金屬熱處理思考題(共11頁)

1、一、比較以下(yxi)概念 1.塑性(sxng)斷裂與韌性斷裂 塑性斷裂：又稱延性斷裂，斷裂前發(fā)生大量的宏觀塑性變形，斷裂時承受的工程應(yīng)力大于材料的屈服強(qiáng)度(qingd)。通常以穿晶方式發(fā)生塑性斷裂。p185 韌性斷裂：金屬脆斷時極少或沒有宏觀塑性變形，但在局部仍存在一定的微觀塑性變形，斷裂時工程應(yīng)力不超過材料的屈服強(qiáng)度，甚至低于按宏觀強(qiáng)度理論確定的許用應(yīng)力。P186解理斷裂：屬于脆性斷裂。解理斷裂是在正應(yīng)力作用產(chǎn)生的一種 HYPERLINK /view/1727976.htm t _blank 穿晶斷裂，即斷裂面沿一定的晶面（即解理面）分離。解理斷裂常見于體心立方和密排六方金屬及合金，低溫、

2、沖擊載荷和應(yīng)力集中常促使解理斷裂的發(fā)生。面心立方金屬很少發(fā)生解理斷裂。解理斷裂通常是宏觀脆性斷裂，它的 HYPERLINK /view/626716.htm t _blank 裂紋發(fā)展十分迅速，常常造成零件或構(gòu)件災(zāi)難性的總崩潰。p187 2.硅鋁明與特殊硅鋁明硅鋁明：二元系A(chǔ)L-Si合金（ZL102），含硅量11%-13%，過共晶組織。由固溶體及粗針狀硅晶組成共晶體及少量塊狀初晶。P391特殊硅鋁明：硅鋁明加入Mn、Mg、Cu形成強(qiáng)化相，通過淬火與時效使合金進(jìn)一步強(qiáng)化，稱為特殊硅鋁明。P3913.熱強(qiáng)性：表示金屬在高溫和載荷長時間作用下抵抗蠕變與斷裂的能力，即材料的高溫強(qiáng)度。以蠕變強(qiáng)度與與持久

3、強(qiáng)度表征。P357 抗氧化性：指鋼在高溫下抵抗氧化的能力。P3564.片狀珠光體：由滲碳體與鐵素體組成的片層相間的組織，可以認(rèn)為是交替形核長大機(jī)制。片間距不同分為珠光體、托氏體、索氏體。P244 球狀珠光體：滲碳體顆粒分布在連續(xù)的鐵素體中，由奧氏體晶粒內(nèi)大量均勻彌散的滲碳體晶核（非均勻形核）形成。硬度、強(qiáng)度低；塑性、韌性好。P2465.二次淬火：過冷奧氏體在回火加熱過程中析出細(xì)小彌散的碳化物，導(dǎo)致奧氏體中的碳及合金元素貧化，使其Ms點(diǎn)高于室溫，因而在冷卻過程中形成馬氏體，稱為二次淬火。P313 二次硬化：通過上述回火，淬火鋼硬度不但沒有降低，反而有所升高，次現(xiàn)象稱為二次硬化。6.淬透性：鋼淬火

4、時獲得馬氏體的能力，反應(yīng)鋼的過冷奧氏體的穩(wěn)定性，與鋼的臨界冷卻速度有關(guān)。P289 淬硬性：鋼淬火時的硬化能力，用淬成馬氏體可能得到的最高硬度表示，取決于馬氏體的含碳量。7.第一類回火脆：低溫回火脆，250-400，馬氏體分解時沿馬氏體條或片的界面析出斷續(xù)的薄殼狀碳化物，降低了晶界的斷裂強(qiáng)度，使之成為裂紋的擴(kuò)展路徑，因而導(dǎo)致脆性斷裂。不能避免，處理方法是避免在脆化溫度范圍內(nèi)回火。P275 第二類回火脆：高溫回火脆，可逆回火脆，450-650，合金結(jié)構(gòu)鋼中回火保溫后緩慢冷卻時出現(xiàn)，快速冷卻可以抑制。處理方法，再次高溫回火再快冷。8.回火穩(wěn)定性：淬火鋼在回火時，抵抗強(qiáng)度、硬度下降的能力。 過冷奧氏體

5、：臨界溫度一下存在且不穩(wěn)定的，將要發(fā)生轉(zhuǎn)變的奧氏體。P2409.持久強(qiáng)度：一定溫度下，經(jīng)過規(guī)定時間發(fā)生斷裂(dun li)的應(yīng)力，表示(biosh)700下，經(jīng)1000小時(xiosh)的持久強(qiáng)度。P357 蠕變強(qiáng)度：一定溫度下，規(guī)定時間內(nèi)試樣產(chǎn)生一定蠕變變形量的能力。=69MPa表示550下，100000小時后產(chǎn)生1%應(yīng)變量的應(yīng)力為69MPa。10.間隙相：非金屬元素（x）與金屬元素（m）原子半徑比值，Rx/Rm0.59時，形成具有復(fù)雜晶體結(jié)構(gòu)的化合物，稱間隙化合物。多由過渡金屬與原子很小的H/N/C/B組成。熱脆：硫在固態(tài)鐵中溶解度很小，與鐵形成低熔點(diǎn)的硫化鐵。FeP+Fe共晶體的熔點(diǎn)更低

