金属热处理工艺学复习题.docx

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金属热处理工艺学复习题

金属热处理工艺学

第一类

退火：

将组织偏离平衡状态的金属或合金加热到适当的温度，保持一定时间，然后缓慢冷却得到接近平衡状态组织的热处理工艺。

扩散退火：

将金属铸锭、铸件或锻坯，在略低于固相线的温度下长期加热，消除或减少化学成分偏析及显微组织的不均匀性，已达到均匀化目的的热处理工艺。

球化退火：

使钢中的碳化物球状化，或得到“球状P”的退火工艺。

完全退火：

将刚件或钢材加热到Ac3点以上，使之完全奥氏体化，然后缓慢冷却，获得接近于平衡组织的热处理工艺。

正火将钢：

加热到Ac3或Accm以上（30—50），保温一定时间后在空气中冷却的热处理工艺。

再结晶退火：

去应力退火

马氏体分级淬火

等温淬火

淬透性

淬硬性

表面淬火

分级淬火

碳势

调质处理

传导传热

化学热处理

临界淬火冷却速度

热应力

组织应力

反应扩散

渗氮

二次硬化

离子氮化

软氮化

预热加热

随炉加热

到温入炉加热

高温入炉加热

第二类

1、化学热处理一般常将它看成由渗剂中的反应，渗剂中的扩散，渗剂与被渗金属表面的界面反应，被渗元素原子的扩散和扩散过程中相变等过程所构成。

2、钢的热处理工艺由、、三个阶段所组成。

3、利用铁碳相图确定钢完全退火的正常温度范围是，它只适应于钢。

4、球化退火的主要目的是，它主要适用于。

5、钢的正常淬火温度范围，对亚共析钢是，，对过共析钢是。

6、淬火钢进行回火时回火温度越高，钢的强度与硬度越低。

7、汽车板簧淬火后，应采用中温回火，获得回火屈氏体组织，具有较高的弹性极限和塑性、韧性性能。

8、钢的表面淬火是为了满足表硬里韧的性能要求，最常用的表面淬火工艺是感应加热表面淬火。

9、钢的淬透性主要决定于钢的过冷奥氏体稳定性，钢的淬硬性主要决定于马氏体中的含碳量。

10、一般热处理加热方式根据热处理目的不同有随炉加热，预热加热，到温入炉加热和高温入炉加热等数种。

11、实现淬火过程的必要条件是加热温度必须高于临界点以上获得奥氏体组织，其后的冷却速度必须大于临界冷却速度得到马氏体，或下贝氏体组织。

12、常用淬火介质有水及其溶液、油、乳化液以及低熔点熔盐。

13、淬透性的实验测定方法临界直径法，端淬法等。

14、工件淬火冷却时，如其瞬时内应力超过该时钢材的断裂强度，则将产生淬火裂纹。

15、确定感应圈几何形状时必须考虑邻近效应、环状效应、尖角效应等几种效应。

16、渗碳后的热处理有直接淬火，一次加热淬火，两次淬火等。

17、强化渗氮中典型渗氮工艺有等温渗氮、两段渗氮，三段渗氮。

18、心部要求较好综合机械性能的结构钢零件，感应加热表面淬火前的预先热处理为调质处理。

第三类

1、完全退火主要适用于：

1）亚共析钢2）共析钢3）过共析钢

2、扩散退火的目的：

1）消除和改善晶内偏析2）消除冷塑性变形后产生的加工硬化3）降低硬度便于加工

3、钢的回火处理是在：

1）退火后进行2）正火后进行3）淬火后进行

4、钢的渗碳温度：

1）600－650℃2）800－850℃3）900－950℃4）1000－1050℃

5、过共析钢正火的目的是：

1）调整硬度改善切削加工性能2）细化晶粒为淬火作组织准备3）消除网状二次渗碳体

6、直径为10mm的45钢钢棒，加热到850℃投入水中，其显微组织为：

1）马氏体2）铁素体＋马氏体3）马氏体＋残余奥氏体4）马氏体＋珠光体

7、若要提高淬火时淬硬层深度，应采取：

