熱處理原理與工藝習題

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一、選擇題

1、過冷奧氏體是指過冷到（ C ）溫度以下，尚未轉(zhuǎn)變的奧氏體。

A、Ms B、Mr C、A1

2、確定碳鋼淬火加熱溫度的主要依據(jù)是（ B）。

A、C曲線 B、鐵碳相圖 C、鋼的Ms線

3、淬火介質(zhì)的冷卻速度必須（ A ）臨界冷卻速度。

A、大于 B、小于 C、等于

4、T12鋼的淬火加熱溫度為（ C ）。

A、Accm+30-50°C B、Ac3+30-50°C C、Ac1+30-50°C

5、鋼的淬透性主要取決于鋼的（ B ）。

A、含硫量 B、臨界冷卻速度 C、含碳量 D、含硅量

6、鋼的熱硬性是指鋼在高溫下保持（ C ）的能力。

A、高抗氧化性 B、高強度 C、高硬度和高耐磨性

7、鋼的淬硬性主要取決于鋼的（ C ）。

A、含硫量 B、含錳量 C、含碳量 D、含硅量

8、一般來說，碳素鋼淬火應(yīng)選擇（ C ）作為冷卻介質(zhì)。

A、礦物油 B、20°C自來水 C、20°C的10%食鹽水溶液

9、鋼在一定條件下淬火后，獲得淬硬層深度的能力，稱為( B ).

A、淬硬性 B、淬透性 C、耐磨性

10、鋼的回火處理在（ C ）后進行。

A、正火 B、退火 C、淬火

11、調(diào)質(zhì)處理就是（ C ）的熱處理。

A、淬火+低溫回火 B、淬火+中溫回火 C、淬火+高溫回火

12、化學熱處理與其熱處理方法的主要區(qū)別是（ C ）。

A、加熱溫度 B、組織變化 C、改變表面化學成分

13、零件滲碳后一般須經(jīng)（ A ）處理，才能使表面硬而耐磨。

A、淬火+低溫回火 B、正火 C、調(diào)質(zhì)

14、用15鋼制造的齒輪，要求齒輪表面硬度高而心部具有良好的韌性，應(yīng)采用（ C ）熱處理

A、淬火+低溫回火 B、表面淬火+低溫回火 C、滲碳+淬火+低溫回火

15、用65Mn鋼做彈簧，淬火后應(yīng)進行（ C ）；

A、低溫回火 B、中溫回火 C、高溫回火

二、判斷題（在題號前作記號“√”或“×”）

1、（ × ）實際加熱時的臨界點總是低于相圖的臨界點。

2、（ √ ）珠光體向奧氏體的轉(zhuǎn)變也是通過形核及晶核長大的過程進行的。

3、（ × ）珠光體、索氏體、托氏體都是片層狀的鐵素體和滲碳體的混合物，所以它們的力學性能相同。

4、（ × ）鋼在實際加熱條件下的臨界點分別用Ar1、Ar3、Arcm表示。

5、（ √ ）在去應(yīng)力退火過程中，鋼的組織不發(fā)生變化。

6、（ × ）鋼滲碳后無需淬火即有很高的硬度和耐磨性。

7、（ √ ）由于正火較退火冷卻速度快，過冷度大，轉(zhuǎn)變溫度較低，獲得組織細，因此同一種鋼，正火要比退火的強度和硬度高。

8、（ √ ）含碳量低于0、25%的碳鋼，可用正火代替退火，以改善切削加工性能。

9、（ × ）鋼的含碳量越高，選擇淬火加熱溫度也越高。

10、（ √ ）表面淬火的零件常用低碳結(jié)構(gòu)鋼制造，經(jīng)淬火表面獲得高硬度。

11、（ × ）淬透性好的鋼，淬火后硬度一定很高。

12、（ √ ）完全退火不適用于高碳鋼。

13、（ √ ）淬火鋼在回火時，其基本趨勢是隨著回火溫度的升高，鋼的強度、硬度下降，而塑性、韌性提高。

14、（ × ）鋼回火的加熱溫度在A1以下，回火過程中無組織變化。

15、（ × ）感應(yīng)加熱表面淬火，淬硬層深度取決于電流頻率：頻率越低，淬硬層越低，淬硬層越淺；反之，頻率越高，淬硬層越深。

三填空

1、鋼的熱處理是通過鋼在固態(tài)下的__加熱__、___保溫___和__冷卻___三個階段，使其獲得所需組織結(jié)構(gòu)與性能的一種工藝。

2、共析鋼在加熱時，珠光體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體的過程是由_____奧氏體的形核與長大__________、_____殘余滲碳體的溶解________和____奧氏體的均勻化________三個過程組成的。

