第六章金属材料及热处理Word文档下载推荐.docx
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化物形成元素有：
锰、铬、钼、钨、钒、铌、锆、钛等；
扩大A区元素有：
镍、
锰、碳、氮等；
小A区元素有：
铬、铝、硅、钨等。
3．用W18Cr4V钢制作盘形铣刀，试安排其加工工艺路线，说明各热加工工序的目的，使用状态下的显微组织是什么？
为什么淬火温度高达
1280C?
淬火后为什么要经过三次560C回火？
能否用一次长时间回火代
替？
工艺路线:
锻造十球化退火-切削加工-淬火+多次560C回火-喷砂-磨削加工t成品
热处理工艺：
球化退火:
高速钢在锻后进行球化退火，以降低硬度，消除锻造应力，便于切削加工，并为淬火做好组织准备。
球化退火后的组织为球状珠光体。
淬火和回火:
高速钢的优越性能需要经正确的淬火回火处理后才能获得。
淬火温度高（1220-1280C）的原因是：
合金元素只有溶入钢中才能有
效提高红硬性，高速钢中大量的W、MO、Cr、V的是难熔碳化物，它们只有
在1200C以上才能大量地溶于奥氏体中，使奥氏体中固溶碳和合金元素含量高，淬透性才会非常好；
淬火后的马氏体才会强度高，且较稳定，所以
淬火加热温度一般为1220-1280C。
由于高速钢合金元素多，使其导热性差，传热速率低，淬火温度要高
（1220-1280°
C）,所以淬火加热时，必须进行一次预热（800-850C）或两冷
预热（500-600C、800-850C），而冷却多用分级淬火，高温淬火或油淬。
正常淬火组织为马氏体+粒状碳化物+（20-30%）残余奥氏体。
为了减少残余奥氏体，稳定组织，消除应力，提高红硬性，高速钢要进行多次回火。
第一次回火后约剩15%~18%残余奥氏体，第二次回火降到3%-5%残余奥
氏体，经过第三次回火后残余奥氏体才基本转变完成。
高速钢回火后组织
为:
极细的回火马氏体+较多粒状碳化物及少量残余奥氏体（<
1%-2%）4．试比较20CrMnTi与T12钢的淬透性与淬硬性。
20CrMnTi是一种中淬透性合金渗碳钢，其中有提高淬透性的元素
Mn、Cr、Ni等，因此淬透性较好。
又因这种材料的含碳量较低，淬火后获
得的马氏体少，所以，淬硬性差一些。
而T12钢是一种工具钢，含
淬硬性好，淬透性差一些。
5．如何提高钢的耐腐蚀性？
不锈钢的成分有何特点？
Crl2MoV是否为
不锈钢？
要想提高不锈钢的强度，应采取什么措施？
提高钢的耐腐蚀性的方法有：
①金属镀层、②阴极保护、③磷化、
④发蓝、⑤阳极化、⑥涂漆层等。
⑦涂防蚀油膏。
金属材料在高温下的腐蚀是化学腐蚀，在常温下的腐蚀是电化学腐蚀。
因此在常温下要金属材料的耐腐蚀性，一方面要尽量使合金呈单一均匀组
织；
另一方面更重要的是提高合金本身的电极电位。
所以不锈钢的成分特
点是：
组织中加入了较多的Cr、Ni、钼、钛、铌等合金元素
Crl2MoV不是不锈钢。
提高不锈钢的强度常用除应力处理，即加热至250-425C进行回火,
在300-350C保温1-2小时，然后空冷。
6．常用的耐热钢有哪些类型？
它们在使用状态下的显微组织是什么？
耐热钢类型有：
抗氧化钢和热强钢。
抗氧化钢在使用状态下的显微组织有：
铁素体、奥氏体。
热强钢在使用状态下的显微组织有：
珠光体、马氏体、奥氏体。
7．判断下列钢号的钢种、成分、常用的热处理方法及使用状态下的
显
微组织：
T8：
碳素工具钢。
常用的热处理方法有：
预备热处理：
①球化退
火、
②正火、③除应力处理。
最后热处理：
①淬火、②回火。
使用状态下的金
相组织是：
20Cr：
合金渗碳钢（低淬透性钢）。
为了改善
切削
加工性，渗碳钢的预先热处理一般采用正火工艺，渗碳后热处理一般是淬
火加低温回火，或是渗碳后直接淬火。
热处理后表面渗碳层的组织是针状
回火马氏体十合金碳化物十残余奥氏体，满足耐磨的要求：
全部淬透时心
部组织为低碳回火马氏体，末淬透时为索氏体十铁素体十低碳回火马氏体。
16Mn（新标准是Q345:
低合金结构钢。
低合金结构
钢一般在热轧或正火状态下使用，一般不需要进行专门的热处理。
其使用
状态下的显微组织一般为铁素体+索氏体。
有特殊需要时，如果为了改善焊
接区性能，可进行一次正火处理。
Mn13（新标准是ZGMn13:
耐磨钢。
水韧处理（加热到1000~11000C,保温一定时间，在水中快速冷却。
使用状态下的金相
组织是：
单相的奥氏体
40Cr：
调质钢（低淬透性钢）。
常用的热处理方法有：
调质钢零件的
热处
理主要是毛坯料的预备热处理（退火或正火）以及粗加工件的调质处
理。
调
质后组织为回火索氏体。
20CrMnTi:
合金渗碳钢（中淬透性渗碳钢）。
为了
改善切削加工性，渗碳钢的预先热处理一般采用正火工艺，渗碳后热处理
一般是淬火加低温回火，或是渗碳后直接淬火。
热处理后表面渗碳层的组
