热处理总复习文档格式.docx

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g二基本原理1.材料的强化手段：

、固溶强化；

、细晶强化；

、位错强化；

、加工硬化；

第二相强化；

、弥散强化。

2.固态相变的过程3.固态相变的热力学4.固态相变的动力学三考试题型名词解释：

一级相变、二级相变简答：

简述固态相变的特点金属固态相变中的形核特征第二章热处理基础一基本概念1.热处理：

按目的不同，热处理可分为：

退火、正火、淬火、回火、调质等。

退火就是将零件加热至临界温度以上，经一定时间随炉缓慢冷却；

正火就是将零件加热至临界温度以上，经一定时间保温；

淬火就是将零件加热至临界温度以上，经一定时间保温后快速冷却；

回火与调质就是回热至回火温度，经一段时间保温后冷却，回火温度分为低温、高温、中温回火。

化学热处理常见的就是用碳和氮渗入到刚的表面内，提高表面层硬度，具有耐磨和抗拉强度的性能。

2.奥氏体：

铁内固溶有碳和（或）其他元素的、晶体结构为面心立方的固溶体。

珠光体：

奥氏体从高温缓慢冷却时发生共析转变所形成的，其立体形态为铁素体薄层和碳化物（包括渗碳体）薄层交替重叠的层状复相物。

广义则包括过冷奥氏体发生珠光体转变所形成的层状复相物。

马氏体：

对固态的铁基合金（钢铁及其他铁基合金）以及非铁金属及合金而言，是无扩散的共格切变型相转变，即马氏体转变的产物。

就铁基合金而言，是过冷奥氏体发生无扩散的共格切变型相转变即马氏体转变所形成的产物。

铁基合金中常见的马氏体，就其本质而言，是碳和（或）合金元素在铁中的过饱和固溶体。

就铁-碳二元合金而言，是碳在铁中的过饱和固溶体。

贝氏体：

钢在奥氏体化后被过冷到珠光体转变温度区间以下，马氏体转变温度区间以上这一中温度区间（所谓“贝氏体转变温度区间”）转变而成的由铁素体及其内分布着弥散的碳化物所形成的亚稳组织，即贝氏体转变的产物。

