1、精選優質文檔-傾情為你奉上熱處理新工藝復習題一、基本概念1、何為鋼的正火？目的如何？有何作用？正火與退火的主要區別是什么？答：鋼的正火：將鋼材加熱到Ac3或Acm以上適當溫度，保溫適當時間后在空氣中冷卻，得到珠光體類組織的熱處理工藝。目的：獲得一定的硬度，細化晶粒，獲得比較均勻的組織和性能。作用：消除某處理缺陷，提供適宜的組織狀態或得到適宜的機械性能。正火與退火的區別：冷卻方式不同即冷卻速度不同正火的冷卻速度更快且正火溫度更高2、 何為鋼的淬透性？何為鋼的淬硬性？影響淬透性、淬硬性的因素有哪些？ 答：淬透性：指鋼件被淬透的能力或者說淬透性是指表征鋼材淬火時獲得馬氏體的能力的特性。 淬硬性：指淬

2、成馬氏體可能得到的硬度。 影響因素：1鋼的化學成分2奧氏體晶粒度3奧氏體化溫度4第二相的存在和分布3、 淬火的目的是什么？淬火的方法有幾種？比較幾種淬火方法的優缺點？ 答：目的：1提高工具、滲碳零件和其他高強度耐磨機器零件等的硬度、強度和耐磨性 2通過淬火回火獲得良好的機械性能 3改善了鋼的物理和化學性能 方法：單液淬火法：最簡單的，只能用于小型工具， 中斷淬火法：獲得較高的淬硬層深度，防止淬火開裂，但很難確定在快冷介質的 冷卻時間， 噴射淬火法：不會形成蒸汽膜，可獲得更深的淬硬層，但主要用于局部淬火 分級淬火法：減小了熱應力，較少了馬氏體轉變不同時的現象，用于尺寸較小的工件， 等溫淬火法：可

3、獲得變形少，硬度較高，并兼有良好韌性的工件4、 何謂透入式加熱和傳導式加熱？是比較它們的優缺點？如何選擇這兩種加熱方式？ 答：透入式加熱：當零件加熱時，電流熱透入深度大于淬硬層深度的方式 傳導式加熱：當零件加熱時，電流熱透入深度小于淬硬層深度的方式 透入式加熱較傳導式加熱有如下優點 （a）表面的溫度超過A2 點以后，最大密度的渦流流向內層，表層加熱速度開始變慢，不易過熱，而傳導式加熱隨著加熱時間的延長，表面繼續加熱容易過熱。（b）加熱迅速，熱損失小，熱效率高。（c）熱量分布較陡，淬火后過渡層較窄，使表面壓應力提高。如何選擇：（1）在大量生產條件下應選擇透入式加熱（2）透人式加熱電能消耗少，淬火

4、成本低。（3）傳導式加熱時，隨著淬硬層深度的增加，熱的有效利用率更加降低，淬火成本更趨增高。5、 何為碳勢？何謂氮勢？其本質有何異同點？ 答：碳勢：即純鐵在一定溫度下與加熱爐氣中加熱時達到既不增碳也不脫碳不予爐氣保持平衡時表面的含碳量。 氮勢：溫度一定時，與爐氣平衡的鋼中氮的活度成正比，故可作為這氣氛滲氮能力的度量，并把它定義為氮勢。 6、何為鋼的退火？退火的種類及用途如何？ 退火：將組織偏離平衡狀態的金屬或合金加熱到適當的溫度，保溫一段時間，人后緩慢冷卻以達到接近平衡組織的熱處理工藝 退火的種類：完全退火：用于完全奧氏體化 不完全退火：獲得平衡組織 擴散退火：消除成分偏析及組織不均勻 球化退

5、火：均勻組織，降低硬度，獲得良好綜合性能7、 分級淬火與等溫淬火的主要區別是什么？舉例說明他們的應用。答：主要區別：等溫淬火獲得的是下貝氏體組織而分級淬火獲得的是馬氏體組織。分級淬火用于小工件，薄件如齒輪等，等溫淬火獲得的綜合性能比較好。8、 何謂淬硬層深度？影響淬硬層深度有哪些？答:淬硬層深度：延垂直于硬化層表面的方向進行測量，當硬度值下降到規定的數值是，只一點距離表面的深度就是淬硬層深度，他是衡量鋼材淬透性好壞的重要依據，通常以含50%馬氏體的組織測量。 影響因素：鋼材的淬透性，冷卻介質的冷卻特性和冷卻速度，鋼件尺寸，加熱方式。9、 滲碳和氮化各應用什么場合？工件經滲碳和氮化化學熱處理后，

