒粗化。對形狀復雜或?qū)嵝圆畹母吆辖痄?應緩慢加熱或多次預熱,以減少加熱中產(chǎn)生的熱應力。工件在加熱爐中安放時,要盡量保證受熱均勻,防止加熱時變形;選擇合適的淬火冷卻介質(zhì)和洋火方法(如馬氏體分級淬火、貝氏體等溫淬火),以減少冷卻中熱應力和相變應力等。3.淬火后及時回火淬火內(nèi)應力如不及時通過回火來消除較高的工件,在等待回火期間就會發(fā)生變形與開裂。

,對某些形狀復雜的或碳的質(zhì)量分數(shù)4.對于淬火易開裂的部分，如鍵槽，孔眼等用石棉堵塞。25.淬透性與淬硬層深度兩者有何聯(lián)系和區(qū)別？影響鋼淬透性的因素有哪些？影響鋼制零件淬硬層深度的因素有哪些？答：淬透性是指鋼在淬火時獲得淬硬層的能力。不同的鋼在同樣的條件下淬硬層深不同，說明不同的鋼淬透性不同，淬硬層較深的鋼淬透性較好。淬硬性：是指鋼以大于臨界冷卻速度冷卻時，獲得的馬氏體組織所能達到的最高硬度。鋼的淬硬性主要決定于馬氏體的含碳量，即取決于淬火前奧氏體的含碳量。影響淬透性的因素：①化學成分曲線距縱坐標愈遠，淬火的臨界冷卻速度愈小，則鋼的淬透性愈好。對于碳鋼，鋼中含碳量愈接近共析成分，其C曲線愈靠右，臨界冷卻速度愈小，則淬透性愈好，即亞共析鋼的淬透性隨含碳量增加而增大，過共析鋼的淬透性隨含碳量增加而減小。除Co和Al（＞2.5%）以外的大多數(shù)合金元素都使C曲線右移，使鋼的淬透性增加，因此合金鋼的淬透性比碳鋼好。②奧氏體化溫度溫度愈高，晶粒愈粗，未溶第二相愈少，淬透性愈好。26.鋼的淬硬層深度通常是怎規(guī)定的？用什么方法測定結構鋼的淬透性？怎樣表示鋼的淬透性值。答：為了便于比較各種鋼的淬透性，常利用臨界直徑 Dc來表示鋼獲得淬硬層深度的能力。所謂臨界直徑就是指圓柱形鋼棒加熱后在一定的淬火介質(zhì)中能全部淬透的最大直徑。對同一種鋼 Dc油＜Dc水，因為油的冷卻能力比水低。目前國內(nèi)外都普遍采用“頂端淬火法”測定鋼的淬透性曲線，比較不同鋼的淬透性。 “頂端淬火法”——國家規(guī)定試樣尺寸為25×100mm；水柱自由高度65mm；此外應注意加熱過程中防止氧化，脫碳。將鋼加熱奧氏體化后，迅速噴水冷卻。顯然，在噴水端冷卻速度最大，沿試樣軸向的冷卻速度逐漸減小。據(jù)此，末端組織應為馬氏體，硬度最高，隨距水冷端距離的加大，組織和硬度也相應變化，將硬度隨水冷端距離的變化繪成曲線稱為淬透性曲線。不同鋼種有不同的淬透性曲線，工業(yè)上用鋼的淬透性曲線幾乎都已測定，并已匯集成冊可查閱參考。由淬透性曲線就可比較出不同鋼的淬透性大小。此外對于同一種鋼，因冶煉爐冷不同，其化學成分會在一個限定的范圍內(nèi)波動，對淬透性有一定的影響，因此鋼的淬透性曲線并不是一條線， 而是一條帶，即表現(xiàn)出“淬透性帶”。鋼的成分波動愈小，淬透性帶愈窄，其性能愈穩(wěn)定，因此淬透性帶愈窄愈好。27.回火的目的是什么？常用的回火操作有哪幾種？指出各種回火操作得到的組織、性能及其應用范圍。答：回火的目的是降低淬火鋼的脆性，減少或消除內(nèi)應力，使組織趨于穩(wěn)定并獲得所需要的性能。常用的回火操作有低溫回火、中溫回火、高溫回火。低溫回火得到的組織是回火馬氏體。內(nèi)應力和脆性降低，保持了高硬度和高耐磨性。這種回火主要應用于高碳鋼或高碳合金鋼制造的工、模具、滾動軸承及滲碳和表面淬火的零件，回火后的硬度一般為HRC58-64。中溫回火后的組織為回火屈氏體，硬度HRC35-45，具有一定的韌性和高的彈性極限及屈服極限。