热处理试题及答案(中南大学).

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1、一、填空题1、试写岀下列材料的类别。（按用途分）与应用（举一例）。20CrMnTi属 合金结构钢（类别）；可制作变速箱齿轮;T10属碳工具钢；可制作锉刀； 45属 碳素结构钢；可制作齿轮、螺栓；W18Cr4V属合金工具钢；可制作车刀；2、 化学热处理的基本过程是加热、保温、冷却。3、 钢的淬透性主要取决于过冷奥氏体的稳定性，马氏体的硬度主要取决于含碳量与组织形态，钢的表层淬火，只能改变表层的组织结构，而化学热处理既能改变表层的组织结构，又能改变表层的成分。4、低碳钢为了便于切削，常预先进行正火（提高硬度）处理；高碳钢为了便于切削，常预先进行退火（降低硬度）处理；5、 索氏体中的渗碳体是层片状形

2、貌。回火索氏体中的渗碳体是珠粒状形貌。6、 纯Al的主要强化方法是晶粒细化（加工硬化），Al-Cu合金的主要强化方法是时效强化（固溶强化）。7、再结晶形核的主要机理有应变诱发的晶界迁移机制，亚晶长大的形核机制。&欲消除过共析钢中大量的网状渗碳体应采用球化退火（正火），消除铸件中枝晶偏析应采用均匀化退火。1. 共析钢淬火后，低温、中温、高温回火组织分别为回火马氏体，回火屈氏体,回火索氏体。2. 马氏体形态主要有板条状和片状两种，其中片状马氏体硬度高、塑性差。4为了保持冷变形金属的强度和硬度，应采用回复退火工艺。5 铝合金的时效方法可分为自然和人工两种。1、共析钢过冷奥氏体等温转变曲线三个转变区的

3、转变产物是 P珠光体；B贝氏体;M屈氏体。2、为了降低冷变形金属的强度和硬度，应采用回复与再结晶退火工艺。3、根据渗碳剂在渗碳过程中聚集状态的不同，渗碳方法可以分为固体渗3. 45钢正火后渗碳体呈层状，调质处理后渗碳体呈球粒状。4中温回火主要用于各种弹簧和锻模等 典型零件处理，回火后得到回火屈氏体 组织。5 铝合金按其成分及生产工艺特点，可分为铸态和变形；变形铝合金按热处理性质可分为热处理非强化型铝合金和可热处理强化型铝合金两类;铝合金的时效方法可分为人工时效和自然时效两种。1. 热处理基本工艺参数：加热温度T;加热速度 V加热；保温时间t;冷却速度 V冷却.4为了保持冷变形金属的强度和硬度，

4、应采用回复再结晶退火7. 再结晶的驱动力是变形时与界面能有关的储能。再结晶形核的主要机制有应变诱发的晶界迁移迁移机制及亚晶长大的形核机制。10. 回归时间过长，则会岀现对应于该温度下的脱溶 ,使硬度重新升高，或发生过时效 ，达不到回归处理的效果。1 均匀化处理的目的是在高温下通过扩散 消除或减小实际结晶条件下晶内成分不均匀 和偏离于 平衡的组织状态，改善合金材料的工艺性能和使用性能。2. 基于回复及再结晶过程退火主要应用是消除金属及合金因冷变形而造成的组织与性能亚稳定状态。变形前的原始晶粒小，变形储能高，再结晶温度低3时效与回火的区别是固溶体从高温到低温时是否发生了基体 晶体结构的转变。4 时

5、效后脱溶相与基体界面关系有完 、 半空格 、 非空格三种形式。5 时效强化是 位错 与 脱溶质点 的相互作用。主要有位错绕过机制与位错切割机制。6 .低碳马氏体的形貌一般为板条状，中碳马氏体的形貌一般为板片状，高碳马氏体的形貌一般为片_8. 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冷却，用以得到介稳状态的马氏体或下贝氏体组织的热处理工艺方法称为钢的淬火。9. 形变热处理是将塑性变形的形变强化与热处理时的 相变强化结合，使成型工艺与获得最终性能统一起来的一种综合工艺。4. 时效（回火）实质上是亚稳过低和固溶体的分解。6. 在固态相变中，.新相形核的阻力是新相与母相之间

6、的界面能新相与母相比容积差导致的应变能。7时效后脱溶相与基体界面关系有完全共格、半共格、非共格三种形式。8时效强化是位错 与脱溶质点 的相互作用。主要有绕 _机制与 切割机制。9铝合金按其成分及生产工艺特点，可分为变形组织和铸造组织 ，铝合金的时效方法可分为自然和人工两种。1、工件淬火时常岀现的缺陷有表面缺陷、性能缺陷、组织缺陷、形状缺 2退火的目的主要是降低硬度，便于切削加工：消除或改善钢在铸造、轧制、锻造和焊接过程中所造成的 各种组织缺陷；细化晶粒，改善组织，为最终热处理做准备；还有为了消除应力，防止变形和开裂。3正火的目的和退火基本相同，但正火后得到细片状珠光体组织，对低碳钢来说讲，正火

7、组织易进行机械 加工；能降低工件切削加工的表面粗糙度；正火还可以消除过共析钢中的渗碳体网。4淬火的目的是把奥氏体化的钢件淬成马氏体，然后和不同回火温度相配合,获得所需的力学性能。5热应力是由于工件加热或冷却时，各部温度不同，使之热胀冷缩不同而产生的应力叫热应力。6减少变形与防止开裂的方法很多，但主要的是靠正确的选材、合理的结构设计、冷热加工合以及正确的热处理制度来保证。1、常见的金属晶格类型有体丿2、金属的机械性能主要包括强度、硬度、塑性、韧性、疲劳强度等指标，其中衡量金属材料在静载荷下机械性能的指标有强度、硬度、塑性。衡量金属材料在交变载荷和冲击载荷作用下的指标有疲劳强度和韧性。3、 常用的

8、回火方法有低温回火、中温回火高温回火。4、工程中常用的特殊性能钢有不锈钢、耐热钢、耐磨刚。6、按冶炼浇注时脱氧剂与脱氧程度分，碳钢分为沸腾乍7、钢在一定条件下淬火后，获得一定深度的淬透层的能力，称为钢的淬透性。淬透层通常以工件表面到半马氏体层 的深度来表示。8 冷塑性变形的内应力，按作用范围，可分为宏观变（第三类）内应力。9、铸铁中碳以石墨形式析岀的过程称为石墨化，影响石墨化的主要因素有冷却速度和化学成分。2、普通灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁及蠕墨铸铁中石墨的形态分别为片状、木3、实际金属晶体的缺陷有空位、间隙原子、位错。5、 金属的断裂形式有脆性断裂和延性断裂两种。7、金属元素在钢中形成的碳化