6、（989），以離異共晶形式分布于晶界上。熱加工（鍛造、熱軋）時，加熱溫度在1000以上，使共晶體熔化，導(dǎo)致開裂，稱為熱脆或紅脆。 冷脆：低碳鋼室溫下強(qiáng)度不高，塑性韌性良好，但是當(dāng)溫度降低時，可能由微孔聚集型的塑性斷裂轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈缘慕饫頂嗔眩@一現(xiàn)象稱為冷脆。反應(yīng)為P+FeFe3P,偏析于晶界，低溫下脆性增加。p315 12.固溶強(qiáng)化：合金加熱到單相區(qū)保溫后，快速冷卻得到過飽和的固溶體的熱處理工藝叫固溶處理。（基體中加入合金元素，形成固溶體，起固溶強(qiáng)化作用。）p384.386 時效強(qiáng)化：過飽和固溶體在室溫放置或加熱到某一溫度保溫，隨著時間延長，其強(qiáng)度與硬度提高，塑性和韌性下降的現(xiàn)象叫沉淀強(qiáng)化或失效

7、硬化。室溫放置為自然時效，加熱為人工時效。p384 13.應(yīng)變時效：合金淬火后進(jìn)行一定量的塑性變形，然后再進(jìn)行時效處理的復(fù)合工藝叫應(yīng)變時效。塑性變形使位錯密度增加，促進(jìn)時效過渡相的生成，加速人工時效過程。p386 淬火時效：金屬材料淬火后，室溫放置或加熱至一定溫度，過飽和固溶體中溶質(zhì)原子析出彌散分布起強(qiáng)化作用，使強(qiáng)度硬度增加，塑性韌性下降。同時效強(qiáng)化。 14.過熱：工件淬火加熱時，由于溫度過高或者時間過長造成奧氏體晶粒粗大的缺陷叫做過熱。易引起淬火裂紋，產(chǎn)生脆斷，可通過延長回火時間補(bǔ)救。p294 過燒：淬火加熱溫度太高，奧氏體晶界出現(xiàn)局部熔化或者發(fā)生氧化的現(xiàn)象叫做過燒。是嚴(yán)重的不可補(bǔ)救的缺陷。

8、p294 15.上貝氏體：貝氏體是鐵素體和碳化物組成的雙相組織。上貝氏體形成溫度高，鐵素體晶粒及碳化物顆粒較粗大，碳化物呈短桿狀平行分布在鐵素體板條之間，具明顯方向性。鐵素體條間易產(chǎn)生脆斷，鐵素體本身也可成為裂紋擴(kuò)展路徑。p260.261 下貝氏體：粒狀貝氏體。鐵素體細(xì)小而均勻分布，位錯密度很高，鐵素體內(nèi)部又沉淀出細(xì)小多量的彌散-碳化物。強(qiáng)度高，韌性好，綜合性能好。p261 16.組織應(yīng)力：工件冷卻過程中，由于內(nèi)外溫差造成組織轉(zhuǎn)變不同時(tngsh)，引起內(nèi)外比體積的不同變化而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力叫做組織應(yīng)力。如馬氏體轉(zhuǎn)變體積膨脹。p284 熱應(yīng)力：工件加熱或冷卻時，由于內(nèi)外溫差導(dǎo)致熱漲冷縮不一致而產(chǎn)

9、生(chnshng)的內(nèi)應(yīng)力叫做熱應(yīng)力。 17.離位析出：回火(hu hu)溫度高于250時，含碳量大于0.4%的馬氏體中，-碳化物逐漸溶解，-碳化物析出，因二者的慣習(xí)面與位向關(guān)系不同，-碳化物不是由-碳化物直接轉(zhuǎn)變而來，而是通過-碳化物溶解并在其他地方重新形核、長大的方式形成?！皢为?dú)形核”叫離位析出。p271 原位析出：回火溫度升高，除-碳化物外，還析出-碳化物，與-碳化物慣習(xí)面相同，可能由其直接轉(zhuǎn)變過來，即原位析出。p271 18.慣習(xí)面：固態(tài)相變中，新相往往在母相某一特定面上形成，母相的這個面稱為慣習(xí)面。這種現(xiàn)象稱為慣習(xí)現(xiàn)象。P233 孿晶面:孿晶指兩個晶體（或一個晶體的兩個部分）沿一個

10、公共晶面（即特定取向關(guān)系）構(gòu)成鏡面對稱的位向關(guān)系，這兩個晶體稱為孿晶，此公共面為孿晶面。p172 19.馬氏體：碳在-Fe中的過飽和的間隙固溶體。p249 熱彈性馬氏體：奧氏體快速冷卻形成馬氏體，重新加熱時馬氏體又能無擴(kuò)散的轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，稱馬氏體轉(zhuǎn)變的可逆性。具有馬氏體轉(zhuǎn)變可逆性而Ms點(diǎn)與As點(diǎn)相差很小的合金，冷卻到Ms點(diǎn)以下，馬氏體晶核隨溫度下降而逐漸長大，當(dāng)溫度回升時，馬氏體又同步的隨溫度上升而縮小，稱熱彈性馬氏體。是制造形狀記憶合金的基礎(chǔ)。p258 20.晶界強(qiáng)度：撕裂晶界或穿越晶界所需的應(yīng)力，或晶界結(jié)合力。 晶內(nèi)強(qiáng)度：晶粒內(nèi)原子原子引力 常溫下晶界原子不規(guī)則排列，缺陷多，抗形變能力大，

