金属热处理原理与工艺相关习题讲解课件.ppt

金属热处理原理与工艺金属热处理原理与工艺习题讲解习题讲解11-3 固固态态相相变变时时形形成成新新相相的的形形状状与与过过冷冷度度大大小小有有何何关系？关系？21-3-1 固态相变时形成新相的形状与过冷度大小关系是（b ）（A）过冷度大时容易出现球状；（B）过冷度大时容易出现薄片状；（C）过冷度大时容易出现针状；（D）过冷度大时容易出现几何形态1-3-2 固态相变时形成新相的形状与过冷度大小有很大的关系，一般过冷度大时新相的形态呈现出(盘 )状；而过冷度比较小时，当新旧两相的比容差小时，新相的形态是（球状 ）；当新旧两相的比容差大时，新相的形态是（针状 ）。1-3-3 改错题31-4 金金属属固固态态相相变变有有哪哪些些主主要要特特征征？那那些些因因素素构构成成相变阻力？那些因素构成相变驱动力？相变阻力？那些因素构成相变驱动力？1.金属固态相变有哪些主要特征l新相和母相间存在不同的界面（相界面特殊）l新相晶核与母相间的晶体学关系（有一定的位向关系、存在惯习面）l相变阻力大（应变能的产生）l母相晶体缺陷的促进作用 l易出现过渡相 l原子迁移率低 42.那些因素构成相变阻力？界面能和应变能均是相变的阻力 应变能（由共格应变能和比容差应变能构成）3.那些因素构成相变驱动力？均匀形核：新旧相的体积自由能差Gv非均匀形核：Gv和Gd（缺陷消失释放能）1-4-1 固态相变均匀形核的驱动力是（c ）（A）界面能差；（B）应变能差；（C）新旧相的体积自由能差；（D）体系自由能差52-2 奥氏体晶核在什么地方优先形核？为什么？奥氏体晶核在什么地方优先形核？为什么？l界界面面两两侧侧两两相相的的碳碳含含量量相相差差很很大大（0.0218%和和6.69%），因因此此在在界界面面上上碳碳浓浓度度分分布布很很不不均均匀匀，比较容易满足比较容易满足成分起伏成分起伏；l界界面面两两侧侧晶晶体体结结构构相相差差较较大大，原原子子排排列列不不规规则则，原子的活动能力较强，比较容易满足原子的活动能力较强，比较容易满足结构起伏结构起伏；l界界面面上上原原子子排排列列不不规规则则，位位错错等等晶晶体体学学缺缺陷陷密密度度较较大大，处处于于能能量量较较高高的的状状态态，比比较较容容易易满满足足能能量量起伏起伏；l同同时时新新相相晶晶核核形形成成时时，可可以以使使部部分分晶晶体体学学缺缺陷陷消消失失，使使系系统统的的能能量量进进一一步步下下降降，因因此此在在相相界界面面处处是奥氏体形核的首选位置。是奥氏体形核的首选位置。在在铁铁素素体体和和渗渗碳碳体体相相界界上上优优先先形形核核的的原原因因，可可做做如如下的解释：下的解释：62-2-1 珠光体奥氏体化时奥氏体晶核优先形核的部位是(c)（A）在铁素体内 ；（B）在渗碳体内；（C）在铁素体和渗碳体相界上；（D）在珠光体团边界72-5为为什什么么铁铁素素体体和和渗渗碳碳体体不不能能同同时时消消失失，而而总总有有部部分渗碳体剩余？分渗碳体剩余？按按相相平平衡衡理理论论，从从Fe-Fe3C相相图图可可以以看看出出，在在高高于于AC1温温度度，刚刚刚刚形形成成的的奥奥氏氏体体，靠靠近近Cem的的C浓浓度度高高于于共共析析成成分分较较少少，而而靠靠近近F处处的的C浓浓度度低低于于共共析析成成分分较较多多（即即ES线线的的斜斜率率较较大大，GS线线的的斜斜率率较较小小）。所所以以，在在奥奥氏氏体体刚刚刚刚形形成成时时，即即F全全部部消消失失时时，奥奥氏氏体体的的平平均均C浓浓度度低低于于共共析析成成分分，这这就就进进一一步步说说明明，共共析析钢钢的的P刚刚刚刚形形成成的的A的的平平均均碳碳含含量量降降低低，低低于于共共析析成成分分，必必然然有有部部分分碳碳化化物物残残留留，只只有有继继续续加加热热保保温温，残留碳化物才能逐渐溶解。残留碳化物才能逐渐溶解。82-10 为什么对奥氏体晶粒长大及控制的研究对于热处理生产具有重要的意义？