6、工件的性能有何特點？答：滲碳的應用：主要適用于承受磨損，交變接觸應力和沖擊載荷的機器零件，如軸，活塞銷，齒輪，凸輪軸等，亦即表面要求有很高的硬度及心部要求有足夠的強度和韌性。氮化的應用：適合用于任何需要結局耐摩擦、抗嚙合、耐磨損以及防腐蝕性能等問題的工件。鋼件的特點:有很高的表面硬度，耐磨性及高的接觸疲勞強度和彎曲疲勞強度，提高工件的耐腐蝕能力。10、 在滲碳和氮化過程中，怎樣調整爐內的碳勢與氮勢？ 調節：改變兩種液體的滴入比例來調節。 使用幾種滲碳能力不同的液體，通過改變液滴來調節。11、 化學熱處理的基本過程有哪些？答：一般為滲劑中的反應，滲劑中的擴散，滲劑與被滲金屬表面的界面反應，被滲元

7、素的擴散和擴散過程中相變等過程。12、 什么叫純擴散？什么叫反應擴散？答:純擴散：滲入元素原子在母相金屬中形成固溶體，在擴散過程中不發生相變或化合物的形成或分解。 反應擴散：與滲劑平衡的濃度高于該溫度固溶體的飽和極限時的一種情況，有溶解度較低的固溶體轉變成濃度更高的化合物。13、 為什么淬火后的鋼一般都要進行回火？答：減少或消除淬火應力。提高韌性和塑性，獲得硬度、強度、塑性和韌性的適當配合，以滿足不同工件的性能要求。14、 什么是熱處理？常用的熱處理工藝方法有哪些？答：熱處理：通過加熱，保溫和冷卻的方法是金屬盒合金內部組織結構發生變化，以獲得工件使用性能所要求的組織結構。 常用方法：退火，正火

8、，淬火，回火，感應熱處理，化學熱處理。15、 鋼在加熱過程中所形成的奧氏體晶粒的大小對冷卻轉變后鋼的組織和性能有何影響？答：奧氏體晶粒細小，則冷卻轉產物的晶粒細小，氣其強度、硬度、塑性、韌性、會較好，若晶粒粗大，轉變產物晶粒粗大，強度、塑性較差，特別是沖擊韌性顯著降低。二、試分析下列說法是否正確（正確打，錯誤打） 1、鋼中碳含量愈高，則淬火后的硬度愈高。 （ ）2、同一鋼材在相同加熱條件下， 10的食鹽水溶液（20）淬火比20號機油（20）淬火的淬透性好。 （ ）3、所有合金元素都能提高鋼的淬透性。 （ ）4、多種合金元素同時加入鋼中，其對鋼的淬透性影響是單個合金元素作用的迭加。（ ）5、工件

9、在液體淬火介質中的冷卻過程大致分為三個階段：蒸汽膜階段、沸騰階段、對流階段。其中沸騰階段是三個階段中冷卻最快階段。 （ ）6、感應加熱表面熱處理時，表面層淬得馬氏體后, 由于體積膨脹在工件表面層造成較大的殘余壓應力,顯著提高工件的疲勞強度。 （ ）7、淬火過程中零件的熱應力是在加熱和冷卻過程中，零件內外層組織轉變時間不同造成的內應力。 （ ）8、馬氏體的硬度取決于冷卻速度。 （ ）9、20鋼經充分滲碳后緩冷下來的顯微組織是表層為P ，心部為原始亞共析鋼組織（P+F），中間為過渡組織。 （ ）10、合適的碳、氮含量進行碳、氮共滲時，快冷后得到的共滲層具有比滲碳層更高的拉應力, 因而疲勞強度更高,

