热处理工艺习题集部分答案.docx

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1、12. 将?5mm 的 t8 钢加热至 760并保温足够时间，问承受什么样的冷却工艺可得到如下组织：珠光体，索氏体，屈氏体，上贝氏体，下贝氏体，屈氏体+马氏 体，马氏体+少量剩余奥氏体；在 c 曲线上描出工艺曲线示意图。答：(1)珠光体：冷却至线550范围内等温停留一段时间，再冷却下来得到珠光体组织。索氏体：冷却至 650600温度范围内等温停留一段时间，再冷却下来得到索光体组织。屈氏体：冷却至 600550温度范围内等温停留一段时间，再冷却下来得到屈氏体组织。上贝氏体：冷却至 600350温度范围内等温停留一段时间，再冷却下来得到上贝氏体组织。下贝氏体：冷却至 350ms 温度范围内等温停留

2、一段时间，再冷却下来得到下贝氏体组织。屈氏体+马氏体：以大于获得马氏体组织的最小冷却速度并小于获得珠光体组织的最大冷却速度连续冷却，获得屈氏体+马氏体。马氏体+少量剩余奥氏体：以大于获得马氏体组织的最小冷却速度冷却获得马氏体+少量剩余奥氏体。(2)13. 退火的主要目的是什么？生产上常用的退火操作有哪几种？指出退火操作 的应用范围。答：1均匀钢的化学成分及组织，细化晶粒，调整硬度，并消退内应力和加工硬化，改善钢的切削加工性能并为随后的淬火作好组织预备。（2） 生产上常用的退火操作有完全退火、等温退火、球化退火、去应力退火等。（3） 完全退火和等温退火用于亚共析钢成分的碳钢和合金钢的铸件、锻件及

3、热轧型材。有时也用于焊接构造。球化退火主要用于共析或过共析成分的碳钢及合金钢。去应力退火主要用于消退铸件、锻件、焊接件、冷冲压件或冷拔件及机加工的剩余内应力。14. 何谓球化退火？为什么过共析钢必需承受球化退火而不承受完全退火？答：1将钢件加热到 ac1 以上 3050，保温肯定时间后随炉缓慢冷却至 600后出炉空冷。2过共析钢组织假设为层状渗碳体和网状二次渗碳体时，不仅硬度高，难以切削加工，而且增大钢的脆性，简洁产生淬火变形及开裂。通过球化退火，使层状渗碳体和网状渗碳体变为球状渗碳体，以降低硬度，均匀组织、改善切削加工性。15.确定以下钢件的退火方法，并指出退火目的及退火后的组织：1） 经冷

4、轧后的 15 钢钢板，要求降低硬度；答：再结晶退火。目的：使变形晶粒重转变为等轴晶粒，以消退加工硬化现象， 降低了硬度，消退内应力。细化晶粒，均匀组织，消退内应力，降低硬度以消退加工硬化现象。组织：等轴晶的大量铁素体和少量珠光体。2） zg35 的铸造齿轮答：完全退火。经铸造后的齿轮存在晶粒粗大并不均匀现象，且存在剩余内应力。因此退火目的：细化晶粒，均匀组织，消退内应力，降低硬度，改善切削加工性。组织：晶粒均匀细小的铁素体和珠光体。3） 锻造过热后的 60 钢锻坯；答：完全退火。由于锻造过热后组织晶粒猛烈粗化并分布不均匀，且存在剩余内应力。因此退火目的：细化晶粒，均匀组织，消退内应力，降低硬度

5、，改善切削加工性。组织：晶粒均匀细小的少量铁素体和大量珠光体。 4具有片状渗碳体的 t12 钢坯；答：球化退火。由于t12 钢坯里的渗碳体呈片状，因此不仅硬度高，难以切削加工，而且增大钢的脆性，简洁产生淬火变形及开裂。通过球化退火，使层状渗碳体和网状渗碳体变为球状渗碳体，以降低硬度，均匀组织、改善切削加工性。组织：粒状珠光体和球状渗碳体。16. 正火与退火的主要区分是什么？生产中应如何选择正火及退火？答：与退火的区分是加热温度不同，对于过共析钢退火加热温度在 ac1 以上 30 50而正火加热温度在 accm 以上 3050。冷速快，组织细，强度和硬度有所提高。当钢件尺寸较小时，正火后组织：s