1）选择高淬透性钢2）增大工件截面尺寸3）选用比较缓和的冷却介质

8、除Co外，所有合金元素都使C曲线右移，则钢的淬透性：

1）降低2）提高3）不改变

9、过共析钢球化退火以前需进行：

1）调质处理2）正火3）去应力退火4）再结晶退火

10、再结晶退火的目的：

1）消除和改善晶内偏析2）消除冷塑性变形后产生的加工硬化3）降低硬度便于加工

11、钢氮化前的预先热处理一般是：

1）退火2）正火3）淬火4）调质处理

12、钢的渗碳温度是，渗氮温度是是，

1）500－570℃2）800－850℃3）900－950℃4）1000－1050℃

13、高速钢淬火后于560℃三次回火，其目的是

消除大量的残余奥氏体使大量的碳化物溶解消除二次淬火应力

14、化学热处理与其他热处理方法的主要区别是_________。

A．加热温度B．组织变化C．改变表面化学成分

15、淬透性越好的钢，淬火后获得的马氏体数量越多，得到的硬度也越高。

16、热应力造成的残余应力的特点：

表层拉应力，心部压应力。

17、钢均可通过再结晶退火恢复塑性，降低硬度。

18、过共析钢的正火温度和淬火温度都是Ac1+30~50℃。

（）

19、钢的淬透性越高，则C曲线越左移，临界冷却速度越小。

20、不论含碳量高低，马氏体都硬而脆。

调质处理是淬火加低温回火。

（）

21、同一钢材，在相同的加热条件下，水冷比油冷的淬透性好，小件比大件的淬透性好。

（）

22、为了调整硬度便于机加工，低碳钢、中碳钢和低碳合金钢在锻造后应采用正火处理。

（）

23、淬火时组织应力造成的残余应力的特点是表层压应力、心部拉应力。

（）

24、当钢中发生奥氏体向马氏体转变时，原奥氏体中含碳量越高，Ms越低，转变后的残余奥氏体量越多。

（）

25、过共析钢的正火温度和淬火温度都是Ac1+30~50℃。

（）

26、在正常热处理条件下，随碳含量的增高，过共析钢的过冷奥氏体越稳定。

27、高合金钢既有良好的淬透性，也具有良好的淬硬性。

28、经退火后再高温回火的钢，能得到回火索氏体组织，具有良好的综合机械性能。

29、钢的淬透性高，则其淬透层的深度也越大。

30、钢中未溶碳化物的存在，将使钢的淬透性降低。

31、在正常淬火条件下，亚共析钢的淬透性随碳的增高而增大，过共析钢的淬透性随碳的增高而减小。

32、表面淬火既能改变钢的表面化学成分，也能改善心部的组织和性能。

33、奥氏体晶粒尺寸增大，淬透性提高。

34、除Ti、Zr、Co外，所有合金元素都提高钢的淬透性。

第四类

1、车床主轴要求轴颈部位硬度56~58HRC，其余部位为20~24HRC，选用45钢，其加工路线为：

锻造——（）——机加工——（）——（）——磨削

试写出空白处的热处理工序的名称、作用，并写出轴颈表面和内部的显微组织。

2、用9SiCr钢制作板牙，其工艺路线如下：

下料→锻造→球化退火→机械加工→淬火→低温回火

试分析各热处理工序的作用，并说明各热处理后的组织。

3、用15钢制作一要求耐磨的小轴（直径20mm），其工艺路线为：

下料－锻造－热处理1－机加工－热处理2－热处理3－热处理4－磨削加工。

试补充各热处理工序的名称、目的及使用状态下的组织。

4、某型号柴油机的凸轮要求具有高强度（HRC>50），而心部具有更好的韧性，本来采用45号钢经调质处理后再在凸轮表面上进行高频淬火。

最后进行低温回火。

现因工厂中库存的45钢已用完，只有15号钢，试说明：

1）原来45钢各热处理工序的目的及组织上的变化

2）改用15钢后，仍按45钢的上述工艺路线进行处理，能否满足性能要求为什么

