鋼的熱處理作業(yè)題答案PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1鋼的熱處理作業(yè)題答案鋼的熱處理作業(yè)題答案3：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。：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1頁(yè)/共42頁(yè) 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

2、3圖圖第2頁(yè)/共42頁(yè) 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(qiáng)度、硬度低于片狀珠碳體呈片狀；粒狀珠光體強(qiáng)度、硬度低于片狀珠光體，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?；亍＃毫钪楣怏w與片狀珠光體。：粒狀珠光體與片狀珠光體。第3頁(yè)/共42頁(yè) ：

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(guò)程的過(guò)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(guò)程的過(guò)程 B上顯微組織呈羽毛狀，上顯微組織呈羽毛狀， Fe 3C（白色）以不（白色）以不連續(xù)短桿狀分布于近似平行的密集連續(xù)短桿狀分布于近似平行的密集F條間，條間， F條內(nèi)條內(nèi)部位錯(cuò)密度大，過(guò)飽和固溶碳；部位錯(cuò)密度大，過(guò)飽和固溶碳； B下下顯微組織呈針顯微組織呈針狀狀(黑色黑色)，針狀鐵素體內(nèi)分布著細(xì)小，針狀鐵素體內(nèi)分布著細(xì)小碳化物碳化物( -Fe 3C白色）與鐵素體長(zhǎng)軸約成白色）與鐵素體長(zhǎng)軸約成55角，角， F條內(nèi)部位錯(cuò)條內(nèi)部位錯(cuò)密度大，過(guò)飽

4、和固溶碳。密度大，過(guò)飽和固溶碳。解：解：第4頁(yè)/共42頁(yè)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上的硬度較大（與上的硬度較大（與T 接近）但強(qiáng)度、韌性塑性接近）但強(qiáng)度、韌性塑性遠(yuǎn)低于遠(yuǎn)低于T（碳化物比（碳化物比T 粗大），沒(méi)有實(shí)用價(jià)值。粗大），沒(méi)有實(shí)用價(jià)值。B下下硬度、強(qiáng)度接近于馬氏體，且有良好的韌性與塑性硬度、強(qiáng)度接近于馬氏體，且有良好的韌性與塑性，機(jī)械性能匹配良好。，機(jī)械性能匹配良好。第5頁(yè)/共42頁(yè)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

5、內(nèi)存在高密度位錯(cuò)，片狀馬氏體馬氏體呈片狀存在高密度位錯(cuò)，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 板條狀馬氏體具有高強(qiáng)度、硬度與一定板條狀馬氏體具有高強(qiáng)度、硬度與一定韌性，片狀馬氏體具有更高的強(qiáng)度、硬度，韌性，片狀馬氏體具有更高的強(qiáng)度、硬度，耐磨性好，韌性較差。耐磨性好，韌性較差。第6頁(yè)/共42頁(yè)解：解：索氏體：索氏體S與回火索氏體與回火索氏體S回。回。組組織織 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性能能 S強(qiáng)度、硬度優(yōu)于珠光體（退火），強(qiáng)度、硬度優(yōu)于珠光體（退火）， S回回強(qiáng)度、硬度與退火珠光體相當(dāng)，但韌

6、、塑性強(qiáng)度、硬度與退火珠光體相當(dāng)，但韌、塑性較好，綜合機(jī)械性能良好。較好，綜合機(jī)械性能良好。 第7頁(yè)/共42頁(yè) 3：列表說(shuō)明完全退火、正火、淬火、回火：列表說(shuō)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(diǎn)。：冷卻特點(diǎn)。第8頁(yè)/共42頁(yè)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(guò)一定時(shí)，經(jīng)過(guò)一定時(shí)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

7、分類圖-1 ：1線線正火正火 將鋼加熱到將鋼加熱到Ac3（亞共析鋼）或（亞共析鋼）或Ac1 （過(guò)共析鋼）（過(guò)共析鋼）以上以上30-50，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間保溫后，然后在空氣，經(jīng)過(guò)一定時(shí)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。第9頁(yè)/共42頁(yè)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(guò)共析鋼）（過(guò)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

