热处理原理与工艺习题解答

爱被打了一巴掌 2024-03-17 14:55 33阅读 0赞

**热处理原理与工艺习题**

班级 学号 姓名

**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、A1

2、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+30-50°C B、Ac3+30-50°C C、Ac1+30-50°C

5、钢的淬透性主要取决于钢的（ 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（ C ）作为冷却介质。

A、矿物油 B、20°C自来水 C、20°C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 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（ A ）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（ C ）；

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\_\_加热\_\_、\_\_\_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\_\_\_\_\_奥氏体的形核与长大\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_、\_\_\_\_\_残余渗碳体的溶解\_\_\_\_\_\_\_\_和\_\_\_\_奥氏体的均匀化\_\_\_\_\_\_\_\_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 珠光体+残余奥氏体 ，水冷得到 马氏体+残余奥氏体 。

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\_\_\_\_\_\_、\_\_\_\_均匀化退火\_\_\_、\_\_\_\_\_不完全退火\_\_\_\_、\_\_\_\_\_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\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_、\_\_\_\_\_\_\_\_等。

5、球化退火获得\_\_\_粒状珠光体\_\_\_\_\_组织，降低钢的\_\_硬度\_\_\_\_\_\_，提高切削加工性，并为最终热处理作组织准备。主要用于共析钢和\_\_\_\_\_过共析\_\_\_钢。

6、常用的淬火方法有\_\_\_单液淬火法\_\_\_\_、\_\_\_双液淬火法\_\_\_\_\_、\_\_分级淬火法\_\_\_\_\_和 \_\_等温淬火\_\_\_\_\_等。

7、亚共析钢的淬火加热温度为\_\_\_Ac3\_\_\_\_以上30--50°C，加热后得到\_\_\_\_\_奥氏体\_\_\_\_组织，快速冷却后得到\_\_\_\_马氏体\_\_\_\_\_组织，过共析钢的淬火加热温度为\_\_\_Ac1\_\_\_\_\_\_以上30—50°C，加热后得到\_\_\_\_奥氏体+渗碳体\_\_\_\_\_组织，快速冷却后得到\_\_\_\_马氏体+渗碳体\_\_\_\_\_组织。

8、感应加热表面淬火法，按电源频率不同，可分为\_\_\_高频感应加热表面淬火\_\_\_\_\_\_\_、\_\_\_中频感应加热表面淬火\_\_\_\_\_\_和\_\_\_工频感应加热表面淬火\_\_\_\_\_\_三种。电流频率越高，淬硬层越\_\_\_薄\_\_\_\_\_\_。

9、回火温度的不同，回火分为\_\_\_低温回火\_\_\_\_\_、\_\_\_中温回火\_\_\_\_\_和\_\_\_高温回火\_\_\_\_三类。

10、常用的淬火介质中，有物态变化的介质有：\_\_\_水油\_\_\_\_\_、\_\_\_盐溶液\_\_\_\_\_等；没有物态变化的介质有：\_\_\_熔盐\_\_\_\_\_、\_\_溶碱\_\_\_\_\_\_等。

四、名词解释

1、钢的化学热处理

钢放在一定的化学介质中，使其表面与介质相互作用，吸收其中某些化学元素的原子（或离子）并通过加热，使该原子自表面向内部扩散的过程称钢的化学热处理

2、正火和退火

正火是将钢材或钢件加热到Ac3（或Accm）以上适当温度，保温适当时间后在空气中冷却，得到珠光体类组织的热处理工艺；退火是将组织偏离平衡状态的金属或合金加热到适当的温度，保持一定的时间，然后缓慢冷却以达到接近平衡状态组织的热处理工艺