這種回火主要應用于含碳0.5-0.7%的碳鋼和合金鋼制造的各類彈簧。高溫回火后的組織為回火索氏體，其硬度HRC25-35，具有適當?shù)膹姸群妥銐虻乃苄院晚g性。這種回火主要應用于含碳0.3-0.5%的碳鋼和合金鋼制造的各類連接和傳動的結構零件，如軸、連桿、螺栓等。28.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α—Fe中過飽和固溶體?；鼗瘃R氏體是過飽和的α固溶體（鐵素體）和與其晶格相聯(lián)系的ε碳化物所組成，其淬火內(nèi)應力和脆性得到降低。29.表面淬火的目的是什么？常用的表面淬火方法有哪幾種？比較它們的優(yōu)缺點及應用范圍。并說明表面淬火前應采用何種預先熱處理。答：表面淬火的目的是使工件表層得到強化，使它具有較高的強度，硬度，耐磨性及疲勞極限，而心部為了能承受沖擊載荷的作用，仍應保持足夠的塑性與韌性。常用的表面淬火方法有：1.感應加熱表面淬火；2.火焰加熱表面淬火。感應加熱表面淬火是把工件放入有空心銅管繞成的感應器（線圈）內(nèi)，當線圈通入交變電流后，立即產(chǎn)生交變磁場，在工件內(nèi)形成“渦流”，表層迅速被加熱到淬火溫度時而心部仍接近室溫，在立即噴水冷卻后，就達到表面淬火的目的?；鹧婕訜岜砻娲慊鹗且愿邷鼗鹧鏋闊嵩吹囊环N表面淬火法。將工件快速加熱到淬火溫度，在隨后噴水冷卻后，獲得所需的表層硬度和淬硬層硬度。感應加熱表面淬火與火焰加熱淬火相比較有如下特點:1)感應加熱速度極快,只要幾秒到幾十秒的時間就可以把工件加熱至淬火溫度,:而且淬火加熱溫度高(AC3以上80~150℃)。2)因加熱時間短,奧氏體晶粒細小而均勻,淬火后可在表面層獲得極細馬氏體,使工件表面層較一般淬火硬度高2~3HRC,且脆性較低。3）感應加熱表面淬火后,淬硬層中存在很大殘余壓應力,有效地提高了工件的疲勞強,且變形小,不易氧化與脫碳。4)生產(chǎn)率高,便于機械化、自動化,適宜于大批量生產(chǎn)。但感應加熱設備比火焰加熱淬火費用較貴

,維修調(diào)整比較困難

,形狀復雜的線圈不易制造表面淬火前應采用退火或正火預先熱處理。30.化學熱處理包括哪幾個基本過程？常用的化學熱處理方法有哪幾種？答：化學熱處理是把鋼制工件放置于某種介質(zhì)中，通過加熱和保溫，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：分解：化學介質(zhì)要首先分解出具有活性的原子；吸收：工件表面吸收活性原子而形成固溶體或化合物；擴散：被工件吸收的活性原子，從表面想內(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。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→鍛造→正火→切削加工→渡銅 （不滲碳部位）→滲碳→淬火→低溫回火→噴丸→精磨→成品32.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950~1200HV(相當于68-72HRC),且滲氮層具有高的紅硬性(即在600~650℃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),以及要求變形小和具有一定耐熱、抗蝕能力的耐磨零件(閥門)等。33.試說明表面淬火、滲碳、