9、物可分为合金渗碳体、特殊碳化物两类。9、合金常见的相图有 匀晶相图、共晶相图、包晶相图和具有稳定化合物的二元相图。10、感应表面淬火的技术条件主要包括表面硬度、有效淬硬深度、淬硬区的分布。1、 液压传动的工作原理是以液体作为工作介质，依靠液体 来传递运动，依靠液体 来传递动力。2、液压系统可分为动力系统、执行系统、控制系统、辅件系统四个部分。3、油液的两个最基本特征是粘性、润滑性，油液流动时的两个基本参数是动力粘度、运动粘度。4、液压泵是将机械能转换为液体压力的能量转换装置。5、液压泵是靠密封容积变化变化来实现吸油和压油的，所以称为客积泵。6、 柱塞泵是靠柱塞在柱塞孔内作往复运动，使密封容积变

10、化而吸油和压油的，柱塞泵可分为轴向和径向两 类。7、 换向阀的作用是利用阀芯对阀体的相对改变来控制液体的流动方向，接通或关闭油，从而改变液压系统 的工作状态，按阀芯运动方向不同，换向阀可分为滑阀和旋阀两大类，其中滑阀作用最大。8液压基本回路是用液压元件组成并能执行动作的、典型回路，常用的基本回路有方向控制回路、压力控 制回路、流量控制回路三种。9、压力控制回路可用来实现卸载、减压、顺序、保压等功能，满足执行元件在力或转矩上的要求。10、增压回路中提高油液压力的主要元件增压器。1、 金属的性能一般分为两类，一类是使用性能，一类是工艺性能 。2、 大小不变或变化很慢的载荷称为静载荷，在短时间内以较

11、高速度作用于零件上的载荷称为冲击载荷，大小和方向随时发生周期性变化的载荷称为交变载荷。3、强度是指在静载荷作用下，抵抗塑性变形或断裂的能力。4、 原子呈无序堆积状况的物体叫非晶体，一般固态金属都是晶 _。5、金属在固态下，随温度的改变，由一种晶格类型转变为另一种晶格类型的现象称为同素异构转变。6、 金属的结晶实际是晶核的形成和长大的过程。7、一种金属元素与另一种或几种金属元素或非金属元素 通过熔炼或其他方法结合而成的具有金属特性 的物质。8铁碳合金的基本组织有五种它们的名字是铁素9、T12钢按用途分属于工具钢，按质量分属于优质钢 。10、 工厂里常用的淬火方法单扌。11、 调质零件应米用中碳钢

12、和中碳合金钢。12、 常用的不锈钢有铬不锈钢和铬镍不锈钢。13、根据铸铁中石墨形态的不同，铸铁可分为灰铸14、黄铜分为普通黄铜和特殊黄铜，硬质合金可分为钨钻15、 铝合金的淬火称为固溶处理，铝合金淬火后需时效处理才能达到最终的力学性能。16、 根据工作条件不同，磨具钢又可分为冷作模具钢_、_热作模具钢_和塑料磨具用钢等17、合金按照用途可分为_合金渗碳体_、_特殊碳化物_和特殊性能钢三类。硬质合金是指将一种或多种难熔金属 _碳化物_和金属粘结剂，通过_粉末冶金_工艺生产的一类合金材料。11、 铸铁的力学挺能主要取决于 _基体的组织_的组织和石墨的基体、形态、数量_以及分布状态。12、 根据铸铁

13、在结晶过程中的石墨化程度不同，铸铁可分为_灰口铸铁_、_白口铸铁和麻口铸铁三类。13、 常用铜合金中，青铜是以锌为主加合金元素，白铜是以镍为主加合金元素。14、 铁碳合金的基本组织中属于固溶体的有_铁素体_和_奥氏体_,属于金属化合物的有_渗碳体_，属于混合 物的有_珠光体和莱氏体。15、 脱溶序列的阶次规则：原子聚集区一一过渡相一一平衡相。16、 写出Al ZnMg系合金人工时效时正常的脱溶序列：G, P TJ 。17、写出Al Cu系合金人工时效时正常的脱溶序列：G, P）叩）叩）V二、名词解释再结晶：冷变形后的金属加热到一定温度或保温足够时间后，在原来的变形组织中产生非畸变的新晶粒， 性

14、能也发生显著变化，并恢复到冷变形前的水平，临界变形度：通常把对应于得到特别粗大的晶粒的变形称为热处理：是将钢在固态下加热到预定的温度，并在该温度下保持一段时间，然后以一定速度冷却到室温的一种热加工工艺马氏体转变：钢从奥氏体状态快速冷却抑制其扩散性分解在较低温度下发生的无扩散型相变临界冷却速度：表示过冷奥氏体在连续冷却过程中全部转变为珠光体的最大冷却速度回火：是将淬火钢加热到低于临界点A1的某一温度保温一段时间，使淬火组织转变为稳定的回火组织，然后以适当方式冷却到室温的一种热处理工艺回火脆性：有些钢在一定的范围内回火时，其冲击韧度显著下降，这种催化现象叫钢的退火：是将钢加热到临界点 Ac1以上或

15、一下温度，保温后随炉缓慢冷却以获得近于平衡状态的热处理工艺 正火：是将钢加热到Ac3或Acm以上适当温度，保温以后在空气中冷却得到珠光体类组织淬火：将钢加热到临界点 Ac3或Ac1以上一定温度，保温后以大于临界冷却速度冷却得到马氏体或下贝氏 体等温淬火：是将奥氏体化后的工件淬入 Ms点以上某温度盐浴中，等温保持足够长时间，使之转变为下贝氏体组织，然后取出在空气中冷却的淬火方法调质处理：将淬火和随后回火相结合的热处理工艺成为调质处理淬透性：是指奥氏体化后的钢在淬火时获得马氏体的能力淬硬性：表示钢淬火时的硬化能力形变热处理：是将塑性变形同热处理有机结合在一起，获得形变强化和相变强化综合效果的工艺方

16、法。 晶粒度：多晶体内的晶粒大小。钢的晶粒度按其奥氏体化条件与长大倾向又分成起始晶粒度、实际晶粒度 和本质晶粒度。晶界无沉淀带：局部脱溶过程中，由于晶界上析出沉淀而使晶界附近出现无脱溶相析出的区域。 原位再结晶：回复过程中，多边化或胞状亚结构会通过晶界迁移和亚晶的合并，周围不断粗化的过程，但 变形晶粒特征无改变。钢的二次硬化：较高温度回火过程中，从马氏体中析出第二相（碳化物）而使刚产生附加强化。 过烧：在热处理过程中由于温度过高，而导致晶界局部熔化而氧化的现象。不连续脱溶：即胞状脱溶，在脱溶胞与基体之间存在一个明晰的界面，两者成分发生突变，脱溶胞晶格常 数不连续变化。回火马氏体：淬火后回火所致