10、 耐蝕性較好。 （ ）11、同一鋼材在相同加熱條件下，水淬比機床冷卻液淬火的淬透性好、小件比大件的淬透性好。（ ）12、馬氏體硬而脆。 （ ）13、過冷奧氏體的冷卻速度越快，冷卻后鋼的硬度越高。（ ）14、鋼中合金元素的含量越高，淬火后的硬度也越高。（ ）15、 本質細晶粒鋼加熱后的實際晶粒一定比本質粗晶粒鋼細。 （ ）16、淬火時變形和開裂都是由零件的外部應力引起的，零件的外應力分為熱應力和組織應力。（ ）17、淬火過程中零件的組織應力是在加熱和冷卻過程中，零件內外層加熱和冷卻速度不同造成的內應力。（ ）18、淬火過程中零件的組織應力是在加熱或冷卻過程中，由于零件內部組織發生轉變的時間不一致

11、造成的內應力。（ ）19、淬火鋼經回火獲得的托氏體和索氏體組織與過冷奧氏體直接分解所得到的托氏體和索氏體相比，具有較優的性能；在硬度相同時，前者具有較高的屈服強度、塑性和韌性。這主要是因為組織形態不同所致。（ ）20、一般將化學熱處理過程看成由滲劑的分解、工件表面對活性原子的吸收和滲入工件表面的原子向內部擴散三個基本過程組成。（ ）三、簡述題1、 確定下列鋼件的預備熱處理方法？并指出預備熱處理的目的與處理的后的顯微組織。 球磨機用大型ZG40Cr的鑄造齒圈。答：正火 提高切削性能 P+F鍛造過熱的55鋼坯。要求消除魏氏組織。答：完全退火 消除魏氏組織 P+F具有網狀滲碳體的T13工具鋼坯。答：

12、正火 消除網狀滲碳體 P+Fe3C改善T12工具鋼銼刀的切削加工性能。答：球化退火 改善切削性能 球化P+Fe3C經冷軋后的20鋼板，要求消除帶狀組織、提高切削加工性。答：擴散退火 消除帶狀組織、提高切削加工性 P+F2、 將T12鋼（Ac1=730,Acm=820，G點910）工件在極強的氧化氣氛及氣氛碳勢極低的氣氛中分別在950和840長時間加熱，試述加熱后表層緩冷至室溫后的平衡組織及形成過程。答：950從表層到心部依次是：氧化鐵-F-F+P-P-P+Fe3C 840從表層到心部依次是：氧化鐵-F+P-P-P+Fe3C（要結合鐵碳相圖進行說明）3、指出下列零件的鍛造毛坯進行正火的主要目的及

13、正火后的組織 20鋼齒輪 45鋼小軸 T12鋼銼刀答：20鋼齒輪 均勻化組織 提高切削性能 F+P45鋼小軸 均勻化組織 提高強韌性 F+P T12鋼銼刀 消除網狀K P+Fe3C4、 試述亞共析鋼和過共析鋼淬火加熱溫度的選擇原則，為什么過共析鋼淬火加熱溫度不能超過Acm線？ 答：亞共析鋼：Ac3+3050 過共析鋼：Ac1+3050 過共析鋼淬火加熱溫度若超過Acm線，會使碳化物完全溶入奧氏體中，碳含量增加，Ms 點降低，殘余奧氏體量增加，溫度過高會使奧氏體晶粒粗大，淬火后得到粗大馬氏體，使鋼件脆性增加。5、 指出10的45鋼（退火態）經下列溫度加熱并水冷后獲得的組織：710、750、850

14、（已知Ac1=724, Ac3=780,D水冷=20）。 答：710 P+F 750 F+M+殘余奧氏體 840 M+殘余奧氏體（要有簡要說明）6、 兩個含碳量為1.2的碳鋼薄試樣（T12），分別加熱到780和920并保溫相同的時間，奧氏體化后（Ac1=730,Acm=820）以大于臨界冷卻速度冷至室溫，試分析，試樣經淬火后：馬氏體晶粒大小？馬氏體含量多少？殘于奧氏體量多少？未溶碳化物多少？哪個溫度淬火合適？為什么？ 答：780 M正常大小 920M粗大 馬氏體含量：780 7、確定下列零件的熱處理工藝，并制定簡明的工藝路線：（1） 某機床變速箱齒輪，要求齒面耐磨，心部強度和韌性要求不高，選用

