热处理问题详解(1)-1 - 副本

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1、word一、名词解释：1热强性：在室温下，钢的力学性能与加载时间无关，但在高温下钢的强度与变形量不但与时间有关，而且与温度有关，这就是耐热钢所谓的热强性。2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法。3热硬性：热硬性是指钢在较高温度下，仍能保持较高硬度的性能。4等温淬火：工件淬火加热后，假如长期保持在下贝氏体转变区的温度，使之完成奥氏体的等温转变，获得下贝氏体组织，这种淬火称为等温淬火。5热疲劳：金属材料由于温度梯度循环引起的热应力循环(或热应变循环)，而产生的疲劳破坏现象，称为热疲劳。6渗氮：是在一定温度下一定介质中使氮原子渗入工件表层的化学热处

2、理工艺。7淬透性：淬透性是使钢强化的根本手段之一，将钢淬火成马氏体，随后回火以提高韧性是使钢获得高综合机械性能的传统方法。8回火脆性：是指淬火钢回火后出现韧性下降的现象。9二次硬化：二次硬化：某些铁碳合金如高速钢须经屡次回火后，才进一步提高其硬度。10回火稳定性：淬火钢在回火时，抵抗强度、硬度下降的能力称为回火稳定性。11球化退火：是使钢中碳化物球化而进展的退火，得到在铁素体基体上均匀分布的球状或颗粒状碳化物的组织。12化学热处理：是利用化学反响、有时兼用物理方法改变钢件表层化学成分与组织结构，以便得到比均质材料更好的技术经济效益的金属热处理工艺。13淬硬性：指钢在淬火时硬化能力，用淬成马氏体

3、可能得到的最高硬度表示。14水韧处理：将钢加热至奥氏体区温度1050-1100，视钢中碳化物的细小或粗大而定并保温一段时间每25mm壁厚保温1h，使铸态组织中的碳化物根本上都固溶到奥氏体中，然后在水中进展淬火，从而得到单一的奥氏体组织。.15分级淬火：将钢加热至奥氏体区温度1050-1100，视钢中碳化物的细小或粗大而定并保温一段时间每25mm壁厚保温1h，使铸态组织中的碳化物根本上都固溶到奥氏体中，然后在水中进展淬火，从而得到单一的奥氏体组织。16.喷丸处理：是减少零件疲劳，提高寿命的有效方法之一，喷丸处理就是将高速弹丸流喷射到弹簧外表，使弹簧表层发生塑性变形，而形成一定厚度的强化层，强化层

4、形成较高的剩余应力，由于弹簧外表压应力的存在，当弹簧承受载荷时可以抵消一局部抗应力，从而提高弹簧的疲劳强度。17晶间腐蚀：局部腐蚀的一种。沿着金属晶粒间的分界面向部扩展的腐蚀。18再结晶退火：是将经过冷变形加工的工件加热至再结晶温度以上，保温一定时间后冷却，使工件发生再结晶，从而消除加工硬化的工艺。19临界淬火冷却速度：20季裂：它指的是经冷变形后的金属有拉伸应力存在又处于特定环境中所发生的断裂。21奥氏体化：将钢加热至临界点以上使形成奥氏体的金属热处理过程。22本质晶粒度：本质晶粒度用于表征钢加热时奥氏体晶粒长大的倾向。23固溶处理：指将合金加热到高温单相区恒温保持，使过剩相充分溶解到固溶体

5、中后快速冷却，以得到过饱和固溶体的热处理工艺。24冷处理：将工件淬火冷却至室温后，立即放置在低于室温的环境下停留一定时间，取出置于室温中，这种低于室温的处理叫冷处理。25剩余奥氏体：是淬火未能转变成马氏体而保存到室温的奥氏体。二、简答：1 何为奥氏体化？简述共析钢的奥氏体化过程。答：1、 将钢加热至临界点以上使形成奥氏体的金属热处理过程。2、共析钢的原始组织是珠光体，它是层片状的铁素体和渗碳体两相混合物，当加热至Ac1以上，就开始发生珠光体向奥氏体转变了。它是一种扩散性相变，转变过程分为四个阶段。1形核。将珠光体加热到Ac1以上，在铁素体和渗碳体的相界面上奥氏体优先形核。2长大。当奥氏体在铁素

