金属学与热处理.

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1、一、名词解释：奥氏体：碳溶于-Fe中形成的间隙固溶体,具有面心立方点阵的晶体结构珠光体：铁素体与渗碳体的混合物，称为珠光体片状珠光体：由一层铁素体与一层渗碳体交替紧密堆叠而成的粒状珠光体：在铁素体基体上分布着粒状渗碳体的组织，一般是经过球化退火处理后获得的。上贝氏体：过冷奥氏体在350550等温转变的产物下贝氏体：过冷奥氏体在350Ms等温转变的产物马氏体：碳溶于-Fe中形成的过饱和间隙固溶体淬火：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(Vc)冷却，以得到介稳态的马氏体或下贝氏体组织的热处理工艺方法（亚共析钢加热到Ac3上3050，共析钢、过共析钢加热到Ac1Accm）

2、回火：将淬火后的工件重新加热到临界温度以下，保温一段时间，冷却至室温的热处理工艺淬透性：钢在淬火时能够获得马氏体的能力，是钢材本身固有的属性，与钢的过冷奥氏体稳定性有关，过冷奥氏体越稳定，钢的淬透性越好淬硬性：钢在淬火后所能达到的最高硬度，取决于马氏体的含碳量。（含碳量越高，淬硬性越好）正火：将钢件或钢材加热到Ac3（Acm）以上适当温度，保温适当时间后在空气中冷却，得到珠光体类型组织的热处理工艺退火：将钢件加热到适当温度，保温一定时间，然后缓慢冷却以获得近于平衡状态组织的热处理工艺A1线：刚在加热或冷却过程中珠光体组织与奥氏体组织转变的平衡临界温度（共析钢）；A3线：刚在加热或冷却过程中铁素

3、体组织与奥氏体组织转变的平衡临界温度（亚共析钢）Acm：刚在加热或冷却过程中渗碳体组织与奥氏体组织转变的平衡临界温度（过共析钢）Ms线：奥氏体化共析钢快速冷却获得马氏体的初始温度Ms点：奥氏体和马氏体两相自由能之差达到相变所需的最小驱动力值对应的温度称为Ms点二、问答题：1、 奥氏体的形成过程答：奥氏体的形成分为四个阶段：（1）奥氏体的形核；（2）奥氏体晶核长大；（3）剩余碳化物的溶解；（4）奥氏体成分均匀化。2、 奥氏体晶粒度及晶粒度的分类答：奥氏体晶粒大小用晶粒度表示奥氏体晶粒度有三种：起始晶粒度：在临界温度以上，奥氏体形成刚刚完成，其晶粒边界刚刚相互接触时的晶粒大小。实际晶粒度：在某一加

4、热条件下所得到的实际奥氏体晶粒大小。本质晶粒度：根据标准试验方法，在93010保温足够时间（38小时）后测得的奥氏体晶粒大小。奥氏体晶粒度在58级者称为本质细晶粒钢，而奥氏体晶粒度在14级者称为本质粗晶粒钢。3、 影响奥氏体晶粒长大的因素答：（1）加热温度和保温时间（加热温度越高、保温时间越长，形核率I越大，长大速度G越大，奥氏体晶界迁移速度越大，其晶粒越粗大。）（2） 加热速度（加热速度快，奥氏体实际形成温度高，形核率增高，由于时间短奥氏体晶粒来不及长大，可获得细小的起始晶粒度）（3） C%的影响（C%高，C在奥氏体中的扩散速度以及Fe的自扩散速度均增加，奥氏体晶粒长大倾向增加，但C%超过一

5、定量时，由于形成Fe3C，阻碍奥氏体晶粒长大；）（4）合金元素影响（强碳化物形成元素Ti、Zr、V、W、Nb等熔点较高，它们弥散分布在奥氏体中阻碍奥氏体晶粒长大；非碳化物形成元素Si、Ni等对奥氏体晶粒长大影响很小）（5）冶炼方法的影响（钢的冶炼方法也影响奥氏体晶粒长大的倾向）（6）原始组织的影响（一般来说，原始组织愈细，碳化物弥散度愈大，所得到的奥氏体起始晶粒就愈细小。）4、珠光体的基本分类答：铁素体与渗碳体的混合物，称为珠光体。按渗碳体的形态，珠光体分为片状珠光体和粒状珠光体。1）片状珠光体：由一层铁素体与一层渗碳体交替紧密堆叠而成的。在一个奥氏体晶粒内可以形成几个珠光体团。根据片间距S0

