金屬材料學(xué)(戴起勛版)整理答案

在使用性能和工藝性能的要求上，工具鋼和機器零件用鋼有什么不同？工具鋼使用性能：硬度。工具鋼制成工具經(jīng)熱處理后具有足夠高的硬度。工具在高的切削速度和加工硬材料所產(chǎn)生高溫的受熱條件下，仍能保持高的硬度和良好的紅硬性。硬度。工具鋼制成工具經(jīng)熱處理后具有足夠高的硬度。工具在高的切削速度和加工硬材料所產(chǎn)生高溫的受熱條件下，仍能保持高的硬度和良好的紅硬性。耐磨性。工具鋼具有良好的耐磨性，即抵抗磨損的力量。工具在承受相當大的壓力和摩擦力的條件下，仍能保持其外形和尺寸不變。強度和韌性。工具鋼具有肯定的強度和韌性，使工具在工作中能夠承受負荷、沖擊、震驚和彎曲等簡單的應(yīng)力，以保證工具的正常使用。其他性能。由于各種工具的工作條件不同，工具用鋼還具有一些其他性能，如模具用鋼還應(yīng)具有肯定的高溫力學(xué)性能、熱疲乏性、導(dǎo)熱性和耐磨腐蝕性能等。工藝性能:加工性.工具鋼應(yīng)具有良好的熱壓力加工性能和機械加工性能，才能保證工具的制造和使用。鋼的加工性取決于化學(xué)成分、組織的質(zhì)量。加工性.工具鋼應(yīng)具有良好的熱壓力加工性能和機械加工性能，才能保證工具的制造和使用。鋼的加工性取決于化學(xué)成分、組織的質(zhì)量。淬火溫度范圍.工具鋼的淬火溫度應(yīng)足夠?qū)?，以削減過熱的可能性。淬硬性和淬透性.淬硬性是鋼在淬火后所能到達最高硬度的性能。淬硬性主要與鋼的化學(xué)成分特別是碳含量有關(guān)，碳含量越高，則鋼的淬硬性越高。淬透性表示鋼在淬火后從外表到內(nèi)部的硬度分布狀況。淬透性的凹凸與鋼的化學(xué)成分、純潔度、晶粒度有關(guān)。根據(jù)用于制造不同的工具，對這兩種性能各有肯定的要求。脫碳敏感性.工具外表發(fā)生脫碳，將使外表層硬度降低，因此要求工具鋼的脫碳敏感性低。在一樣的加條件下，鋼的脫碳敏感性取決于其化學(xué)成分。熱處理變形性.工具在熱處理時，要求其尺寸和外形穩(wěn)定。耐削性.對很制造刀具和量具用鋼。要求具有良好的磨削性。鋼的磨削性與其化學(xué)成分有關(guān)，特別是釩含量0.50%則磨削性變壞。機器零件用鋼使用性能：較高的疲乏強度和耐久強度。高的屈服強、抗拉強度以及較高的斷裂抗力。良好的耐磨性和接觸疲乏強度。較高的韌性，以降低缺口敏感性。工藝性能：通常機器零件的生產(chǎn)工藝：型材→改鍛→毛坯熱處理→切削加工→最終熱處理→磨削以切削加工性能和熱處理工藝性能為機器零件用鋼的主要工藝性能。工具鋼常要做那些力學(xué)性能試驗？測定哪些性能指標？為什么？強度、塑性：靜彎或扭轉(zhuǎn)試驗→彎曲強度、撓度和扭轉(zhuǎn)強度、扭轉(zhuǎn)角；韌度：一般承受無缺口式樣；60HRC2~3HRC;淬透性：斷口法→碳素工具鋼和低合金工具鋼；端淬法→合金工具鋼，以端淬曲線上60HRC處距水冷端距離表示。淬透性作用強弱挨次：Si、Mn、Mo、Cr、Ni〔鋼在較高溫度下保持肯定強度的性質(zhì)〕對高速鋼，通常是紅硬性；變形開裂傾向：主要緣由是熱應(yīng)力組織應(yīng)力。9SiCr、9Mn2V、CrWMn9SiCr①Si、CrD<40mm；油②Si、Cr250℃回火，硬度>60HRC；③K④通過分級淬火或等溫淬火處理，變形較??；⑤SiCrWMn①Cr、W、MnD=50~70mm；油A18~20%，淬火后變形??；RCr、W④回穩(wěn)性較好，當回火溫度>250℃，硬度才<60HRC；⑤W9Mn2V1〕Mn↑淬透性，D =~30mm；油2〕Mn↓↓MA20~22%，使工件變形較??