6、体和渗碳体相界面上形核后，建立起界面浓度平衡，从而在奥氏体和铁素体部出现浓度差，碳原子由高浓度向低浓度扩算，从而造成渗碳体的溶解，奥氏体的形成，随着这个过程的进展，奥氏体长大。铁素体想奥氏体的转变速度往往比渗碳体的溶解快，因此珠光体中铁素体总比渗碳体消失得早，铁素体一旦消失，可以认为珠光体向奥氏体转变过程根本完成。3剩余渗碳体的溶解。铁素体消失后，随着保温时间的延长，通过碳原子扩散，剩余渗碳体逐渐溶入奥氏体，使奥氏体逐步趋近共析成分。4奥氏体的均匀化。剩余渗碳体完全溶解后，奥氏体中碳浓度仍是不均匀的。2 奥氏体晶粒大小对冷却转变后钢的组织和性能有何影响？简述影响奥氏体晶粒大小的因素。答：1、奥

7、氏体晶粒度大小对钢冷却后的组织和性能有很大影响。奥氏体晶粒度越细小，冷却后的组织转变产物也越细小，其强度也越高，此外塑性，韧性也较好。 2、奥氏体晶粒大小是影响使用性能的重要指标，主要有如下因素影响奥氏体晶粒大小。1加热温度和保温时间的影响加热温度越高，保温时间越长，奥氏体晶粒越粗大。2加热速度的影响加热速度越快，奥氏体的实际形成温度越高，形核率和长大速度越大，如此奥氏体的起始晶粒越细小，但快速加热时，保温时间不能过长，否如此晶粒反而更加粗大。3钢的化学成分的影响在一定含碳量围，随着奥氏体中含碳量的增加，碳在奥氏体中的扩散速度与铁的自扩散速度增大，晶粒长大倾向增加，但当含碳量超过一定限度后，碳

8、能以未溶碳化物的形式存在，阻碍奥氏体晶粒长大，使奥氏体晶粒长大倾向减小。4钢的原始组织的影响钢的原始组织越细，碳化物弥散速度越大，奥氏体的起始晶粒越细小，一样的加热条件下奥氏体晶粒越细小。3 简述影响过冷奥氏体等温转变的因素。答：奥氏体成分含碳量、合金元素、奥氏体状态钢的原始组织、奥氏体化的温度和保温时间与应力和塑性变形。1、含碳量的影响随着奥氏体含碳量增加，稳定性增加，使C曲线右移。随含碳量的增加，由于有未溶渗碳体的存在，促使奥氏体分解，使C曲线向左移。2、合金元素的影响除Co外，所有合金元素的溶入均增加过冷奥氏体的稳定性，使C曲线右移。3、奥氏体化温度和保温时间的影响加热速度越快，保温时间

9、越短，奥氏体晶粒越细小，成分越不均匀，未溶第二相越多，如此等温转变速度越快，使C曲线左移。4、原始组织的影响原始组织越细，越易得到较均匀奥氏体，使C曲线右移，并使Ms点下降。5、应力和塑性变形的影响4简述片状珠光体和粒状珠光体的组织和性能。答：1、片状珠光体 组织：铁素体和渗碳体两项机械混合物 性能：主要决定于片间距和珠光体团的直径。片间距和珠光体团的直径越小，钢的强度和硬度越高。当片间距小于150nm时，随片间距减小，钢的塑性显著增加。片间距和珠光体团的尺寸减小，相界面增多，对位错运动的阻碍增大，塑性变形抗力增大，故强度。硬度提高。 2、粒状珠光体 组织：铁素体基体上分布着粒状渗碳体的组织