l奥氏体晶粒的大小对钢的力学性能有至关重要的影响，奥氏体的晶粒越细小，冷却后奥氏体的转变产物的室温组织也越小，钢的强度和韧性也越好；l确定热处理的加热方式；l确定热处理的加热温度和保温时间93-2 试试对对珠珠光光体体片片层层间间随随转转变变温温度度的的降降低低而而减减少做出定性的解释。少做出定性的解释。l珠珠光光体体型型相相变变为为扩扩散散型型相相变变，是是受受碳碳、铁铁原原子子的的扩扩散控制的。散控制的。l当当珠珠光光体体的的形形成成温温度度下下降降时时，过过冷冷度度TT增增加加，扩扩散散变变得得较较为为困困难难，从从而而层层片片间间距距必必然然减减小小（以以缩缩短短原原子的扩散距离），所以片层间距离子的扩散距离），所以片层间距离S S与与TT成反比关系。成反比关系。l原子所需扩散的距离就要增大，这使转变发生困难；原子所需扩散的距离就要增大，这使转变发生困难；l若若S S过过小小，则则由由于于相相界界面面面面积积增增大大，而而使使表表面面能能增增大大，这这时时GGV V不不变变，GGS S增增加加，必必然然使使相相变变驱驱动动力力过过小小，而而使使相相变变不不易易进进行行。可可见见，S S与与TT必必然然存存在在一一定定的定量关系。的定量关系。103-4 为什么说珠光体转变是以扩散为基础并受扩散所控制？+Fe3C 碳含量碳含量C%0.77 0.0218 6.69晶格类型晶格类型 面心立方面心立方 体心立方体心立方 复杂斜方复杂斜方 珠珠光光体体的的形形成成过过程程，包包含含着着两两个个同同时时进进行行的的过过程：程：l一一个个是是碳碳的的扩扩散散，以以生生成成高高碳碳的的渗渗碳碳体体和和低低碳碳的的铁铁素体；素体；l另另一一个个是是晶晶体体点点阵阵的的重重构构，由由面面心心立立方方的的奥奥氏氏体体转转变变为为体体心心立立方方点点阵阵的的铁铁素素体体和和复复杂杂单单斜斜点点阵阵的的渗渗碳碳体。体。113-17 说明先共析铁素相不同形态及形成条件说明先共析铁素相不同形态及形成条件1.先共析相为块状组织：长大受扩散控制，新旧相的界面是非共格界面，含碳量远离共析成分；2.先共析相为片状组织（魏氏组织）：先共析相与奥氏体的界面时共格或半共格界面，中低碳钢，冷却速度适中；3.先共析相为网状组织：碳含量靠近共析成分，奥氏体晶粒粗大，冷却速度慢。123-23 说说明明球球化化退退火火的的目目的的，并并解解释释常常用用的的三三种球化退火工艺。种球化退火工艺。共共析析钢钢和和过过共共析析钢钢球球化化退退火火得得到到球球状状珠珠光光体体组组织织，具有低的硬度和高的塑性以便进行切削加工。具有低的硬度和高的塑性以便进行切削加工。133-27 说说明明正正火火的的目目的的和和应应用用范范围围。为为了了获获得得最最佳佳的的切切削削加加工工性，为什么对不同碳含量钢要选用不同的热处理工艺？性，为什么对不同碳含量钢要选用不同的热处理工艺？目的:消除应力;调整硬度;细化晶粒;均匀成分;为最终热处理作好组织准备。应用范围:1.预备热处理:调整低、中碳钢的硬 度;消除过共析钢中的Fe3C（除网）。2.最终热处理:用于力学性能要求不 高的普通零件。144-1 试试说说明明钢钢中中马马氏氏体体的的晶晶体体结结构构，马马氏氏体体的的正方度取决于什么？为何出现反常正方度？正方度取决于什么？为何出现反常正方度？1.马氏体的晶体结构类型有两种：马氏体的晶体结构类型有两种：l体心立方结构（体心立方结构（WC0.2%）（a）C原子在马氏体的晶胞中可能存在的位置；原子在马氏体的晶胞中可能存在的位置；（b）C原原子子在在马马氏氏体体的的晶晶胞胞中中一一组组扁扁八八面面体体间间隙隙位位置置可能存在的情况；可能存在的情况；2。马氏体正方度与含碳量呈直线关系，含碳量愈高，正方度。马氏体正方度与含碳量呈直线关系，含碳量愈高，正方度愈大。愈大。154-2 马氏体传变有哪些特点？