6、，而退火后组织：p。选择：1从切削加工性上考虑切削加工性又包括硬度，切削脆性，外表粗糙度及对刀具的磨损等。一般金属的硬度在 hb170230 范围内，切削性能较好。高于它过硬，难以加工， 且刀具磨损快；过低则切屑不易断，造成刀具发热和磨损，加工后的零件外表粗糙度很大。对于低、中碳构造钢以正火作为预先热处理比较适宜，高碳构造钢和工具钢则以退火为宜。至于合金钢，由于合金元素的参加，使钢的硬度有所提高， 故中碳以上的合金钢一般都承受退火以改善切削性。（2） 从使用性能上考虑如工件性能要求不太高，随后不再进展淬火和回火，那么往往用正火来提高其机械性能，但假设零件的外形比较简单，正火的冷却速度有形成裂纹

7、的危急，应承受退火。（3） 从经济上考虑正火比退火的生产周期短，耗能少，且操作简便，故在可能的条件下，应优先考虑以正火代替退火。17. 指出以下零件的锻造毛坯进展正火的主要目的及正火后的显微组织：120 钢齿轮245 钢小轴 3t12 钢锉刀答：1目的：细化晶粒，均匀组织，消退内应力，提高硬度，改善切削加工性。组织：晶粒均匀细小的大量铁素体和少量索氏体。2目的：细化晶粒，均匀组织，消退内应力。组织：晶粒均匀细小的铁素体和索氏体。3目的：细化晶粒，均匀组织，消退网状 fe3c，为球化退火做组织预备，消退内应力。组织：索氏体和球状渗碳体。18. 一批 45 钢试样尺寸15*10mm ，因其组织、晶

8、粒大小不均匀，需承受退火处理。拟承受以下几种退火工艺；（1） 缓慢加热至 700，保温足够时间，随炉冷却至室温；（2） 缓慢加热至 840，保温足够时间，随炉冷却至室温；（3） 缓慢加热至 1100，保温足够时间，随炉冷却至室温；问上述三种工艺各得到何种组织？假设要得到大小均匀的细小晶粒，选何种工艺 最适宜？答：1因其未到达退火温度，加热时没有经过完全奥氏体化，故冷却后照旧得到组织、晶粒大小不均匀的铁素体和珠光体。（2） 因其在退火温度范围内，加热时全部转化为晶粒细小的奥氏体，故冷却后得到组织、晶粒均匀细小的铁素体和珠光体。（3） 因其加热温度过高，加热时奥氏体晶粒猛烈长大，故冷却后得到晶粒粗

9、大的铁素体和珠光体。要得到大小均匀的细小晶粒，选其次种工艺最适宜。19. 淬火的目的是什么？亚共析碳钢及过共析碳钢淬火加热温度应如何选择？试从获得的组织及性能等方面加以说明。答：淬火的目的是使奥氏体化后的工件获得尽量多的马氏体并配以不同温度回火获得各种需要的性能。亚共析碳钢淬火加热温度 ac3+3050，淬火后的组织为均匀而细小的马氏体。由于假设亚共析碳钢加热温度在 ac1ac3 之间，淬火组织中除马氏体外， 还保存一局部铁素体，使钢的强度、硬度降低。但温度不能超过ac3 点过高，以防奥氏体晶粒粗化，淬火后获得粗大马氏体。过共析碳钢淬火加热温度 ac1+3050，淬火后的组织为均匀而细小的马氏

10、体和颗粒状渗碳体及剩余奥氏体的混合组织。假设加热温度超过 accm，渗碳体溶解过多，奥氏体晶粒粗大，会使淬火组织中马氏体针变粗，渗碳体量削减， 剩余奥氏体量增多，从而降低钢的硬度和耐磨性。淬火温度过高，淬火后易得到含有显微裂纹的粗片状马氏体，使钢的脆性增加。20. 常用的淬火方法有哪几种？说明它们的主要特点及其应用范围。答：常用的淬火方法有单液淬火法、双液淬火法、等温淬火法和分级淬火法。单液淬火法：这种方法操作简洁，简洁实现机械化，自动化，如碳钢在水中淬火， 合金钢在油中淬火。但其缺点是不符合抱负淬火冷却速度的要求，水淬简洁产生变形和裂纹，油淬简洁产生硬度缺乏或硬度不均匀等现象。适合于小尺寸且

