金属热处理工艺复习题.doc

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1、金属热处理工艺复习题汇总：1、简述马氏体的组织形态及其性能特点。钢中马氏体的形态多种多样，但就其单元的形态及亚构造的特点来看，最主要的是板条状和片状马氏体，其余尚有蝶状，薄板状及六方马氏体等几种。板条状马氏体又称位错马氏体：在低、中碳钢及马氏体时效钢、不锈钢、FeNi合金中形成的一种典型的马氏体组织，其特征是每个单元的外形呈窄而瘦长的板条， 并且很多板条总是成群的，相互平行的连接在一起。这种马氏体的亚构造主要是位错。片状马氏体(又称针状马氏体、孪晶马氏体：在中、高碳合金钢及 FeNi 合金中形成的一种典型马氏体组织。对碳钢来说，一般当碳含量小于 1.0%时是与板条状马氏体共存，而大于 1.0%

2、时才单独存在。其特征是相邻的马氏体片一般互不平行， 而是呈肯定的夹角排列，他的空间形态呈双凸透镜片状。与试样磨面相截而往往呈现为针状，这种马氏体的亚构造主要为孪晶。其他形态的马氏体蝶状马氏体：从晶相形态，内部亚构造和形成温度来看，他是介于板条状马氏体和片状马氏体之间的一种特异形态，同时具有两者特征，中温。薄片状马氏体：纯粹具有对称的孪晶构造。立体外形为薄片状，而晶相形态为很细的带状，它具有相互穿插，分枝，曲折等特异形态。 马氏体：在 CrNiMn不锈钢和高锰钢中常存在一种具有密排六方构造的马氏体，即 马氏体，其也呈薄片状，沿1 1 1r 晶面形成，其亚构造为大量层错。性能特点：主要特性之一，具

3、有高硬度。马氏体的硬度主要取决于碳含量。在肯定范围内，含碳量增加，硬度和强度增加。碳含量在 0.4%以下时，硬度随碳含量增加而显著提高， 而在 0.6%以上时，硬度的增高不明显，当碳含量高于 0.7%时，随碳含量增加，钢的硬度下降。马氏体的高硬度和高强度来源：1、过饱和碳引起的固溶强化。2、马氏体中亚构造引起的强化。3、马氏体的时效强化。主要特性之二，低碳的位错型马氏体具有较高的塑形和韧性，随碳含量的增高而急剧降低。总结，位错型板条状)马氏体具有相当高的强度、硬度和良好地塑形、韧性； 而孪晶型片状马氏体则强度，硬度很高，塑形，韧性很低。主要特性之三：马氏体的相变诱发塑性。其有利于提高钢的韧性。

4、2、简述退火种类及其所适应的碳钢种类范围。退火种类：完全退火对于亚共析钢，加热温度应高于 Ac3；对于过共析钢，应高于 Acm等温退火，加热温度与完全退火大致一样，冷却时则在 Ar1 以下某一温度等温停留， 使之发生珠光体转变，然后出炉空冷至室温。球化退火，目的是得到球化体组织，这是任何一种钢具有最正确塑性和最低硬度的一种组织。球化体组织的良好性能对于低碳钢和中碳钢的冷成形格外重要，而他的低硬度对于工具钢和轴承钢在最终热处理前的切削加工也很重要。球化退火应用广泛。集中退火，目的是消退钢锭或大型钢铸件中不行避开的成分偏析，尤其在高合金钢中应用更广泛。低温退火或消退应力退火，目的是消退工件因冷加工

5、或切削加工以及热加工后快冷而引起的剩余应力，以避开其随后可能产生的变形，开裂或后续热处理困难。碳钢和低合金钢的低温退火温度为 550-650，高合金钢和高速钢为 600-750.再结晶退火，目的是使冷形变钢通过再结晶而恢复塑形，降低硬度，以利于随后的再形变或获得稳定的组织。通常用于冷轧低碳钢板和钢带。3、简述淬火硬度缺乏的两种可能缘由。1、淬火冷速不够。可能是淬火介质选择不当，淬火介质的温度上升或混入较多杂质而使其冷却力量下降，或是工件尺寸过大，难以获得足够的冷速。2、淬火加热温度过低或保温时间过短。淬火组织中还残存着珠光体或铁素体，引起硬度缺乏。3、操作不当。4、外表脱碳。4、简述回火的目的

6、、根本过程和种类。目的：提高淬火钢的塑性和韧性，降低其脆性，但却往往不行避开的要降低其强度和硬度。另一目的是降低或消退淬火引起的剩余内应力，这对于稳定工具钢制品的尺寸特别重要。根本过程：碳原子的重分布时效阶段100以下过度碳化物 / 或 的沉淀-回火第一阶段100 300剩余奥氏体的分解-回火其次阶段200300过度碳化物 / 或 转变为 Fe3C-回火第三阶段200 350Fe3C 的粗化和球化，以及等轴铁素体晶粒的形成回火第四阶段350以上种类：低温回火150-250，中温回火350 500，高温回火大于5005、简述珠光体转变动力学的特点。在恒温下进展的珠光体转变的动力学特点如下：1、转