10、性能：主要取决于渗碳体颗粒的大小，形态与分布。 钢的成分一定时，渗碳体颗粒越细，相界面越多，如此刚的硬度和强度越高。碳化物越接近等轴状、分布越均匀，如此钢的韧性越好。5何为马氏体？简述马氏体的晶体结构、组织形态、性能与转变特点。答：1、马氏体是一种常见的金属材料的金相组织结构，它由奥氏体转变而来，特点是硬度高，强度高，比容大，冲击韧性低。 2、马氏体的晶体结构为体心四方结构。 3、马氏体的三维组织形态通常有片状或者板条状，但是在金相观察中(二维)通常表现为针状。 4、1马氏体的显著特点是高硬度和高强度，原因包括固溶强化、相变强化、时效强化、原始奥氏体晶粒大小与板条马氏体束大小。 马氏体的硬度主

11、要取决于马氏体的含碳量。合金元素对马氏体的硬度影响不大，但可以提高其强度。 2马氏体的塑性和韧性主要取决于马氏体的亚结构。 3马氏体的物理性能。 5、1无扩散性。马氏体的转变是在极大过冷度下，铁原子和碳原子已经失去扩散能力。2转变速度极快。马氏体的形成不需要孕育期，马氏体的增加不是靠已形成马氏体片的长大，而是靠新马氏体片的不断形成。3转变得不完全性。马氏体点的位置主要取决于奥氏体的成分。奥氏体的碳含量越高，Ms与Mf越低，当奥氏体中的c大于0.5时，Mf已低于室温，这时，奥氏体与时冷到室温也不能完全转变为马氏体。6 简述贝氏体的组织与性能。 答：贝氏体的组织：上贝氏体、下贝氏体。 贝氏体的性能

12、 上贝氏体：强度硬度低，冲击韧性低。 下贝氏体：强度硬度高，韧性塑性好，具有良好的综合机械性能，缺口敏感性和脆性转折温度低。7 何为魏氏组织？对性能有何影响？如何消除？答：1含碳量小于0.6%的亚共析钢或含碳量大于1.2%的过共析钢由高温以较快速度冷却时，先共析铁素体或先共析渗碳体从奥氏体晶界上沿着奥氏体的一定晶面向晶生长，呈针片状析出。在金相显微镜下可以观察到从奥氏体晶界上生长出来的铁素体或渗碳体近乎平行，呈羽毛状或呈三角形，其间存在着珠光体的组织，这种组织称为魏氏组织。 2魏氏组织使钢的塑性和冲击韧性显著降低，脆性转折温度升高。 3消除魏氏组织常用的方法是采用细化晶粒的正火、退火以与锻造等

13、，程度严重，采用二次正火。8 简述淬火钢的回火转变、组织与淬火钢在回火时的性能变化。答：1、钢的回火转变包括五个方面 1马氏体中碳的偏聚，组织是马氏体2马氏体的分解，组织是回火马氏体3剩余奥氏体的转变，组织是回火马氏体 4碳化物的转变为Fe3C,组织是回火托氏体5渗碳体的聚集长大和F多边形化，组织是回火索氏体2、回火时力学性能变化总的趋势是随回火温度提高，钢的强度、硬度下降，塑性、韧性提高。9 简述回火脆性的分类、特点与如何消除。答：1分类：第一类回火脆性和第二类回火脆性2特点 第一类回火脆性：1具有不可逆性；2与回火后的冷却速度无关；3断口为沿晶脆性断口 第二类回火脆性：1具有可逆性；2与回

14、火后的冷却速度有关；回火保温后，缓冷出现，快冷不出现，出现脆化后可重新加热后快冷消除。3与组织状态无关，但以M的脆化倾向大；4在脆化区回火，回火后脆化与冷却速度无关；5断口为沿晶脆性断口。3如何消除 第一类回火脆性：无法消除,不在这个温度围回火，没有能够有效抑制产生这种回火脆性的合金元素1降低钢中杂质元素的含量；2用Al脱氧或参加Nb、V、Ti等合金元素细化A晶粒；3参加Mo、W等可以减轻；4参加Cr、Si调整温度围推向高温；5采用等温淬火代替淬火回火工艺。第二类回火脆性：1提高钢材的纯度，尽量减少杂质；2参加适量的Mo、W等有益的合金元素；3对尺寸小、形状简单的零件，采用回火后快冷的方法；4

