四川大學(xué)材料熱處理熱處理期末答案

1、熱處理熱處理1、根據(jù)合金元素在鋼中的作用，從淬透性、回火穩(wěn)定性、奧氏體晶粒長大傾向、根據(jù)合金元素在鋼中的作用，從淬透性、回火穩(wěn)定性、奧氏體晶粒長大傾向、韌性和回火脆性等方面比較下列鋼號的性能：韌性和回火脆性等方面比較下列鋼號的性能：40Cr、40CrNi、40CrMn、40CrNiMo答：①淬透性：40CrNiMo40CrMn40CrNi40Cr（因為在結(jié)構(gòu)鋼中，提高馬氏體淬透性作用顯著的元素從大到小排列：Mn、Mo、Cr、Si、Ni，

2、而合金元素的復(fù)合作用更大。）②回火穩(wěn)定性：40CrNiMo40CrMn40CrNi40Cr③奧氏體晶粒長大傾向：40CrMn40Cr40CrNi40CrNiMo④韌性：40CrNiMo40CrNi40CrMn40Cr（Ni能夠改善基體的韌度）⑤回火脆性：40CrNi40CrMn40Cr40CrNiMo（Mo降低回火脆性）2、怎樣理解、怎樣理解“合金鋼與碳鋼的強(qiáng)度性能差異，主要不在于合金元素本身的強(qiáng)化合金鋼與碳鋼的強(qiáng)度性能差異，主要不在于

3、合金元素本身的強(qiáng)化作用，而在于合金元素對鋼相變過程的影響。并且合金元素的良好作用，只有作用，而在于合金元素對鋼相變過程的影響。并且合金元素的良好作用，只有在進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚項l件下長能表現(xiàn)出來在進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚項l件下長能表現(xiàn)出來”答：合金鋼與碳鋼性能差異表現(xiàn)為：（1）碳素鋼淬透性差(2)碳鋼的高溫強(qiáng)度低，紅硬性差(3)碳鋼不能獲得良好的綜合性能(4)碳鋼不具有特殊的性能合金鋼中除含硅和錳作為合金元素或脫氧元素外，還含有其他合金元素（如鉻、

4、鎳、鉬、釩、鈦、銅、鎢、鋁、鈷、鈮、鋯和其他元素等），有的還含有某些非金屬元素（如硼、氮等），添加的合金元素作用不在于本身的強(qiáng)化作用，而在于對鋼相變過程的影響。處理鋼時，鋼的相變包括1、加熱過程中的奧氏體轉(zhuǎn)變；2、冷卻過程中的珠光體、貝氏體及馬氏體轉(zhuǎn)變；3、發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變后的再加熱(回火)轉(zhuǎn)變。1）在加熱時，合金元素能影響奧氏體的形成速度以及奧氏體的晶粒大??；2）在冷卻時，a.對珠光體，大部分合金元素推遲P的轉(zhuǎn)變、珠光體轉(zhuǎn)變溫度區(qū)的影響

5、及珠光體轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的碳化物類型的影響；b.對貝氏體，合金元素Cr，Ni，Mn能降低ΔF(A與F的自由能差），減少相變驅(qū)動力，減慢A分解，降低了貝氏體的轉(zhuǎn)變速度，推遲其轉(zhuǎn)變。Cr，Mn又是碳化物形成元素，阻礙C原子的擴(kuò)散。強(qiáng)烈阻礙貝氏體的形成；Mo，W作用不明顯；Si，對B有推遲作用，原因是強(qiáng)烈提高Fe的結(jié)合力，阻礙C原子從Fe中脫溶。Co，Al能提高ΔF，同時提高C的擴(kuò)散速度，加速B形成。C.對馬氏體，主要是對對M轉(zhuǎn)變溫度的影響，即Ms～

6、Mf點(diǎn)的影響。除Co，Al外，大多數(shù)合金元素固溶在A中，均使Ms點(diǎn)下降，增加殘余A的含量3）回火轉(zhuǎn)變時，合金元素能提高鋼的回火穩(wěn)定性，以及產(chǎn)生二次硬化。因此合金元素在鋼的整個相變過程中都起到了十分明顯的作用，提高了鋼材的性能。合金的主要作用：a.產(chǎn)生相變，如擴(kuò)大某個相區(qū)（奧氏體區(qū)）以得到某種對應(yīng)的特殊性能.b.細(xì)化晶粒，改善機(jī)械性能，如缺口敏感性、淬透性。c.改變熱處理工藝，如提高鋼材的熱處理組織的穩(wěn)定性，降低熱處理溫度、縮短熱處理時間