17、的马氏体或残余奥氏体分解产物，一般由铁素体和碳化物组成。 Orowan机制：位错绕过较硬质点的时候，在质点周围留下位错环，从而使合金强化。HNi65-5 : Cu65%,Ni5%黄铜。40Mn含碳量0.4%，Mn含量低于1.5%的优质合金结构钢。阶次规则：脱溶时在形成平衡相之前会逐步析岀的一种或多种过渡相。普遍脱溶：属于连续脱溶的一种。将固溶处理后的合金置于较低温度保温时，整个过饱和固溶体中普遍地 发生脱溶并析岀均匀分布的脱溶相的现象。2A12-T6 :可热处理强化的 Al-Cu基合金，峰值时效态。回复：冷变形金属在一定温度保温时，发生的点缺陷运动和位错运动与重新组合，但不包含低位错的新晶 粒

18、的生成。亚晶粒：在多晶体的每一个晶粒内，晶格位向也并非完全一致，而是存在着许多尺寸很小、位向差很小的 小晶块，它们相互镶嵌而成晶粒，称亚晶粒。亚晶界：两相邻亚晶粒间的边界称为亚晶界。刃型位错：位错可认为是晶格中一部分晶体相对于另一部分晶体的局部滑移而造成。滑移部分与未滑移部 分的交界线即为位错线。如果相对滑移的结果上半部分多出一半原子面，多余半原子面的边缘好像插入晶 体中的一把刀的刃口，故称“刃型位错” 。单晶体：如果一块晶体，其内部的晶格位向完全一致，则称这块晶体为单晶体。多晶体：由多种晶粒组成的晶体结构称为“多晶体 。 过冷度：实际结晶温度与理论结晶温度之差称为过冷度。自发形核：在一定条件

19、下，从液态金属中直接产生，原子呈规则排列的结晶核心。非自发形核：是液态金属依附在一些未溶颗粒表面所形成的晶核。变质处理：在液态金属结晶前，特意加入某些难熔固态颗粒，造成大量可以成为非自发晶核的固态质点， 使结晶时的晶核数目大大增加，从而提高了形核率，细化晶粒，这种处理方法即为变质处理。变质剂：在浇注前所加入的难熔杂质称为变质剂。加工硬化：随着塑性变形的增加，金属的强度、硬度迅速增加；塑性、韧性迅速下降的现象。回复：为了消除金属的加工硬化现象，将变形金属加热到某一温度，以使其组织和性能发生变化。在加热 温度较低时，原子的活动能力不大，这时金属的晶粒大小和形状没有明显的变化，只是在晶内发生点缺陷

20、的消失以及位错的迁移等变化，因此，这时金属的强度、硬度和塑性等机械性能变化不大，而只是使内应 力及电阻率等性能显著降低。此阶段为回复阶段。再结晶：被加热到较高的温度时，原子也具有较大的活动能力，使晶粒的外形开始变化。从破碎拉长的晶粒变成新的等轴晶粒。 和变形前的晶粒形状相似，晶格类型相同，把这一阶段称为“再结晶”。热加工：将金属加热到再结晶温度以上一定温度进行压力加工。冷加工：在再结晶温度以下进行的压力加工。铁素体（F）：铁素体是碳在a _Fe中形成的间隙固溶体，为体心立方晶格。由于碳在a - Fe中的溶解度很小，它的性能与纯铁相近。塑性、韧性好，强度、硬度低。它在钢中一般呈块状或片状。奥氏体

21、（A）：奥氏体是碳在* Fe中形成的间隙固溶体，面心立方晶格。因其晶格间隙尺寸较大，故碳在 一 Fe中的溶解度较大。有很好的塑性。渗碳体（F&C）:铁和碳相互作用形成的具有复杂晶格的间隙化合物。渗碳体具有很高的硬度， 但塑性很差,延伸率接近于零。在钢中以片状存在或网络状存在于晶界。在莱氏体中为连续的基体，有时呈鱼骨状。珠光体（P）：由铁素体和渗碳体组成的机械混合物。铁素体和渗碳体呈层片状。珠光体有较高的强度和硬 度，但塑性较差。莱氏体（Ld）:由奥氏体和渗碳体组成的机械混合物。在莱氏体中，渗碳体是连续分布的相，奥氏体呈颗粒 状分布在渗碳体基体上。由于渗碳体很脆，所以莱氏体是塑性很差的组织。G

22、P区：合金中能用X射线法测定出的原子聚集区，时与脱溶的产物，尺寸小，晶体结构与基体相同。C曲线（过冷奥氏体等温转变曲线）：以温度为纵坐标，时间为横坐标，分另U将各温度下过冷奥氏体的转变开始和转变终了时间连续起来，可以得到两根曲线，其形状像“C字，故称“ C曲线。亦称为TTT图三、问答题过冷度与冷却速度有何关系？它对金属结晶过程有何影响？对铸件晶粒大小有何影响？答：冷却速度越大，则过冷度也越大。随着冷却速度的增大，则晶体内形核率和长大速度都加快，加 速结晶过程的进行，但当冷速达到一定值以后则结晶过程将减慢，因为这时原子的扩散能力减弱。过冷度增大， F大，结晶驱动力大，形核率和长大速度都大，且N的

23、增加比G增加得快，提高了 N与G的比值，晶粒变细，但过冷度过大，对晶粒细化不利，结晶发生困难 下列零件或工具用何种碳钢制造：手锯锯条、普通螺钉、车床主轴。T9、T9A、T10、T10A、T11、Q195 Q215 Q23530、35、40、45、50。答：手锯锯条：它要求有较高的硬度和耐磨性，因此用碳素工具钢制造，如T11Ao普通螺钉：它要保证有一定的机械性能，用普通碳素结构钢制造，如 车床主轴：它要求有较高的综合机械性能，用优质碳素结构钢，如何谓钢的热处理？钢的热处理操作有哪些基本类型？试说明热处理同其它工艺过程的关系及其在机械制 造中的地位和作用。答：（1）为了改变钢材内部的组织结构，以满

24、足对零件的加工性能和使用性能的要求所施加的一种综合的热加工工艺过程。（2）热处理包括普通热处理和表面热处理；普通热处理里面包括退火、正火、淬火和回火，表面热处理包括表面淬火和化学热处理，表面淬火包括火焰加热表面淬火和感应 加热表面淬火，化学热处理包括渗碳、渗氮和碳氮共渗等。（3）热处理是机器零件加工工艺过程中的重要工序。一个毛坯件经过预备热处理， 然后进行切削加工， 再经过最终热处理，经过精加工，最后装配成为零件。热处理在机械制造中具有重要的地位和作用，适 当的热处理可以显著提高钢的机械性能，延长机器零件的使用寿命。热处理工艺不但可以强化金属材 料、充分挖掘材料潜力、降低结构重量、节省材料和能