11、晶界強(qiáng)度大于晶內(nèi)強(qiáng)度。溫度升高，晶界與晶內(nèi)強(qiáng)度下降，且晶界更快。（百度） 21.黃銅季裂：含鋅量大于7%的冷變形黃銅零件內(nèi)部存在殘留應(yīng)力，在潮濕的大氣中，特別在含氨鹽的大氣、汞和汞鹽溶液中受腐蝕而產(chǎn)生的應(yīng)力腐蝕開裂現(xiàn)象?？稍?60-300進(jìn)行去應(yīng)力退火或用電鍍層（鍍鋅、鍍錫）加以保護(hù)。p402 黃銅脫鋅：黃銅在酸性或鹽類溶液中，由于鋅優(yōu)先溶解受到腐蝕，使工件表面殘存一層多孔（海綿狀）的純銅，因而合金遭受破壞。（+）黃銅比黃銅更顯著，可通過加入少量砷（0.02%-0.06%），或鎂元素形成致密氧化鎂薄膜防止脫鋅。p402 22.碳當(dāng)量：Ceq，將Si折合成作用相當(dāng)?shù)腃與實際的C之和，即Ceq=C

12、+1/3Si 判斷影響鑄鐵石墨化的因素。p366 共晶度：Sc指鑄鐵的實際C與其共晶C之比，即Sc=C/（4.26-1/3Si）。Sc=1，Ceq=4.26%，共晶鑄鐵；Sc1,Ceq1,Ceq4.26%，過共晶鑄鐵。p366簡答與問答題比較等溫淬火與等溫退火。 等溫淬火：將奧氏體化后的工件淬入Ms點(diǎn)以上某溫度鹽浴中，等溫保持足夠長時間，使之轉(zhuǎn)變?yōu)橄仑愂象w組織，然后取出在空氣中冷卻的淬火方法。是分級淬火的進(jìn)一步發(fā)展，獲得強(qiáng)度硬度較高且韌性良好的下貝氏體。p288 等溫退火：將奧氏體化后的鋼較快的冷至稍低于Ar1溫度等溫，使奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w，在空冷至室溫，則可大大縮短退火時間，此方法稱等溫退火

13、。適用于高碳鋼，合金工具鋼及高合金鋼，有利于獲得均勻的組織和性能。但不適于大截面鋼件。p279比較應(yīng)變時效與淬火時效。 見（一、13）應(yīng)變時效比淬火時效多一個塑性變形過程。影響(yngxing)奧氏體化的因素有哪些？p236-238 1）奧氏體形成(xngchng)速度影響因素 1.加熱溫度和保溫(bown)時間。較低溫度下長時間加熱和較高溫度下短時間加熱可以得到相同的奧氏體狀態(tài)。 2.原始組織影響。鐵素體和滲碳體組織越細(xì)，相界面越多，形成奧氏體的晶核越多，晶核長大速度越快。（比較淬火態(tài)、正火態(tài)、球化退火態(tài)） 3.化學(xué)成分。含碳量越多，奧氏體形核率增大。非碳化物形成合金元素Co與Ni加速碳擴(kuò)散

14、，加快奧氏體形成；Cr、Mo、W、V降低碳擴(kuò)速，減慢奧氏體形成。合金元素還改變了鋼的臨界點(diǎn)和碳在奧氏體中的溶解度，改變過熱度，影響奧化。合金元素擴(kuò)散慢，均勻化過程需時長。 2）奧氏體晶粒大小影響因素 1.加熱溫度與保溫時間。加熱溫度高，保溫時間長，晶粒粗大。 2.加熱速度。加熱溫度高，過熱度大，形核率增大大于長大速度，晶粒細(xì)小。 3.成分影響。碳含量大，擴(kuò)散速度增加，長大變快而變粗。碳過多，第二項阻礙長大，得到細(xì)小晶粒。碳化物形成合金元素，形成高熔點(diǎn)的彌散碳化物，得到細(xì)小奧氏體。 4.原始組織。原始組織越細(xì)，碳化物彌散度越大，奧氏體晶粒度越細(xì)小。簡述奧氏體的熱穩(wěn)定性與機(jī)械穩(wěn)定性。 熱穩(wěn)定性：因