马氏体转变的非恒温性马氏体转变的非恒温性马氏体转变的切变共格性和表面浮凸现象马氏体转变的切变共格性和表面浮凸现象马氏体转变的无扩散性马氏体转变的无扩散性 马氏体转变具有一定的位向关系和惯习面马氏体转变具有一定的位向关系和惯习面 马氏体转变的可逆性马氏体转变的可逆性 164-4 简简述述钢钢中中马马氏氏体体结结构构特特征征、晶晶体体学学特特点点和和力学性能力学性能板条板条马马氏氏体体片状片状马马氏氏体体形貌形貌特特征征晶体晶体学学特特征征亚结亚结构构机械机械性性能能171 1、奥氏体化学成份的影响、奥氏体化学成份的影响（1 1）碳的影响）碳的影响在在含含碳碳量量小小于于0.6%左左右右时时Mf比比Ms的的下下降降更更为为显显著著。因因而而扩扩大大了了马马氏氏体体的的转转变变温温度度范范围围；当当碳碳含含量量大大于于0.6%时时，Mf下下降降很很缓缓慢慢，且且因因Mf点点已已降降到到0以以下下，致致使使这这类类钢钢在在淬淬火火冷冷至至室温的组织中将存在较多的残余奥氏体。室温的组织中将存在较多的残余奥氏体。（2 2）合金元素的影响）合金元素的影响一一般般规规律律：钢钢中中常常见见的的合合金金元元素素，除除Al和和Co可可以以提提高高Ms外外，其其它它合金元素均使合金元素均使Ms降低。降低。2、奥氏体化条件对、奥氏体化条件对Ms的影响的影响在在完完全全奥奥氏氏体体条条件件下下，温温度度高高时时间间长长，将将使使Ms有有所所提提高高（约约在在几几度度到到几十度范围内）几十度范围内）4-5 影响Ms点的主要因素有哪些？183、冷却速度的影响、冷却速度的影响在一般的生产条件下，冷却速度对在一般的生产条件下，冷却速度对Ms无影响。无影响。、形变的影响、形变的影响在在Md、Ms之之间间对对奥奥氏氏体体进进行行塑塑性性变变形形，可可使使Ms升高，马氏体转变提前发生。升高，马氏体转变提前发生。5、应力的影响、应力的影响单单向向的的拉拉应应力力和和压压应应力力都都促促进进马马氏氏体体转转变变，使使Ms升高。升高。多向压应力阻碍马氏体转变，使多向压应力阻碍马氏体转变，使Ms降低。降低。6、磁场的影响、磁场的影响磁磁场场的的存存在在可可使使Ms升升高高，在在相相同同温温度度下下马马氏氏体体转转变量增加，但磁场对变量增加，但磁场对Ms以下的转变行为无影响。以下的转变行为无影响。194-9 影响马氏体的强韧性的因素有哪些？影响马氏体的强韧性的因素有哪些？一、强度一、强度1、相变强、相变强2、固溶强化、固溶强化 3、时效强化、时效强化 4、其他强化因素、其他强化因素：a)、亚结构、亚结构 b)、奥氏体晶粒度、奥氏体晶粒度 二、马氏体的韧性：二、马氏体的韧性：马马氏氏体体的的韧韧性性也也主主要要取取决决于于马马氏氏体体的的碳碳含含量和亚结构量和亚结构205-1 试述贝氏体组织分类、形貌特征及形成条件试述贝氏体组织分类、形貌特征及形成条件组织组织分分类类形貌特征形貌特征形成条件形成条件上上贝贝氏体氏体下下贝贝氏体氏体无碳无碳贝贝氏体氏体粒状粒状贝贝氏体氏体反常反常贝贝氏体氏体21内内 容容 珠光体转变珠光体转变贝氏体转变贝氏体转变马氏体转变马氏体转变温度范围温度范围 高温高温中温中温低温低温转变上限温度转变上限温度 A1BSMS领先相领先相渗碳体或铁素体渗碳体或铁素体铁素体铁素体形核部位形核部位奥氏体晶界奥氏体晶界上贝氏体在晶界上贝氏体在晶界下贝氏体大多在晶下贝氏体大多在晶内内转变时点阵切变转变时点阵切变无无？有有碳原子的扩散碳原子的扩散有有有有基本上无基本上无铁及合金元素原子的扩散铁及合金元素原子的扩散有有无无无无等温转变完全性等温转变完全性完全完全视转变温度定视转变温度定不完全不完全转变产物转变产物+Fe3C+Fe3C()5-2 5-2 试试比比较较珠珠光光体体、贝贝氏氏体体、马马氏氏体体转转变变主主要要特特征征225-7 贝贝氏氏体体的的机机械械性性能能与与等等温温温温度度的的关关系系如如何何？试试分析影响贝氏体机械性能的因素分析影响贝氏体机械性能的因素贝贝氏氏体体的的机机械械性性能能决决定定于于其其组组织织形形态态。等等温温温温度度对对组组织织和和性性能能有有重重要要影影响响，一一般般来来说说，下下贝贝氏氏体体的的强强度度较较高高，韧韧性性也也较较好好，而而上上贝贝氏氏体体的的强强度度低低，韧性差。