25、源，而且能够提高机械产品质量、大幅度延长 机器零件的使用寿命，做到一个顶几个、顶十几个。此外，通过热处理还可使工件表面具有抗磨损、 耐腐蚀等特殊物理化学性能。1）奥氏体的起始晶粒度、实际晶粒度、本质晶粒度; 答：（1）起始晶粒度：是指在临界温度以上，奥氏体形成刚刚完成，其晶粒边界刚刚接触时的晶粒大小。（2）实际晶粒度：是指在某一具体的热处理加热条件下所得到的晶粒尺寸。（3） 本质晶粒度：根据标准试验方法，在930土 10C保温足够时间（3-8小时）后测定的钢中晶粒的大 小。2）珠光体、索氏体、屈氏体、贝氏体、马氏体；答：珠光体：铁素体和渗碳体的机械混合物。索氏体：在650600C温度范围内形成

26、层片较细的珠光体。屈氏体：在600550C温度范围内形成片层极细的珠光体。贝氏体：过饱和的铁素体和渗碳体组成的混合物。马氏体：碳在a -Fe中的过饱和固溶体。3）奥氏体、过冷奥氏体、残余奥氏体；答：奥氏体：碳在 一Fe中形成的间隙固溶体.过冷奥氏体：处于临界点以下的不稳定的将要发生分解的奥氏体称为过冷奥氏体。残余奥氏体：m转变结束后剩余的奥氏体。4）退火、正火、淬火、回火、冷处理、时效处理（尺寸稳定处理） ；答：退火：将工件加热到临界点以上或在临界点以下某一温度保温一定时间后，以十分缓慢的冷却速度（炉冷、坑冷、灰冷）进行冷却的一种操作。正火：将工件加热到 A或Accm以上3080C,保温后从炉

27、中取出在空气中冷却。淬火：将钢件加热到 AC3或Aci以上3050 C,保温一定时间，然后快速冷却（一般为油冷或水冷），从而得马氏体的一种操作。回火：将淬火钢重新加热到Ai点以下的某一温度，保温一定时间后，冷却到室温的一种操作。冷处理：把冷到室温的淬火钢继续放到深冷剂中冷却，以减少残余奥氏体的操作。时效处理：为使二次淬火层的组织稳定，在110150C经过636小时的人工时效处理，以使组织稳定。5） 淬火临界冷却速度（Vk），淬透性，淬硬性；答：淬火临界冷却速度（Vk）：淬火时获得全部马氏体组织的最小冷却速度。淬透性：钢在淬火后获得淬硬层深度大小的能力。淬硬性：钢在淬火后获得马氏体的最高硬度。6

28、）再结晶、重结晶；答：再结晶：金属材料加热到较高的温度时，原子具有较大的活动能力，使晶粒的外形开始变化。从破碎拉长的晶粒变成新的等轴晶粒。和变形前的晶粒形状相似，晶格类型相同，把这一阶段称为“再结晶”。重结晶：由于温度变化，引起晶体重新形核、长大，发生晶体结构的改变，称为重结晶。7）调质处理、变质处理。答：调质处理：淬火后的高温回火。变质处理：在液态金属结晶前，特意加入某些难熔固态颗粒，造成大量可以成为非自发晶核的固态质点，使结晶时的晶核数目大大增加，从而提高了形核率，细化晶粒。3.指出 A1、A Am； Ac1、AC3、Accm ； Ar1、Ar3、Arcm 各临界点的意义。答：A :共析转

29、变线，含碳量在 0.026.69%的铁碳合金冷却到 727 C时都有共析转变发生，形成 P。A 3：奥氏体析岀铁素体的开始线。A cm：碳在奥氏体中的溶解度曲线。A d：实际加热时的共析转变线。A C3：实际加热时奥氏体析岀铁素体的开始线。A cm：实际加热时碳在奥氏体中的溶解度曲线。A rl :实际冷却时的共析转变线。A r3 :实际冷却时奥氏体析出铁素体的开始线。A rcm :实际冷却时碳在奥氏体中的溶解度曲线。4. 何谓本质细晶粒钢？本质细晶粒钢的奥氏体晶粒是否一定比本质粗晶粒钢的细？答：(1)本质细晶粒钢：加热到临界点以上直到930 C，随温度升高，晶粒长大速度很缓慢，称本质细晶粒钢。

30、(2) 不一定。本质晶粒度只代表钢在加热时奥氏体晶粒长大倾向的大小。本质粗晶粒钢在较低加热 温度下可获得细晶粒，而本质细晶粒钢若在较高温度下加热也会得到粗晶粒。5. 珠光体类型组织有哪几种？它们在形成条件、组织形态和性能方面有何特点？答：(1)三种。分别是珠光体、索氏体和屈氏体。(2) 珠光体是过冷奥氏体在550C以上等温停留时发生转变，它是由铁素体和渗碳体组成的片层相间的组织。索氏体是在650600C温度范围内形成层片较细的珠光体。屈氏体是在600550C温度范围内形成片层极细的珠光体。珠光体片间距愈小，相界面积愈大，强化作用愈大，因而强度和 硬度升高，同时，由于此时渗碳体片较薄，易随铁素体

31、一起变形而不脆断，因此细片珠光体又具 有较好的韧性和塑性。6. 贝氏体类型组织有哪几种？它们在形成条件、组织形态和性能方面有何特点？答：(1)两种。上贝氏体和下贝氏体。(2 )上贝氏体的形成温度在 600350 C。在显微镜下呈羽毛状，它是由许多互相平行的过饱和铁素 体片和分布在片间的断续细小的渗碳体组成的混合物。其硬度较高，可达HRC40- 45,但由于其铁素体片较粗，因此塑性和韧性较差。下贝氏体的形成温度在350CMs,下贝氏体在光学显微镜下呈黑色针叶状，在电镜下观察是由针叶状的铁素体和分布在其上的极为细小的渗碳体 粒子组成的。下贝氏体具有高强度、高硬度、高塑性、高韧性，即具有良好的综合机