8、鋼過(guò)冷奧氏體連續(xù)轉(zhuǎn)變曲線共析鋼過(guò)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(dāng)方式冷卻的一種熱處理工藝方法。當(dāng)方式冷卻的一種熱處理工藝方法。第10頁(yè)/共42頁(yè)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(guò)（共析、過(guò)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(guò)（共析、過(guò)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冷卻冷卻

9、特點(diǎn)特點(diǎn)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）第11頁(yè)/共42頁(yè) 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 。加熱后投。加熱后投入水中激冷，試比較冷卻后的組織與硬度。入水中激冷，試比較

10、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12頁(yè)/共42頁(yè) 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(jī)床主軸，軸頸部分和軸承接觸鋼制作某機(jī)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(dòng)軸，要求有的某傳動(dòng)軸，要求有良好的綜合機(jī)械性能，良好的綜合機(jī)械性能，HRC2225，回火索氏體組，回火索氏體組織?？?。：用用20CrMnTi鋼制作某汽車傳動(dòng)齒輪，要求表鋼制作某汽車傳動(dòng)齒輪，要求表面高硬度。面高

11、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13頁(yè)/共42頁(yè)解：解：用：用45鋼制作某機(jī)床主軸，軸頸部分和軸承接觸鋼制作某機(jī)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。 鍛鍛造造正正火火粗加工粗加工調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)機(jī)加工機(jī)加工（半精（半精）高頻表面淬火高頻表面淬火低溫回低溫回火火磨磨削削第14頁(yè)/共42頁(yè)解解： ：用：用45鋼

12、制作直徑為鋼制作直徑為18mm的某傳動(dòng)軸，要求有的某傳動(dòng)軸，要求有良好的綜合機(jī)械性能，良好的綜合機(jī)械性能，HRC2225，回火索氏體組，回火索氏體組織?？?。下下料料正正火火機(jī)加工機(jī)加工（粗）（粗）調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)機(jī)加工機(jī)加工（精）（精）第15頁(yè)/共42頁(yè)：用：用20CrMnTi鋼制作某汽車傳動(dòng)齒輪，要求表鋼制作某汽車傳動(dòng)齒輪，要求表面高硬度高耐磨性，表面面高硬度高耐磨性，表面HRC5863 ，硬化層深，硬化層深0.8mm。下下料料鍛鍛造造正火正火機(jī)加工機(jī)加工（粗）（粗）銑銑齒齒滲碳滲碳淬火淬火+低溫回火低溫回火磨齒磨齒去碳機(jī)械加工去碳機(jī)械加工淬火淬火+低溫回低溫回火火解解或或第16頁(yè)/共42頁(yè)解解下下

13、料料鍛鍛造造正火正火機(jī)加工機(jī)加工（粗）（粗）機(jī)加工機(jī)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17頁(yè)/共42頁(yè)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。下下料料鍛鍛造造退退火火機(jī)加工（粗機(jī)加工（粗）調(diào)調(diào)質(zhì)質(zhì)機(jī)加工機(jī)加工（半精（半精）低溫退火低溫退火精車精車低溫退低溫退火火磨磨削削磁力探傷磁力探傷氮化氮化磁磁力力探探傷傷半半精精磨磨油煮定性（油煮定性（140160、18 20h）精磨精磨油煮油煮定性定性超精磨超

14、精磨油煮油煮定性定性研配研配第18頁(yè)/共42頁(yè)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。下下料料冷拔（三次、變形量達(dá)冷拔（三次、變形量達(dá)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（ 200300 ）根據(jù)性能需要特點(diǎn)，有如下三種工藝可選擇：根據(jù)性能需要特點(diǎn)，有如下三種工藝可選擇：第19頁(yè)/共42頁(yè)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，