；S R3〕VMn0.9%CK200℃以下回火；VC9Mn2V9SiCr60Si2MnCSiSiT99SiCr:9SiCr鋼的熱處理加熱溫度比T9φ30~40mm9SiCrT9么?T9200-250℃，其硬度和耐磨性已快速下降而失效；9SiCr230-25060HRC，耐磨性良好，還可正常工作。為什么?為什么9SiCr1)9SiCrT9分均勻，需要更高的溫度。9SiCrSi、Cr提高了鋼的淬透性，比T99SiCrD<40mm，所以一樣尺寸的T9油Si、Cr250℃回火，硬度>60HRC；Cr、Si的參加提高了淬透性并使鋼中碳化物細小均勻，使用時刃口部位不易崩刀；Si抑制低溫回火時的組織轉(zhuǎn)變格外有效，所以該鋼的低溫回火穩(wěn)定性好，熱處理是的變形也很小。缺點是脫碳敏感性比較大。因此，假設(shè)承受適宜的工藝措施，掌握脫碳現(xiàn)象，適合制造圓板牙等薄刃工具。簡述高速鋼鑄態(tài)組織特征。Ld〔δ共析體等組成。組織不均勻，可能含粗大的共晶碳化物，必需通過鍛軋將其裂開，萊氏體網(wǎng)是任何熱處理方法所不能消退的，只有通過熱壓力加工到達肯定的變形量之后才能改善。在高速鋼中，合金元素W、Cr、V的主要作用是什么?WMCKWC；W6 2→鋼導(dǎo)熱性差Cr4％Cr。增加耐蝕性，改善抗氧化力量、切削力量。V顯著提高紅硬性、提高硬度和耐磨性，細化晶粒，降低過熱敏感性。以VC高速鋼在淬火加熱時，如產(chǎn)生欠熱、過熱和過燒現(xiàn)象，在金相組織上各有什么特征？欠熱：淬火溫度較低，大量K過熱：淬火溫度過高，晶粒長大，KK冷卻時易在晶界上析出網(wǎng)狀K。過燒：假設(shè)溫度再高，合金元素分布不均勻，晶界熔化，從而消滅鑄態(tài)組織特征，主要為魚骨狀共晶萊氏體及黑色組織。高速鋼〔如W18Cr4V〕在淬火后，一般常承受在5603么？高速鋼淬火后三次560變?yōu)榛鼗瘃R氏體；削減剩余應(yīng)力。高速鋼淬火后大局部轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，殘留奧氏體量是20—25%，甚至更高。第一次回火后，15%10%左右的殘留奧氏體，15%左右轉(zhuǎn)變未經(jīng)回火的馬氏體，還會產(chǎn)生的應(yīng)力，對性能還有肯定的影響。為此，要進展二次回火，這時又有5—6%使淬火馬氏體轉(zhuǎn)變?yōu)榛鼗瘃R氏體并消退應(yīng)力，需進展第三次回火。經(jīng)過三次回火殘留奧氏1—3%左右。高速鋼每次回火為什么肯定要冷到室溫再進展下一次回火?為什么不能用較長時間的一次回火來代替屢次回火?這是由于剩余奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體是在回火冷卻過程中進展的。因此，在每次回火后，都要空冷至室溫，再進展下一次回火。否則，簡潔產(chǎn)生回火缺乏的現(xiàn)象〔回火缺乏是指鋼中剩余奧氏體未完全消退。不能:由于高速鋼合金元素多而導(dǎo)致剩余奧氏體多，淬火后的組織是馬氏體+剩余奧氏體，第一次回火使得馬氏體回火變成為回火馬氏體，而剩余奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，這局部馬氏體卻在第一次回火中沒有得到回火，因此，高速鋼一次回火不能使全部的剩余奧氏體轉(zhuǎn)變成為馬氏體。由于屢次回火可以較完全消退奧氏體以及剩余奧氏體轉(zhuǎn)變成為馬氏體時產(chǎn)生3高速鋼在退火態(tài)、淬火態(tài)和回火態(tài)各有什么類型的碳化物?這些不同類型的碳化物對鋼的性能起什么作用?