3.奥氏体化：

奥氏体化就是加热工件，使温度达到共析温度以上，使常温下的铁素体和渗碳体再转变回奥氏体。

奥氏体是碳溶解在Fe中的间隙固溶体，常用符号A表示。

它仍保持Fe的面心立方晶格。

其溶碳能力较大，将钢铁想再生成均匀的奥氏体组织，奥氏体是在大于727高温下才能稳定存在的组织。

奥氏体塑性好，是绝大多数钢种在高温下进行压力加工时所要求的组织。

4.晶粒度：

表示晶粒大小的尺度叫晶粒度。

5.均匀形核：

在均匀母相中由晶胚发展为新相晶核的过程，称为均匀形核。

非均匀形核：

若新相优先在母相中的不均匀结构处形核的过程，称为非均形核。

均匀形核就是不在杂质或者器壁结晶，而是直接通过液体本身的相起伏产生临街晶核从而生长晶体的结晶过程。

而非均匀形核就是依靠液体中的固体杂质或器壁的表面能进行的结晶。

通常，非均匀晶核比均匀形核容易进行。

1.能量起伏6.相变驱动力：

2.结构起伏3.成分起伏7.组织遗传：

发生固态相变后，新相仍旧保留母相晶粒形状和大小的现象。

二原理.1.适合热处理强化的材料要求：

固相转变，第二相强化。

2.奥氏体化的原理：

1.两相区或临界区加热2.“零”保温3.奥氏体化的晶粒控制：

3.快速加热4.细化原始组织5.循环加热6.形变热处理1.加热温度2.加热速度4.奥氏体化的影响因素：

3.保温时间4合金元素5.原始组织5亚共析、共析、过共析钢奥氏体化的差异：

三典型题型填空：

1.奥氏体晶核是在缺陷（位置）通过扩散（原理）形成。

2.奥氏体晶粒的长大是通过扩散、来进行的。

3.共析钢等温转变动力学图的特点包括：

（1）有孕育期

（2）随温度升高，孕育期缩短，速度加快4.细小的奥氏体晶粒能使奥氏体等温转变图右移，降低了钢的临界冷却速度，所以细晶粒的钢具有较高的淬透性。

（对）四.名称解释1.奥氏体：

碳溶于-Fe所形成的固溶体，存在于共析温度以上，最大碳含量为2.11%，面心立方结构，具有良好的塑性2.晶粒度：

3.组织遗传：

合金钢构件在热处理时，常出现由于锻压、轧制、铸造、焊接等工艺而形成的原始有序粗晶组织。

这些非平衡的粗晶有序组织（马氏体、贝氏体、魏氏组织等）在一定加热条件下所形成的奥氏体晶粒继承或恢复原始粗大晶粒的现象，称为组织遗传。

五简答题1.奥氏体化对钢热处理的意义是什么？

奥氏体的晶粒大小对热处理后的组织和性能有何影响？

答：

奥氏体就像是母亲，她的子女有马氏体、贝氏体、珠光体等，淬火是为了得到马氏体，没有母亲哪来儿子？

奥氏体是钢中很多组织的母体，过冷的奥氏体根据自身的稳定性和过冷时过冷度的不同会得到不一样的组织，就好比在不同的条件下生男生女一样，马氏体是其中一个。

2.试述奥氏体的形成过程及控制奥氏体晶粒的方法。

奥氏体的形成过程a.奥氏体晶核的形成。

b.奥氏体晶核长大。

c.残留渗碳体的溶解d.奥氏体成分均匀化。

1.两相区或临界区加热2.“零”保温奥氏体化的晶粒控制：

3.快速加热4.细化原始组织5.循环加热6.形变热处理3.画出共析钢的“”线，并标明淬火临界冷却速度第三章冷却转变一基本概念1.过冷奥氏体：

在共析温度以下存在的奥氏体。

即冷至临界点以下，的不稳定组织。

2.C曲线、CCT曲线书上P75/P803.珠光体转变P94、贝氏体转变P147、马氏体转变P122.4板条马氏体:

低碳钢，低碳合金钢，马氏体时效钢以及不锈钢经过淬火后可以得到板条状马氏体。

P123针状马氏体：

常见于高，中碳钢，每个马氏体晶体的厚度与径向尺寸相比很小其断面形状呈针片状，故称片状马氏体或针状马氏体.由于其亚结构主要为细小孪晶,所以又称为孪晶马氏体.一般当Wc1.0%时，则几乎全为片状马氏体；

当Wc=0.3%-1.0%时，为板条马氏体和片状马氏体的混合物，随含碳量的升高，淬火钢中板条马氏体的量下降，片状马氏体的量上升.高碳钢在正常温度淬火时，细小的奥氏体晶粒和碳化物都能使其获得细针状马氏体组织,这种组织在光学显微镜下无法分辨称为隐针马氏体.。

5.临界冷却速度;

临界冷却速度（criticalcoolingrate）：

Rc合金冷却凝固过程中发生非晶转变所要求的最小冷速称为临界冷却速度.实验表明Tx越大,Rc越小,并且随着Trg增大,Rc减小.二基本原理1.C曲线、CCT曲线的建立过程2.C曲线、CCT曲线的具体含义及应用3.根据C曲线、CCT曲线判断生成物4.珠光体转变、贝氏体转变、马氏体转变的转变特征主要异同点相变类型珠光体转变贝氏体转变马氏体转变转变温度范围高温转变（Ar1500）中温转变（500Ms）低温转变（Ms以下）扩散性具有碳原子和铁原子的扩散碳原子扩散，而铁原子不扩散无扩散生核、长大与领先相生核、长大，一般以渗碳体为领先相生核、长大，一般以铁素体为领先相生核、长大共格性无共格性具有共格性，产生表面浮凸现象具有共格性，产生表面浮凸现象组成相两相组织-Fe（C）-Fe（C）Fe3C两相组织-Fe（C）-Fe（C）Fe3C（约350以上）-Fe（C）-Fe（C）FexC（约350以下）单相组织-Fe（C）-Fe（C）合金元素的分布合金元素扩散重新分布合金元素不扩散合金元素不扩散5.共析、亚共析、过共析钢C曲线的特征及其转变特点由图可见，它们都具有过冷奥氏体转变开始线与转变终了线，但在亚共析碳钢的C曲线上，多出一条先析铁素体析出线；