15、采用亚温淬火A1A3： 细化晶粒，减少偏聚。加热后为A+FF为细条状，杂质会在F中富集，且F溶解杂质元素的能力较大，可抑制杂质元素向A晶界偏聚。5采用高温形变热处理，使晶粒超细化，晶界面积增大，降低杂质元素偏聚的浓度。10 何谓退火和正火，主要目的是什么，表示退火和正火的选用。答：1、退火：一种金属热处理工艺，指的是将金属缓慢加热到一定温度，保持足够时间，然后以适宜速度冷却。目的：是降低硬度，改善切削加工性;消除剩余应力，稳定尺寸，减少变形与裂纹倾向;细化晶粒，调整组织，消除组织缺陷。 2、正火：又称常化，是将工件加热至727到912摄氏度之间以上4060min，保温一段时间后，从炉中取出在空

16、气中或喷水、喷雾或吹风冷却的金属热处理工艺。目的：是在于使晶粒细化和碳化物分布均匀化，去除材料的应力。 3、退火和正火的选用：1当模具钢为含碳量(质量分数)小于0.25%的低碳钢，通常采用正火代替退火。2当模具钢为含碳量(质量分数)介于0.25%0.50%的中碳钢，也可以用正火代替退火。3当模具钢为含碳量(质量分数)介于0.5%0.75%的钢，因含碳量较高，正火后的硬度显著高于退火的情况，难于进展切削加工，故一般采用完全退火，降低硬度，改善切削加工性。4当模具钢为含碳量(质量分数)在0.75%以上的高碳钢或工具钢，一般采用球化退火作为预备热处理，网状二次篸碳体存在，如此应先进展正火消除之。11

17、 表示淬透性和淬硬性与淬透性和实际条件下淬透层深度的区别。答：1、淬透性：是指奥氏体化后的钢在淬火时获得马氏体的能力，它反映过冷奥氏体的稳定性，与钢的临界冷却速度有关。其大小以钢在一定条件下淬火获得的淬透层深度和硬度分布来表示。2、淬硬性：是指奥氏体化后的钢在淬火时硬化的能力，主要取决于马氏体中的含碳量，用淬火马氏体可能达到的最高硬度来表示。3、区别：1同一材料的淬硬层深度与工件尺寸、冷却介质有关.工件尺寸小、介质冷却能力强，淬硬层深。2淬透性与工件尺寸、冷却介质无关。它只用于不同材料之间的比拟，是通过尺寸、冷却介质一样时的淬硬层深度来确定。12 何谓淬火热应力、组织应力？影响因素都是什么？简

18、述热应力和组织应力造成的变形规律。答：1、淬火热应力：工件在加热时由于不同部位的温度差异导致热涨或冷缩的不一致所引起的应力。2、组织应力：工件不同部位组织转变不同时性而引起的应力。3、影响因素：1含碳量的影响：随着含碳量的增加热应力作用逐渐减弱组织应力逐渐增强。2合金元素的影响：参加合金元素热应力和组织应力增加。3工件尺寸的影响：a.在完全淬透的情况下随着工件直径的增大淬火后剩余应力将 由组织应力性逐渐变成热应力性。b.在未完全淬透的情况下所产生的应力特性是与热应力相似的，工件直径越大淬硬层越薄，热应力特性越明显。4淬火介质和冷却方法的影响:如果在高于Ms点以上的温度区域冷却速度快而在温度低于

19、Ms点区域冷却速度慢如此为热应力性，反之如此为组织应力型。4、变形规律：1热应力引起的变形发生在钢件屈服强度较低塑性较高而在外表冷却快工件外表冷却快工件外温差最大的高温区，此时瞬时热应力，外表力心部压应力心部温度高，屈服强度比外表低得多，易于变形因此表现为多向压应力作用下的变形。即立方体向呈球形方向变化，即尺寸较大的一方缩小而尺寸较小的一方胀大。2组织应力引起变形产生在早期织应力最大时刻，此时界面温差较大，心部温度较高仍处于奥氏体状态，塑性较好，屈服强度较低，瞬时组织应力是外表压应力心部拉应力，其变形表现为心部在多向拉应力作用下拉长，由此导致的结果为在组织应力作用下工件尺寸较大的一方伸长而尺寸