韧性差。23（一）影响贝氏体强度的因素有：（一）影响贝氏体强度的因素有：1、贝氏体铁素体条或片的粗细、贝氏体铁素体条或片的粗细 如如果果将将贝贝氏氏体体条条（片片）的的大大小小看看作作是是贝贝氏氏体体的的晶晶粒粒，则则可可用用Hall-Petch的的关关系系式式估估算算贝贝氏氏体体的的强强度度。即即贝贝氏氏体体铁铁素素体体的的晶晶粒粒直直径径越越细细小，则其强度越高。小，则其强度越高。2、弥散碳化物质点、弥散碳化物质点 下下贝贝氏氏体体中中碳碳化化物物颗颗粒粒较较小小，颗颗粒粒数数量量也也较较多多，所所以以碳碳化化物物对对下下贝贝氏氏体体强强度度的的贡贡献献也也较较大大；而而上上贝贝氏氏体体中中碳碳化化物物颗颗粒粒较较粗粗，且且分分布布在在铁铁素素条条间间，分布极不均匀，所以上贝氏体的强度要比下贝氏体低得多。分布极不均匀，所以上贝氏体的强度要比下贝氏体低得多。3、其它因素的强化作用、其它因素的强化作用 对对贝贝氏氏体体的的强强化化，铁铁素素体体晶晶粒粒的的细细化化强强化化和和碳碳化化物物的的弥弥散散强强化化是是主主要要的的。其其它它如如碳碳和和合合金金元元素素的的固固溶溶强强化化和和位位错错亚亚结结构构的的强强化化，也也有有一一定定的作用。的作用。（二）贝氏体的韧性（二）贝氏体的韧性 可可以以看看出出下下贝贝氏氏体体的的韧韧性性优优于于上上贝贝氏氏体体。从从整整体体上上看看随随贝贝氏氏体体的的形形成成温温度度的的降降低低，强强度度的的逐逐渐渐增增加加，韧韧性性并并不不降降低低，反反而而有有所所增增加加，这这是是贝贝氏氏体体组组织织力力学学性性能能变变化化的的重重要要特特点点，也也是是人人们们对对贝贝氏氏体体组组织织感感兴兴趣趣的主要原因。的主要原因。246-2 IT图图有有哪哪些些基基本本类类型型？主主要要受受哪哪些些因因素素影影响响？为为何何从从不不同资料中查到的同一钢种的同资料中查到的同一钢种的IT图难免会有一定的差别？图难免会有一定的差别？25影响奥氏体等温转变图的因素影响奥氏体等温转变图的因素1 1、化学成分、化学成分（1 1）碳含量的影响）碳含量的影响对珠光体部分：亚共析钢，随碳含量的增加对珠光体部分：亚共析钢，随碳含量的增加C曲线右移。曲线右移。过共析钢，随碳含量的增加过共析钢，随碳含量的增加C曲线左移。曲线左移。对贝氏体部分：随碳含量的增加对贝氏体部分：随碳含量的增加C曲线总是右移的。曲线总是右移的。（2 2）合金元素的影响）合金元素的影响一一般般规规律律：除除Co、Al以以外外，常常用用的的合合金金元元素素均均增增加加过过冷冷奥奥氏氏体体的的稳稳定定性性，推推迟迟转转变变和和降降低低转转变变速速度度，使使等等温温转转变变曲曲线线右右移移，延延长长过过冷冷奥奥氏氏体体转转变变开开始始和和终终了了时时间间，对对P和和B转变有分离作用。转变有分离作用。Al的作用，对的作用，对B转变与转变与Co相同。相同。262 2、奥氏体晶粒尺寸的影响、奥氏体晶粒尺寸的影响A晶晶粒粒愈愈细细小小，等等温温转转变变的的孕孕育育期期愈愈短短，加加速速过过冷冷A向向P的的转转变变，对对B转转变变有有相相同同的的作作用用，但但不不如如对对P的的作作用用大大，相反相反A晶粒粗大将晶粒粗大将C曲线右移。曲线右移。3 3、原始组织、加热温度和保温时间的影响、原始组织、加热温度和保温时间的影响在在相相同同的的加加热热条条件件下下，原原始始组组织织越越细细，越越容容易易得得到到均均匀的匀的A，使等温转变曲线右移，使等温转变曲线右移，Ms降低。降低。当当原原始始组组织织相相同同时时，提提高高A化化温温度度，延延长长保保温温时时间间，将促进碳化物溶解，也会使将促进碳化物溶解，也会使C曲线右移。曲线右移。4 4，塑性变形的影响，塑性变形的影响无论高温和低温塑性变形，均加速过冷无论高温和低温塑性变形，均加速过冷A的转变。的转变。原原因因：未未经经变变形形的的A向向P转转变变时时仅仅在在晶晶界界形形核核，而而变变形后，过冷形后，过冷A在等温转变时，可出现晶内形核。