11、外形简洁的工件。双液淬火法：承受先水冷再油冷的操作。充分利用了水在高温区冷速快和油在低温区冷速慢的优点，既可以保证工件得到马氏体组织，又可以降低工件在马氏体区的冷速，削减组织应力，从而防止工件变形或开裂。适合于尺寸较大、外形简单的工件。等温淬火法：它是将加热的工件放入温度稍高于 ms 的硝盐浴或碱浴中，保温足够长的时间使其完成 b 转变。等温淬火后获得 b 下组织。下贝氏体与回火马氏体相比，在碳量相近，硬度相当的状况下，前者比后者具有较高的塑性与韧性，适用于尺寸较小，外形简单，要求变形小，具有高硬度和强韧性的工具，模具等。分级淬火法：它是将加热的工件先放入温度稍高于 ms 的硝盐浴或碱浴中，保

12、温25min，使零件内外的温度均匀后，马上取出在空气中冷却。这种方法可以削减工件内外的温差和减慢马氏体转变时的冷却速度，从而有效地削减内应力，防止产生变形核开裂。但由于硝盐浴或碱浴的冷却力量低，只能适用于零件尺寸较小，要求变形小，尺寸精度高的工件，如模具、刀具等。21. 说明 45 钢试样10mm 经以下温度加热、保温并在水中冷却得到的室温组织：700，760，840，1100。答：700：由于它没有到达相变温度，因此没有发生相变，组织为铁素体和珠光体。760：它的加热温度在ac1ac3 之间，因此组织为铁素体、马氏体和少量剩余奥氏体。840：它的加热温度在 ac3 以上，加热时全部转变为奥氏

13、体，冷却后的组织为马氏体和少量剩余奥氏体。1100：因它的加热温度过高，加热时奥氏体晶粒粗化，淬火后得到粗片状马氏体和少量剩余奥氏体。22. 有两个含碳量为 1.2%的碳钢薄试样，分别加热到 780和 860并保温一样时间，使之到达平衡状态，然后以大于 vk 的冷却速度至室温。试问：（1） 哪个温度加热淬火后马氏体晶粒较粗大？答;由于 860加热温度高，加热时形成的奥氏体晶粒粗大，冷却后得到的马氏体晶粒较粗大。（2） 哪个温度加热淬火后马氏体含碳量较多？答；由于加热温度 860已经超过了 accm，此时碳化物全部溶于奥氏体中，奥氏体中含碳量增加，而奥氏体向马氏体转变是非集中型转变，所以冷却后马

14、氏体含碳量较多。（3） 哪个温度加热淬火后剩余奥氏体较多？答：由于加热温度 860已经超过了 accm，此时碳化物全部溶于奥氏体中，使奥氏体中含碳量增加，降低钢的 ms 和 mf 点，淬火后剩余奥氏体增多。（4） 哪个温度加热淬火后未溶碳化物较少？答：由于加热温度 860已经超过了 accm，此时碳化物全部溶于奥氏体中，因此加热淬火后未溶碳化物较少（5） 你认为哪个温度加热淬火后适宜？为什么？答：780加热淬火后适宜。由于含碳量为 1.2%的碳钢属于过共析钢，过共析碳钢淬火加热温度 ac1+3050，而 780在这个温度范围内，这时淬火后的组织为均匀而细小的马氏体和颗粒状渗碳体及剩余奥氏体的混

15、合组织，使钢具有高的强度、硬度和耐磨性，而且也具有较好的韧性。23. 指出以下工件的淬火及回火温度，并说明其回火后获得的组织和大致的硬度：145 钢小轴要求综合机械性能；260 钢弹簧；3t12 钢锉刀。答：145 钢小轴要求综合机械性能，工件的淬火温度为 850左右，回火温度为 500650左右，其回火后获得的组织为回火索氏体 ，大致的硬度2535hrc。260 钢弹簧，工件的淬火温度为 850左右，回火温度为 350500左右，其回火后获得的组织为回火屈氏体 ，大致的硬度 4048hrc。3t12 钢锉刀，工件的淬火温度为 780左右，回火温度为 150250， 其回火后获得的组织为回火马