32、械性能。7. 马氏体组织有哪几种基本类型？它们在形成条件、晶体结构、组织形态、性能有何特点？马氏体的硬度 与含碳量关系如何？答：(1)两种，板条马氏体和片状马氏体。(2)奥氏体转变后，所产生的 M的形态取决于奥氏体中的含碳量，含碳量V0.6%的为板条马氏体；含碳量在0.6 1.0%之间为板条和针状混合的马氏体；含碳量大于1.0%的为针状马氏体。低碳马氏体的晶体结构为体心立方。随含碳量增加，逐渐从体心立方向体心正方转变。含碳量较高的钢的晶体结构一般出现体心正方。低碳马氏体强而韧，而高碳马氏体硬而脆。这是因为低碳马氏体中含碳量较低，过饱和度较小，晶格畸变也较小，故具有良好的综合机械性能。随含碳量增

33、加，马 氏体的过饱和度增加，使塑性变形阻力增加，因而引起硬化和强化。当含碳量很高时，尽管马氏 体的硬度和强度很高，但由于过饱和度太大，引起严重的晶格畸变和较大的内应力，致使高碳马氏体针叶内产生许多微裂纹，因而塑性和韧性显著降低。(3) 随着含碳量的增加，钢的硬度增加。8. 何谓等温冷却及连续冷却？试绘出奥氏体这两种冷却方式的示意图。答：等温冷却：把奥氏体迅速冷却到 Ah以下某一温度保温，待其分解转变完成后， 再冷至室温的一种冷却 转变方式。连续冷却：在一定冷却速度下，过冷奥氏体在一个温度范围内所发生的转变。ftOO时间伽t9. 为什么要对钢件进行热处理？答：通过热处理可以改变钢的组织结构，从而

34、改善钢的性能。热处理可以显著提高钢的机械性能，延长机 器零件的使用寿命。恰当的热处理工艺可以消除铸、锻、焊等热加工工艺造成的各种缺陷，细化晶粒、 消除偏析、降低内应力，使钢的组织和性能更加均匀。10. 试比较共析碳钢过冷奥氏体等温转变曲线与连续转变曲线的异同点。答：首先连续冷却转变曲线与等温转变曲线临界冷却速度不同。其次连续冷却转变曲线位于等温转变曲线 的右下侧，且没有 C曲线的下部分，即共析钢在连续冷却转变时，得不到贝氏体组织。这是因为共析 钢贝氏体转变的孕育期很长，当过冷奥氏体连续冷却通过贝氏体转变区内尚未发生转变时就已过冷到 M点而发生马氏体转变，所以不岀现贝氏体转变。11. 淬火临界冷

35、却速度 Vk的大小受哪些因素影响？它与钢的淬透性有何关系？答：(1)化学成分的影响：亚共析钢中随着含碳量的增加，C曲线右移，过冷奥氏体稳定性增加，则Vk减小，过共析钢中随着含碳量的增加，C曲线左移，过冷奥氏体稳定性减小，则Vk增大；合金元素中，除Co和Al(2.5%)以外的所有合金元素，都增大过冷奥氏体稳定性，使C曲线右移，则 Vk减小。(2) 一定尺寸的工件在某介质中淬火，其淬透层的深度与工件截面各点的冷却速度有关。如果工件截 面中心的冷速高于 Vk，工件就会淬透。然而工件淬火时表面冷速最大，心部冷速最小，由表面至 心部冷速逐渐降低。只有冷速大于Vk的工件外层部分才能得到马氏体。因此，Vk越

36、小，钢的淬透层越深，淬透性越好。12. 将05mm勺T8钢加热至760C并保温足够时间，问采用什么样的冷却工艺可得到如下组织：珠光体，索氏体，屈氏体，上贝氏体，下贝氏体，屈氏体+马氏体，马氏体+少量残余奥氏体；在 C曲线上描出工艺曲线示意图。答：(1)珠光体：冷却至线550C范围内等温停留一段时间，再冷却下来得到珠光体组织。索氏体：冷却至650600 C温度范围内等温停留一段时间，再冷却下来得到索光体组织。 屈氏体：冷却至600550 C温度范围内等温停留一段时间，再冷却下来得到屈氏体组织。上贝氏体：冷却至600350C温度范围内等温停留一段时间，再冷却下来得到上贝氏体组织。 下贝氏体：冷却至

37、 350CMs温度范围内等温停留一段时间，再冷却下来得到下贝氏体组织。 屈氏体+马氏体：以大于获得马氏体组织的最小冷却速度并小于获得珠光体组织的最大冷却速度连 续冷却，获得屈氏体+马氏体。马氏体+少量残余奥氏体：以大于获得马氏体组织的最小冷却速度冷却获得马氏体+少量残余奥氏体。(2)13退火的主要目的是什么？生产上常用的退火操作有哪几种？指出退火操作的应用范围。答：（1）均匀钢的化学成分及组织，细化晶粒，调整硬度，并消除内应力和加工硬化，改善钢的切削加工 性能并为随后的淬火作好组织准备。（2）生产上常用的退火操作有完全退火、等温退火、球化退火、去应力退火等。（3）完全退火和等温退火用于亚共析钢

38、成分的碳钢和合金钢的铸件、锻件及热轧型材。有时也用于焊接结构。球化退火主要用于共析或过共析成分的碳钢及合金钢。去应力退火主要用于消除铸件、锻件、焊接件、冷冲压件（或冷拔件）及机加工的残余内应力。14. 何谓球化退火？为什么过共析钢必须采用球化退火而不采用完全退火？答：（1）将钢件加热到 Aci以上3050C，保温一定时间后随炉缓慢冷却至600C后出炉空冷。（2）过共析钢组织若为层状渗碳体和网状二次渗碳体时，不仅硬度高，难以切削加工，而且增大钢的 脆性，容易产生淬火变形及开裂。通过球化退火，使层状渗碳体和网状渗碳体变为球状渗碳体， 以降低硬度，均匀组织、改善切削加工性。15. 确定下列钢件的退火

39、方法，并指出退火目的及退火后的组织：1）经冷轧后的15钢钢板，要求降低硬度；答：再结晶退火。目的：使变形晶粒重新转变为等轴晶粒，以消除加工硬化现象，降低了硬度，消除内应 力。细化晶粒，均匀组织，消除内应力，降低硬度以消除加工硬化现象。组织：等轴晶的大量铁素体 和少量珠光体。2）ZG35的铸造齿轮答：完全退火。经铸造后的齿轮存在晶粒粗大并不均匀现象，且存在残余内应力。因此退火目的：细化晶 粒，均匀组织，消除内应力，降低硬度，改善切削加工性。组织：晶粒均匀细小的铁素体和珠光体。3）锻造过热后的60钢锻坯；答：完全退火。由于锻造过热后组织晶粒剧烈粗化并分布不均匀，且存在残余内应力。因此退火目的：细

