热处理试题及答案中南大学Word格式.docx
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状。
4．中温回火主要用于
各种弹簧和锻模等典型零件处理，回火后得到
回火屈氏体组织。
5．铝合金按其成分及生产工艺特点，可分为铸态和变形；
变形铝合金按热处理性质可分为热处理非强化型铝合金和可热处理强化型铝合金两类；
铝合金的时效方法可分为人工时效和自然时效两种。
1．热处理基本工艺参数：
加热温度T;
加热速度V加热;
保温时间t;
冷却速度V冷却.
4．为了保持冷变形金属的强度和硬度，应采用回复再结晶退火
7.再结晶的驱动力是变形时与界面能有关的储能。
再结晶形核的主要机制有应变诱发的晶界迁移迁移机制及亚晶长大的形核机制。
10.回归时间过长，则会出现对应于该温度下的脱溶相，使硬度重新升高，或发生过时效，达不到回归处理的效果。
1．均匀化处理的目的是在高温下通过
扩散消除或减小实际结晶条件下晶内成分
不均匀和偏离于
平衡的组织状态，改善合金材料的工艺性能和使用性能。
2.基于回复及再结晶过程退火主要应用是消除金属及合金因
冷变形
而造成的组织与性能亚稳定状态。
变形前的原始晶粒小，变形储能
高，再结晶温度
低
3．时效与回火的区别是固溶体从高温到低温时是否发生了基体晶体结构的转变。
4．时效后脱溶相与基体界面关系有完全空格、
半空格
、
非空格三种形式。
5．时效强化是
位错与
脱溶质点的相互作用。
主要有位错绕过机制与位错切割机制。
6．低碳马氏体的形貌一般为
板条状，中碳马氏体的形貌一般为
板片状，高碳马氏体的形貌一般为
片状。
8.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
钢的淬火。
9.形变热处理是将塑性变形的
形变强化与热处理时的
相变强化结合，使成型工艺与获得最终性能统一起来的一种综合工艺。
4．时效（回火）实质上是
亚稳过低和固溶体
的分解。
6.在固态相变中，.新相形核的阻力是新相与母相之间的界面能新相与母相比容积差导致的
应变能。
7．时效后脱溶相与基体界面关系有
完全共格、
半共格、非共格三种形式。
8．时效强化是位错与脱溶质点的相互作用。
主要有绕过机制与
切割机制。
9．铝合金按其成分及生产工艺特点，可分为变形组织和铸造组织,铝合金的时效方法可分为自然和人工两种。
1、工件淬火时常出现的缺陷有表面缺陷、性能缺陷、组织缺陷、形状缺陷。
2退火的目的主要是降低硬度，便于切削加工：
消除或改善钢在铸造、轧制、锻造和焊接过程中所造成的各种组织缺陷；
细化晶粒，改善组织，为最终热处理做准备；
还有为了消除应力，防止变形和开裂。
3正火的目的和退火基本相同，但正火后得到细片状珠光体组织，对低碳钢来说讲，正火组织易进行机械加工；
能降低工件切削加工的表面粗糙度；
正火还可以消除过共析钢中的渗碳体网。
4淬火的目的是把奥氏体化的钢件淬成马氏体，然后和不同回火温度相配合,获得所需的力学性能。
5热应力是由于工件加热或冷却时，各部温度不同，使之热胀冷缩不同而产生的应力叫热应力。
6减少变形与防止开裂的方法很多，但主要的是靠正确的选材、合理的结构设计、冷热加工工艺的密切配合以及正确的热处理制度来保证。
1、常见的金属晶格类型有体心立方晶格、面心立方晶格、密排立方晶格。
2、金属的机械性能主要包括强度、硬度、塑性、韧性、疲劳强度等指标，其中衡量金属材料在静载荷下机械性能的指标有强度、硬度、塑性。
衡量金属材料在交变载荷和冲击载荷作用下的指标有疲劳强度和冲击韧性。