15、冷卻緩慢或在冷卻過程停留引起奧氏體穩(wěn)定性提高而使馬氏體轉(zhuǎn)變滯后的現(xiàn)象稱為奧氏體的熱穩(wěn)定化。只有在冷卻到Mc時才出現(xiàn)，與C、N等間隙原子有關(guān)，偏距釘扎位錯強(qiáng)化奧氏體，增大馬氏體相變切變阻力。熱穩(wěn)定化程度與在Ms點(diǎn)以下停留的溫度和時間有關(guān)，某溫度下停留時間越長，相同停留時間下溫度越低，奧氏體熱穩(wěn)定化程度越大，得到馬氏體總量越少。 機(jī)械穩(wěn)定性：奧氏體在淬火過程中受到較大塑性變形或者受到壓應(yīng)力而造成的穩(wěn)定化現(xiàn)象稱為奧氏體機(jī)械穩(wěn)定化。形變馬氏體點(diǎn)Md以上，塑性變形使Ms點(diǎn)降低，不能使奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，馬氏體轉(zhuǎn)變量減少，即奧氏體機(jī)械穩(wěn)定化。p257魏氏體的形成原因，對鋼的性能的影響及如何避免？ 魏氏組織

16、指從奧氏體晶界生長出來的近于平行的或其他規(guī)則排列的針狀鐵素體或滲碳體以及其間存在的珠光體組織。前后者分別稱為鐵素體魏氏組織（低碳鋼）和滲碳體魏氏組織（高碳鋼）。 形成原因：C1.2%的過共析鋼在鑄造、熱軋、鍛造后空冷，焊縫或熱影響區(qū)空冷，或加熱溫度過高并較快速冷卻，先共析鐵素體或先共析滲碳體從奧氏體晶界沿奧氏體一定晶面往晶內(nèi)生長，呈針片狀析出。切變機(jī)制形成，與貝氏體中鐵素體形成相似，產(chǎn)生表面浮凸。其鐵素體實際上是無碳貝氏體。 影響因素有含碳量（W區(qū)）、奧氏體晶粒大?。ㄔ叫?，網(wǎng)狀鐵素體越多，不容易形成魏氏組織)和冷卻速度（冷卻溫度，較快速冷卻時形成）有關(guān)。 性能影響：是一種過熱組織，使沖擊韌度和

17、塑性顯著降低，提高鋼的脆性轉(zhuǎn)折溫度，易發(fā)生脆性斷裂。魏氏組織降低鋼的力學(xué)性能總是和奧氏體晶粒粗化聯(lián)系，因為奧晶較小，存在少量針狀鐵素體魏氏組織，此時魏氏組織中鐵素體有較細(xì)的亞結(jié)構(gòu)，較高位錯密度，并不顯著影響性能。 避免方法：控制軋制、降低終鍛溫度、控制鍛軋后冷速防止或消除。也可通過熱處理，如調(diào)質(zhì)細(xì)化晶粒，正火、退火、等溫淬火。p263馬氏體轉(zhuǎn)變的特征？p253-256 *相變驅(qū)動力為新相與母相化學(xué)自由能差。相變阻力為新相界面能與應(yīng)變能。 1.無擴(kuò)散性。鐵碳均不擴(kuò)散 2.切邊共格性。表面傾動，浮凸，直線劃痕變?yōu)檎劬€。各種切變(qi bin)模型，貝茵、G-T。 3. 有特定慣習(xí)面和位向關(guān)系(gu

18、n x)，馬氏體形成溫度下降，慣習(xí)面向高指數(shù)方向變化。K-S關(guān)系，西山關(guān)系。 4.在一定溫度(wnd)范圍內(nèi)進(jìn)行（Ms-Mf）一定有利位置、形核長大、原子短程遷動、需大的過冷度、有變溫與等溫兩種等等。 5.轉(zhuǎn)變可逆性（一、19熱彈性馬氏體) 6.聲速、無孕育期。金屬固態(tài)相變的特征有哪些？ 1.相變阻力大。比凝固多應(yīng)變能項，需更大過冷度。同時有界面能阻力。 2.新相晶核與母相之間存在一定的晶體學(xué)位向關(guān)系。降低形核功，有慣習(xí)面。 3.母相晶體缺陷對相變起促進(jìn)作用。晶格畸變大，自由能高，易形核。 4.易出現(xiàn)過渡相（亞穩(wěn)相）。成分結(jié)構(gòu)介于新相與母相之間。P232-233簡述板條馬氏體與針狀馬氏體的形貌

19、形成條件和各自亞結(jié)構(gòu)的特征，并說明其性能差異 1.板條馬氏體。在低中碳鋼，馬氏體時效鋼，不銹鋼中出現(xiàn)。 形貌：板條群可由兩種板條束或一種組成，束內(nèi)包含很多近于平行的排列的細(xì)長馬氏體板條（單晶體），以群界（含碳量高的A）隔開。 形成條件：主要取決含碳量。含碳量越高，Ms、Mf點(diǎn)越低，C1.0%的奧氏體幾乎全形成片狀馬氏體。增大冷速，所需含碳量減小。200以下。Cr、Mo、Mn、Ni降低Ms，傾于形成片狀馬氏體。 亞結(jié)構(gòu)特征：孿晶分布在馬氏體中部，不擴(kuò)展到邊緣區(qū)（高密度位錯），高密度微細(xì)孿晶區(qū)稱中脊線（中脊面為慣析面）。存在大量顯微裂紋。 性能：高強(qiáng)度，韌性差，硬脆（其孿晶亞結(jié)構(gòu)減少滑移系，回火碳