7、、提高熱處理質(zhì)量。合金鋼的熱處理工藝有很多，所得到的組織都有不同的性能，只有根據(jù)對鋼性能不同的需求選擇適當(dāng)?shù)臒崽幚項l件，才能獲得合適的組織，充分發(fā)揮合金元素的作用。如果鋼的熱處理條件不適當(dāng)，會影響合金元素在鋼中的作用。例如，熱處理溫度過高，影響強(qiáng)碳化物的形成，會影響鋼的性能。7、試比較高頻感應(yīng)加熱，火焰加熱之異同點(diǎn)，以及它們在表面淬火時的特點(diǎn)？、試比較高頻感應(yīng)加熱，火焰加熱之異同點(diǎn)，以及它們在表面淬火時的特點(diǎn)？原理：感應(yīng)加熱表面淬火即以

8、電磁感應(yīng)原理在工件表面產(chǎn)生電流密度很高的渦流來加熱工件表面的淬火方式?；鹧娲慊鸺从脺囟葮O高的可燃?xì)怏w火焰直接加熱工件表面的表面淬火方法。感應(yīng)加熱所需的熱源來源于兩部分：a.渦流加熱效應(yīng)（感應(yīng)加熱的主要來源）b.磁滯熱效應(yīng)。而火焰加熱的熱能主要來自可燃性氣體的燃燒熱，只適宜于加熱易于火焰噴涂的工件表面。（1）前者設(shè)備較為復(fù)雜，成本較高；后者設(shè)備簡單，使用方便，成本低。（2）前者對大尺寸件不易使用，由于設(shè)備的限制；后者不受工件體積大小的限制

9、，可靈活使用。（3）前者對硬層不厚時，透入式加熱不易發(fā)生過熱；后者易過熱。（4)前者較為安全；后者較為危險。（5）前者能得到較薄的淬硬層；后者不易得到。（6）前者可通過調(diào)節(jié)電流的參量來獲得所需淬硬層；后者不易控制。8、正火和退火的主要區(qū)別是什么？生產(chǎn)中應(yīng)如何正確選擇正火和退火的主要區(qū)別是什么？生產(chǎn)中應(yīng)如何正確選擇退火和正火所得到的均是珠光體型組織，或者說是鐵素體和滲碳體的機(jī)械混合物。但是正火與退火比較時，正火的珠光體是在較大的過冷度下得

10、到的，因而對亞共析鋼來說，析出的先共析鐵素體較少，珠光體數(shù)量較多（偽共析）珠光體片間距較小。此外，由于轉(zhuǎn)變溫度較低，珠光體成核率較大，因而珠光體團(tuán)的尺寸較小。對共析鋼而言，若與完全退火比較，正火的珠光體不僅片間距及團(tuán)直徑較小，而且可以抑制先共析網(wǎng)狀滲碳體的析出，而完全退火的則有網(wǎng)狀滲碳體存在。選擇:(1)從切削加工性考慮低中碳鋼適用正火；中高碳鋼、合金工具鋼用完全退火（0.5%0.75%C）；Wc0.75%，使用球化退火（2)從使用性能

11、考慮對性能要求不太高的零件，選用正火作為最終熱處理；為最終熱處理提供良好的組織狀態(tài)a.工具鋼——正火球化退火；b.結(jié)構(gòu)鋼——正火；返修件、尺寸技術(shù)及形狀復(fù)雜零件——退火（3）從經(jīng)濟(jì)成本考慮在可能的條件下應(yīng)盡量選用正火1010、鋼淬火后為什么要回火、鋼淬火后為什么要回火回火后的組織和性能與回火溫度有何關(guān)系回火后的組織和性能與回火溫度有何關(guān)系答：因為回火的目的是：①減少或消除淬火應(yīng)力，防上工件變形與開裂。②穩(wěn)定工件尺寸③得工件所需的組織和性

12、能。低溫回火后得到的組織是回火馬氏體，其性能是具有高的硬度(58~64HRC)和高的耐磨性。中溫回火后得到的組織是回火托氏體，其性能是具有較高的彈性極限和屈服強(qiáng)度，具有—定的韌性和硬度(35～45HRC)。高溫回火后得到的組織是回火索氏體，這種組織既有較高強(qiáng)度，同時又具有較好的塑性、韌性，即綜合機(jī)械性能良好。1212、影響加熱速度的因素有哪些？為什么？影響加熱速度的因素有哪些？為什么？答：A.加熱方法（加熱介質(zhì)）不同由綜合傳熱公式Q=a