3、常用的回火方法有低温回火、中温回火高温回火。
4、工程中常用的特殊性能钢有不锈钢、耐热钢、耐磨刚。
6、按冶炼浇注时脱氧剂与脱氧程度分，碳钢分为沸腾钢、镇静钢、连铸坯、半镇静钢。
7、钢在一定条件下淬火后，获得一定深度的淬透层的能力，称为钢的淬透性。
淬透层通常以工件表面到半马氏体层的深度来表示。
8、冷塑性变形的内应力，按作用范围，可分为宏观（第一类）内应力、晶间（第二类）内应力、晶格畸变（第三类）内应力。
9、铸铁中碳以石墨形式析出的过程称为石墨化，影响石墨化的主要因素有冷却速度和化学成分。
2、普通灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁及蠕墨铸铁中石墨的形态分别为片状、棉絮状、球状、蠕虫状。
3、实际金属晶体的缺陷有空位、间隙原子、位错。
5、金属的断裂形式有脆性断裂和延性断裂两种。
7、金属元素在钢中形成的碳化物可分为合金渗碳体、特殊碳化物两类。
9、合金常见的相图有匀晶相图、共晶相图、包晶相图和具有稳定化合物的二元相图。
10、感应表面淬火的技术条件主要包括表面硬度、有效淬硬深度、淬硬区的分布。
1、液压传动的工作原理是以液体作为工作介质，依靠液体来传递运动，依靠液体来传递动力。
2、液压系统可分为动力系统、执行系统、控制系统、辅件系统四个部分。
3、油液的两个最基本特征是粘性、润滑性，油液流动时的两个基本参数是动力粘度、运动粘度。
4、液压泵是将机械能转换为液体压力的能量转换装置。
5、液压泵是靠密封容积变化变化来实现吸油和压油的，所以称为客积泵。
6、柱塞泵是靠柱塞在柱塞孔内作往复运动，使密封容积变化而吸油和压油的，柱塞泵可分为轴向和径向两类。
7、换向阀的作用是利用阀芯对阀体的相对改变来控制液体的流动方向，接通或关闭油，从而改变液压系统的工作状态，按阀芯运动方向不同，换向阀可分为滑阀和旋阀两大类，其中滑阀作用最大。
8、液压基本回路是用液压元件组成并能执行动作的、典型回路，常用的基本回路有方向控制回路、压力控制回路、流量控制回路三种。
9、压力控制回路可用来实现卸载、减压、顺序、保压等功能，满足执行元件在力或转矩上的要求。
10、增压回路中提高油液压力的主要元件增压器。
1、金属的性能一般分为两类，一类是使用性能，一类是工艺性能。
2、大小不变或变化很慢的载荷称为静载荷，在短时间内以较高速度作用于零件上的载荷称为冲击载荷，大小和方向随时发生周期性变化的载荷称为交变载荷。
3、强度是指在静载荷作用下，抵抗塑性变形或断裂的能力。
4、原子呈无序堆积状况的物体叫非晶体，一般固态金属都是晶体。
5、金属在固态下，随温度的改变，由一种晶格类型转变为另一种晶格类型的现象称为同素异构转变。
6、金属的结晶实际是晶核的形成和长大的过程。
7、一种金属元素与另一种或几种金属元素或非金属元素通过熔炼或其他方法结合而成的具有金属特性的物质。
8、铁碳合金的基本组织有五种它们的名字是铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体、莱氏体。
9、T12钢按用途分属于工具钢，按质量分属于优质钢。
10、工厂里常用的淬火方法单液淬火法、双介质淬火法、马氏体分级淬火、贝氏体的等温淬火。
11、调质零件应采用中碳钢和中碳合金钢。
12、常用的不锈钢有铬不锈钢和铬镍不锈钢。
13、根据铸铁中石墨形态的不同，铸铁可分为灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁和蠕墨铸铁。
14、黄铜分为普通黄铜和特殊黄铜，硬质合金可分为钨钴类硬质合金、钨钴钛类硬质合金。