20、化物不均勻析出），晶格畸變大，淬火應(yīng)力大。p249-2533.混合狀。4.隱晶馬氏體。9.為什么需對鐵碳平衡相圖中的白口鑄鐵石墨化處理，處理方法是什么？影響石墨化的因素有哪些？P366 白口鑄鐵中碳大部分以滲碳體形式存在，極脆。 處理方法是石墨化處理（第一階段定石墨形態(tài)，第二階段定鋼基體形態(tài)），高溫下長時間退火，發(fā)生Fe3C3Fe+G。 影響因素：1.化學(xué)成分。碳當(dāng)量與共晶度描述，其增大，石墨增多且粗大，鐵素體增加。非碳化物形成元素促進(jìn)石墨化，形成元素阻礙。Mn適當(dāng)，S有害，P促進(jìn)不明顯。 2.冷卻速度。鑄件壁厚，冷速小，石墨化越充分，石墨粗大，鐵素體增多。10.簡述鐵素體型不銹鋼的三種脆性機(jī)

21、理、解決方法？p355脆性機(jī)理：1.晶粒粗大。高溫粗大致冷脆傾向大，室溫沖擊韌度低。 2.475脆。Cr15%高鉻鐵素體不銹鋼400-550停留或緩冷，導(dǎo)致室溫脆化，強(qiáng)度升高，塑性韌性(rn xn)接近零。原因是475鉻原子有序化，與母相共格，晶格畸變內(nèi)應(yīng)力大，難滑移(hu y)，產(chǎn)生孿晶，進(jìn)而解理裂紋。變脆，降低耐蝕性。 3.相脆。Cr15%高鉻鐵素體不銹鋼520-820長時間加熱(ji r)，鐵素體中析出金屬間化合物FeCr，相。其硬度大，脆性大，體積變化大，沿晶界分布，產(chǎn)生很大脆性，引起晶間腐蝕。解決方法：1脆.真空冶煉、加少量Ti、降低停軋溫度以防晶粒粗大。 2脆.580-650保溫1

22、-5h后快冷 3脆.重新加熱820以上，使相溶入鐵素體，隨后快冷，避免2.3脆11.何謂呂德斯帶？與滑移帶的區(qū)別是什么？低碳鋼拉伸時，應(yīng)力達(dá)到上屈服點(diǎn)時，預(yù)先拋光的拉伸試樣表面產(chǎn)生與外力呈一定角度的塑性變形條紋，稱為呂德斯帶?；茙菃尉w中位錯滑移系的移動形成。而呂德斯帶是屈服現(xiàn)象中不均勻塑性變形區(qū)穿過不同晶粒在試樣表面產(chǎn)生的痕跡，是許多晶粒塑性變形的結(jié)果。p31412.簡述奧氏體化過程的四個階段？ 1.奧氏體形核。鐵素體與滲碳體相界面上形核，濃度、結(jié)構(gòu)起伏。2.奧氏體長大。滲碳體溶解，碳在奧氏體與鐵素體中擴(kuò)散，F(xiàn)A。3.剩余滲碳體溶解。4.奧氏體成分均勻化，碳充分?jǐn)U散。p23613.敘述鋁

23、合金的強(qiáng)化手段。對下列鋁合金的牌號分類，討論可熱處理強(qiáng)化和非熱處理強(qiáng)化鋁合金材料強(qiáng)化原理，應(yīng)用場合：5A05 7A04 ZL105強(qiáng)化手段：變形強(qiáng)化，固溶強(qiáng)化，沉淀強(qiáng)化，過剩相強(qiáng)化，細(xì)晶強(qiáng)化。5A05變形不可熱處理鋁合金，5號Al-Mg系，防銹鋁。中載，油箱油管，鉚釘7A04 4號AL-Zn系變形鋁合金，超硬鋁。飛機(jī)大梁起落架。ZL105 5號AL-Si系鑄造鋁合金 。氣缸頭，機(jī)匣，液壓泵殼。強(qiáng)化原理：可熱處理。溶解度隨溫度變化大，析出較多沉淀相，強(qiáng)化相是高硬質(zhì)點(diǎn)，彌散分布，共格應(yīng)變區(qū)；不可熱處理。冷變形增加缺陷密度，強(qiáng)度提高，塑性下降。pp383-38614. T8 經(jīng)過何種熱處理獲得以下組

24、織：粗片狀珠光體 退火，奧化后空冷細(xì)片狀珠光體 正火，奧化后隨爐緩冷細(xì)球狀珠光體 調(diào)質(zhì)，淬火加高溫回火，顆粒狀鐵素體，滲碳體。 球化處理，A1線下長時間保溫 偽共析區(qū)長時間保溫，細(xì)球狀珠光體粗球狀珠光體 過共析鋼球化退火試述馬氏體進(jìn)行低、中、高回火時的組織轉(zhuǎn)變過程，其轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的組織是什么？分別適用于何種場合？低回：150-250，回火馬氏體。淬火高碳鋼及高碳合金鋼，低回后隱晶回火馬氏體+均勻細(xì)小的粒狀碳化物，高硬度，耐磨，顯著降低淬火應(yīng)力及脆性。用于刀具，量具，滾動軸承，滲碳件。中回：350-500，回火拖氏體。淬火應(yīng)力基本消失，有高的彈性極限，高的強(qiáng)硬度，好的塑性和韌性。用于彈簧，熱鍛磨具。