3、淬透性与淬硬性

淬透性是指钢材被淬透的能力，或者说钢的淬透性是指表征钢材淬火时获得马氏体的能力特征；淬硬性是指淬成马氏体可能得到的最大硬度

4、钢的表面热处理

钢的表面热处理是只对钢的表面进行热处理以改变钢的表面性能，而芯部仍保持原来钢的性能

5、奥氏体的稳定化

奥氏体的稳定化是指奥氏体的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的转变呈迟滞现象

6、片状马氏体与板条马氏体

片状马氏体时铁基合金中的一种典型的马氏体组织，常见于淬火高，中碳钢及高Ni的Fe-Ni合金中，其空间形态呈凸透镜片状，也称为透镜片状马氏体。

板条马氏体时低碳钢，中碳钢。马氏体时效钢和不锈钢等合金中形成的一种典型的马氏体组织，其光学显微组织是有成群的板条组成故称为板条马氏体

五、简答题

1、简述钢的表面淬火的目的及应用。

钢的表面淬火的目的是改变钢的表面的性能，提高表面的强度，硬度和耐磨性，而钢的芯部仍然保持良好的韧性，从而提高钢件的综合性能。应用：齿轮，凸轴，曲轴及各类轴类零件在扭转弯曲灯交变载荷下工作，并承受摩擦和冲击，其表面要比芯部承受更高的应力，因此，要求零件具有高的强度，硬度和耐磨性，要求芯部具有一定的强度，足够的韧性和塑性。采用表面淬火工艺可以达到这种表硬心韧的性能要求

2、常见淬火和回火的缺陷与预防。

a 淬火缺陷及其预防，补救

1，淬火变形，开裂

预防及补救：（1）尽量做到均匀加热及正确加热（2）正确选择冷却方法和冷却介质（3）正确选择淬火工件浸入淬火介质的方式和运行方向 基本原则是：（a）淬火时应该尽量保证能够得到最均匀的冷却（b）以最小阻力方向（4）及时，正确的回火

2，氧化，脱碳，表面腐蚀及过烧

3，硬度不足：由于加热温度过高或过低引起的硬度不足，除对已出现缺陷进行回火，再重新加热淬火补救外，应该严格管理炉温测控仪表，定期按计量传递系统进行校正及检修

4，硬度不均匀：可以进行一次回火，再次加热，再恰当的冷却介质及冷却方法的条件下淬火补救，对由于碳浓度不均匀引起的硬度不均匀，对未成形的工件，为了消除碳化物偏析或粗大，可用不同方向的锻打来改变其分布及形态，对粗大组织可进行一次退火或正火，使组织细化及均匀化

5，组织缺陷：有些组织缺陷尚和淬火原始组织有关，列入粗大马氏体，不仅淬火加热温度过高可以产生，还可能由于淬火前的热加工的过热组织遗传下来，因此，在淬火前采用退火等办法消除过热组织

b，回火缺陷及其预防，补救

常见的回火缺陷有硬度过高或过低，硬度不均匀，以及回火产生变形及脆性等

回火后硬度过高，过低或不均匀，主要由于回火温度过低，过高或炉温不均匀所造成，回火后硬度过高还能由于回火时间过短，显然对于这些为问题，可以采用调整回火温度等措施来控制。硬度不均匀的原因，可能是由于一次装炉量过多，或选用加热炉不当所致，如果回火在气体介质炉中进行，炉内应该有气体循环风扇，否则炉内温度不可能均匀

回火后工件发生变形，常由于回火前工件内应力不平衡，回火时应力松弛或产生应力才重新分布所致，要避免回火后变形，或采用多次校直多次加热，或采用压具回火。

3、影响钢的淬透性的因素有哪些？

（1）钢的化学成分（2）奥氏体晶粒度 奥氏体晶粒尺寸增大，淬透性提高 （3）奥氏体化温度 提高奥氏体化温度，不仅能促使奥氏体晶粒增大，而且促使碳化物及其他非金属夹杂物溶入并使奥氏体成分均匀化，这均将提高过冷奥氏体的稳定性，从而提高淬透性（4）第二相的存在和分布

4、过共析钢一般在什么温度下淬火？为什么？

过共析钢的淬火温度一般在Ac1+30-50℃，因为此时加热状态为细小的奥氏体晶粒和未溶解的碳化物，淬火后得到隐晶马氏体和均匀分布的球状碳化物，这种组织不仅有高的强度和印度，高的耐磨性，而且也有较好的韧性，如果淬火温度过高，碳化物溶解，奥氏体晶粒长大，淬火后得到片状马氏体，其显微裂纹增加，脆性增大，淬火开裂倾向也增大，由于碳化物的溶解，奥氏体中含碳量增加，淬火后残余奥氏体量增加，钢的硬度和耐磨性下降，因此，选择Ac1+30-50℃为过共析钢的一般淬火温度。

5、画出共析钢过冷奥氏体等温转变动力学图。并标出：（1）各区的组织和临界点（线）代表的意义；（2）临界冷却曲线；（3）分别获得M,P,B下，P+B，B下＋M组织的冷却曲线。