15、45鋼。 答：正火-表面淬火-回火（2） 某機床主軸，要求有良好的綜合機械性能，軸頸部要求耐磨（5055HRC），材料選用45鋼。 答：調質-頸部淬火-回火（3） 柴油機凸輪軸，要求凸輪表面有較高的硬度（HRC60），心部有較好的韌性（Ak50J),材料選用15鋼。 答：表面滲碳-淬火-回火（4） 鏜床用鏜桿，在重載荷作用下工作，并在滑動軸承中運轉，要求鏜桿表面有極高的硬度，心部有較高的綜合力學性能，材料選用38CrMoAlA。 答：調質-表面滲氮-淬火-回火四、分析題1、今有一批20CrMnMo（Ac1=730,Ac3=820）汽車傳動齒輪，其工藝路線為;下料鍛造-熱處理-切削加工熱處理-熱

16、處理熱處理噴丸磨加工。試問：a、熱處理、熱處理、熱處理、熱處理采用什么熱處理工藝？b、畫出熱處理工藝曲線（保溫時間略），標明工藝參數。C、說明四種熱處理工藝的目的與熱處理后組織。 答：a熱處理（1）：正火 熱處理（2）：表面滲碳 熱處理（3）：淬火 熱處理(4)：低溫回火b見下圖 T/ 滲碳920940 正火850870 爐冷 空冷 810850 油冷 150200T/hC 熱處理（1）：正火 便于切削 P+F 熱處理（2）：表面滲碳 增加表面耐磨性，韌性及硬度P+Fe3C 熱處理（3）：淬火 增加表面及心部的硬度強度 M+殘余奧氏體 熱處理(4)：低溫回火回火M+殘余奧氏體2、 現有60Si

17、2Mn（Ac1=724,Ac3=745）鋼用做彈簧，40Cr鋼（Ac1=735,Ac3=780）用做傳動軸（要求有良好機械性能），T13A（Ac1=730,Acm=820）鋼用做簡單車刀。請分別針對這三種鋼回答：、淬火溫度的選擇原則。、加熱方式、保溫時間的選擇原則及加熱后顯微組織、淬火后組織。、回火溫度的選擇原則？、回火后的組織。、畫出熱處理工藝曲線（保溫時間略），標明工藝參數。答：（1）60Si2Mn和40Cr淬火溫度選擇原則：Ac3以上3050 T13淬火溫度選擇原則：Ac1以上305060Si2Mn 油淬 T=870 馬氏體 中溫回火 T=480 回火屈氏體T/850890油淬46048

18、0空冷t/h40Cr 油淬 T=850 馬氏體 高溫回火 T=500 回火索氏體 T/840860油淬500520空冷t/hT13 水冷 T=780 M 低溫回火 T=150 回火馬氏體T/790820水冷150200空冷t/h3、 已知某機床主軸的材料為40Cr（Ac1=720,Ac3=775）鋼，其生產工藝路線為：下料鍛造正火-粗車調質精車-錐部整體淬火回火（HRC43）粗磨人工時效精磨要求: 說明每道熱處理工序的作用。 分析組織變化的全過程。 畫出熱處理工藝曲線 答：（1）正火：消除成分偏析 易于切削調質：得到良好的綜合性能 錐部整體淬火：是錐部獲得良好的耐磨性，并有一定的強度。 回火：消除內應力 （2）P回火SS回火ST/850840850830850油冷油冷500500空冷回火回火空冷 空冷4、某齒輪要求具有高的耐磨性，并承受一定的沖擊載荷，擬采用下列材料和熱處理工藝： （1）45鋼的淬火和低溫回火；（2）45鋼的高頻淬火和低溫回火；（3）T8鋼淬火和中溫回火；（4）20鋼滲碳淬火和低溫回火。你認為哪種工藝比較合適？為什么？答：（2）（4）都可以5、用20鋼制造的20mm的小軸，經930 ，5小時滲碳后，表面碳的