40、化晶粒，均匀组织，消除内应力，降低硬度，改善切削加工性。组织：晶粒均匀细小的少量铁素体和 大量珠光体。4）具有片状渗碳体的 T12钢坯；答：球化退火。由于 T12钢坯里的渗碳体呈片状，因此不仅硬度高，难以切削加工，而且增大钢的脆性， 容易产生淬火变形及开裂。 通过球化退火，使层状渗碳体和网状渗碳体变为球状渗碳体，以降低硬度，均匀组织、改善切削加工性。组织：粒状珠光体和球状渗碳体。16. 正火与退火的主要区别是什么？生产中应如何选择正火及退火？答：与退火的区别是加热温度不同，对于过共析钢退火加热温度在Ad以上3050C而正火加热温度在心以上3050C。冷速快，组织细，强度和硬度有所提高。当钢件尺

41、寸较小时，正火后组织：S,而退火后组织：P。选择：(1)从切削加工性上考虑切削加工性又包括硬度，切削脆性，表面粗糙度及对刀具的磨损等。一般金属的硬度在 HB17旷230范围内，切削性能较好。高于它过硬，难以加工，且刀具磨损快；过 低则切屑不易断，造成刀具发热和磨损，加工后的零件表面粗糙度很大。对于低、中碳结构钢以正 火作为预先热处理比较合适，高碳结构钢和工具钢则以退火为宜。至于合金钢，由于合金元素的加 入，使钢的硬度有所提高，故中碳以上的合金钢一般都采用退火以改善切削性。(2) 从使用性能上考虑如工件性能要求不太高，随后不再进行淬火和回火，那么往往用正火来提高其机械性能，但若零件的形状比较复杂

42、，正火的冷却速度有形成裂纹的危险，应采用退火。(3)从经济上考虑正火比退火的生产周期短，耗能少，且操作简便，故在可能的条件下，应优先考虑以正火代替退 火。17. 指出下列零件的锻造毛坯进行正火的主要目的及正火后的显微组织：(1) 20钢齿轮 (2) 45钢小轴(3) T12钢锉刀答：(1) 目的：细化晶粒，均匀组织，消除内应力，提高硬度，改善切削加工性。组织：晶粒均匀细小的 大量铁素体和少量索氏体。(2) 目的：细化晶粒，均匀组织，消除内应力。组织：晶粒均匀细小的铁素体和索氏体。(3) 目的：细化晶粒，均匀组织，消除网状FesG，为球化退火做组织准备，消除内应力。组织：索氏体和球状渗碳体。18

43、. 一批45钢试样(尺寸 15*10mn)因其组织、晶粒大小不均匀，需采用退火处理。拟采用以下几种退 火工艺；(1) 缓慢加热至700C，保温足够时间，随炉冷却至室温；(2) 缓慢加热至840C，保温足够时间，随炉冷却至室温；(3) 缓慢加热至1100C，保温足够时间，随炉冷却至室温；问上述三种工艺各得到何种组织？若要得到大小均匀的细小晶粒，选何种工艺最合适？答：(1)因其未达到退火温度，加热时没有经过完全奥氏体化，故冷却后依然得到组织、晶粒大小不均匀 的铁素体和珠光体。(2 )因其在退火温度范围内，加热时全部转化为晶粒细小的奥氏体，故冷却后得到组织、晶粒均匀细 小的铁素体和珠光体。(3)因其

44、加热温度过高，加热时奥氏体晶粒剧烈长大，故冷却后得到晶粒粗大的铁素体和珠光体。 要得到大小均匀的细小晶粒，选第二种工艺最合适。19. 淬火的目的是什么？亚共析碳钢及过共析碳钢淬火加热温度应如何选择？试从获得的组织及性能等 方面加以说明。答：淬火的目的是使奥氏体化后的工件获得尽量多的马氏体并配以不同温度回火获得各种需要的性能。亚共析碳钢淬火加热温度 AC3+ ( 3050C)，淬火后的组织为均匀而细小的马氏体。因为如果亚共析碳 钢加热温度在AdAC3之间，淬火组织中除马氏体外，还保留一部分铁素体，使钢的强度、硬度降低。 但温度不能超过 AC3点过高，以防奥氏体晶粒粗化，淬火后获得粗大马氏体。过共

45、析碳钢淬火加热温度 AC1+ (3050C)，淬火后的组织为均匀而细小的马氏体和颗粒状渗碳体及残 余奥氏体的混合组织。如果加热温度超过A，渗碳体溶解过多，奥氏体晶粒粗大，会使淬火组织中马氏体针变粗，渗碳体量减少，残余奥氏体量增多，从而降低钢的硬度和耐磨性。淬火温度过高，淬火后 易得至恪有显微裂纹的粗片状马氏体，使钢的脆性增加。20. 常用的淬火方法有哪几种？说明它们的主要特点及其应用范围。答：常用的淬火方法有单液淬火法、双液淬火法、等温淬火法和分级淬火法。单液淬火法：这种方法操作简单，容易实现机械化，自动化，如碳钢在水中淬火，合金钢在油中淬火。 但其缺点是不符合理想淬火冷却速度的要求，水淬容易

46、产生变形和裂纹，油淬容易产生硬度不足或硬度不均匀等现象。适合于小尺寸且形状简单的工件。双液淬火法：采用先水冷再油冷的操作。充分利用了水在高温区冷速快和油在低温区冷速慢的优点，既可以保证工件得到马氏体组织，又可以降低工件在马氏体区的冷速，减少组织应力， 从而防止工件变形或开裂。适合于尺寸较大、形状复杂的工件。等温淬火法：它是将加热的工件放入温度稍高于M的硝盐浴或碱浴中，保温足够长的时间使其完成 B转变。等温淬火后获得 B下组织。下贝氏体与回火马氏体相比，在碳量相近，硬度相当 的情况下，前者比后者具有较高的塑性与韧性，适用于尺寸较小，形状复杂，要求变 形小，具有高硬度和强韧性的工具，模具等。分级淬

47、火法：它是将加热的工件先放入温度稍高于M的硝盐浴或碱浴中，保温25min，使零件内外的温度均匀后，立即取出在空气中冷却。这种方法可以减少工件内外的温差和减慢马氏体转变时的冷却速度，从而有效地减少内应力，防止产生变形和开裂。但由于硝盐浴或 碱浴的冷却能力低，只能适用于零件尺寸较小，要求变形小，尺寸精度高的工件，如模 具、刀具等。21. 说明45钢试样(10mm经下列温度加热、保温并在水中冷却得到的室温组织：700C，760C，840C，1100C。答：700 C :因为它没有达到相变温度，因此没有发生相变，组织为铁素体和珠光体。760C :它的加热温度在 AciAC3之间，因此组织为铁素体、马氏