在过共析碳钢C曲线上，多出一条先析渗碳体（二次渗碳体）析出线。

.在正常的热处理加热条件下，亚共析碳钢的C曲线随着含碳量的增加向右移，过共析碳钢的C曲线随着含碳量的增加向左移。

故在碳钢中，以共析碳钢C曲线的鼻尖离纵坐标最远，其过冷奥氏体也最稳定。

三例题1.分析以下几种说法是否正确：

（1）马氏体硬而脆。

错。

不同含碳量决定。

（2）过冷奥氏体的冷却速度越快，冷却后钢的硬度越高。

对（3）钢中合金元素的含量越高，淬火后的硬度也越高。

错（4）同一钢材在相同加热条件下，总是水淬比油淬的淬透性好；

小件比大件淬透性好。

错2.珠光体、索氏体、托氏体组织有什么区别?

3.影响奥氏体晶粒大小的因素有哪些?

（1）加热温度和保温时间的影响加热温度越高，保温时间越长，奥氏体晶粒越粗大。

（2）加热速度的影响加热速度越快，奥氏体的实际形成温度越高，形核率和长大速度越大，则奥氏体的起始晶粒越细小，但快速加热时，保温时间不能过长，否则晶粒反而更加粗大。

（3）钢的化学成分的影响在一定含碳量范围内，随着奥氏体中含碳量的增加，碳在奥氏体中的扩散速度及铁的自扩散速度增大，晶粒长大倾向增加，但当含碳量超过一定限度后，碳能以未溶碳化物的形式存在，阻碍奥氏体晶粒长大，使奥氏体晶粒长大倾向减小。

（4）钢的原始组织的影响钢的原始组织越细，碳化物弥散速度越大，奥氏体的起始晶粒越细小，相同的加热条件下奥氏体晶粒越细小。

4.共析钢等温TTT转变曲线与连续CCT转变曲线有什么差别？

5.为什么合金钢的淬透性比碳素钢高?

合金元素使钢的c曲线右移，也就是降低了钢的临界冷却速度，这样，在相同的冷却速度下，合金钢具有更高的相对转变驱动力，（墒、焓）从而使合金钢的具有更高的淬透性，合金元素的存在有利于奥氏体的转变,所以淬透性会比碳钢高。

6.金属结晶时冷却速度越大，结晶晶粒越细。

错（晶粒的大小与晶核数目和长大速度有关。

形核率越高，长大速度越慢，则结晶后的晶粒越细小）7.珠光体是奥氏体和渗碳体组成的机械混合物。

错（珠光体是由铁素体和渗碳体组成的机械混合物）第4、5、6章珠光体、贝氏体、马氏体转变一基本概念1.共析相变、片状珠光体奥氏体直接转变得到P94粒状珠光体球化退火，高温火火可得到P962.魏氏组织:

焊接热影响区中的过热区，由于奥氏体晶粒长得非常粗大，这种粗大的奥氏体在较快的冷却速度下会形成一种特殊的过组织，其组织特征为在一个粗大的奥氏体晶粒内会形成许多平行的铁素体（渗碳体）针片，在铁素体针片之间的剩余奥氏体最后转变为珠光体，这种过热组织称为铁素体（渗碳体）魏氏组织。

伪共析转变:

共析钢或过共析钢从奥氏体状态快速冷却到Ar1温度以下，先共析相来不及析出，奥氏体直接转变伪铁素体和渗碳体。

P1033.板条马氏体:

4上贝氏体：

羽毛状。

中高碳钢大约在350550摄氏度形成。

下贝氏体：

高碳为针状，低碳为板条状。

5.浮凸效应：

金属材料在发生非扩散型转变（如马氏体转变）时,在预先抛光的试样表面会因为切变而产生，一些过渡型转变（如贝氏体转变）存在浮凸效应。

二基本原理1.珠光体的形成机制：

自由能降低1.合金元素2.加热温度，保温时间2.影响珠光体转变的主要因素3.原始组织4.应力5.塑性变形3.珠光体转变的三个产物：

组织与性能特征1.切面共格和表面浮凸现象2.无扩散性4.马氏体的转变特征：

3.具有特定的位向关系和惯习面4.转变的可逆性5.贝氏体的转变特征：

转变温度：

介于P转变与M转变之间属于中温转变。

开始点：

Bs，终了点Bf转变产物：

相与K组成的两相混合物。

不是层状混合物转变动力学：

动力学曲线呈S型有孕育期，动力学图呈C型，不完全转变。

扩散性：

Fe原子不能扩散，C原子能扩散。

晶体学特征：

有表面浮凸，呈A或V型。

6.影响贝氏体、马氏体转变的因素P1391.合金元素2.加热温度，保温时间影响珠光体转变的主要因素3.原始组织4.应力5.塑性变形三例题1.板条马氏体和片状马氏体在组织与力学性能方面有什么不同?

2.共析钢加热到奥氏体状态后，以不同的速度连续冷却，都得不到下贝氏体，试用c曲线说明，怎样才可得到下贝氏体。

3.共析钢加热到均匀的奥氏体化状态后缓慢冷却，稍低于（A1线）温度将形成（珠光体），为（铁素体）与（渗碳体）的机械混合物，其典型形态为（片状）或（粒状）。

4.试说明下述组织结构及力学性能特点，并回答它们之间有何区别与联系？

珠光体和球化组织；

马氏体和回火马氏体；

索氏体和回火索氏体；

屈氏体和回火屈氏体。

5.马氏体的等温转变一般不能进行到底，完成一定的转变量后就停止了。

（对）6.比较下贝氏体与高碳马氏体的主要不同点7.把钢加热到临界点Ac1；

或Ac3以上保温并随之以大于临界冷却速度冷却，用以得到介稳状态的马氏体或下贝氏体组织的热处理工艺方法称为（淬火）第七章脱溶沉淀一基本概念1.脱溶：

是指在过饱和固溶体中，呈溶质原子发生偏聚，并沉淀析出新相的现象。

时效：

合金经固溶热处理或冷塑性形变后，在室温放置或稍高于室温保温时，其性能随时间而变化的现象。

固溶处理：

指将合金加热到高温单相区恒温保持，使过剩相充分溶解到固溶体中后快速冷却，以得到过饱和固溶体的热处理工艺。

时效强化：

合金元素经固溶处理后，获得过饱和固溶体。

在随后的室温放置或低温加热保温时，第二相从过饱和固溶体中析出，引起强度，硬度一己物理和化学性能的显著变化，这一过程被称为时效。

时效分人工时效和自然时效。

室温放置过程中使合金产生强化的效应称为自然时效，低温加热过程中使合金产生强化的称为人工时效。

2.G.P区：

原子发生偏聚的地方。

即脱溶区。

亚稳相：

在一定温度和压强下，系统中热力学意义上不是最稳定但动力学意义上可以稳定存在一段时间的相。

自然时效，人工时效3.连续析出：

以孤立小颗粒或薄片在母相中形成。

析出物附近基体的浓度变化是连续的。

在连续析出中，析出物的分布是较为均匀的，或者说是较为全面的，因而连续析出又称全面析出。

连续析出的形核属于均匀形核，析出物的分布与基体中的晶界、位错等缺陷无关。

一般情况下，析出物与基体保持一定的晶体学位向关系和惯习面。

另外在析出物长大时，溶质原子进行长程扩散。

不连续析出：

在晶界形核逐步向晶内发展、长大.,连续析出与不连续析出的区别

（1）基体浓度变化，连续与不连续；

（2）析出过程有无再结晶?

（3）析出物分散于晶粒内，较均匀。

析出物集中在晶界逐步向晶内发展；

（4）扩散性质，长程扩散，短程扩散；

（5）析出物组织形态不同。

4.回火马氏体:

低温回火（150-250）所得到的组织是回火马氏体,其性能是:

具有高的硬度（HRC58-64）和高的耐磨性,因内应力有所降低,故韧性有所提高.这种回火方法主要用于刃具,量具,拉丝模以及其它要求硬而耐磨的零件回火索氏体:

是马氏体于高温回火（500600）时形成的，在光学金相显微镜下放大500600倍以上才能分辨出来，其为铁素体基体内分布着碳化物（包括渗碳体）球粒的复合组织。

它也是马氏体的一种回火组织，是铁素体与粒状碳化物的混合物。

此时的铁素体已基本无碳的过饱和度，碳化物也为稳定型碳化物。

常温下是一种平衡组织。

5.回火脆性:

淬火钢在某些温度区间回火或从回火温度缓慢冷却通过该温度区间的脆化现象，回火脆性可分为第一类回火脆性（低温不可逆）和第二类回火脆性（高温可逆可快冷避免）。

三例题1.共析钢淬火形成M+A后，在低温、中温、高温回火后的产物分别为：

回火马氏体加奥氏体，托氏体，索氏体。

2.回火脆性3.对钢回火脆性敏感的元素是（铬和锰），为了消除回火脆性可采用（选材）和（快冷）。

4.简述铝合金强化的热处理方法。

（时效强化）5.如何避免回火脆性6.解释下列现象（）含碳量相同时，含炭化物形成元素的合金钢比碳钢具有较高的回火稳定性；

由于合金钢中含有较多的碳化物形成元素如，铬、钨、钼、钛、钒等，它们与碳有较强的亲和力，使碳化物向奥氏体溶解时，合金元素扩散困难，加之合金碳化物的稳定性高，使碳化物的溶解比较困难，因此，合金钢在加热时需要较高的温度和较长的时间。

由此原因，合金钢也具有较高的挥霍稳定性。

（2）高速钢经热锻或热轧后，经空冷获得马氏体组织；

由于高速钢的合金元素含量高，C曲线右移，一般合金元素越高临界冷却速度V越小，淬透性越好，当空冷的冷却速度V1大于临界冷却速度V时，空冷即可获得马氏体。

另外，不论什么钢，轧或锻都需要在奥氏体区进行变形，因此锻（轧）后仍然是奥氏体，从奥氏体冷却下来冷却速度够即可转变成马氏体。

（3）在相同含碳量下，合金钢的淬火变形和开裂现象不易产生；

（4）调质钢在回火后需快冷至室温避免出现第二类回火脆性。

7.第一类回火脆性是可逆回火脆性，即已经消除了这类回火脆性的钢，再在此温度区间回火并慢冷，其脆性又会重复出现。

（错）8.第二类回火脆性的特点是只要在此温度范围内回火，其韧性的降低是无法避免的，所以又称其为不可逆回火脆性。

（错）第八章整体热处理工艺一基本概念1.完全退火、不完全退火、扩散退火、球化退火、再结晶退火、去应力退火、等温退火（见课件）完全退火。

用以细化中、低碳钢经铸造、锻压和焊接后出现的力学性能不佳的粗大过热组织。

将工件加热到铁素体全部转变为奥氏体的温度以上3050，保温一段时间，然后随炉缓慢冷却，在冷却过程中奥氏体再次发生转变，即可使钢的组织变细。

球化退火。

用以降低工具钢和轴承钢锻压后的偏高硬度。

将工件加热到钢开始形成奥氏体的温度以上2040，保温后缓慢冷却，在冷却过程中珠光体中的片层状渗碳体变为球状，从而降低了硬度。

等温退火。

用以降低某些镍、铬含量较高的合金结构钢的高硬度，以进行切削加工。

一般先以较快速度冷却到奥氏体最不稳定的温度，保温适当时间，奥氏体转变为托氏体或索氏体，硬度即可降低。

再结晶退火。

用以消除金属线材、薄板在冷拔、冷轧过程中的硬化现象（硬度升高、塑性下降）。

加热温度一般为钢开始形成奥氏体的温度以下50150，只有这样才能消除加工硬化效应使金属软化石墨化退火。

用以使含有大量渗碳体的铸铁变成塑性良好的可锻铸铁。

工艺操作是将铸件加热到950左右，保温一定时间后适当冷却，使渗碳体分解形成团絮状石墨。

扩散退火。

用以使合金铸件化学成分均匀化，提高其使用性能。

方法是在不发生熔化的前提下，将铸件加热到尽可能高的温度，并长时间保温，待合金中各种元素扩散趋于均匀分布后缓冷。

去应力退火。

用以消除钢铁铸件和焊接件的内应力。

对于钢铁制品加热后开始形成奥氏体的温度以下100200，保温后在空气中冷却，即可消除内应力。

2.正火（是将工件加热至Ac3或Acm以上4060，保温一段时间后，从炉中取出在空气中或喷水、喷雾或吹风冷却的金属热处理工艺。