在等温转变时，可出现晶内形核。27从从纵纵轴轴由由A1开开始始作作冷冷却却曲曲线线与与TTT图图开开始始线线相相切切，该该冷冷却却曲曲线线所所代代表表的的冷冷却却速速度度VC，可用下式描述：可用下式描述：考考 虑虑 到到 CCT图图 位位 于于TTT图图的的右右下下方方，将将上上式式修正，即得到近似的修正，即得到近似的VC：注注意意：只只适适用用于于VC决决定定抑抑制制P转转变变的的临临界界冷冷却却速速度度的情况。的情况。6-5 何谓淬火临界速度？如何用何谓淬火临界速度？如何用IT图进行估计？图进行估计？淬淬火火临临界界速速度度：保保证证过过冷冷奥奥氏氏体体不不发发生生分分解解而而全全部部得得到到马马氏体的最小冷却速度。氏体的最小冷却速度。286-5 钢的钢的CT曲线为何总是处于曲线为何总是处于IT曲线的右下方？曲线的右下方？钢在连续转变时的转变过程是在一个温度范围内，随着冷却温度的降低原子的扩散速度减慢，转变过程相对于同温度的等温转变向下转移；相对于同温度的等温转变过冷奥氏体的转变推迟，孕育期延长.297-2 淬淬火火加加热热温温度度确确定定的的基基本本原原则则是是什什么么？在在实实际际生生产产厂厂中中根据某些具体情况应怎样进行调整？是举例加以说明根据某些具体情况应怎样进行调整？是举例加以说明淬火加热温度确定应考虑钢的化学成分、工件尺寸和形状、技术要求、奥氏淬火加热温度确定应考虑钢的化学成分、工件尺寸和形状、技术要求、奥氏体的晶粒长大倾向、淬火介质和淬火方式。体的晶粒长大倾向、淬火介质和淬火方式。对对亚亚共共析析钢钢，一一般般选选用用淬淬火火加加热热温温度度为为Ac3+（3050)，过过共共析析钢钢则则为为Ac1+(3050)。之之所所以以这这样样确确定定，因因为为对对亚亚共共析析钢钢来来说说，若若加加热热温温度度低低于于Ac3，则则加加热热状状态态为为奥奥氏氏体体与与铁铁素素体体二二相相组组成成，淬淬火火冷冷却却后后铁铁素素体体保保存存下下来来，使使得得零零件件淬淬火火后后硬硬度度不不均均匀匀，强强度度和和硬硬度度降降低低。比比Ac3点点高高3050的的目目的的是是为为了了使使工工件件心心部部在在规规定定加加热热时时间间内内保保证证达达到到Ac3点点以以上上的的温温度度，铁铁素素体体能能完完全全溶溶解解于于奥奥氏氏体体中中，奥氏体成分比较均匀，而奥氏体晶粒又不致于粗大。奥氏体成分比较均匀，而奥氏体晶粒又不致于粗大。对对过过共共析析钢钢来来说说，淬淬火火加加热热温温度度在在Ac1Ac3之之间间时时，加加热热状状态态为为细细小小奥奥氏氏体体晶晶粒粒和和未未溶溶解解碳碳化化物物，淬淬火火后后得得到到隐隐晶晶马马氏氏体体和和均均匀匀分分布布的的球球状状碳碳物物。这这种种组组织织不不仅仅有有高高的的强强度度和和硬硬度度、高高的的耐耐磨磨性性，而而且且也也有有较较好好的的韧韧性性。如如果果淬淬火火加加热热温温度度过过高高，碳碳化化物物溶溶解解，奥奥氏氏体体晶晶粒粒长长大大，淬淬火火后后得得到到片片状状马马氏氏体体(孪孪晶晶马马氐氐体体)，其其显显微微裂裂纹纹增增加加，脆脆性性增增大大，淬淬火火开开裂裂倾倾向向也也增增大大。由由于于碳碳化化物物的的溶溶解解，奥奥氏氏体体中中含含碳碳量量增增加加，淬淬火火后后残残余余奥奥氏氏体体量量增增多多，钢钢的的硬硬度度和和耐耐磨磨性性降降低低。高高于于Ac1点点3050的的目目的的和和亚亚共共析析钢钢类类似似，是是为为了了保保证证工工件件内内各各部部分温度均高于分温度均高于Ac1。30 在在规规定定条条件件下下，钢钢在在淬淬火火时时获获得得马马氏氏体体组组织织深深度度的的能能力力。一一般般规规定定从从表表面面到到50%50%非非马马氏氏体体深深度度的的距距离离作作为为淬硬层深度。淬硬层深度。1.1.钢的淬透性钢的淬透性钢在理想条件下淬火成马氏体后所达到的最高硬度。钢在理想条件下淬火成马氏体后所达到的最高硬度。2.2.钢的淬硬性钢的淬硬性3.3.钢的淬透性与淬硬性两个概念的区别。钢的淬透性与淬硬性两个概念的区别。钢的淬透性钢的淬透性主要取决于钢的属性。