16、氏体 ，大致的硬度 60hrc。24. 为什么工件经淬火后往往会产生变形，有的甚至开裂？减小变形及防止开裂有哪些途径？答：淬火中变形与开裂的主要缘由是由于淬火时形成内应为。淬火内应力形成的缘由不同可分热应力与组织应力两种。工件在加热和(或)冷却时由于不同部位存在着温度差异而导致热胀和 (或)冷缩不全都所引起的应力称为热应力。热应力引起工件变形特点时：使平面边为凸面， 直角边钝角，长的方向变短，短的方向增长，一句话，使工件趋于球形。钢中奥氏体比体积最小,奥氏体转变为其它各种组织时比体积都会增大,使钢的体积膨胀;工件淬火时各部位马氏体转变 先后不全都,因而体积膨胀不均匀。这种由于热处理过程中各部位

17、冷速的差异使工件各部位相转变的不同时性所引起的应力,称为相变应力(组织应力)。组织应力引起工件变形的特点却与此相反：使平面变为凹面，直角变为钝角，长的方向变长；短的方向缩短，一句话，使尖角趋向于突出。工件的变形与开裂是热应力与组织应力综合的结果，但热应力与组织应力方向恰好相反，假设热处理适当，它们可局部相互抵消，可使剩余应力减小，但是当剩余应力超过钢的屈服强度时，工件就发生变形，剩余应力超过钢的抗拉强度时， 工件就产生开裂。为减小变形或开裂，出了正确选择钢材和合理设计工件的构造外，在工艺上可实行以下措施：1. 承受合理的锻造与预先热处理锻造可使网状、带状及不均匀的碳化物呈弥散均匀分布。淬火前应

18、进展预备热处理(如球化退火与正火),不但可为淬火作好组织预备,而且还可消退工件在前面加工过程中产生的内应力。2. 承受合理的淬火工艺；正确确定加热温度与加热时间,可避开奥氏体晶粒粗化。对外形简单或导热性差的高合金钢,应缓慢加热或屡次预热,以削减加热中产生的热应力。工件在加热炉中安放时,要尽量保证受热均匀,防止加热时变形;选择适宜的淬火冷却介质和洋火方法(如马氏体分级淬火、贝氏体等温淬火 ),以削减冷却中热应力和相变应力等。3. 淬火后准时回火淬火内应力如不准时通过回火来消退,对某些外形简单的或碳的质量分数较高的工件,在等待回火期间就会发生变形与开裂。4. 对于淬火易开裂的局部，如键槽，孔眼等用

19、石棉堵塞。25. 淬透性与淬硬层深度两者有何联系和区分？影响钢淬透性的因素有哪些？ 影响钢制零件淬硬层深度的因素有哪些？答：淬透性是指钢在淬火时获得淬硬层的力量。不同的钢在同样的条件下淬硬层深不同，说明不同的钢淬透性不同，淬硬层较深的钢淬透性较好。淬硬性：是指钢以大于临界冷却速度冷却时，获得的马氏体组织所能到达的最高硬度。钢的淬硬性主要打算于马氏体的含碳量，即取决于淬火前奥氏体的含碳量。影响淬透性的因素： 化学成分c 曲线距纵坐标愈远，淬火的临界冷却速度愈小，则钢的淬透性愈好。对于碳钢，钢中含碳量愈接近共析成分，其c 曲线愈靠右，临界冷却速度愈小，则淬透性愈好，即亚共析钢的淬透性随含碳量增加而