6、大小不同，将片状珠光体分为三种：片状珠光体，其S0约为150450nm；A1650范围内形成。索氏体，其S0约为80150nm；650600范围内形成。屈氏体，其S0约为3080nm。600550范围内形成。2） 粒状珠光体：在铁素体基体上分布着粒状渗碳体的组织，一般是经过球化退火处理后获得的。5、奥氏体转变为珠光体的成分的变化？答：6、 影响珠光体转变的动力学因素答：1.化学成分的影响2.碳含量和合金元素的影响3.加热温度和保温时间的影响4.奥氏体晶粒度的影响5.应力和塑性变形的影响7、 马氏体的分类及转变过程及转变的特征答：马氏体是C在-Fe中的过饱和间隙式固溶体。分为板条状马氏体和透镜片

7、状马氏体（又叫针状马氏体）。马氏体转变具有下列五个特征：1.形成温度低2.形成速递极快，瞬间完成形核与核长大3.非扩散型相变4.马氏体转变不完全，总是存在残余奥氏体5.新相与母相之间具有一定的晶体学位向关系8、 影响Ms点的因素答：1）化学成分C%影响合金元素；2）奥氏体化条件；3）淬火速度；4）磁场9、 影响碳化物球化的因素答：1）化学成分的影响：碳含量越高，越易于球化。2）原始组织的影响：渗碳体、碳化物等3）加热温度与保温时间的影响：加热温度越高，延长保温时间，奥氏体越容易出现片状珠光体而且不容易球化；4）冷却速度的影响：冷却速度过快，珠光体碳化物颗粒细小，聚集作用小，易形成片状碳化物。A

8、r1以下较高温度等温或炉冷。5）形变的影响：层状珠光体经过塑性变形可以加速球化过程。10、 淬火的目的及必要条件答：淬火的目的:(1)提高工具、渗碳零件和其它高强度耐磨机器零件等的硬度、强度和耐磨性；(2)结构钢通过淬火和回火之后获得良好的综合机械性能；(3)此外，还有很少数的一部分工件是为了改善钢的物理和化学性能，如提高磁钢的磁性；不锈钢淬火以消除第二相，从而改善其耐蚀性等。淬火的必要条件：（1）加热温度必须高于临界点以上(即亚共析钢Ac3，过共析钢Ac1)，以获得奥氏体组织。（2）冷却速度必须大于临界冷却速度，而淬火得到的组织是马氏体或下贝氏体（关键）。11、回火转变的特点、分的阶段、回火

9、的分类答：回火转变主要是马氏体的分解及残余奥氏体的转变。回火分为四个阶段：马氏体的分解；参与奥氏体的分解；碳化物的析出、转变及聚集长大；F相的形核于聚集长大。回火分为三类：低温回火（100200）：获得回火马氏体，高强度、硬度中温回火（400左右）：回火屈氏体，高弹性极限、比功高温回火（600左右）：回火索氏体，综合机械性能好12、退火的目的与分类答：退火的目的（1）均匀化学成分；（2）改善机械性能及工艺性能；（3）消除或减少内应力；（4）为最终热处理作好组织准备。退火工艺的分类（按加热温度分为两类）一类是在临界温度（Ac1或Ac3）以上的退火，包括完全退火、不完全退火、扩散退火和球化退火等；

10、另一类是在临界温度以下的退火，包括软化退火、再结晶退火及去应力退火等。13、正火退火常见的缺陷答：1、过烧 2、黑脆 3、粗大魏氏体组织 4、反常组织 5、网状组织 6、球化不均匀 7、硬度过高一、选择题1、过冷奥氏体是指过冷到（ C ）温度以下，尚未转变的奥氏体。 A、Ms B、Mr C、A12、确定碳钢淬火加热温度的主要依据是（ B ）。 A、C曲线 B、铁碳相图 C、钢的Ms线3、淬火介质的冷却速度必须（ A ）临界冷却速度。 A、大于 B、小于 C、等于4、T12钢的淬火加热温度为（ C）。 A、Accm+30-50C B、Ac3+30-50C C、Ac1+30-50C5、钢的淬透性主