20、较小的一方缩短。13 何谓淬火？冷却介质有哪些与应用？表示各种淬火方法、优缺点与主要应用。答：1、淬火：将钢加热至临界点AC3或AC1以上一定温度，保温适当时间后以大于临界冷却速度的冷速冷却得到马氏体或下贝氏体的热处理工艺叫做淬火。 2、冷却介质：水、盐水或碱水溶液与各种矿物油。 3、冷却介质的应用:1水的冷却能力强，但低温冷却能力太大，只使用于形状简单的碳钢件。2油在低温区冷却能力较理想，但高温区冷却能力太小，使用于合金钢和小尺寸的碳钢件。 3熔盐作为淬火介质称盐浴，冷却能力在水和油之间,用于形状复杂件的分级淬火和等温淬火。 4聚乙烯醇、硝盐水溶液等也是工业常用的淬火介质。 4、单液淬火法：

21、1操作简单、应用广泛，只适用于小尺寸且形状简单的工件2淬火应力大3不容易选择冷却能力和冷却特性较适宜的冷却介质 双液淬火法 1)降低组织应力，减小工件变形、开裂的倾向2)适用于尺寸较大的工件，操作不容易控制，需要求丰富的经验和熟练的技术 分级淬火法(1)降低热应力和组织应力，减小工件变形、开裂的倾向(2)操作相对容易控制,只适用于尺寸较小的工件 等温淬火法 (1)降低热应力和组织应力，显著减小工件变形、开裂倾向(2)适宜处理形状复杂、尺寸要求精细的工件只适用于尺寸较小的工件14 何谓回火？表示回火工艺的分类，得到的组织，性能特点与应用。答：1、回火：回火是指将淬火钢加热到A1以下的某温度保温后

22、冷却的工艺。 2、分类:低温回火：1得到回火马氏体。2在保存高硬度、高耐磨性的同时降低应力。3适用于各种高碳钢、渗碳件与外表淬火件。 中温回火：1得到回火托氏体。 2提高se与ss，同时使工件具有一定韧性。 3适用于弹簧热处理。高温回火：1得到回火索氏体。 2获得良好的综合力学性能，即在保持较高的强度同时，具有良好的塑性和韧性。 3广泛用于各种结构件如轴、齿轮等热处理。也可作为要求较高精细件、量具等预备热处理。15 简述感应加热外表淬火的原理和工艺，通入电流频率如何选择，适用于什么钢种？并说明感应加热外表淬火的特点。答：1、感应加热: 利用交变电流在工件外表感应巨大涡流，使工件外表迅速加热的方

23、法。 原理：感应加热的原理是把钢制工件放在用紫铜管制成的感应器通入交变电流，产生交变磁场。由于电磁感应，在工件将产生和感应器的电流频率一样，方向相反的感应电流涡流。由于肌肤效应，涡流在工件截面上的分布是不均匀的，外表的电流密度越大，中心的电流密度越小。交变电流的频率越高，趋肤效应越显著，感应加热的深度越浅，由于工件本身有电阻，根据焦耳楞次定律，集中于工件表层的涡流产生的电阻热，使工件表层迅速被加热到淬火温度，而心部温度根本不变。在随即进展喷水合金钢浸油冷却后，工件表层被淬硬，实现了感应加热外表淬火。 2、1高频感应加热 频率为250-300KHz,淬硬层深度2中频感应加热 频率为2500-80

24、00 Hz，淬硬层深度2-10mm。3工频感应加热频率为50Hz，淬硬层深度10-15mm 3、特点：1加热速度极快，一般需要几秒到几十秒的时间，就可将零件加热到淬火温度。2淬火温度高，由于加热速度极快，使珠光体转变为奥氏体的相变温度升高，相变围扩大，所以比普通加热淬火温度高，一般要高出数十度。3淬火后获极细的隐晶马氏体组织，硬度比普通淬火要高出HRC23，且脆性较低，韧性较好。4淬火后工件表层存在剩余压应力，疲劳极限高，且不易氧化脱碳。5生产率高，淬硬层深度易于控制，易于实现机械化和自动化，适宜于大批量生产。16 简述化学热处理的一般过程；气体渗碳的工艺、渗层深度、渗碳后表层含碳量、用钢、热