织是针状回火马氏体十合金碳化物十残余奥氏体，满足耐磨的要求：
全部
淬透时心部组织为低碳回火马氏体，末淬透时为索氏体十铁素体十低
碳回
火马氏体。
4Crl3:
马氏体型不锈钢。
①淬火+低温回火。
使用
状态下的金相组织是：
回火马氏体。
GCrl5:
常用着轴承钢和量具钢。
①
正火+球化退火。
①淬火、②低温回火。
使用状态下的
金相组
织是：
回火马氏体+粒状碳化物+少量的残余奥氏体。
60Si2Mn：
弹簧钢。
淬火+中温回火。
使用状态
的金相组织是：
回火托氏体。
3Cr2W8V常用着压铸模钢，属于过共析钢。
淬火和回火。
38CrMoAl：
：
调质钢（中淬透性钢）。
调质钢零件
的热处理主要是毛坯料的预备热处理（退火或正火）以及粗加工件的调质处
调质后组织为回火索氏体。
9CrSi：
合金刃具钢。
低合金工具钢的预备热处理
通常是锻造后进行球化退火，目的是改善锻造组织和切削加工性能。
最终
热处理为淬火+低温回火，其组织为回火马氏体+末溶碳化物+少量残余奥
5CrNiMo：
热模具钢。
对热作热模钢，要反复锻造，
其目的是使碳化物均匀分布。
锻造后的预备热处理一般是完全退火，其目
的是消除锻造应力、降低硬度（HRS197~HRS241，）以便于切削加工。
其最终
热处理为淬火+高温（中温）回火，以获得回火索氏体或回火托氏体组织。
WI8Cr4V:
高速钢。
在锻后进行球化退火，以降
低硬度，消除锻造应力，便于切削加工，并为淬火做好组织准备。
球化退火
后的组织为球状珠光体。
经过三次回火后基本转变完成。
高速钢回火后组
织为:
极细的回火马氏体+较多粒状碳化物及少量残余奥氏体。
CrI2MoV、CrWM：
n合金刃具纲。
常用的热处理方法有预备热处理是球化退
火。
退火组织为球状珠光体+均匀分布的碳化物。
最终热处理一般是淬火+
低温回火，经淬火、低温回火后的组织为回火马氏体+弥散粒状碳化物+少
量残余奥氏体。
1CrI8Ni9Ti：
奥氏体型不锈钢。
①除应力处理、
②
敏化处理、③稳定化处理、④消除。
相处理。
CrI2、冷模具钢。
属于莱氏体钢。
预备热处理
是
球化退火。
最终热处理
般是
淬火+低温回火，经淬火、低温回火后的组织为回火马氏体+弥散粒状碳化
物+少量残余奥氏体。
8．说明下列钢号中Cr、Mn的作用：
15MnTi、20CrMnTi、GCrl5、、5CrMo、ZGMnl3．0Crl3、40MnB、9Mn2V、
CrWMn
15MnTi:
是低合金高强度钢。
Mn的作用是提高淬透性。
Cr能促进
Mn对第二类回火脆性的敏感性；
Mn还有促使晶粒长大倾向。
20CrMnTi：
Cr是强碳化物形成元素，它能强化铁素体和增大淬透性。
MnMn提高淬透性。
GCrl5：
Cr能提高淬透性和减少热敏感性，与它碳形成的合金渗碳体
（Fe-Cr）3C在退火时集聚的倾向不无Cr的渗碳体小，所以Cr能使渗碳
体细化。
Mn提高淬透性。
ZGMnl3:
Mn的作用是：
保证热处理后得到单相的奥氏体。
0Crl3：
铬是使不锈钢获得耐腐蚀性的最基本元素。
在氧化性介质中，铬能使钢表面很快生成-层氧化膜，防止金属基体继续破坏。
含铬钢在氧化
性介质中的耐腐蚀性能随铬量的增加而提高，当含铬最达13%左右时（1/8
原子比），大大提高了钢的电极电位，使耐腐蚀性发生一个跳跃式突变，所
以不锈钢中含铬量一般均在13%以上
40MnB：
Cr是强碳化物形成元素，它能强化铁素体和增大淬透性。
Mn
Mn提高淬透性。
9Mn2V高碳低合金冷变形模具钢。
Mn溶入铁素体后起强化作用；
溶入渗碳体中形成（Fe・Mr）3C渗碳体类型的碳化物.
CrWM：
nCr、Mn能提高淬透性。
Cr是碳化物形成元素，能使钢中有较
多的碳化物，因此Cr提高了此钢的硬度和耐磨性。
9.材料库中存有：
42CrMo、GCr15T13、60S12Mn现要制作锂刀、齿轮、连杆螺栓，试选用材料，并说明应采用何种热处理方法及使用
状态下的显微组织。
锂刀：
T13。
热处理方法有：
①球化退火、②正火、
3除应力处理。
齿轮：
42CrMo热处理方法：
淬火+低温回火。
10.40钢及T12钢小试样经950C水冷、950C空冷、760C水冷，
720
C水冷处理后的组织各是怎样的组织？
解：
钢号950C水冷950C空冷760C水冷720C水冷
40钢M+A'
S+TM+A'
+FM+A'
+F
T12M+AS+TM+A+FeOM+A+FeO
11.对一批45钢零件进行热处理，不慎将退火件与正火件弄混，如何
用最简便的方法将它们区分开？
为什么？
退火的目的：
降低硬度、细化晶粒、提高素塑性、消除偏析、消除内应力。
获得的组织是珠光体。
正火的冷却速度快，过冷度大，获得的组织是索氏体（组织细、强度、硬度好）。
所以，45钢退火后硬度
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