15、铝合金的淬火称为固溶处理，铝合金淬火后需时效处理才能达到最终的力学性能。
16、根据工作条件不同，磨具钢又可分为_冷作模具钢_、__热作模具钢__和塑料磨具用钢等
17、合金按照用途可分为_合金渗碳体_、_特殊碳化物_和特殊性能钢三类。
硬质合金是指将一种或多种难熔金属_碳化物__和金属粘结剂，通过_粉末冶金__工艺生产的一类合金材料。
11、铸铁的力学挺能主要取决于_基体的组织_的组织和石墨的基体、形态、_数量_以及分布状态。
12、根据铸铁在结晶过程中的石墨化程度不同，铸铁可分为_灰口铸铁__、_白口铸铁_和麻口铸铁三类。
13、常用铜合金中，_青铜_是以锌为主加合金元素，_白铜_是以镍为主加合金元素。
14、铁碳合金的基本组织中属于固溶体的有_铁素体_和_奥氏体_,属于金属化合物的有_渗碳体_，属于混合物的有_珠光体_和莱氏体。
15、脱溶序列的阶次规则：
原子聚集区——过渡相——平衡相。
16、写出Al—Zn—Mg系合金人工时效时正常的脱溶序列：
。
17、写出Al—Cu系合金人工时效时正常的脱溶序列：
二、名词解释
再结晶：
冷变形后的金属加热到一定温度或保温足够时间后，在原来的变形组织中产生于畸变的新晶粒，性能也发生显著变化，并恢复到冷变形前的水平，
临界变形度：
通常把对应于得到特别粗大的晶粒的变形称为
热处理：
是将钢在固态下加热到预定的温度，并在该温度下保持一段时间，然后以一定速度冷却到室温的一种热加工工艺
马氏体的正方度：
体心正方的马氏体，c轴伸长，而另外两个a轴稍有缩短，轴比c/a称为
马氏体转变：
钢从奥氏体状态快速冷却抑制其扩散性分解在较低温度下发生的无扩散型相变
奥氏体的热稳定化：
因冷却缓慢或冷却过程停留引起奥氏体稳定性提高而使马氏体转变滞后的现象叫
奥氏体的机械稳定化：
由于奥氏体在淬火过程中受到较大塑性变形或受到压应力而造成的稳定化现象
临界冷却速度：
表示过冷奥氏体在连续冷却过程中全部转变为珠光体的最大冷却速度
回火：
是将淬火钢加热到低于临界点A1的某一温度保温一段时间，使淬火组织转变为稳定的回火组织，然后以适当方式冷却到室温的一种热处理工艺
回火脆性：
有些钢在一定的范围内回火时，其冲击韧度显著下降，这种催化现象叫钢的
退火：
是将钢加热到临界点Ac1以上或一下温度，保温后随炉缓慢冷却以获得近于平衡状态的热处理工艺
正火：
是将钢加热到Ac3或Acm以上适当温度，保温以后在空气中冷却得到珠光体类组织
淬火：
将钢加热到临界点Ac3或Ac1以上一定温度，保温后以大于临界冷却速度冷却得到马氏体或下贝氏体
等温淬火：
是将奥氏体化后的工件淬入Ms点以上某温度盐浴中，等温保持足够长时间，使之转变为下贝氏体组织，然后取出在空气中冷却的淬火方法
调质处理：
将淬火和随后回火相结合的热处理工艺成为调质处理
淬透性：
是指奥氏体化后的钢在淬火时获得马氏体的能力
淬硬性：
表示钢淬火时的硬化能力
形变热处理：
是将塑性变形同热处理有机结合在一起，获得形变强化和相变强化综合效果的工艺方法。
二次硬化现象：
如钢中含有W，Mo，V，Ti，Nb，Zr等碳化物形成元素，经淬火并在450℃以上温度回火时，不仅硬度不降低，反而升高到接近淬火钢的高硬度值，这种强化效应，称为合金钢的二次硬化。
晶粒度：
多晶体内的晶粒大小。
钢的晶粒度按其奥氏体化条件与长大倾向又分成起始晶粒度、实际晶粒度和本质晶粒度。
晶界无沉淀带：
局部脱溶过程中，由于晶界上析出沉淀而使晶界附近出现无脱溶相析出的区域。
原位再结晶：
回复过程中，多边化或胞状亚结构会通过晶界迁移和亚晶的合并，周围不断粗化的过程，但变形晶粒特征无改变。