15、要求高彈性（彈性（HRC3840），回火屈氏體組織。），回火屈氏體組織。下下料料冷拔至尺寸（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)力回火下下料料冷拔至尺寸（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20頁(yè)/共42頁(yè)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(shuō)明應(yīng)采用什么冷卻方式？試用圖示并說(shuō)明應(yīng)采用什么冷卻方式？)：S+P。：T+M。 ：全部：全部

16、B下。下。 ：M+AR。 ： B下下+ M+AR。第21頁(yè)/共42頁(yè)（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。 ： 40Cr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(shuō)明確定的原因，冷卻方式或介質(zhì)，并說(shuō)明確定的原因，退火。退火。第22頁(yè)/共42頁(yè)解：解： 45鋼正火。鋼正火。加熱

17、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(xì)珠光體組織。；空氣中冷卻速度適中能獲得較細(xì)珠光體組織。（注：（注： 45鋼的鋼的Ac1=724，Ac3=780； ）第23頁(yè)/共42頁(yè)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（晶粒又不致加熱溫度保證表面充分奧氏體化（晶粒

18、又不致粗化），心部保持原始組織；噴水冷卻速度大能獲粗化），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。得隱晶馬氏體組織。第24頁(yè)/共42頁(yè)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)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(shí)片狀滲碳體發(fā)在此加熱溫度使珠光體奧氏體化時(shí)片狀滲碳體發(fā)生不完全溶解而斷開(kāi)，成為細(xì)小滲碳體分布于奧氏生不完全溶解而斷開(kāi)，成為細(xì)小滲碳體分布于奧氏體基體上，此細(xì)小滲碳體便是球狀滲碳體晶核；隨體基體上，此細(xì)小滲碳體便是球狀滲碳體晶核

19、；隨爐冷卻，便于消除應(yīng)力與珠光體的形成。爐冷卻，便于消除應(yīng)力與珠光體的形成。第25頁(yè)/共42頁(yè)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(shí)片狀滲碳體未在此加熱溫度使珠光體奧氏體化時(shí)片狀滲碳體未完全溶解于奧氏體，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。水作為冷卻介質(zhì)是為了快冷獲得馬氏體組織。水作為冷卻介質(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

20、火鋼含碳量、殘余奧氏體、殘余奧氏體量、硬度的關(guān)量、硬度的關(guān)系系圖圖第26頁(yè)/共42頁(yè) 加熱溫度較碳鋼高是因?yàn)楹辖痄撝泻辖鹪鼗訜釡囟容^碳鋼高是因?yàn)楹辖痄撝泻辖鹪鼗虾?物與合金碳化物十分穩(wěn)定，不易溶解于奧氏體，即物與合金碳化物十分穩(wěn)定，不易溶解于奧氏體，即奧氏體化需要較高溫度。奧氏體化需要較高溫度。 油作為冷卻介質(zhì)是因油作為冷卻介質(zhì)是因?yàn)闉楹辖痄摵辖痄揅曲線靠右，即奧氏體更穩(wěn)定，一般不易產(chǎn)生曲線靠右，即奧氏體更穩(wěn)定，一般不易產(chǎn)生高溫轉(zhuǎn)變（擴(kuò)散型、半擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變），在較慢冷卻高溫轉(zhuǎn)變（擴(kuò)散型、半擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變），在較慢冷卻速速度冷卻也能獲得馬氏體組織。度冷卻也能獲得馬氏體組織。解：解：加熱溫度加熱

21、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鋼鋼淬火比較示意淬火比較示意圖圖第27頁(yè)/共42頁(yè)7271000 100101時(shí)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 ）第28頁(yè)/共42頁(yè)7271000 100101時(shí)間(s)MsA1穩(wěn)定AMf溫度12634578910111213141516171819201

22、1：（ 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：（ B下下）第29頁(yè)/共42頁(yè)7271000 100101時(shí)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：等溫淬火第30頁(yè)/共42頁(yè)7271000 100101時(shí)間(s)MsA1穩(wěn)定AMf溫度1263457891011121314151617181920 3：（P）與）與 6：（P）