25、高回：500-650，回火索氏體。調(diào)質(zhì)。優(yōu)良綜合性能。用于中碳結(jié)構(gòu)鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼制作的發(fā)動機(jī)曲軸、連桿螺栓，汽車主軸，齒輪等。比較正火、退火、淬火和回火的加熱溫度、冷卻方式的差異，并分析45鋼在正火、退火、淬火時的組織。正火：Ac3或Acm以上。空冷。退火：Ac1以上或以下。爐冷。淬火：Ac1或Ac3以上。大于臨界冷速?；鼗?hu hu)：低回：150-250，中回：350-500，高回：500-650。45鋼，亞共析鋼。正火得珠光體，退火(tu hu)得珠光體（鐵素體），淬火得馬氏體加殘A。17W18Cr4V的含碳量為0.70.8%，為何稱萊氏體型鋼？其熱處理有何特征？最終組織(zzh)是

26、什么？屬高速鋼。鋼從高溫較快冷卻時，會產(chǎn)生粗大共晶萊氏體網(wǎng)（M6C粗大魚骨狀與黑色組織共析體填充其間）。雖其含碳量較低，但由于大量合金元素，退火組織或鑄態(tài)組織仍有萊氏體，故稱萊氏體鋼。熱處理需熱壓力加工，鍛造軋制，打碎粗大共晶碳化物使其均勻分布。最終組織：萊氏體、珠光體、碳化物。p341-342C6136機(jī)床變速箱齒輪（尺寸不大，厚度為15mm），工作時轉(zhuǎn)速較高，性能要求如下：齒面硬度5056 HRC，心部硬度2225HRC，整體強(qiáng)度760800MPa，整體韌性4060J/cm2。試從35、45、T12、20CrMnTi、38CrMoAl、0Cr18Ni9Ti、W18Cr4V中合理選擇材料，制

27、定工藝流程，說明各熱處理的作用，室溫下組織。選20CrMnTi滲碳合金結(jié)構(gòu)鋼，工藝：下料鍛造正火粗加工滲碳預(yù)冷淬火低溫回火噴丸齒磨。正火：提升低碳鋼硬度，便于切削加工。滲碳：提升碳濃度。淬火：獲得馬氏體。低溫回火：降低內(nèi)應(yīng)力，獲得回火馬氏體。室溫下組織：表面高碳回火馬氏體+點(diǎn)狀碳化物+殘奧；心部若淬透，則低碳回火馬氏體，未透則低碳回火馬氏體+F（P）。19一直徑為6mm的45鋼圓棒，從退火態(tài)一段加熱至1000，依靠熱傳導(dǎo)使圓棒上各點(diǎn)的溫度如圖所示，試分析： 45鋼棒熱處理溫度分布示意圖各點(diǎn)部位的組織是什么？ 首先45鋼退火態(tài)為鐵素體加珠光體。Ac1-730， 依次A A A+F F+P F+P

28、整個圓棒自圖示各溫度，緩冷至室溫后各點(diǎn)部位的組織是什么？ 依次A A A+F F+P F+P（3）若自圖示各溫度水淬至室溫后各點(diǎn)部位的組織又各是什么？ 依次M+A M+A M+A+F F+P F+P見一、7 第一類回火脆馬氏體分解時沿馬氏體條或片的界面析出斷續(xù)的薄殼狀碳化物不可處理。 第二類回火脆晶界偏聚機(jī)制，合金元素回火時向奧氏體晶界偏聚，減弱原子結(jié)合，降低晶界斷裂強(qiáng)度。高溫后快冷可阻止偏聚，加一些合金元素Mo、W可阻止偏聚，進(jìn)而避免高回脆。高速鋼鑄造為何有大量的萊氏體？使用時需反復(fù)鍛打，為什么？淬火時加熱溫度為何高達(dá)12701280？淬火后為何在550570進(jìn)行三次回火？能否將三次回火合并

29、為一次？熱處理后的組織又是什么？。高速鋼中大量合金元素使得共晶點(diǎn)左移，鋼冷卻時發(fā)生共晶反應(yīng)產(chǎn)生萊氏體。反復(fù)鍛打的目的是因為高速鋼的鑄態(tài)組織中魚骨狀共晶萊氏體硬度大，脆性高，且分布不均勻。這種不均勻不能熱處理改善，只有熱壓力加工（鍛造或軋制）才能打碎粗大的共晶碳化物并使其均勻分布。淬火時加熱到高溫原因是預(yù)熱處理（退火）時，合金元素大部分存在于合金碳化物中，而且合金碳化物穩(wěn)定性很高，需高溫才可完全溶解到奧氏體中。并延長保溫時間。三次回火是為了消除大量的殘余奧氏體，因其影響尺寸穩(wěn)定性。不能把三次回火合并為一次，因為這樣(zhyng)相當(dāng)于只回火了一次，只能對淬火馬氏體起回火作用，不能使所有的殘余奧氏