主要取决于钢的属性。钢的淬硬性钢的淬硬性主要取决于主要取决于M M中的含碳量。中的含碳量。7-5 钢钢的的淬淬透透性性、淬淬硬硬层层深深度度及及淬淬硬硬性性的的含含义义及及影影响响因因素素如如何何？确确定定淬淬透透性性的的末末端端淬淬火火法法的的基基本本原原理理如如何何？怎怎样样用用淬淬透透性曲线确定钢的临界淬透直径？性曲线确定钢的临界淬透直径？31（一）（一）钢的化学成分钢的化学成分1.1.含碳量含碳量亚共析钢亚共析钢C%，C曲线右移曲线右移Vk淬透性淬透性；过共析钢过共析钢C%，C曲线左移曲线左移Vk淬透性淬透性；共析钢的共析钢的Vk最小，淬透性最好。最小，淬透性最好。除除Co外，其余合金元素均使外，其余合金元素均使C曲线右移，降低曲线右移，降低Vk，淬透性淬透性。影响淬透性的因素影响淬透性的因素（二）（二）奥氏体化条件的影响奥氏体化条件的影响T，则，则A晶粒晶粒、过冷过冷A稳定性稳定性淬透性淬透性2.合金元素合金元素32淬透性末端淬火法的测定淬透性末端淬火法的测定淬透性表示方法：淬透性表示方法：d测试点至水冷端的距离测试点至水冷端的距离(mm）HRC测试点处的硬度值测试点处的硬度值J表示末端淬透性表示末端淬透性例：例：即表示：距水冷端即表示：距水冷端5mm处试样硬度值为处试样硬度值为42HRC即表示：距水冷端即表示：距水冷端10mm处处试样硬度值为试样硬度值为30 35HRC337-10 高高速速钢钢（高高碳碳高高合合金金工工具具钢钢）有有时时采采用用分分级级淬淬火火，即即工工件件从从分分级级浴浴槽槽中中取取出出后后常常常常置置于于空空气气冲冲冷冷却却，但但如如果果工工件件处处于于100200时时便便用用水水清清洗洗，将将会会发发生生什什么么问问题题？为为什什么？么？l高高速速钢钢（高高碳碳高高合合金金工工具具钢钢）又又叫叫空空淬淬钢钢，在在空空气气中中冷冷却却也也会会得得到到马马氏氏体体，这这是是因因为为C线线非非常常靠靠右；右；l从从分分级级浴浴槽槽中中取取出出后后常常常常置置于于空空气气冲冲冷冷却却可可以以使使工工件件热热应应力力与与组组织织应应力力得得到到释释放放，减减少少工工件件的的变变形开裂；形开裂；l但但如如果果工工件件处处于于100200时时便便用用水水清清洗洗，由由于于MsMs点点较较低低，有有可可能能发发生生马马氏氏体体转转变变，是是工工件件的的组组织应力增大而使工件发生变形开裂。织应力增大而使工件发生变形开裂。348-9 试分析硬度在回火过程中的变化特点试分析硬度在回火过程中的变化特点回火过程中随温度升高硬度降低，这是因为马氏体中的碳随回火温度的升高不断降低；在低温回火时硬度略有升高，这是因为马氏体中析出了共格碳化物回火温度升高碳化物粗化球化，铁素体回复再结晶，硬度进一步下降。359-10 为什么弹簧钢淬火后要中温回火？为什么弹簧钢淬火后要中温回火？马氏体 高温回火后弹性极限低是因为调制后钢的强度低；而马氏体在低温回火后由于内应力没有得到充分的消除，故弹性极限比较低；而马氏体在中温回火区间出现较高的弹性极限，因此弹簧钢一般在300400回火。368-14简述马氏体脆性的特征及其产生的机理简述马氏体脆性的特征及其产生的机理1、温度范围内、温度范围内 200350之间，也称为低温回火脆性。之间，也称为低温回火脆性。2、特征、特征（1）具有不可逆性；）具有不可逆性；（2）与回火后的冷却速度无关；）与回火后的冷却速度无关；（3）断口为沿晶脆性断口。）断口为沿晶脆性断口。37产生的原因产生的原因（1 1）残余）残余A A转变理论转变理论最最初初认认为为第第一一类类回回火火脆脆性性产产生生的的原原因因是是由由于于残残余余A转转变变所所致致。根根据据第第一一类类回回火火脆脆性性出出现现的的温温度度范范围围正正好好与与碳碳钢钢回回火火时时残残余余A转转变变的的温温度度范范围围相相对对应应。但但有有些些钢钢第第一一类类回回火火脆脆性性与与残残余余A转转变变并并不不完完全全对对应应，故故残残余余A转转变变理理论，不能解释各种钢的第一类回火脆性。