7、变开头之前有一个孕育期。2、温度肯定时，转变速度随时间延长有一极大值。3、随转变温度的降低，珠光体转变温度的孕育期有一微小值，在此温度下，转变最快。4、合金元素的影响很显著。6、简述珠光体类型及其力学性能特点。片状珠光体，颗粒状珠光体。7、简述再结晶退火的特点。再结晶退火，目的是使冷形变钢通过再结晶而恢复塑形，降低硬度，以利于随后的再形变或获得稳定的组织。通常用于冷轧低碳钢板和钢带。8、简述热处理工艺缺陷。零件经渗碳和淬火-回火后简洁消灭 1、外表硬度偏低。2、渗层深度不够或不均匀。3、金相组织不合格，例渗层消灭网状碳化物或大块状碳化物，晶粒粗大，渗层剩余奥氏体过多，心部铁素体过多等等。4、渗

8、碳层消灭内氧化 5、零件变形超差6、心部硬度过高。9、简述马氏体组织形态及其力学性能特点。与 1 重复10、简述淬硬性和淬透性的区分。淬透性：指钢在淬火时能够获得的马氏体组织倾向。即钢被淬透的力量它是钢材固有的一种属性。淬透性也叫可淬性，它取决于钢的淬火临界冷却速度大小。淬硬性：也叫可硬性，指钢的正常淬火条件下，所能够到达的最高硬度。淬硬性主要与钢中的碳含量有关，它取决于淬火加热时固溶于奥氏体中的碳含量。固溶的碳量越高，淬火后马氏体的硬度也愈高。不同：含义不同，淬硬性高的钢，其淬透性不肯定高，而淬硬性低的钢，其淬透性不肯定低。11、简述抱负临界淬火直径与临界淬火直径的区分。临界淬透直径：将某种

9、钢做成各种不同直径的一组圆柱体试样，按规定的条件淬火以后，可找出其中截面中心恰好是含 50%马氏体组织的一根试样，该试样的直径就被称为临界淬透直径，以 Do 表示。这说明，小于此直径可以被淬透，而大于则不能。明显，钢材及淬火介质不同，Do 也就不同。为了排解冷却条件的影响，引入了抱负临界直径的概念。抱负临界直径：一般用 Di 表示，假定钢材在冷却强度为无限大的冷却介质中淬火， 当试样投入后，试样外表的温度便马上冷却到淬火介质温度，这时试样能够淬透的最大直径含 50%马氏体就称为抱负临界直径。试样直径大于 Di 时不能完全淬透， Di 的数值仅仅取决于钢的成分。他是一个排解淬火介质的影响而反响钢

10、固有的淬透性的判据。12、简述三种回火工艺及其组织类型与性能特点。低温回火，(150-250),淬火内应力得到局部消退，在很少降低硬度的同时使钢的韧性明显提高。中温回火350-500，回火屈氏体。使钢获得最高的弹性极限，主要用于各种弹簧钢。高温回火大于 500，回火索氏体。 13、简述 Ms 点的物理意义和影响因素。钢的马氏体转变开头温度。物理意义：为奥氏体与马氏体两相自由能差到达相变所需的最小化学驱动力值时的温度，或者说，Ms 点反响了使马氏体转变得以进展所需要的最小过冷度。影响因素：1、奥氏体的化学成分。Ms 点主要打算于奥氏体的化学成分，而奥氏体的化学成分又打算于钢的化学成分和加热标准。

11、温度和保温时间2、应力和塑形形变。在Ms 点以上肯定的温度范围内进展塑形形变会促使奥氏体在形变温度下发生马氏体转变，即相当于塑形形变促使Ms 点提高。3、奥氏体化条件。4、存在先马氏体的组织转变。假设在马氏体转变前奥氏体已预先局部的转变为珠光体组织，将会使Ms 点上升。14、过冷奥氏体转变产物主要是哪些？过冷奥氏体在 A1 以下不同温度范围内将按不同机理转变为不同类型的组织。主要取决于转变温度。15、淬火介质以水为例冷却过程经受哪几个阶段？1、蒸气膜阶段：当工件进入介质的一瞬间，四周介质马上被加热而气化，在工件外表形成一层蒸汽膜，将工件与液体介质隔绝。由于蒸汽膜的导热性较差，故使工件的冷却速度

12、较慢。冷却开头时，由于工件放出的热量大于介质从蒸汽膜中带走的热量， 故膜的厚度不断增加。随着冷却进展，工件温度不断降低，膜的厚度及其稳定性也渐渐变小，直至裂开而消逝。2、沸腾阶段：当蒸汽膜裂开后，工件与介质直接接触，介质在工件外表剧烈沸腾， 通过介质的气化并不断溢出气泡而带走大量热量，使前期冷却速度变快，随后冷却速度减慢，始终持续到工件冷至介质的沸点为止。3、对流阶段：当工件冷至低于工件的沸点时，则主要依靠对流传热方式进展冷却， 这时工件的冷速比蒸汽膜阶段还要缓慢。随着工件外表与介质的温差不断减小，冷却速度越来越小。16、正火的目的是什么？指将钢加热到 Ac3 或 Accm 以上 30-50保温，然后在室温的静止空气中自然冷却。正火可以细化晶粒，使组织均匀化，改善铸件的组织和低碳钢的切削加工性，也可以作为预备热处理。17、简述下例几种材料 45 钢、60Si2Mn、65Mn、GCr15 来制作零件的工艺路线以及工艺中涉及到的热处理工艺名称和作用。18、马氏体转变与珠光体转变相比，最大的区分是什么？珠光体是一种组织构造，由渗碳体和铁素体构，是通过集中得到的一种共晶两相组织； 马氏体是一种相构造，是非集中相变得到的一种非稳态构造。