48、体和少量残余奥氏体。840C：它的加热温度在Acs以上，加热时全部转变为奥氏体，冷却后的组织为马氏体和少量残余奥氏 体。1100C：因它的加热温度过高，加热时奥氏体晶粒粗化，淬火后得到粗片状马氏体和少量残余奥氏体。22. 有两个含碳量为1.2%的碳钢薄试样，分别加热到780C和860C并保温相同时间，使之达到平衡状态，然后以大于V的冷却速度至室温。试问：(1) 哪个温度加热淬火后马氏体晶粒较粗大？答；因为860C加热温度高，加热时形成的奥氏体晶粒粗大，冷却后得到的马氏体晶粒较粗大。(2) 哪个温度加热淬火后马氏体含碳量较多？答；因为加热温度860C已经超过了 Acm，此时碳化物全部溶于奥氏体中

49、，奥氏体中含碳量增加，而奥氏体向马氏体转变是非扩散型转变，所以冷却后马氏体含碳量较多。(3) 哪个温度加热淬火后残余奥氏体较多？答：因为加热温度860C已经超过了人叫此时碳化物全部溶于奥氏体中，使奥氏体中含碳量增加，降低钢的M和M点，淬火后残余奥氏体增多。(4) 哪个温度加热淬火后未溶碳化物较少？答：因为加热温度860 C已经超过了 Acm，此时碳化物全部溶于奥氏体中，因此加热淬火后未溶碳化物较少(5) 你认为哪个温度加热淬火后合适？为什么？答：780C加热淬火后合适。因为含碳量为1.2%的碳钢属于过共析钢， 过共析碳钢淬火加热温度 Ag+( 3050C)，而780C在这个温度范围内，这时淬火

50、后的组织为均匀而细小的马氏体和颗粒状渗碳体及残余奥氏体的混合组织，使钢具有高的强度、硬度和耐磨性，而且也具有较好的韧性。23. 指出下列工件的淬火及回火温度，并说明其回火后获得的组织和大致的硬度：(1) 45钢小轴(要求综合机械性能)；(2) 60钢弹簧；(3) T12钢锉刀。答：(1) 45钢小轴(要求综合机械性能)，工件的淬火温度为 850C左右，回火温度为 500C650C左右， 其回火后获得的组织为回火索氏体，大致的硬度2535HRC（2） 60钢弹簧，工件的淬火温度为 850 C左右，回火温度为 350C500 C左右，其回火后获得的组 织为回火屈氏体 ，大致的硬度4048HRC（3

51、）T12钢锉刀，工件的淬火温度为 780C左右，回火温度为150C250C，其回火后获得的组织为 回火马氏体，大致的硬度60HRC24. 为什么工件经淬火后往往会产生变形，有的甚至开裂？减小变形及防止开裂有哪些途径？答：淬火中变形与开裂的主要原因是由于淬火时形成内应为。淬火内应力形成的原因不同可分热应力与组 织应力两种。工件在加热和（或）冷却时由于不同部位存在着温度差别而导致热胀和（或）冷缩不一致所引起的应力称为热应力。热应力引起工件变形特点时：使平面边为凸面，直角边钝角，长的方向变短，短的方向增 长，一句话，使工件趋于球形。钢中奥氏体比体积最小，奥氏体转变为其它各种组织时比体积都会增大，使钢

52、的体积膨胀；工件淬火时各部位马氏体转变-先后不一致，因而体积膨胀不均匀。这种由于热处理过程中各部位冷速的差异使工 件各部位相转变的不同时性所引起的应力，称为相变应力（组织应力）。组织应力引起工件变形的特点却与此相反：使平面变为凹面，直角变为钝角，长的方向变长；短的方向缩短，一句话，使尖角趋向于 突出。工件的变形与开裂是热应力与组织应力综合的结果，但热应力与组织应力方向恰好相反，如果热处理 适当，它们可部分相互抵消，可使残余应力减小，但是当残余应力超过钢的屈服强度时，工件就发生 变形，残余应力超过钢的抗拉强度时，工件就产生开裂。为减小变形或开裂，出了正确选择钢材和合 理设计工件的结构外，在工艺上

53、可采取下列措施：1. 采用合理的锻造与预先热处理锻造可使网状、带状及不均匀的碳化物呈弥散均匀分布。淬火前应进行预备热处理（如球化退火与正火）,不但可为淬火作好组织准备，而且还可消除工件在前面加工过程中产生的内应力。2. 采用合理的淬火工艺；正确确定加热温度与加热时间，可避免奥氏体晶粒粗化。 对形状复杂或导热性差的高合金钢 ，应缓慢 加热或多次预热，以减少加热中产生的热应力。工件在加热炉中安放时 ，要尽量保证受热均匀，防止 加热时变形；选择合适的淬火冷却介质和洋火方法 （如马氏体分级淬火、贝氏体等温淬火），以减少冷 却中热应力和相变应力等。3. 淬火后及时回火淬火内应力如不及时通过回火来消除，对

54、某些形状复杂的或碳的质量分数较高的工件，在等待回火期间就会发生变形与开裂。4. 对于淬火易开裂的部分，如键槽，孔眼等用石棉堵塞。25. 淬透性与淬硬层深度两者有何联系和区别？影响钢淬透性的因素有哪些？影响钢制零件淬硬层深度的 因素有哪些？答：淬透性是指钢在淬火时获得淬硬层的能力。不同的钢在同样的条件下淬硬层深不同，说明不同的钢淬 透性不同，淬硬层较深的钢淬透性较好。淬硬性：是指钢以大于临界冷却速度冷却时，获得的马氏体组 织所能达到的最高硬度。钢的淬硬性主要决定于马氏体的含碳量，即取决于淬火前奥氏体的含碳量。 影响淬透性的因素： 化学成分C曲线距纵坐标愈远，淬火的临界冷却速度愈小，则钢的淬透性愈

55、好。对于碳钢，钢中含碳量愈接近 共析成分，其C曲线愈靠右，临界冷却速度愈小，则淬透性愈好，即亚共析钢的淬透性随含碳量增加 而增大，过共析钢的淬透性随含碳量增加而减小。除Co和Al （ 2.5%）以外的大多数合金元素都使 C曲线右移，使钢的淬透性增加，因此合金钢的淬透性比碳钢好。 奥氏体化温度温度愈高，晶粒愈粗，未溶第二相愈少，淬透性愈好。26. 钢的淬硬层深度通常是怎规定的？用什么方法测定结构钢的淬透性？怎样表示钢的淬透性值。答：为了便于比较各种钢的淬透性，常利用临界直径Dc来表示钢获得淬硬层深度的能力。所谓临界直径就是指圆柱形钢棒加热后在一定的淬火介质中能全部淬透的最大直径。对同一种钢D油V