论，不能解释各种钢的第一类回火脆性。（2）碳化物析出理论）碳化物析出理论钢钢回回火火时时，-FeXC转转变变为为-Fe5C2或或-Fe3C的的温温度度与与产产生生第第一一类类回回火火脆脆性性的的温温度度相相近近，而而新新形形成成的的碳碳化化物物呈呈薄薄片片状状，且且沿沿板板条条M的的板板条条间间、板板条条束束的的边边界界或或片片状状M的的孪孪晶晶带带或或晶晶界界上上析析出出，从从而而使使材材料料的的脆脆性性增增加加。回回火火温温度度如如进进一一步步提提高高，薄薄片片状状碳碳化化物物将将聚聚集集长长大大和和球球化化，将将导导致致脆脆性性降降低低，冲击韧性升高。冲击韧性升高。（3）杂质偏聚理论）杂质偏聚理论也也有有人人认认为为，S、P、Sb（锑锑）、As（砷砷）等等杂杂质质元元素素在在回回火火时时向向晶晶界界、亚晶界上偏聚，降低了晶界的断裂强度，引起了第一类回火脆性。亚晶界上偏聚，降低了晶界的断裂强度，引起了第一类回火脆性。388-20 如何抑制回火脆性？如何抑制回火脆性？（1）提高钢材的纯度，尽量减少杂质；）提高钢材的纯度，尽量减少杂质；（2）加入适量的）加入适量的Mo、W等有益的合金元素；等有益的合金元素；（3）对尺寸小、形状简单的零件，采用回火后快冷）对尺寸小、形状简单的零件，采用回火后快冷的方法；的方法；（4）采用亚温淬火（）采用亚温淬火（A1A3）：）：细化晶粒，减少偏聚。加热后为细化晶粒，减少偏聚。加热后为A+F（F为细为细条状），杂质会在条状），杂质会在F中富集，且中富集，且F溶解杂质元素的溶解杂质元素的能力较大，可抑制杂质元素向能力较大，可抑制杂质元素向A晶界偏聚。晶界偏聚。398-21 简述低温、中温、高温回火在生产中的应用简述低温、中温、高温回火在生产中的应用（1）低温回火：淬火钢件在）低温回火：淬火钢件在250以下回火一般得到回火马氏体组以下回火一般得到回火马氏体组织织,即由即由c较低的马氏体与极细的碳化物较低的马氏体与极细的碳化物(Fe2.4C)组成的组织。组成的组织。目的是在保持淬火高硬度的前提下，适当提高钢的韧性和减小淬目的是在保持淬火高硬度的前提下，适当提高钢的韧性和减小淬火内应力。常用于各种工具及高硬度零件。火内应力。常用于各种工具及高硬度零件。（2）中温回火：淬火钢件在）中温回火：淬火钢件在250500之间回火一般得到回火托之间回火一般得到回火托氏体组织，即针状特征的铁素体与细小粒状渗碳体的混合物。目氏体组织，即针状特征的铁素体与细小粒状渗碳体的混合物。目的是获得高的强度、弹性和较高的韧性。主要用于弹性零件、锻的是获得高的强度、弹性和较高的韧性。主要用于弹性零件、锻模和要求淬硬的扳手、销钉和螺钉等工件。模和要求淬硬的扳手、销钉和螺钉等工件。（3）高温回火：淬火钢件在高于）高温回火：淬火钢件在高于500回火（常用回火（常用500650），），得到回火索氏体组织，即等轴晶粒（或部分针状）的铁素体与较得到回火索氏体组织，即等轴晶粒（或部分针状）的铁素体与较粗粒状渗碳体的混合物，具有良好的综合力学性能。主要用于各粗粒状渗碳体的混合物，具有良好的综合力学性能。主要用于各种重要结构件，也可作为某些精密零件如丝杠、量具和模具等的种重要结构件，也可作为某些精密零件如丝杠、量具和模具等的预备热处理，预备热处理，调质：钢件淬火及高温回火的复合热处理工艺。调质：钢件淬火及高温回火的复合热处理工艺。408-24 已已知知H13钢钢在在600回回火火1h1h的的硬硬度度为为HRC49,HRC49,根根据据图图求求出出（1 1）（该该钢钢在在600 600 回回火火5h5h和和10h10h后后的的硬硬度度为为多多少少？（2 2）回回火火5h5h和和10h10h后后的的硬硬度度仍仍为为HRC49HRC49，应分别在什么温度回火？，应分别在什么温度回火？