退火態(tài)：退火后的顯微組織為索氏體基體上分布著均勻、細小的碳化物顆粒，碳化物類型M6CM23C6MC淬火態(tài)：加熱時，KM7C3\M23C61000℃左右溶解完→M6C1200℃時局部溶解→MC1200℃時開頭少量溶解。MC(淬火殘留)、MC(回火時析出和淬火殘留)、MC(回火析出)等K.6 2W6Mo5Cr4V2A18001200高速鋼淬火的目的是獲得高合金度的奧氏體，淬火后得到高合金馬氏體，具有高的回火穩(wěn)定性，在高溫回火時彌散出合金碳化物而產(chǎn)生二次硬化，使鋼具有高硬度和紅硬性。高速鋼的合金碳化物比較穩(wěn)定，必需在高溫下才能將其溶解。所以，雖然高速鋼的A1800氏度左右，但其淬火溫度必需在A1+400高速鋼在淬火加熱時，常需要進展一次或二次預(yù)熱，為什么？預(yù)熱有什么作用？高速鋼導(dǎo)熱性差,淬火加熱溫度又高,所以要預(yù)熱?？梢罁?jù)狀況承受一次預(yù)熱和二次預(yù)熱。預(yù)熱可①削減淬火加熱過程中的變形開裂傾向；②縮短高溫保溫時間，削減氧化脫碳；③準確地掌握爐溫穩(wěn)定性。高速鋼在分級淬火時，為什么不宜在950-675攝氏度溫度范圍內(nèi)停留過長時間？高速鋼在高溫加熱奧氏體化后，奧氏體中合金度比較高，具有較高的穩(wěn)定性。由于合金度高，所以有碳化物析出的趨勢。假設(shè)冷卻時在760攝氏度以上的范圍停留，或緩慢地冷卻760760過程中析出碳化物，降低了奧氏體中的合金度，從而影響了高速鋼的紅硬性。所以，從工藝上看，對某些需要做空氣預(yù)冷或在800攝氏度左右作短時停留的工具，應(yīng)特別留意掌握62510min600攝氏度左右分級淬火，其停15min.(P104Cr12MoV屬于高耐磨微變形冷作模具鋼，其特點是具有高的耐磨性、硬度、淬透性、微變形、高熱穩(wěn)定性、高抗彎強度，僅次于高速鋼，是沖模、冷鐓模等的重要材料，其消耗量在冷作模具鋼中居首位。該鋼雖然強度、硬度高，耐磨性好，但其韌度較差，對熱加工工藝和熱處理工藝要求較高，處理工藝不當，很簡潔造成模具的過早失效。Cr12MoV200℃左右就出油，出油后不空冷，馬上低溫回火，而且只回火一次。這樣做有什么不好?為什么?此題實在不會，能百度到的相關(guān)資料如下Cr12MoV①Cr12MoV〔1020℃260~280℃3~10minMs-(10~20)℃5~10min160~180℃5~10min空冷到120℃左右轉(zhuǎn)入回火工序。②Cr12MoV〔增加強韌度1020℃Ms-(10~20)℃的硝3~10min260~280℃2~3h120℃左右轉(zhuǎn)入回火工序。③Cr12MoV〔削減淬火變形Cr12MoV尺寸變形要求嚴格，要求有肯定的韌性，但硬度要求一般為45~50HRC。承受1020℃加熱淬火880℃150~200300℃3~4h，200℃45HRC左右。缺陷是熱處理組織中有少量的屈氏體存在。④Cr12MoV1020~1050℃，180~200℃回火；為防止線切割開裂可選用400~420℃回火。因淬火冷卻發(fā)生變形，承受480℃回火可使510℃回火可使尺寸有少量的脹大。⑤模具的深冷處理：提高耐磨性，增加尺寸穩(wěn)定性。把淬火后的模具放入液氮中1~2h進展深冷處理，然后進展回火，也可以在回火后進展深冷處理。Cr12MoV1~2HRC簡述冷作模具、熱作模具的服役條件及對鋼性能的要求。冷作模具服役條件：工作T不高，模具主要承受高壓力或沖擊力，有猛烈的摩擦。主要技術(shù)要求為具有高硬度和耐磨性，有肯定韌性。熱作模具服役條件：模具是在反復(fù)受熱和冷卻條件下工作.模具受熱時間越長，受熱程度就熱作模具鋼應(yīng)具有高抗熱塑性變形力量、高韌性、高抗熱疲乏、良好的抗熱燒蝕性高速鋼和經(jīng)過二次硬化的Cr12么?