3、對共析鋼來說，通常爐冷得到 珠光體 ，空冷得到 珠光體+殘余奧氏體 ，水冷得到 馬氏體+殘余奧氏體 。

4、退火工藝按照加熱溫度分為兩類：一類是在臨界溫度以上退火，包括__完全退火______、____均勻化退火___、_____不完全退火____、_____球化退火___等；另一類是在臨界溫度以下退火，包括___再結(jié)晶退火_____、_____去應(yīng)力退火___________、________等。

5、球化退火獲得___粒狀珠光體_____組織，降低鋼的__硬度______，提高切削加工性，并為最終熱處理作組織準備。主要用于共析鋼和_____過共析___鋼。

6、常用的淬火方法有___單液淬火法____、___雙液淬火法_____、__分級淬火法_____和 __等溫淬火_____等。

7、亞共析鋼的淬火加熱溫度為___Ac3____以上30--50°C，加熱后得到_____奧氏體____組織，快速冷卻后得到____馬氏體_____組織，過共析鋼的淬火加熱溫度為___Ac1______以上30—50°C，加熱后得到____奧氏體+滲碳體_____組織，快速冷卻后得到____馬氏體+滲碳體_____組織。

8、感應(yīng)加熱表面淬火法，按電源頻率不同，可分為___高頻感應(yīng)加熱表面淬火_______、___中頻感應(yīng)加熱表面淬火______和___工頻感應(yīng)加熱表面淬火______三種。電流頻率越高，淬硬層越___薄______。

9、回火溫度的不同，回火分為___低溫回火_____、___中溫回火_____和___高溫回火____三類。

10、常用的淬火介質(zhì)中，有物態(tài)變化的介質(zhì)有：___水油_____、___鹽溶液_____等；沒有物態(tài)變化的介質(zhì)有：___熔鹽_____、__溶堿______等。

四、名詞解釋

1、鋼的化學熱處理

鋼放在一定的化學介質(zhì)中，使其表面與介質(zhì)相互作用，吸收其中某些化學元素的原子（或離子）并通過加熱，使該原子自表面向內(nèi)部擴散的過程稱鋼的化學熱處理

2、正火和退火

正火是將鋼材或鋼件加熱到Ac3（或Accm）以上適當溫度，保溫適當時間后在空氣中冷卻，得到珠光體類組織的熱處理工藝；退火是將組織偏離平衡狀態(tài)的金屬或合金加熱到適當?shù)臏囟龋３忠欢ǖ臅r間，然后緩慢冷卻以達到接近平衡狀態(tài)組織的熱處理工藝

3、淬透性與淬硬性

淬透性是指鋼材被淬透的能力，或者說鋼的淬透性是指表征鋼材淬火時獲得馬氏體的能力特征；淬硬性是指淬成馬氏體可能得到的最大硬度

4、鋼的表面熱處理

鋼的表面熱處理是只對鋼的表面進行熱處理以改變鋼的表面性能，而芯部仍保持原來鋼的性能

5、奧氏體的穩(wěn)定化

奧氏體的穩(wěn)定化是指奧氏體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)在外界因素作用下發(fā)生某種變化而使奧氏體向馬氏體的轉(zhuǎn)變呈遲滯現(xiàn)象

6、片狀馬氏體與板條馬氏體

片狀馬氏體時鐵基合金中的一種典型的馬氏體組織，常見于淬火高，中碳鋼及高Ni的Fe-Ni合金中，其空間形態(tài)呈凸透鏡片狀，也稱為透鏡片狀馬氏體。

板條馬氏體時低碳鋼，中碳鋼。馬氏體時效鋼和不銹鋼等合金中形成的一種典型的馬氏體組織，其光學顯微組織是有成群的板條組成故稱為板條馬氏體

五、簡答題

1、簡述鋼的表面淬火的目的及應(yīng)用。

鋼的表面淬火的目的是改變鋼的表面的性能，提高表面的強度，硬度和耐磨性，而鋼的芯部仍然保持良好的韌性，從而提高鋼件的綜合性能。應(yīng)用：齒輪，凸軸，曲軸及各類軸類零件在扭轉(zhuǎn)彎曲燈交變載荷下工作，并承受摩擦和沖擊，其表面要比芯部承受更高的應(yīng)力，因此，要求零件具有高的強度，硬度和耐磨性，要求芯部具有一定的強度，足夠的韌性和塑性。采用表面淬火工藝可以達到這種表硬心韌的性能要求