（1）5h时，HRC4710h时，HRC45（2）5h时，57010h时，550419-1 简述钢的气体渗碳原理简述钢的气体渗碳原理渗碳介质分解渗碳介质分解碳原子的吸收碳原子的吸收活性碳原子从工件表层向内部的扩散活性碳原子从工件表层向内部的扩散429-3 如何选择钢渗碳后的热处理方法如何选择钢渗碳后的热处理方法43渗碳温度渗碳温度Ac3（心部）（心部）Ar3（心部）（心部）Ac1时间时间温度温度/淬淬火火回火回火a）预冷直接淬火）预冷直接淬火b）一次淬火）一次淬火缓缓冷冷淬淬火火回火回火c）二次淬火）二次淬火缓缓冷冷淬淬火火淬淬火火回火回火渗碳件常用的淬火方法渗碳件常用的淬火方法9-3 如何选择钢渗碳后的热处理方法如何选择钢渗碳后的热处理方法44l在在预预冷冷过过程程中中渗渗碳碳层层析析出出一一些些二二次次渗渗碳碳体体，在在随随后后的的冷冷却却过过程程中中减减少少了了渗渗碳碳层的残余奥氏体的数量；层的残余奥氏体的数量；l预预冷冷再再淬淬火火是是为为了了减减少少工工间的变形开裂；间的变形开裂；l淬火后进行低温回火；淬火后进行低温回火；l适适用用于于载载荷荷小小、耐耐磨磨性性要要求求较较低低的的工工件件。广广泛泛用用于于制制造造承承受受高高速速、中中载载并并却却扛扛冲冲击击和和耐耐磨磨损损的的零零件件，如如汽汽车车、拖拖拉拉机机变变速速箱箱齿齿轮轮、离离合合器器轴轴和和车车辆辆的的伞伞齿轮和主轴等。齿轮和主轴等。淬淬火火回火回火a）预冷直接淬火）预冷直接淬火870（1）预冷直接淬火法）预冷直接淬火法45（2）一次淬火法）一次淬火法淬火温度选择：应兼顾表面和心部的要求，通常：淬火温度选择：应兼顾表面和心部的要求，通常：心部性能要求较高时：心部性能要求较高时：THAc3，以以心部性能心部性能表面性能要求较高时：表面性能要求较高时：THAc1，以以表面性能表面性能一般在一般在820850之间，大于之间，大于AcAc1 1，接近，接近AcAc3 3,略低于略低于AcAccmcm，可以满足两方面的需求；，可以满足两方面的需求；应应用用：仅仅适适用用于于本本质质细细晶晶粒粒钢钢，如如合合金金钢钢和和不不重重要要的碳钢，碳钢的淬火温度比合金钢可适当低一些。的碳钢，碳钢的淬火温度比合金钢可适当低一些。渗碳后缓冷，重新加热淬火及低温回火。渗碳后缓冷，重新加热淬火及低温回火。目的：目的：防止防止Fe3C的过量析出的过量析出细化晶粒细化晶粒防止变形防止变形46目的：目的：第一次淬火第一次淬火THAc3，细化心部组织，细化心部组织其性能其性能第二次淬火第二次淬火THAc1，细化表层组织，细化表层组织其性能其性能故故可可获获得得表表面面具具有有高高硬硬度度、耐耐磨磨性性和和疲疲劳劳强强度度，心部具有良好的强韧性和塑性。心部具有良好的强韧性和塑性。应用：应用：仅仅适适用用于于本本质质粗粗晶晶粒粒钢钢和和使使用用性性能能要要求求很很高高的的工工件件。这这种种方方法法工工艺艺较较复复杂杂，因因加加热热次次数数多多，工工件件易易氧氧化化、脱脱碳碳和和变变形形，成成本本高高等等缺缺点点，故故目目前该工艺已很少采用。前该工艺已很少采用。（3）二次淬火）二次淬火47渗碳件渗碳后淬火及低温回火后的组织：渗碳件渗碳后淬火及低温回火后的组织：淬透时淬透时:未淬透时未淬透时:M回回K少少A M回回A 低碳低碳M回回M回回K少少AM回回A低碳低碳M回回F或或有少量有少量T、S9-4 钢钢经经过过渗渗碳碳并并处处理理后后，其其机机械械性性能将发生怎样的变化？为什么？能将发生怎样的变化？为什么？使使钢钢件件表表层层获获得得高高的的硬硬度度、耐耐磨磨性性和和疲疲劳劳强强度度，而而心心部部仍仍保保持持一一定定的的强强度度和和较较高高的韧性。的韧性。489-6 氮氮化化钢钢在在成成份份上上有有何何特特点点？氮氮化化后后钢钢在在性性能能上上有何特点？有何特点？l氮化钢在成份特点：氮化钢在成份特点：（1）中碳；（2）氮化物形成元素作为合金化元素l氮化后钢在性能上的特点：氮化后钢在性能上的特点：钢铁件表面具有高的硬度、耐磨性，疲劳强度和耐蚀性及热硬性499-6 钢氮化工艺参数应如何选择？钢氮化工艺参数应如何选择？渗氮温度：渗氮温度：500600 渗层厚度：渗层厚度：0.400.60mm50