25、处理、组织和应用。答：1、过程：1介质(渗剂)的分解: 分解的同时释放出活性原子。 2工件外表的吸收: 活性原子向固溶体溶解或与钢中某些元素形成化合物。 3原子向部散。2、气体渗碳法：将工件放入密封炉，在高温渗碳气氛中渗碳。3、渗碳层厚度由外表到过度层一半处的厚度：一般为。4、渗碳层外表含碳量：以0.85-1.05为最好。5、用刚：为含0.1-0.25%C的低碳钢。碳高如此心部韧性降低。6、热处理：常用方法是渗碳缓冷后，重新加热到Ac1+30-50淬火+低温回火。7、组织：表层：M回+颗粒状碳化物+A(少量) 心部：M回+F淬透时8、应用：17 简述合金元素和铁、碳的相互作用。答：碳化物分为碳

26、化物形成元素和非碳化物形成元素。碳化物形成元素有Ti、Zr、V、Nb、W、Mo、Cr、Mn、Fe。其中的Ti、Zr、V、Nb为强碳化物形成元素，它们和碳有极强的化合力，只要有足够的碳，在适当的条件下，就能形成它们自己特殊的碳化物，仅在缺少碳的情况下，才以原子状态溶入固溶体中。Mn为弱碳化物形成元素，除少量可溶于渗碳体中形成合金渗碳体外，几乎都溶解于铁素体和奥氏体中；中强碳化物形成元素为W、Mo、Cr，当其含量较少时，多半溶于渗碳体中，形成合金渗族体，当其含量较高时，如此可能形成新的特殊碳化物。非碳化物形成元素指合金钢中与碳的亲和力较小，在钢铁材料的组织中主要以固溶体或中间相的形式存在，而不形成

27、单独碳化物的合金元素。包括钴、硅、铝、铜等。18简述高锰铸钢的典型牌号、成分特点、铸态组织、热处理、使用条件与应用举例。答：1、常用的高猛铸钢为ZGMn13型等。2、成分特点：含碳量为0.9%1.3%，含锰量为11.0%14.0%的铸钢，即ZGMn13。3、铸态组织:单相奥氏体组织。4、热处理：水韧处理。作用是防止产生裂纹和降低性能。5、使用条件：6、应用举例：19何谓量具钢？简述量具钢的制造与使用答：1、量具钢：制造各种量具用的钢。如千分尺、卡尺、块规、塞规等。2、低碳钢渗碳、中碳钢外表淬火碳素工具钢、低合金工具钢 以上两者用于尺寸小、形状简单、精度要求不高的量具。滚动轴承钢、冷作模具钢。用

28、于制造精细量具.不锈钢用于制造接触腐蚀介质的量具。20何谓不锈钢？简述提高钢耐蚀性的的途径并说明典型不锈钢的牌号、性能特点与应用。答：1、不锈钢：在腐蚀介质中具有耐蚀性能的钢。 2、途径： 获得均匀的单相组织。 提高合金的电极电位。 使外表形成致密的钝化膜。 3、1马氏体不锈钢：主要是Cr13型不锈钢，钢号为1Cr13-4Cr13 性能特点：随含碳量提高，强度、硬度提高，耐蚀性下降。1Cr13、2Cr13具有耐大气、蒸汽腐蚀能力与良好的综合力学性能。3Cr13、4Cr13具有较高强度、硬度。 应用：用于要求塑韧性较高的耐蚀件，如汽轮机叶片等。2铁素体不锈钢：典型钢号如0Cr13、1Cr17等。

29、 性能特点：耐酸蚀，抗氧化能力强，塑性好，但有脆化倾向。 应用：广泛用于硝酸和氮肥工业的耐蚀件。3奥氏体不锈钢：常用钢种为1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti 性能特点：具有良好的耐蚀性，冷热加工性与可焊性。高的塑韧性，无磁性。 应用：广泛用于化工设备与管道。21简述提高钢抗氧化性和热强性的途径答：1、氧化过程是化学腐蚀过程，提高钢的抗氧化性途径是合金化，参加Cr、Si、Al,通过形成致密稳定的合金氧化膜层，降低甚至阻止氧化膜的扩散。2、金属在高温下所表现的力学性能：工作应力超过金属在该温度下的弹性极限时，随着时间的延长金属发生极其缓慢的变形，这种现象称为“蠕变。3、提高金属的热强性，可采取