20、增大，过共析钢的淬透性随含碳量增加而减小。除 co 和 al2.5%以外的大多数合金元素都使 c 曲线右移，使钢的淬透性增加，因此合金钢的淬透性比碳钢好。 奥氏体化温度温度愈高，晶粒愈粗，未溶其次相愈少，淬透性愈好。26. 钢的淬硬层深度通常是怎规定的？用什么方法测定构造钢的淬透性？怎样表示钢的淬透性值。答：为了便于比较各种钢的淬透性，常利用临界直径 dc 来表示钢获得淬硬层深度的力量。所谓临界直径就是指圆柱形钢棒加热后在肯定的淬火介质中能全部淬透的最大直径。对同一种钢 dc 油dc 水，由于油的冷却力量比水低。目前国内外都普遍承受“顶端淬火法”测定钢的淬透性曲线，比较不同钢的淬透性。“顶端淬

21、火法”国家规定试样尺寸为 25100mm；水柱自由高度 65mm；此外应留意加热过程中防止氧化，脱碳。将钢加热奥氏体化后，快速喷水冷却。明显， 在喷水端冷却速度最大，沿试样轴向的冷却速度渐渐减小。据此，末端组织应为马氏体，硬度最高，随距水冷端距离的加大，组织和硬度也相应变化，将硬度随水冷端距离的变化绘成曲线称为淬透性曲线。不同钢种有不同的淬透性曲线，工业上用钢的淬透性曲线几乎都已测定，并已集合成册可查阅参考。由淬透性曲线就可比较出不同钢的淬透性大小。此外对于同一种钢，因冶炼炉冷不同，其化学成分会在一个限定的范围内波动， 对淬透性有肯定的影响，因此钢的淬透性曲线并不是一条线，而是一条带，即表现出

22、“淬透性带”。钢的成分波动愈小，淬透性带愈窄，其性能愈稳定，因此淬透性带愈窄愈好。27. 回火的目的是什么？常用的回火操作有哪几种？指出各种回火操作得到的组织、性能及其应用范围。答：回火的目的是降低淬火钢的脆性，削减或消退内应力，使组织趋于稳定并获得所需要的性能。常用的回火操作有低温回火、中温回火、高温回火。低温回火得到的组织是回火马氏体。内应力和脆性降低，保持了高硬度和高耐磨性。这种回火主要应用于高碳钢或高碳合金钢制造的工、模具、滚动轴承及渗碳和外表淬火的零件，回火后的硬度一般为 hrc 58-64。中温回火后的组织为回火屈氏体，硬度 hrc35-45，具有肯定的韧性和高的弹性极限及屈服极限

23、。这种回火主要应用于含碳 0.5-0.7%的碳钢和合金钢制造的各类弹簧。高温回火后的组织为回火索氏体，其硬度 hrc 25-35，具有适当的强度和足够的塑性和韧性。这种回火主要应用于含碳 0.3-0.5% 的碳钢和合金钢制造的各类连接和传动的构造零件，如轴、连杆、螺栓等。28. 指出以下组织的主要区分：1索氏体与回火索氏体；2屈氏体与回火屈氏体；3马氏体与回火马氏体。答：由奥氏体冷却转变而成的屈氏体(淬火屈氏体)和索氏体(淬火索氏体)组织,与由马氏体分解所得到的回火屈氏体和回火索氏体组织有很大的区分 ,主要是碳化物的形态不同。由奥氏体直接分解的屈氏体及索氏体中的碳化物是片状的 ,而由马氏体分解

24、的回火屈氏体与回火索氏体中碳化物是颗粒状的。回火索氏体和回火屈氏体相对于索氏体与屈氏体其塑性和韧性较好。马氏体m是由 a 直接转变成碳在 fe 中过饱和固溶体。回火马氏体是过饱和的 固溶体铁素体和与其晶格相联系的 碳化物所组成，其淬火内应力和脆性得到降低。29. 外表淬火的目的是什么？常用的外表淬火方法有哪几种？比较它们的优缺点及应用范围。并说明外表淬火前应承受何种预先热处理。答：外表淬火的目的是使工件表层得到强化，使它具有较高的强度，硬度，耐磨性及疲乏极限，而心部为了能承受冲击载荷的作用，仍应保持足够的塑性与韧性。常用的外表淬火方法有：1.感应加热外表淬火；2.火焰加热外表淬火。感应加热外表