3）改用15钢后，如不满足性能要求，应采用什么样的热处理方案才能满足上述性能要求为什么

4、T10A钢含碳量约为%，Ac1=730℃，Accm=800℃，Ms=175℃，该钢的原始组织为片状珠光体加网状渗碳体，若用此钢制作冷冲模的冲头，说明需要经过那些热处理工序才能满足零件的性能要求，写出具体热处理工艺名称、加热温度参数、冷却方式以及各工序加热转变完成后和冷却至室温时得到的组织。

6、110型柴油机曲轴用QT600－3球墨铸铁制造，其加工路线为：

铸造成型－正火－去应力退火－切削加工－轴颈表面淬火＋低温回火－磨削。

说明各热处理工序的作用。

7、下列场合宜采用何种热处理方法（解释原因）

•提高低碳钢的切削加工性能

•

•降低高碳工模具钢的硬度，以便切削加工，且为最终淬火作组织准备。

•

•为表面淬火工件（要求心部具有良好的综合机械性能）作组织准备。

•

•纠正60钢锻造过热的粗大组织，为切削加工作准备。

•

•降低冷冲压件的硬度，提高塑性，以便进一步拉伸。

•

•消除某量规在研磨过程中产生的应力，稳定尺寸

•

•经冷轧后的15钢钢板，要求降低硬度

•

8．重载汽车变速箱齿轮选用20CrMnTi钢制造，其工艺路线为：

下料－锻造－正火－机加工－渗碳－预冷淬火－低温回火－喷丸－精磨。

说明各热处理工序的目的和处理后的组织。

9、解答下列有关45钢的几个问题：

①45钢的淬火温度是多少其确定依据是什么淬火后得到什么组织

②假如把某个45钢工件加热到750℃后淬火，则将得到什么组织为什么

（45钢Ac1=730℃，Ac3=780℃）

10、调质处理后的45钢齿轮，经高频感应加热后的温度分布如图所示，试分析高频感应加热水淬后，轮齿由表面至中心各区（1、2、3）的组织变化过程，并画出各区组织示意图。

11、指出下列零件的锻造毛坯进行正火的主要目的及正火后的显微组织：

（1）20钢齿轮

（2）45钢小轴（3）T12钢锉刀

12、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的一般原则应如何选择试从获得的组织及性能等方面加以说明。

13、说明45钢试样（Ф10mm）经下列温度加热、保温并在水中冷却得到的室温组织：

700℃，760℃，840℃，1100℃

14、指出下列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硬度：

（1）60钢弹簧

（2）45钢小轴（要求综合机械性能）（3）T12钢锉刀

15、氮化的主要目的是什么说明氮化的主要特点。

16、渗碳和氮化都是提高钢件表面硬度、强度和耐磨性的化学热处理手段，试问它们的强化机制有何不同

17、为什么钢淬火后要及时回火

18、简述离子氮化的特点。

19、选择下列零件的热处理方法，并编写简明的工艺路线（各零件均选用锻造毛坯，且钢材具有足够的淬透性）

①某机床变速箱齿轮，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，要求有良好的综合机械性能，轴颈部分要求耐磨（50～55HRC），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，要求镗杆表面有极高的硬度，心部有较高的综合机械性能，材料选用38CrMoAlA。

20、低碳钢（％C）小件经930℃，5h渗碳后，表面含碳量增至％，试分析以下处理后表层和心部的组织：

①渗碳后慢冷

②渗碳后直接淬火并低温回火

③由渗碳温度预冷至820℃，保温后水淬，再低温回火

④渗碳后慢冷至室温，再加热到780℃，保温后水淬，再低温回火。