第六章金属材料及热处理Word文档下载推荐.docx

1、 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 560 C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560 C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

2、: 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（1220-1280 C）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1200 C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1220-1280 C。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（800-850 C） 或两冷预热（500-600 C、800-850 C），而冷却多用分

3、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

4、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： 金属镀层、 阴极保护、 磷化、发蓝、阳极化、涂漆层等。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

5、度常用除应力处理，即加热至 250-425 C进行回火,在300-350 C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：球化退火、正火、除应力处理。最后热处理：淬火、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

6、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。Mn 13（新标准是ZGMn13 :耐磨钢。水韧处理（加 热到100011000C,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

7、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。淬火 +低温回火。 使用状态下的金相组织是：回火马氏体。GCrl5 :

8、常用着轴承钢和量具钢。正火+球化退火。淬火、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。9C rSi ：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

9、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 （HRS197HRS241， ） 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

10、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。 除应力处理、敏化处理、稳定化处理、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、CrWMn15MnTi:是

11、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。Mn Mn 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

12、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。 MnMn 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（FeMr）3C渗碳体类型的碳化物.CrWM：n Cr、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、GCr15 T13、60S12Mn现要制作锂

13、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：球化退火、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950 C水冷、950C空冷、760C水冷，720C水冷处理后的组织各是怎样的组织？解：钢 号950 C水冷950 C空冷760 C水冷720 C水冷40 钢 M+A S+T M+A+F M+A+FT12 M+A S+T M+A +FeO M+A +FeO11 .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