钢的二次硬化：
较高温度回火过程中，从马氏体中析出第二相（碳化物）而使刚产生附加强化。
过烧：
在热处理过程中由于温度过高，而导致晶界局部熔化而氧化的现象。
不连续脱溶：
即胞状脱溶，在脱溶胞与基体之间存在一个明晰的界面，两者成分发生突变，脱溶胞晶格常数不连续变化。
回火马氏体：
淬火后回火所致的马氏体或残余奥氏体分解产物，一般由铁素体和碳化物组成。
Orowan机制：
位错绕过较硬质点的时候，在质点周围留下位错环，从而使合金强化。
HNi65-5：
Cu65%,Ni5%黄铜。
40Mn:
含碳量0.4%，Mn含量低于1.5%的优质合金结构钢。
阶次规则：
脱溶时在形成平衡相之前会逐步析出的一种或多种过渡相。
普遍脱溶：
属于连续脱溶的一种。
将固溶处理后的合金置于较低温度保温时，整个过饱和固溶体中普遍地发生脱溶并析出均匀分布的脱溶相的现象。
2A12-T6：
可热处理强化的Al-Cu基合金，峰值时效态。
回复：
冷变形金属在一定温度保温时，发生的点缺陷运动和位错运动与重新组合，但不包含低位错的新晶粒的生成。
亚晶粒：
在多晶体的每一个晶粒内，晶格位向也并非完全一致，而是存在着许多尺寸很小、位向差很小的小晶块，它们相互镶嵌而成晶粒，称亚晶粒。
亚晶界：
两相邻亚晶粒间的边界称为亚晶界。
刃型位错：
位错可认为是晶格中一部分晶体相对于另一部分晶体的局部滑移而造成。
滑移部分与未滑移部分的交界线即为位错线。
如果相对滑移的结果上半部分多出一半原子面，多余半原子面的边缘好像插入晶体中的一把刀的刃口，故称“刃型位错”。
单晶体：
如果一块晶体，其内部的晶格位向完全一致，则称这块晶体为单晶体。
多晶体：
由多种晶粒组成的晶体结构称为“多晶体”。
过冷度：
实际结晶温度与理论结晶温度之差称为过冷度。
自发形核：
在一定条件下，从液态金属中直接产生，原子呈规则排列的结晶核心。
非自发形核：
是液态金属依附在一些未溶颗粒表面所形成的晶核。
变质处理：
在液态金属结晶前，特意加入某些难熔固态颗粒，造成大量可以成为非自发晶核的固态质点，使结晶时的晶核数目大大增加，从而提高了形核率，细化晶粒，这种处理方法即为变质处理。
变质剂：
在浇注前所加入的难熔杂质称为变质剂。
加工硬化：
随着塑性变形的增加，金属的强度、硬度迅速增加；
塑性、韧性迅速下降的现象。
为了消除金属的加工硬化现象，将变形金属加热到某一温度，以使其组织和性能发生变化。
在加热温度较低时，原子的活动能力不大，这时金属的晶粒大小和形状没有明显的变化，只是在晶内发生点缺陷的消失以及位错的迁移等变化，因此，这时金属的强度、硬度和塑性等机械性能变化不大，而只是使内应力及电阻率等性能显著降低。
此阶段为回复阶段。
被加热到较高的温度时，原子也具有较大的活动能力，使晶粒的外形开始变化。
从破碎拉长的晶粒变成新的等轴晶粒。
和变形前的晶粒形状相似，晶格类型相同，把这一阶段称为“再结晶”。
热加工：
将金属加热到再结晶温度以上一定温度进行压力加工。
冷加工：
在再结晶温度以下进行的压力加工。
铁素体（F）：
铁素体是碳在
中形成的间隙固溶体，为体心立方晶格。
由于碳在
中的溶解度`很小，它的性能与纯铁相近。
塑性、韧性好，强度、硬度低。
它在钢中一般呈块状或片状。
奥氏体（A）：
奥氏体是碳在
中形成的间隙固溶体，面心立方晶格。
因其晶格间隙尺寸较大，故碳在
中的溶解度较大。
有很好的塑性。
渗碳体（Fe3C）：
铁和碳相互作用形成的具有复杂晶格的间隙化合物。
渗碳体具有很高的硬度，但塑性很差，延伸率接近于零。
