钢的热处理考试知识点

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1、钢的热处理1、钢的热处理工艺主要有几种退火、淬火、正火、回火、表面热处理2、什么是同素异构转变、多形性转变同素异构转变： 纯金属在温度和压力变化时， 由某一种晶体结构转变为另一种晶 体结构的过程称为同素异构转变。多形性转变：在固溶体中发生的由一种晶体结构转变为另一种晶体结构的过程称 为多形性转变。3、奥氏体及其结构特点奥氏体是碳在丫 -Fe中的间隙固溶体，具有面心立方结构。奥氏体的面心立方结构使其具有高的塑性和低的屈服强度， 在相变过程中容易发 生塑性变形， 产生大量位错或出现孪晶， 从而造成相变硬化和随后的再结晶、 高 温下经历的反常细化以及低温下马氏体相变的一系列特点。9008608207

2、8074070000.240.60 8 l.D L2 1.4C含 /(%)4、共析碳钢在加热转变时，奥氏体优先形核位置及原因奥氏体的形核1) 球状珠光体中：优先在F/Fe3C界面形核2) 片状珠光体中：优先在珠光体团的界面形核，也在F/Fe3C片层界面形核 奥氏体在F/Fe3C界面形核原因：(1) 易获得形成A所需浓度起伏，结构起伏和能量起伏(2) 在相界面形核使界面能和应变能的增加减少。 G = - Gv + Gs + Ge Gv-体积自由能差， Gs 表面能， Ge 弹性应变能5、珠光体向奥氏体转变的三阶段，并说明为什么铁素体完全转变为奥氏体后仍 然有一部分碳化物没有溶解？（1）奥氏体的形

3、核；（2）奥氏体的长大；（3）残余碳化物的溶解和奥氏体成分 的均匀化；奥氏体长大的是通过丫 / a界面和丫 /Fe3C界面分别向铁素体和渗碳体迁移来实 现的。由于丫 / a界面向铁素体的迁移远比丫 /Fe3C界面向FaC的迁移来的快， 因此当铁素体已完全转变为奥氏体后仍然有一部分渗碳体没有溶解。6、晶粒度概念奥氏体本质晶粒度：根据标准试验方法，在930 10 C保温足够时间后测得的 奥氏体晶粒大小。奥氏体起始晶粒度： 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奥氏体实际晶粒度： 在某一加热条件下所得的实际奥氏体晶粒大小。7、共析碳钢 IT 图SOO110010

4、0700uuu50040C300200AEutectoid tempera!urt.VKstsr)勺0%1200100C800眈40C20Clir1 iQ 10?103104 IO5fine &8、扩散型、非扩散型、半扩散型特点 扩散型相变：相变过程中伴随着原子的扩散，相变过程受原子扩散控制半扩散型相变：相变过程中有原子扩散，相变部分受原子扩散控制。非扩散型相变：相变过程中无原子扩散。9、退火定义、目的（作用）、种类退火定义：退火是将钢加热到适当的温度，经过保温后以适当的速度冷却以降低硬度、改善组织、提高加工性的一种热处理工艺。完全退火（亚共析钢 温度高于Ac3;过共析钢温度高于Accm） 完

5、全退火后可获得接近平衡状态的组织。（过共析钢不能采用完全退火，因为这 样的加热并慢冷后会出现网状渗碳体。）等温退火（Ar1以下的某一温度等温停留） 等温退火可以缩短退火时间，所以可以得到均匀的组织。球化退火 （ 珠光体 低于并接近 A1 的温度，奥氏体 Ac1 以上）主要对高碳工具钢、 模具钢和轴承钢等进行， 目的是改善碳化物分布， 并使碳化 物球化为细小圆形颗粒分布在马氏体基体， 提高塑性和韧性， 改善切削加工性能 和减少最终热处理的变形和开裂。扩散退火（一般为110 01200C）目的： 改善和消除在冶金过程中形成成分不均匀性低温退火（碳钢和低合金钢的低温退火温度为550650C，高合金钢