30、體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體。熱處理之后組織(zzh)為回火馬氏體加顆粒狀的合金碳化物及少量殘余奧氏體。制造載重汽車變速箱齒輪(chln)，齒面硬度58-63HRC，心部33-45HRC，整體韌性的大于95J/cm2。試從35、40、40Cr、20CrMnTi、60Si2Mn和1Cr18Ni9Ti中合理選擇材料。工藝流程為下料鍛造正火粗加工滲碳預(yù)冷淬火低溫回火噴丸磨齒，說明每步熱處理目的及對應(yīng)的組織。20CrMnTi，滲碳鋼。參考18。若選中碳鋼，則調(diào)質(zhì)處理得到回火索氏體也可。某一軸用30鋼鑄造，經(jīng)高頻表面淬火（水冷）和低溫回火，要求摩擦部分表面硬度50-55HRC，但使用過程中摩擦部分嚴(yán)重磨損，試分析失效

31、原因，提出解決方法。 表面磨損說明表面硬度不夠。失效原因：加熱溫度不夠，未完全奧化，含有鐵素體。導(dǎo)熱性差的材料可采取分級加熱，防止熱應(yīng)力過大開裂。冷卻速度小于臨界冷卻速度，產(chǎn)生了珠光體。形成球狀珠光體的方法有哪幾種？1.球化退火（過共析鋼）前期正火破二次滲碳體網(wǎng)，或退火時間延長。2.調(diào)質(zhì)處理。得到顆粒狀鐵素體和滲碳體。3.球化處理。A1線下長時間保溫，得到球狀滲碳體。4.偽共析區(qū)長時間保溫，溫度不可過低。得到細(xì)球狀珠光體。25鋼的CCT曲線如圖所示，試分析亞共析鋼和過共析鋼均加熱至AC1+3050后過冷至300時，經(jīng)不同的冷卻路線至室溫，試將各自的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物填入表中。 27.F+M+A* 28.

32、F+M+A*+B下 29.B下+F 30.M+A*+Fe3C 31.M+A*+B下+Fe3C 32.B下+Fe3C表（1）失效原因：表面含有屈氏體，說明冷卻速度過慢，發(fā)生奧氏體向屈氏體的轉(zhuǎn)變。 解決方法：重新加熱完全奧化，調(diào)質(zhì)（快冷），表面淬火低回 表（2）失效原因：表面有鐵素體，說明加熱溫度不夠，未完全奧化。 解決方法：重新加熱至A1線上30-50，再調(diào)質(zhì)，表淬低回。（A）F+M+A* (B)F原+F先析+S+T+M+A* (C)回火M+F(D)F原+F先析+S (E)F+M+A* (F)F原+F先析+S(1)F+P (2)F+M+A* (3)M+A* (4)M+A*+Fe3C (5)P+F

33、e3C (6)P29.16Mn 低碳低合金結(jié)構(gòu)鋼，含碳0.16%Q345低碳低合金工程用鋼15 滲碳碳鋼 0.15%35SiMn 調(diào)質(zhì)合金結(jié)構(gòu)鋼 0.35%60Si2MnBRe 彈簧合金結(jié)構(gòu)鋼 0.60%GCr9SiMn 滾動軸承鋼 含碳1%左右，含鉻0.9%T12 碳素工具鋼 1.2%9SiCr 合金工具鋼 0.9%6W6Mo5Cr4V2 高速鋼 10Cr17 不銹鋼 含碳1.0% 含鉻17% 06Cr18Ni9Ti 不銹鋼 含碳0.08%比較索氏體與回火索氏體索氏體：奧氏體冷卻過程中，650-600形成的細(xì)片狀珠光體，片間距0.25-0.3m。片狀碳化物，片狀鐵素體。易應(yīng)力集中，造成脆斷或

34、微裂紋。p245回火索氏體：淬火得到的馬氏體500-650高溫回火得到的組織，顆粒狀鐵素體與顆粒狀碳化物，綜合性能好，塑性韌性好。p276影響奧氏體穩(wěn)定性的因素？奧氏體穩(wěn)定(wndng)性可在C曲線的孕育期上表示出來，過冷奧氏體越穩(wěn)定，孕育期越長，C曲線越右。影響因素：奧氏體成分：1.含碳量。共析鋼成分過冷奧氏體最穩(wěn)定。亞共析鋼含碳量越高越穩(wěn)定，過共析鋼含碳量越低越穩(wěn)定。2.合金元素。Co、Al使C曲線左移，降低(jingd)奧氏體穩(wěn)定性，其他合金元素都增大過冷奧氏體的穩(wěn)定性。碳化物形成元素使C曲線右移且改變形狀，強(qiáng)碳化物形成元素形成穩(wěn)定碳化物加熱時無法溶入奧氏體反而降低其穩(wěn)定性。奧氏體狀態(tài)。