11、要取决于钢的（ B ）。 A、含硫量 B、临界冷却速度 C、含碳量 D、含硅量6、钢的热硬性是指钢在高温下保持（ C ）的能力。 A、高抗氧化性 B、高强度 C、高硬度和高耐磨性7、钢的淬硬性主要取决于钢的（ C）。 A、含硫量 B、含锰量 C、含碳量 D、含硅量8、一般来说，碳素钢淬火应选择（ ）作为冷却介质。 A、矿物油 B、20C自来水 C、20C的10%食盐水溶液9、钢在一定条件下淬火后，获得淬硬层深度的能力，称为( B ). A、淬硬性 B、淬透性 C、耐磨性10、钢的回火处理在（ C ）后进行。 A、正火 B、退火 C、淬火11、调质处理就是（ C ）的热处理。 A、淬火+低温回火

12、 B、淬火+中温回火 C、淬火+高温回火12、化学热处理与其热处理方法的主要区别是（ C ）。 A、加热温度 B、组织变化 C、改变表面化学成分13、零件渗碳后一般须经（ C ）处理，才能使表面硬而耐磨。 A、淬火+低温回火 B、正火 C、调质14、用15钢制造的齿轮，要求齿轮表面硬度高而心部具有良好的韧性，应采用（ C ）热处理A、淬火+低温回火 B、表面淬火+低温回火 C、渗碳+淬火+低温回火15、用65Mn钢做弹簧，淬火后应进行（ B）； A、低温回火 B、中温回火 C、高温回火二、判断题（在题号前作记号“”或“”）1、（ ）实际加热时的临界点总是低于相图的临界点。2、（ ）珠光体向奥氏

13、体的转变也是通过形核及晶核长大的过程进行的。3、（ ）珠光体、索氏体、托氏体都是片层状的铁素体和渗碳体的混合物，所以它们的力学性能相同。4、（ ）钢在实际加热条件下的临界点分别用Ar1、Ar3、Arcm表示。5、（ ）在去应力退火过程中，钢的组织不发生变化。6、（ ）钢渗碳后无需淬火即有很高的硬度和耐磨性。7、（ ）由于正火较退火冷却速度快，过冷度大，转变温度较低， 获得组织细，因此同一种钢，正火要比退火的强度和硬度高。8、（ ）含碳量低于0、25%的碳钢，可用正火代替退火，以改善切削加工性能。9、（ ）钢的含碳量越高，选择淬火加热温度也越高。10、（ ）表面淬火的零件常用低碳结构钢制造，经淬

14、火表面获得高硬度。11、（ ）淬透性好的钢，淬火后硬度一定很高。12、（ ）完全退火不适用于高碳钢。13、（ ）淬火钢在回火时，其基本趋势是随着回火温度的升高，钢的强度、硬度下降，而塑性、韧性提高。14、（ ）钢回火的加热温度在A1以下，回火过程中无组织变化。15、（ ）感应加热表面淬火，淬硬层深度取决于电流频率：频率越低，淬硬层越低，淬硬层越浅；反之，频率越高，淬硬层越深。三、填空1、钢的热处理是通过钢在固态下的_加工_、_保温_和_冷却_三个阶段，使其获得所需组织结构与性能的一种工艺。2、共析钢在加热时，珠光体转变为奥氏体的过程是由_奥氏体形核_、_奥氏体核长大_和_奥氏体成分均匀化 _三个过程组成的。3、对共析钢来说，通常炉冷得到 珠光体 ，空冷得到 贝氏体 ，水冷得到 马氏体 。4、退火工艺按照加热温度分为两类：一类是在临界温度以上退火，包括_完全退火_、_不完全退火_、_扩散退火_、_球化退火_等；另一类是在临界温度以下退火，包括_再结晶退火_、_去应力退火_、_软化退火_等。5、球化退火获得_粒状珠光体_组织，