其目的是在于使晶粒细化和碳化物分布均匀化，去除材料的内应力，降低材料的硬度。

）、双重正火3.完全淬火、不完全淬火、单液淬火、双液淬火、分级淬火、等温淬火单液淬火工件在一种介质中冷却，如水淬、油淬。

优点是操作简单，易于实现机械化，应用广泛。

缺点是在水中淬火应力大，工件容易变形开裂；

在油中淬火，冷却速度小，淬透直径小，大型工件不易淬透。

双液质淬火工件先在较强冷却能力介质中冷却到300左右，再在一种冷却能力较弱的介质中冷却，如：

先水淬后油淬，可有效减少马氏体转变的内应力，减小工件变形开裂的倾向，可用于形状复杂、截面不均匀的工件淬火。

双液淬火的缺点是难以掌握双液转换的时刻，转换过早容易淬不硬，转换过迟又容易淬裂。

为了克服这一缺点，发展了分级淬火法。

分级淬火工件在低温盐浴或碱浴炉中淬火，盐浴或碱浴的温度在Ms点附近，工件在这一温度停留2min5min，然后取出空冷，这种冷却方式叫分级淬火。

分级冷却的目的，是为了使工件内外温度较为均匀，同时进行马氏体转变，可以大大减小淬火应力，防止变形开裂。

分级温度以前都定在略高于Ms点，工件内外温度均匀以后进入马氏体区。

现在改进为在略低于Ms点的温度分级。

实践表明，在Ms点以下分级的效果更好。

例如，高碳钢模具在160的碱浴中分级淬火，既能淬硬，变形又小，所以应用很广泛。

等温淬火工件在等温盐浴中淬火，盐浴温度在贝氏体区的下部（稍高于Ms），工件等温停留较长时间，直到贝氏体转变结束，取出空冷。

等温淬火用于中碳以上的钢，目的是为了获得下贝氏体，以提高强度、硬度、韧性和耐磨性。

低碳钢一般不采用等温淬火。

编辑本段表面淬火表面淬火是将刚件的表面层淬透到一定的深度，而心部分仍保持未淬火状态的一种局部淬火的方法。

表面淬火时通过快速加热，使刚件表面很快到淬火的温度，在热量来不及穿到工件心部就立即冷却，实现局部淬火。

感应淬火感应加热就是利用电磁感应在工件内产生涡流而将工件进行加热。

4.淬透性、淬硬性淬透性：

表示钢在一定条件下淬火时获得淬透层深度的能力，主要受奥氏体中的碳含量和合金元素的影响。

淬硬性：

指钢在理想条件下淬火得到马氏体后所能达到的最高硬度二基本原理1.各种退火的工艺特征、主要参数及应用2.正火的工艺特征3.球化珠光体的形成4.退火、正火缺陷5.淬火、回火的工艺特征、主要参数及应用6.淬火介质的选择7.淬火、回火的缺陷三习题1.常用的热处理工艺有哪些?

简述热处理在机械制造中的作用。

2.20、45、65（亚共析钢加到Ac3线以上30到50度）、T8、T10、T12（共共析钢加热到Ac1线以上30到50度）钢的淬火加热温度怎样确定?

3.用热处理基本工艺曲线形式表示均匀化退火、完全退火、球化退火、淬火、回火等工艺。

4.再结晶温度是指（临界温度），其数值与熔点间的大致关系为（0.4）。

5.什么是热处理？

常见的热处理方法有几种，其目的是什么？

从相图上看，怎样的合金才能进行热处理？

6.试说明下述组织结构及力学性能特点，并回答它们之间有何区别与联系？

7.过共析钢的正常淬火加热温度是（C）。

AAcm（3050）BAc3（3050）CAc1（3050）DAc1（3050）8.一般清况下碳钢淬火用油，合金钢淬火用水。

（错反了）淬火过程中产生的内应力有:

相变应力和热应力.碳钢的过冷奥氏体稳定性比较低,只有用水淬（冷却能力强）才能保证它有足够的冷却速度,以避免发生奥氏体提前分解而得不到马氏体.而合金钢一般过冷奥氏体稳定性比较大,用油淬就足以