25、淬火是把工件放入有空心铜管绕成的感应器线圈内，当线圈通入交变电流后，马上产生交变磁场，在工件内形成“涡流”，表层快速被加热到淬火温度时而心部仍接近室温，在马上喷水冷却后，就到达外表淬火的目的。火焰加热外表淬火是以高温火焰为热源的一种外表淬火法。将工件快速加热到淬火温度，在随后喷水冷却后，获得所需的表层硬度和淬硬层硬度。感应加热外表淬火与火焰加热淬火相比较有如下特点:1) 感应加热速度极快 ,只要几秒到几十秒的时间就可以把工件加热至淬火温度 ,:而且淬火加热温度高(ac3 以上 80150)。2) 因加热时间短,奥氏体晶粒细小而均匀 ,淬火后可在外表层获得极细马氏体 ,使工件外表层较一般淬火硬度

26、高 23hrc,且脆性较低。3感应加热外表淬火后,淬硬层中存在很大剩余压应力,有效地提高了工件的疲乏强,且变形小,不易氧化与脱碳。4)生产率高,便于机械化、自动化,适宜于大批量生产。但感应加热设备比火焰加热淬火费用较贵,修理调整比较困难,外形简单的线圈不易制造外表淬火前应承受退火或正火预先热处理。30. 化学热处理包括哪几个根本过程？常用的化学热处理方法有哪几种？答：化学热处理是把钢制工件放置于某种介质中，通过加热和保温，使化学介质中某些元素渗入到工件表层，从而转变表层的化学成分，使心部与表层具有不同的组织与机械性能。化学热处理的过程：1 分解：化学介质要首先分解出具有活性的原子；2 吸取：工

27、件外表吸取活性原子而形成固溶体或化合物；3 集中：被工件吸取的活性原子，从外表想内集中形成肯定厚度的集中层。常用的化学热处理方法有：渗碳、氮化、碳氮共渗、氮碳共渗。31. 试述一般渗碳件的工艺路线，并说明其技术条件的标注方法。答：一般渗碳件的工艺路线为：下料锻造正火切削加工渡铜不渗碳部位 渗碳淬火低温回火 喷丸精磨成品32. 氮化的主要目的是什么？说明氮化的主要特点及应用范围。答：在肯定温度(一般在 ac1 以下)使活性氮原子渗入工件外表的化学热处理工艺称为渗氮。其目的是提高工件外表硬度、耐磨性、耐蚀性及疲乏强度。氮化的主要特点为：1)工件经渗氮后外表形成一层极硬的合金氮化物(如 crn、mo

28、n、ain 等), 渗氮层的硬度一般可达 9501200hv(相当于 6872hrc), 且渗氮层具有高的红硬性(即在 600650仍有较高硬度)。2)工件经渗氮后渗氮层体积增大,造成外表压应力,使疲乏强度显著提高。3)渗氮层的致密性和化学稳定性均很高,因此渗氮工件具有高的耐蚀性。4)渗温度低,渗氮后又不再进展热处理,所以工件变形小,一般只需精磨或研磨、抛光即可。渗氮主要用于要求耐磨性和周密度很高的各种高速传动的周密齿轮、高精度机床主轴(如锺轴、磨床主轴)、安排式液压泵转子,交变载荷作用下要求疲乏强度高的零件(高速柴油机曲轴),以及要求变形小和具有肯定耐热、抗蚀力量的耐磨零件 (阀门)等。33

29、. 试说明外表淬火、渗碳、氮化热处理工艺在用钢、性能、应用范围等方面的差异。答：外表淬火一般适用于中碳钢 0.40.5%c和中碳低合金钢 40cr、40mnb 等，也可用于高碳工具钢，低合金工具钢如 t8、9mn2v、gcr15 等。以及球墨铸铁等。它是利用快速加热使钢件外表奥氏体化，而中心尚处于较低温度即快速予以冷却，表层被淬硬为马氏体，而中心仍保持原来的退火、正火或调质状态的组织。应用范围：1高频感应加热外表淬火应用于中小模数齿轮、小型轴的外表淬火。2中频感应加热外表淬火主要用于承受较大载荷和磨损的零件，例如大模数齿轮、尺寸较大的曲轴和凸轮轴等。 (3)工频感应加热外表淬火工频感应加热主要