6、和高速钢为600750C，时间约为12小时。目的： 消除铸、锻、焊及切削加工过程内应力。再结晶退火（650C或稍高，时间为0.51h）目的：为了使冷形变钢通过再结晶而恢复塑性， 降低硬度， 有利于随后的再形变 或获得稳定的组织。（再结晶退火常用于冷轧低碳钢板和钢带）10、退火温度范围、适用范围、得到组织（见9 题）11 、球化退火、球化途径、工艺流程获得球化体的途径主要有三种：珠光体的球化；珠光体在高于亚临界温度（即低于并接近 A1 的温度）长时间保温得到球化体组 织。由奥氏体转变为球化体；退火工艺有三种：加热到Ac1以上20C左右，然后以35C/h的速度控制冷 却到Ar1 一下一定温度，即一

7、般的球化退火；加热到 Ac1以上20 C左右，然 后在略低于A1的温度等温保持，随后在略低于A1的温度等温保持，随后冷却之， 又称等温球化退火；在 A1上、下20C左右交替保温，随后冷却之，又称周期 球化退火马氏体低于并接近A1的温度分解。12、正火定义、目的（作用）定义：将铁碳合金加热到临界点 Acs以上适当温度并保持一定的时间，然后在空 气中冷却的工艺叫正火目的：消除网状碳化物、改善切削性能；使铸、锻件过热晶粒细化；消除内应力13、退火与正火的选择（表）（钢给出温度范围选工艺、排号和碳钢）钢的碳含量（%最佳显微组织推荐热处理工艺0.060.20铁素体+细珠光体热轧（最经济）正火0.200.

8、30铁素体+细珠光体75mm以下正火75mm以上热轧0.300.40粗珠光体+最少的铁素体完全退火0.400.60粗珠光体到粗球化体不完全退火球化退火0.601.00球化体球化退火14、马氏体定义、结构、结构特点、转变特点 定义：马氏体是碳在a Fe中的过饱和固溶体 结构： 体心正方晶格 结构特点：C%越高，正方度越大，正方畸变越严重。当v 0.25%C时，c/a=1，此时马氏体为体心立方晶格马氏体转变特点：（1）表面浮凸效应和切变共格性（2）无扩散性（3）新相与母相间具有一定的晶体学关系（取向关系及惯习面）（4）转变的不完全性（5）转变的可逆性15、板条马氏体、片状马氏体，形貌特点、组织结构

9、、机械性能、亚结构板条马氏体： 板条状，亚结构：位错（又称位错马氏体）片状马氏体： 片状，亚结构：孪晶（又称孪晶马氏体）含碳量 1%完全为片状马氏体。片状马氏体强度比板条马氏体高（马氏体强度主要取决于含碳量） ，板条马氏体韧性好于片状马氏体（马氏体韧性主要取决于亚结构） 。16、什么是奥氏体稳定化、热稳定化、机械稳定化，特点、影响因素 奥氏体稳定化： 指奥氏体内部结构在外界因素作用下发生某种变化而使奥氏体向 马氏体转变呈现迟滞现象。热稳定化： 淬火时因缓慢冷却或在冷却过程中停留而引起奥氏体的稳定性提高， 使马氏体转变迟滞的现象。机械稳定化： 奥氏体在淬火过程中受到较大塑性变形而引起的稳定化现象

10、。 热稳定化影响因素：等温T / , A稳定化愈好；但T高于某一定值后，随等 温T / , A稳定化下降，出现反稳定化。在一定等温 T下，停留t /, A稳定 化愈好。C% /, A稳定化程度/。机械稳定化影响因素：在Md点以下温度对A进行塑性变形，将发生形变诱发M转变。在Md点以上，对A小量塑性变形将促进随后冷却时的 M转变；对A 大量塑性变形将抑制随后冷却时的 M转变，使奥氏体稳定化。17、上贝氏体、下贝氏体形貌组织、力学性能上B:羽毛状，条状或针状。形成条件：温度在马氏体转变温度以上、珠光体转变温度以下范 围的稍高温度；转变温度 高于下贝氏体。碳含量在低、中碳钢中，随碳含量增加，铁素体板