35、奧化溫度越低，保溫時間(shjin)越短，奧氏體越細(xì)，晶界面積越大，形核率增多，降低奧氏體穩(wěn)定性。不均勻奧氏體促進(jìn)奧氏體分解，C曲線左移。應(yīng)力和塑性變形。奧氏體承受拉應(yīng)力將加速奧氏體轉(zhuǎn)變，穩(wěn)定性降低；受壓應(yīng)力阻礙c、fe擴(kuò)散，阻礙轉(zhuǎn)變，穩(wěn)定性增加。塑性變形使點(diǎn)陣畸變加劇，位錯密度升高，有利于原子擴(kuò)散和晶格改組，促進(jìn)奧氏體轉(zhuǎn)變。p242-244 32馬氏體的種類與形貌，馬氏體轉(zhuǎn)變的特征有哪些？見6題8題33影響石墨化的因素是什么？見9題34繪制共析鋼的CCT與TTT曲線，比較其區(qū)別？ CCT無貝氏體轉(zhuǎn)變區(qū)，發(fā)生相變的溫度與冷卻速度有關(guān)，孕育期比TTT長。p265什么是過時效？若發(fā)生了過時效，該如

36、何處理？時效溫度過高，時效時間過長，材料內(nèi)部析出相開始長大，間距變大，將使合金硬度降低，謂之“過時效”p385如何處理？應(yīng)重新加熱至單相區(qū)保溫，快速冷卻后保溫放置，重新進(jìn)行固溶時效。36回火的定義是什么？有幾種類型。組織與應(yīng)用有什么特點(diǎn)和區(qū)別？參考15題37正火的實質(zhì)是什么？分析鋼的退火、正火的異同點(diǎn)，如何正確選擇退火和正火？正火的實質(zhì)是完全奧氏體化加偽共析轉(zhuǎn)變。與退火爐冷不同，正火在空氣中較快冷卻。正火與退火選用：1.含碳量小于0.25%低碳鋼，正火代替退火。2.0.25%-0.5%中碳鋼正火也可代替退火。3.0.5%-0.75%高碳鋼一般采用完全退火以降低硬度，改善切削性能。4. 0.75

37、%以上高碳鋼用球化退火，且先正火破網(wǎng)狀二次滲碳體。5.一些中碳鋼及中碳合金鋼硬度偏高，應(yīng)完全退火。6.合金元素較多的鋼，及時采用高回消除應(yīng)力。7.使用性能考慮，要求不高時，不必淬火回火，正火即可。正火生產(chǎn)周期短，成本低，盡可能代替退火。p281-282 形變熱處理的原理及分類原理：將塑性變形與熱處理有機(jī)結(jié)合在一起，提高強(qiáng)度，改善塑性及韌性?？煞指邷匦巫儫崽幚砑暗蜏匦巫儫崽幚?。高溫：鋼加熱至Ac3線以上，在穩(wěn)定的奧氏體范圍進(jìn)行變形，然后立即淬火，使之發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變并回火以獲得需要的性能。適用于碳鋼，低合金鋼。形變溫度與形變量顯著影響高溫形變熱處理的強(qiáng)化效果。溫度高，停留時間長，再結(jié)晶軟化，減弱強(qiáng)

38、化。形變量增加，強(qiáng)度增加，塑性下降。形變量超過40%，強(qiáng)度降低，塑性增加（是因為形變熱效應(yīng)加快再結(jié)晶軟化） 低溫：鋼加熱至奧氏體狀態(tài)，迅速冷卻至Ac1點(diǎn)以下，Ms點(diǎn)以上過冷奧氏體亞穩(wěn)溫度范圍進(jìn)行大量塑性變形(鍛造，軋制，拉拔），然后立即淬火并回火至所需要的性能。適用于珠光體轉(zhuǎn)變區(qū)與貝氏體轉(zhuǎn)變區(qū)之間（400-550）有很長孕育期的某些合金，結(jié)構(gòu)鋼，彈簧鋼，軸承鋼，工具鋼。比高溫形變熱處理有更高的強(qiáng)化效果，且塑性并不降低。p295-296什么是碳當(dāng)量？計算以下材料的碳含量，評定其焊接性：18MnMoNb; 20CrMnTi; 45焊接碳當(dāng)量：單個合金元素對熱影響區(qū)硬化傾向的作用折算成碳的作用。對比一、22公式：p317，焊接用鋼碳當(dāng)量應(yīng)小于0.20%隨著碳含量的不同,馬氏體的組織形態(tài)與性能有哪些特點(diǎn)和區(qū)別?參考8題41上、下貝氏體的組織形態(tài)及區(qū)別。參考一、1542比較等溫淬火與等溫退火。二、143影響奧氏體化的因素有哪些？二、344簡述(jin sh)奧氏體的熱穩(wěn)定性與機(jī)械穩(wěn)定性。二、445. 為什么需對鐵碳平衡相圖中的白口鑄鐵(zhti)石墨化處理，處理方法是什么？影響石墨化的因素有哪些？二、946什么(shn me)是馬氏體，其轉(zhuǎn)變特征是什么？鋼中馬氏體與形狀記憶合金中的熱彈性馬氏體有何區(qū)別？一、19