30、用于大直径钢材穿透加热和要求淬硬深度深的大直径零件，例如火车车轮、轧辘等的外表淬火。渗碳钢都是含 0.150.25%的低碳钢和低碳合金钢，如 20、20cr、20crmnti、20simnvb 等。渗碳层深度一般都在 0.52.5mm。钢渗碳后外表层的碳量可到达 0.81.1%c 范围。渗碳件渗碳后缓冷到室温的组织接近于铁碳相图所反映的平衡组织，从表层到心部依次是过共析组织，共析组织，亚共析过渡层，心部原始组织。渗碳主要用于外表受严峻磨损，并在较大的冲载荷下工作的零件受较大接触应力如齿轮、轴类、套角等。氮化用钢通常是含 al、cr、mo 等合金元素的钢，如 38crmoala 是一种比较典型的

31、氮化钢，此外还有 35crmo、18crniw 等也经常作为氮化钢。与渗碳相比、氮化工件具有以下特点： 1氮化前需经调质处理，以便使心部组织具有较高的强度和韧性。2） 外表硬度可达 hrc6572，具有较高的耐磨性。3） 氮化外表形成致密氮化物组成的连续薄膜，具有肯定的耐腐蚀性。4） 氮化处理温度低，渗氮后不需再进展其它热处理。氮化处理适用于耐磨性和精度都要求较高的零件或要求抗热、抗蚀的耐磨件。如： 发动机的汽缸、排气阀、高精度传动齿轮等。34. 拟用 t10 制造外形简洁的车刀，工艺路线为：锻造热处理机加工热处理磨加工（1） 试写出各热处理工序的名称并指出各热处理工序的作用；（2） 指出最终

32、热处理后的显微组织及大致硬度；（3） 制定最终热处理工艺规定温度、冷却介质答：1工艺路线为：锻造退火机加工淬火后低温回火磨加工。退火处理可细化组织，调整硬度，改善切削加工性；淬火及低温回火可获得高硬度和耐磨性以及去除内应力。（2） 终热处理后的显微组织为回火马氏体，大致的硬度 60hrc。（3） t10 车刀的淬火温度为 780左右，冷却介质为水；回火温度为 150250。35. 选择以下零件的热处理方法，并编写简明的工艺路线各零件均选用锻造毛坯，并且钢材具有足够的淬透性：（1） 某机床变速箱齿轮模数 m=4，要求齿面耐磨，心部强度和韧性要求不高，材料选用 45 钢；（2） 某机床主轴，要求有

33、良好的综合机械性能，轴径局部要求耐磨hrc 50-55，材料选用 45 钢；（3） 镗床镗杆，在重载荷下工作，精度要求极高，并在滑动轴承中运转，要求镗杆外表有极高的硬度，心部有较高的综合机械性能，材料选用 38crmoala。答：1下料锻造正火粗加工精加工局部外表淬火+低温回火精磨成品（2） 下料锻造正火粗加工调质精加工局部外表淬火+低温回火精磨成品（3） 下料锻造退火粗加工调质精加工氮化研磨成品36. 某型号柴油机的凸轮轴，要求凸轮外表有高的硬度hrc50，而心部具有良好的韧性ak40j，原承受 45 钢调质处理再在凸轮外表进展高频淬火，最终低温回火，现因工厂库存的 45 钢已用完，只剩 1

34、5 钢，拟用 15 钢代替。试说明：（1） 原 45 钢各热处理工序的作用；（2） 改用 15 钢后，应按原热处理工序进展能否满足性能要求？为什么？（3） 改用 15 钢后，为到达所要求的性能，在心部强度足够的前提下承受何种热处理工艺？答：1正火处理可细化组织，调整硬度，改善切削加工性；调质处理可获得高的综合机械性能和疲乏强度；局部外表淬火及低温回火可获得局部高硬度和耐磨性。（2） 不能。改用15 钢后按原热处理工序会造成心部较软，外表硬，会造成外表脱落。（3） 渗碳。37. 有甲、乙两种钢，同时加热至 1150 ，保温两小时，经金相显微组织检查，甲钢奥氏体晶粒度为 3 级，乙钢为 6 级。由