11、条变薄、渗碳 体量增加。下B:暗黑色针状或片状。形成条件：温度在马氏体转变温度以上、 珠光体转变温度以下范围的稍低温度； 转变温度低 于上贝氏体。性能差别： 下贝氏体强度和韧性高上贝氏体18、钢的淬透性、淬硬性，定义、相关因素淬透性：钢在淬火时能够获得马氏体的能力。 其大小是用规定条件下淬硬层深度 来表示。淬硬性： 是在正常淬火条件下 , 钢淬火后所能达到的最高硬度，即硬化能力淬透性决定因素 :临界冷却速度即化学成分及奥氏体化的条件 ;淬硬性影响因素 :取决于马氏体的含碳量。工件的淬透深度： 取决于钢材淬透性 , 还与冷却介质、 工件尺寸等外部因素有关19、 亚共析、过共析淬火加热温度选择原则

12、，为什么过共析钢不能超过Accm线选择原则：亚共析刚Ac3+3L 50 C;过共析钢Ac1+3旷50 C原因：若加热到Accm线以上，会带来一些不良后果：（1）由于渗碳体全部融入 奥氏体，使淬火后钢的耐磨性降低 （2） Ac1Accm之间，存在未溶二次渗碳体， 反而阻碍奥氏体晶粒长大， 能够细化晶粒， 从而使形成显微裂纹的倾向减小， （ 3） 由于奥氏体中碳含量显著增高，使 Ms点降低，淬火后残余奥氏体量增多，从而 降低钢的硬度 （4）加热温度高，使钢的氧化 . 脱碳加剧，也使淬火和开裂倾向增 大，同时也缩短炉子的使用寿命。20、淬火内应力、热应力、组织应力，产生原因及过冷过程中应力状态变化（

13、 1 ）热应力： 由于工件心部和表面冷却速度不一致，其冷却收缩不同而造成内 应力。热应力产生过程：冷却初期，表面冷速快，表面收缩，产生拉应力；心部冷速慢，不收缩，产生压 应力；冷却结束，表面冷速慢，表面不收缩，产生压应力；心部冷速快，收缩，产生拉 应力；最终的淬火热应力： 表面压应力、心部拉应力。（ 2）组织应力： 由于工件表层和心部发生马氏体转变的不同时性而造成的内应 力。组织应力产生过程：冷却初期，表面发生马氏体相变，表面体积膨胀，产生压应力；心部冷速慢牵制 表面膨胀，产生拉应力；冷却结束，心部发生马氏体相变，表面体积膨胀，产生 压应力；表面牵制心部膨胀，产生拉应力；最终的淬火组织应力：表

14、面拉应力、心部压应力 在发生相变刖主要内应力为热应力； 当发生相变后主要内应力为组织应力， 热应 力为辅。21、淬火介质分类，其中有物态变化的三个阶段、力学性能、特点变化淬火介质分为有物态变化的介质和无物态变化的介质。有物态变化的淬火介质沸点都低于工件淬火加热温度，冷却机理：第一阶段（AB段）:蒸汽膜阶段。冷却速度慢第二阶段（BC段）:沸腾阶段。冷却速度快第三阶段（CD段）:对流阶段。冷却速度慢时间佃1p)few厨瓷剋鶴勺旺旭试样中心温度ft）22、什么是二次硬化现象，本质 定义：是指某些淬火合金钢在 500650C回火后硬度增高，在硬度-回火温度曲 线上出现峰值的现象。本质：二次硬化本质上是一种共格析出的合金碳化物（VC, TiC或MoC等）的弥 散强化。23、钢回火的几个阶段，各阶段温度范围、组织变化P 碳素钢淬火后在不同温度下回火时， 组织将发生不同的变化。 由于组织变化会带 来物理性能的变化， 而不同的组织变化， 物理性能的变化也不同。 通常根据物理 性能的变化把回火转变分成四种类型。时效阶段（100C以下）：碳原子的重新分布回火第一阶段（100200C）：过渡碳化物的析出回火第二阶段（200300C）：残余奥氏体的分解回火第三阶段（200350C）：过渡碳化物转变为FesC回火第四阶段（350C以上）：FdC的粗化和球化，以及等轴铁素体晶粒的形成