56、 Dc水,因为油的冷却能力比水低。目前国内外都普遍采用“顶端淬火法”测定钢的淬透性曲线，比较不同钢的淬透性。顶端淬火法国家规定试样尺寸为 25x 100mm水柱自由高度 65mm此外应注意加热过程中防止氧化，脱碳。将钢加热奥氏体化后，迅速喷水冷却。显然，在喷水端冷却速度最大，沿试样轴向 的冷却速度逐渐减小。据此，末端组织应为马氏体，硬度最高，随距水冷端距离的加大，组织和硬度 也相应变化，将硬度随水冷端距离的变化绘成曲线称为淬透性曲线。不同钢种有不同的淬透性曲线，工业上用钢的淬透性曲线几乎都已测定，并已汇集成册可查阅参考。 由淬透性曲线就可比较出不同钢的淬透性大小。此外对于同一种钢，因冶炼炉冷不

57、同，其化学成分会在一个限定的范围内波动，对淬透性有一定的影响，因此钢的淬透性曲线并不是一条线，而是一条带，即表现出“淬透性带。钢的成分波动愈小，淬透性带愈窄，其性能愈稳定，因此淬透性带愈窄愈好。27. 回火的目的是什么？常用的回火操作有哪几种？指出各种回火操作得到的组织、性能及其应用范围。答：回火的目的是降低淬火钢的脆性，减少或消除内应力，使组织趋于稳定并获得所需要的性能。常用的回火操作有低温回火、中温回火、高温回火。低温回火得到的组织是回火马氏体。内应力和脆性降低，保持了高硬度和高耐磨性。这种回火主要 应用于高碳钢或高碳合金钢制造的工、模具、滚动轴承及渗碳和表面淬火的零件，回火后的硬度一 般

58、为 HRC 58-64。中温回火后的组织为回火屈氏体，硬度HRC35-45具有一定的韧性和高的弹性极限及屈服极限。这种回火主要应用于含碳 0.5-0.7%的碳钢和合金钢制造的各类弹簧。高温回火后的组织为回火索氏体，其硬度 HRC25-35，具有适当的强度和足够的塑性和韧性。这种回 火主要应用于含碳0.3-0.5% 的碳钢和合金钢制造的各类连接和传动的结构零件，如轴、连杆、螺栓 等。28. 指出下列组织的主要区别：（1 ）索氏体与回火索氏体；（2 ）屈氏体与回火屈氏体；（3 ）马氏体与回火马氏体。答：由奥氏体冷却转变而成的屈氏体 （淬火屈氏体）和索氏体（淬火索氏体）组织,与由马氏体分解所得到的回

59、火屈氏体和回火索氏体组织有很大的区别，主要是碳化物的形态不同。由奥氏体直接分解的屈氏体及索氏体中的碳化物是片状的，而由马氏体分解的回火屈氏体与回火索氏体中碳化物是颗粒状的。回火索氏 体和回火屈氏体相对于索氏体与屈氏体其塑性和韧性较好。马氏体（M）是由A直接转变成碳在a Fe中过饱和固溶体。回火马氏体是过饱和的a固溶体（铁素体）和与其晶格相联系的碳化物所组成，其淬火内应力和脆性得到降低。30. 化学热处理包括哪几个基本过程？常用的化学热处理方法有哪几种？答：化学热处理是把钢制工件放置于某种介质中，通过加热和保温，使化学介质中某些元素渗入到工件表层，从而改变表层的化学成分，使心部与表层具有不同的组

60、织与机械性能。化学热处理的过程：1分解：化学介质要首先分解出具有活性的原子；2吸收：工件表面吸收活性原子而形成固溶体或化合物；3扩散：被工件吸收的活性原子，从表面想内扩散形成一定厚度的扩散层。常用的化学热处理方法有：渗碳、氮化、碳氮共渗、氮碳共渗。31. 试述一般渗碳件的工艺路线，并说明其技术条件的标注方法。答：一般渗碳件的工艺路线为：下料宀锻造宀正火宀切削加工宀渡铜（不渗碳部位）宀渗碳宀淬火宀低温回火宀喷丸宀精磨宀成品32. 氮化的主要目的是什么？说明氮化的主要特点及应用范围。答：在一定温度（一般在Aci以下）使活性氮原子渗入工件表面的化学热处理工艺称为渗氮。其目的是提高工 件表面硬度、耐磨

61、性、耐蚀性及疲劳强度。氮化的主要特点为：1）工件经渗氮后表面形成一层极硬的合金氮化物（如CrN、MoN AIN等）,渗氮层的硬度一般可达 9501200HV（相当于68-72HRC）,且渗氮层具 有高的红硬性（即在600650 C仍有较高硬度）o 2）工件经渗氮后渗氮层体积增大，造成表面压应力，使 疲劳强度显著提高。3）渗氮层的致密性和化学稳定性均很高，因此渗氮工件具有高的耐蚀性。4）渗温度低，渗氮后又不再进行热处理,所以工件变形小，一般只需精磨或研磨、抛光即可。渗氮主要用于要求耐磨性和精密度很高的各种高速传动的精密齿轮、高精度机床主轴（如锺轴、磨床主轴）、分配式液压泵转子，交变载荷作用下要求

62、疲劳强度高的零件 （高速柴油机曲轴）,以及要求变形 小和具有一定耐热、抗蚀能力的耐磨零件 （阀门）等。33. 试说明表面淬火、渗碳、氮化热处理工艺在用钢、性能、应用范围等方面的差别。答：表面淬火一般适用于中碳钢（ 0.40.5%C）和中碳低合金钢（40Cr、40MnB等），也可用于高碳工具钢， 低合金工具钢（如T8. 9MnV、G6等）。以及球墨铸铁等。它是利用快速加热使钢件表面奥氏体化，而 中心尚处于较低温度即迅速予以冷却，表层被淬硬为马氏体，而中心仍保持原来的退火、正火或调质 状态的组织。应用范围：（1）高频感应加热表面淬火应用于中小模数齿轮、小型轴的表面淬火。（2）中频感应加热表面淬火主要用于承受较大载荷和磨损的零件，例如大模数齿轮、尺寸较大的曲轴和凸轮轴等。（3）工频感应加热表面淬火工频感应加热主要用于大直径钢材穿透加热和要求淬硬深度深的大直 径零件，例如火车车轮、轧辘等的表面淬火。渗碳钢都是含 0.150.25%的低碳钢和低碳合金钢，如20、20Cr、20CrMnTi、20SiMnVB等。渗碳层深 度一般都在 0.52.5mm。钢渗碳后表面层的碳量可达到 0.81.1%C范围。