不能。高速鋼雖有高的耐磨性、紅硬性，但韌性比較差、在較大沖擊力下抗熱疲乏性能比較差，高速鋼沒有能滿足熱錘鍛模服役條件所需要高韌性和良好熱疲乏性能的要求。對熱錘鍛模的回火硬度要求是：小型模具硬度略高，大型模具硬度略低；模面硬度較高，模尾硬度較低。為什么?小型鍛模由于鍛件冷卻比較快，硬度相對較高，所以小型鍛模應(yīng)具有較高的耐磨性，硬度要求也應(yīng)在40-44HRC大，淬火是的應(yīng)力和變形比較大，此外工作時應(yīng)力分布也不均勻，需要有較高的韌度，并35-38HRC鍛模模面和模尾硬度要求不同，模尾局部應(yīng)力集中、承受沖擊，硬度要求低。熱錘鍛模、熱擠壓模和壓鑄模的主要性能要求有什么異同點?同：較高的高溫強度與耐磨性，良好的耐熱疲乏和導(dǎo)熱性，異：熱鍛模鋼還要有高的淬透性，良好的沖擊韌度和低的回火脆性傾向熱擠壓鋼要求高的熱穩(wěn)定性。壓鑄模鋼要求耐蝕性。外形簡單的5Cr06NiMo(5Cr08MnMo)鋼制造的熱錘鍛模，為削減變形、防止開裂，在淬火工藝操作上應(yīng)當實行哪些措施?5506O0℃預(yù)熱(箱式爐)保溫。承受油冷。油冷的特點是高溫區(qū)的冷卻力量低，低溫區(qū)的冷卻速度適宜，可以大大降低淬火工件的組織應(yīng)力，減小工件變形和開裂的傾向。適用于過冷Ａ比較穩(wěn)定的合金鋼。5CrW2Si鋼中的合金元素有什么作用?該鋼常用作什么工具?W：進一步提高耐磨性和細化晶粒，W還能有效地減弱其次類回火脆性，所以含W鋼可在430~470℃回火，可得到更好的韌度。Si、Cr：提凹凸溫回火穩(wěn)定性，并推遲低回脆性區(qū)，因此可提高回火溫度到280℃，而得到Si常用哪些熱處理措施來保證量具的尺寸穩(wěn)定性?調(diào)質(zhì)處理。獲得回火索氏體，削減淬火變形和提高機械交工的光滑度。淬火和低溫回火。常承受不完全淬火+低溫回火，保證硬度的前提下，盡量降低淬火溫度并進展預(yù)熱，以削減加熱和冷卻過程中的溫差和淬火應(yīng)力。冷處理。高精度量具淬火后必需進展冷處理，以削減剩余奧氏體量，從而增加尺寸穩(wěn)定性。120-15024-36h應(yīng)力，大大增加尺寸穩(wěn)定性而不降低其硬度。Si、Mn、Mo、V、Cr、NiSi提高鋼強度；Si提高鋼的淬透性；可阻擋鐵素體形核和長大，使“C”曲線右移；提凹凸溫回火穩(wěn)定性；因SiKSi提高1溫度。提高抗氧化性，由于它可以形成致密穩(wěn)定的氧化膜，同時可以提高FeO的形成溫度。加熱時易脫碳；SiMo降低回火脆性，一般認為Mo可以抑制有害元素在晶界的偏聚；提高貝氏體的淬透性，由于Mo大大推遲珠光體的轉(zhuǎn)變而對貝氏體轉(zhuǎn)變影響較??；Mo是強碳化物形成元素，與碳的結(jié)合力較大形成的碳化物穩(wěn)定，不易長大。Mo提高防腐性，特別是對于非氧化性介質(zhì)。由于Mo可以形成致密而穩(wěn)定的MoO3膜；提高紅硬性，因Mo與C原子結(jié)合力強，故回火穩(wěn)定性比較好并且形成的在高溫下碳化物穩(wěn)定。Ni↑基體韌度→Ni↓位錯運動阻力，使應(yīng)力松弛；A，→Ni↓A1，擴大γ區(qū)，量大時，室溫為A↑淬透性→↓ΔG，使“C”線右移，Cr-Ni↑回火脆性→NiMn：強化F提高淬透性促進晶粒長大提高剩余A含量，降低Mn：強化F提高淬透性促進晶粒長大提高剩余A含量，降低Ms點提高回火穩(wěn)定性降低熱脆性-脫硫V：提高熱強性細化晶粒提高紅硬性、耐磨性降低過熱傾向降低磨削性Cr：提高淬透性Ms提高回火穩(wěn)定性提高抗氧化性，熱強性提高耐蝕性細化晶粒降〔合金元素作