2、常見淬火和回火的缺陷與預(yù)防。

a 淬火缺陷及其預(yù)防，補救

1，淬火變形，開裂

預(yù)防及補救：（1）盡量做到均勻加熱及正確加熱（2）正確選擇冷卻方法和冷卻介質(zhì)（3）正確選擇淬火工件浸入淬火介質(zhì)的方式和運行方向 基本原則是：（a）淬火時應(yīng)該盡量保證能夠得到最均勻的冷卻（b）以最小阻力方向（4）及時，正確的回火

2，氧化，脫碳，表面腐蝕及過燒

3，硬度不足：由于加熱溫度過高或過低引起的硬度不足，除對已出現(xiàn)缺陷進行回火，再重新加熱淬火補救外，應(yīng)該嚴格管理爐溫測控儀表，定期按計量傳遞系統(tǒng)進行校正及檢修

4，硬度不均勻：可以進行一次回火，再次加熱，再恰當?shù)睦鋮s介質(zhì)及冷卻方法的條件下淬火補救，對由于碳濃度不均勻引起的硬度不均勻，對未成形的工件，為了消除碳化物偏析或粗大，可用不同方向的鍛打來改變其分布及形態(tài)，對粗大組織可進行一次退火或正火，使組織細化及均勻化

5，組織缺陷：有些組織缺陷尚和淬火原始組織有關(guān)，列入粗大馬氏體，不僅淬火加熱溫度過高可以產(chǎn)生，還可能由于淬火前的熱加工的過熱組織遺傳下來，因此，在淬火前采用退火等辦法消除過熱組織

b，回火缺陷及其預(yù)防，補救

常見的回火缺陷有硬度過高或過低，硬度不均勻，以及回火產(chǎn)生變形及脆性等

回火后硬度過高，過低或不均勻，主要由于回火溫度過低，過高或爐溫不均勻所造成，回火后硬度過高還能由于回火時間過短，顯然對于這些為問題，可以采用調(diào)整回火溫度等措施來控制。硬度不均勻的原因，可能是由于一次裝爐量過多，或選用加熱爐不當所致，如果回火在氣體介質(zhì)爐中進行，爐內(nèi)應(yīng)該有氣體循環(huán)風扇，否則爐內(nèi)溫度不可能均勻

回火后工件發(fā)生變形，常由于回火前工件內(nèi)應(yīng)力不平衡，回火時應(yīng)力松弛或產(chǎn)生應(yīng)力才重新分布所致，要避免回火后變形，或采用多次校直多次加熱，或采用壓具回火。

3、影響鋼的淬透性的因素有哪些？

（1）鋼的化學成分（2）奧氏體晶粒度 奧氏體晶粒尺寸增大，淬透性提高 （3）奧氏體化溫度 提高奧氏體化溫度，不僅能促使奧氏體晶粒增大，而且促使碳化物及其他非金屬夾雜物溶入并使奧氏體成分均勻化，這均將提高過冷奧氏體的穩(wěn)定性，從而提高淬透性（4）第二相的存在和分布

4、過共析鋼一般在什么溫度下淬火？為什么？

過共析鋼的淬火溫度一般在Ac1+30-50℃，因為此時加熱狀態(tài)為細小的奧氏體晶粒和未溶解的碳化物，淬火后得到隱晶馬氏體和均勻分布的球狀碳化物，這種組織不僅有高的強度和印度，高的耐磨性，而且也有較好的韌性，如果淬火溫度過高，碳化物溶解，奧氏體晶粒長大，淬火后得到片狀馬氏體，其顯微裂紋增加，脆性增大，淬火開裂傾向也增大，由于碳化物的溶解，奧氏體中含碳量增加，淬火后殘余奧氏體量增加，鋼的硬度和耐磨性下降，因此，選擇Ac1+30-50℃為過共析鋼的一般淬火溫度。

5、畫出共析鋼過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變動力學圖。并標出：（1）各區(qū)的組織和臨界點（線）代表的意義；（2）臨界冷卻曲線；（3）分別獲得M,P,B下，P+B，B下＋M組織的冷卻曲線。