35、此能否得出结论：甲钢是本质粗晶粒钢，而乙钢是本质细晶粒钢？答：不能。本质晶粒度是在 93019,保温 38 小时后测定的奥氏体晶粒大小。本质细晶粒钢在加热到临界点 acl 以上直到 930晶粒并未显著长大。超过此温度后,由于阻挡晶粒长大的难溶质点消逝,晶粒随即快速长大。1150 超过 930， 有可能晶粒随即快速长大，所以不能得出结论甲钢是本质粗晶粒钢，而乙钢是本质细晶粒钢。38. 为什么用铝脱氧的钢及参加少量 ti ， zr ， v ， nb, w 等合金元素的钢都是本质细晶粒钢？奥氏体晶粒大小对转变产物的机械性能有何影响？答：铝脱氧及参加少量 ti ， zr ， v ， nb, w 等合金

36、元素会形成高温难溶的合金化合物，在 93019左右抑制了晶粒的长大。所以参加以上合金元素的钢都是本质细晶粒钢。39. 钢获得马氏体组织的条件是什么？与钢的珠光体相变及贝氏体相变比较，马氏体相变有何特点？答：钢获得马氏体组织的条件是：钢从奥氏体状态快速冷却 ,来不及发生集中分解而发生无集中型的相变。马氏体相变的特点为：(1) 无集中性。钢在马氏体转变前后,组织中固溶的碳浓度没有变化,马氏体和奥氏体中固溶的碳量全都,仅发生晶格转变,因而马氏体的转变速度极快。(2) 有共格位向关系。马氏体形成时 ,马氏体和奥氏体相界面上的原子是共有的 ,既属于马氏体,又属于奥氏体,称这种关系为共格关系。(3) 在通

37、常状况下,过冷奥氏体向马氏体转变开头后 ,必需在不断降温条件下转变才能连续进展,冷却过程中断,转变马上停顿。40. 说明共析钢 c 曲线各个区,各条线的物理意义，并指出影响 c 曲线外形和位置的主要因素。答：过冷奥氏体等温转变曲线说明：1) 由过冷奥氏体开头转变点连接起来的曲线称为转变开头线 ;由转变终了点连接起来的曲线称为转变终了线。 a 1 线以右转变开头线以左的区域是过冷奥氏体区;a1 线以下,转变终了线以右和 ms 点以上的区域为转变产物区;在转变开头线与转变终了线之间的区域为过冷奥氏体和转变产物共存区。2) 过冷奥氏体在各个温度等温转变时 ,都要经过一段孕育期它以转变开头线与纵坐标之

38、间的水平距离来表示。对共析碳钢来说,转变开头线在 550消灭拐弯， 该处被称为 c 曲线的鼻尖，它所对应的温度称为鼻温。3)共析碳钢的过冷奥氏体在三个不同温度区间,可发生三种不同的转变:在 c 曲线鼻尖以上局部，即 a1550之间过冷奥氏体发生珠光体转变，转变产物是珠光体,故又称珠光体转变；在c 曲线鼻尖以下局部,即 550ms 之间，过冷奥氏体发生贝氏体转变,转变产物是贝氏体，故又称贝氏体转变；在 ms 点以下过冷奥氏体发生马氏体转变，转变产物是马氏体，故又称马氏体转变。亚共析和过共析钢的等温转变 c 曲线，与共析钢的不同是,亚共析钢的 c 曲线上多一条代表析出铁素体的线。过共析钢的 c 曲线上多一条代表二次渗碳体的析出线。影响 c 曲线外形和位置的主要因素有：但凡提高奥氏体稳定性的因素，都使孕育期延长，转变减慢，因而使 c 曲线右移。反之，使 c 曲线左移。碳钢 c 曲线的位置与钢的含碳量有关，在亚共析钢中,随着含碳量的增加,钢的 c 曲线位置右移。在过共析钢中,随着含碳量的增加，c 曲线又向左移。除此之外，钢的奥氏体化温度愈高，保温时间愈长，奥氏体晶粒愈粗大， 则c 曲线的位置愈右移。41.将 20 钢及 60 钢同时加热至 860 ，并保温一样时间，问哪种钢奥氏体晶粒粗大些？答：60 钢奥氏体晶粒粗大些。