在钢中以片状存在或网络状存在于晶界。
在莱氏体中为连续的基体，有时呈鱼骨状。
珠光体（P）：
由铁素体和渗碳体组成的机械混合物。
铁素体和渗碳体呈层片状。
珠光体有较高的强度和硬度，但塑性较差。
莱氏体（Ld）：
由奥氏体和渗碳体组成的机械混合物。
在莱氏体中，渗碳体是连续分布的相，奥氏体呈颗粒状分布在渗碳体基体上。
由于渗碳体很脆，所以莱氏体是塑性很差的组织。
G、P区：
合金中能用X射线法测定出的原子聚集区，时与脱溶的产物，尺寸小，晶体结构与基体相同。
C曲线（过冷奥氏体等温转变曲线）：
以温度为纵坐标，时间为横坐标，分别将各温度下过冷奥氏体的转变开始和转变终了时间连续起来，可以得到两根曲线，其形状像“C”字，故称“C”曲线。
亦称为TTT图。
三、问答题
过冷度与冷却速度有何关系？
它对金属结晶过程有何影响？
对铸件晶粒大小有何影响？
答：
①冷却速度越大，则过冷度也越大。
②随着冷却速度的增大，则晶体内形核率和长大速度都加快，加速结晶过程的进行，但当冷速达到一定值以后则结晶过程将减慢，因为这时原子的扩散能力减弱。
③过冷度增大，ΔF大，结晶驱动力大，形核率和长大速度都大，且N的增加比G增加得快，提高了N与G的比值，晶粒变细，但过冷度过大，对晶粒细化不利，结晶发生困难。
下列零件或工具用何种碳钢制造：
手锯锯条、普通螺钉、车床主轴。
手锯锯条：
它要求有较高的硬度和耐磨性，因此用碳素工具钢制造，如T9、T9A、T10、T10A、T11、T11A。
普通螺钉：
它要保证有一定的机械性能，用普通碳素结构钢制造，如Q195、Q215、Q235。
车床主轴：
它要求有较高的综合机械性能，用优质碳素结构钢，如30、35、40、45、50。
何谓钢的热处理？
钢的热处理操作有哪些基本类型？
试说明热处理同其它工艺过程的关系及其在机械制造中的地位和作用。
（1）为了改变钢材内部的组织结构，以满足对零件的加工性能和使用性能的要求所施加的一种综合的热加工工艺过程。
（2）热处理包括普通热处理和表面热处理；
普通热处理里面包括退火、正火、淬火和回火，表面热处理包括表面淬火和化学热处理，表面淬火包括火焰加热表面淬火和感应加热表面淬火，化学热处理包括渗碳、渗氮和碳氮共渗等。
（3）热处理是机器零件加工工艺过程中的重要工序。
一个毛坯件经过预备热处理，然后进行切削加工，再经过最终热处理，经过精加工，最后装配成为零件。
热处理在机械制造中具有重要的地位和作用，适当的热处理可以显著提高钢的机械性能，延长机器零件的使用寿命。
热处理工艺不但可以强化金属材料、充分挖掘材料潜力、降低结构重量、节省材料和能源，而且能够提高机械产品质量、大幅度延长机器零件的使用寿命，做到一个顶几个、顶十几个。
此外，通过热处理还可使工件表面具有抗磨损、耐腐蚀等特殊物理化学性能。
1）奥氏体的起始晶粒度、实际晶粒度、本质晶粒度；
（1）起始晶粒度：
是指在临界温度以上，奥氏体形成刚刚完成，其晶粒边界刚刚接触时的晶粒大小。
（2）实际晶粒度：
是指在某一具体的热处理加热条件下所得到的晶粒尺寸。
（3）本质晶粒度：
根据标准试验方法，在930±
10℃保温足够时间（3-8小时）后测定的钢中晶粒的大小。
2）珠光体、索氏体、屈氏体、贝氏体、马氏体；
珠光体：
铁素体和渗碳体的机械混合物。
索氏体：
在650～600℃温度范围内形成层片较细的珠光体。
屈氏体：
在600～550℃温度范围内形成片层极细的珠光体。
贝氏体：
过饱和的铁素体和渗碳体组成的混合物。
马氏体：
碳在α-Fe中的过饱和固溶体。
3）奥氏体、过冷奥氏体、残余奥氏体；
奥氏体:
碳在
中形成的间隙固溶体.
过冷奥氏体:
处于临界点以下的不稳定的将要发生分解的奥氏体称为过冷奥氏体。
残余奥氏体：
M转变结束后剩余的奥氏体。
4）退火、正火、淬火、回火、冷处理、时效处理（尺寸稳定处理）；
将工件加热到临界点以上或在临界点以下某一温度保温一定时间后，以十分缓慢的冷却速度（炉冷、坑冷、灰冷）进行冷却的一种操作。
正火：
将工件加热到Ac3或Accm以上30～80℃，保温后从炉中取出在空气中冷却。
淬火：
将钢件加热到Ac3或Ac1以上30～50℃，保温一定时间，然后快速冷却（一般为油冷或水冷），从而得马氏体的一种操作。
回火：
将淬火钢重新加热到A1点以下的某一温度，保温一定时间后，冷却到室温的一种操作。
冷处理：
把冷到室温的淬火钢继续放到深冷剂中冷却，以减少残余奥氏体的操作。
时效处理：
为使二次淬火层的组织稳定，在110~150℃经过6~36小时的人工时效处理，以使组织稳定。
5）淬火临界冷却速度（Vk），淬透性,淬硬性；
淬火临界冷却速度（Vk）：
淬火时获得全部马氏体组织的最小冷却速度。
钢在淬火后获得淬硬层深度大小的能力。
钢在淬火后获得马氏体的最高硬度。
6）再结晶、重结晶；
答：
金属材料加热到较高的温度时，原子具有较大的活动能力，使晶粒的外形开始变化。
重结晶：
由于温度变化，引起晶体重新形核、长大，发生晶体结构的改变，称为重结晶。
7）调质处理、变质处理。
淬火后的高温回火。
在液态金属结晶前，特意加入某些难熔固态颗粒，造成大量可以成为非自发晶核的固态质点，使结晶时的晶核数目大大增加，从而提高了形核率，细化晶粒。
3.指出A1、A3、Acm；
AC1、AC3、Accm；
Ar1、Ar3、Arcm各临界点的意义。
A1：
共析转变线，含碳量在0.02～6.69%的铁碳合金冷却到727℃时都有共析转变发生，形成P。
A3：
奥氏体析出铁素体的开始线。
Acm：
碳在奥氏体中的溶解度曲线。
AC1：
实际加热时的共析转变线。
AC3：
实际加热时奥氏体析出铁素体的开始线。
实际加热时碳在奥氏体中的溶解度曲线。
Ar1：
实际冷却时的共析转变线。
Ar3：
实际冷却时奥氏体析出铁素体的开始线。
Arcm：
实际冷却时碳在奥氏体中的溶解度曲线。
4.何谓本质细晶粒钢？
本质细晶粒钢的奥氏体晶粒是否一定比本质粗晶粒钢的细？
（1）本质细晶粒钢：
加热到临界点以上直到930℃，随温度升高，晶粒长大速度很缓慢，称本质细晶粒钢。
（2）不一定。
本质晶粒度只代表钢在加热时奥氏体晶粒长大倾向的大小。
本质粗晶粒钢在较低加热温度下可获得细晶粒，而本质细晶粒钢若在较高温度下加热也会得到粗晶粒。
5.珠光体类型组织有哪几种？
它们在形成条件、组织形态和性能方面有何特点？
（1）三种。
分别是珠光体、索氏体和屈氏体。
（2）珠光体是过冷奥氏体在550℃以上等温停留时发生转变，它是由铁素体和渗碳体组成的片层相间的组织。
索氏体是在650～600℃温度范围内形成层片较细的珠光体。
屈氏体是在600～550℃温度范围内形成片层极细的珠光体。
珠光体片间距愈小，相界面积愈大，强化作用愈大，因而强度和硬度升高，同时，由于此时渗碳体片较薄，易随铁素体一起变形而不脆断，因此细片珠光体又具有较好的韧性和塑性。
6.贝氏体类型组织有哪几种？
（1）两种。
上贝氏体和下贝氏体。
（2）上贝氏体的形
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