30、一下途径：1固溶强化：高温时奥氏体的强度高于铁素体。合金元素Mo、W、Co因增大了原子间的结合力，减慢了固溶体中的扩散过程，使热强性提高。2第二相强化：提高热强性最有效的方法之一。耐热钢采用难容碳化物MC、M6C、M23C6等作强化相；耐热合金如此多利用金属间化合物如Ni(Ti、Al)来强化。3晶界强化：高温下晶界为薄弱部位，为了提高热强性，应当减少晶界，采用粗晶金属。进一步提高热强性的方法有：定向结晶，消除与外力垂直的晶界，甚至采用没有晶界的单晶体。22表示铸铁的石墨化过程与影响因素，并说明铸铁的组织与石墨化的关系。答：1、石墨化过程：1在PSK线以上发生的石墨化称为第一阶段石墨化。包括结晶

31、时一次石墨、二次石墨、共晶石墨的析出和加热时一次渗碳体、二次渗碳体与共晶渗碳体的分解 2在PSK线以下发生的石墨化称为第二阶段石墨化。包括冷却时共析石墨的析出和加热时共析渗碳体的分解。2、影响因素：A、化学成分的影响1碳和硅是强烈促进石墨化的元素。2碳、硅含量过低，易出现白口组织，力学性能和铸造性能变差。 3碳、硅含量过高,会使石墨数量多且粗大，基体铁素体量增多，降低铸件的性能。 4Al、Cu、Ni、Co等元素对石墨化有促进作用。5S、Mn、Cr、W、Mo、V等元素阻碍石墨化。 B、冷却速度的影响(1)铸件冷却缓慢，有利于碳原子的充分扩散，结晶将按Fe - G相图进展，因而促进石墨化。 (2)

32、快冷时由于过冷度大，结晶将按 Fe-Fe3C相图进展, 不利于石墨化。23常见铸铁的典型牌号、性能特点与应用。答：1、灰铸铁：典型牌号：HT100、HT150、HT200 性能特点：灰铸铁强度只有碳钢的30-50%，热处理强化效果不大。 应用：制造承受压力和震动的零件,如机床床身、各种箱体、壳体、泵体、缸体。 2、可锻铸铁：典型牌号：KTH300-06(黑心)、KTB350-04(白心)、KTZ450-06(珠光体) 性能特点：强度为碳钢的0-0%，接近于铸钢。名为可锻，实不可锻。 应用：用于制造形状复杂且承受振动载荷的薄壁小型件，如汽车、拖拉机的前后轮壳、管接头、低压阀门等。 3、球墨铸铁：

33、QT400-15、QT600-3、QT700-2 性能特点：强度是碳钢的7090%。球墨铸铁的突出特点是屈强比(s0.2 /sb)高, 约为-0.8, 而钢一般只有-。球墨铸铁可进展各种热处理,如退火、正火、淬火加回火、等温淬火等。 应用：承受震动、载荷大的零件，如曲轴、传动齿轮等。 4、蠕墨铸铁：RuT260、RuT300、RuT420 性能特点：蠕墨铸铁的强度、塑性和抗疲劳性能优于灰铸铁，其力学性能介于灰铸铁与球墨铸铁之间。 应用：蠕墨铸铁常用于制造承受热循环载荷的零件和结构复杂、强度要求高的铸件。如钢锭模、玻璃模具、柴油机汽缸、汽缸盖、排气阀、液压阀的阀体、耐压泵的泵体等。24 常见铝合

34、金的牌号、性能特点与应用。答：1、变形铝合金1防锈铝合金：LF+序号，主要是Al-Mn和Al-Mg系合金， 如LF21 3A21 ，LF5 5A05 性能特点：Mn和Mg主要作用是提高抗蚀能力和塑性，并起固溶强化作用。防锈铝合金锻造退火后组织为单相固溶体，抗蚀性、焊接性能好，易于变形加工，但切削性能差。不能进展热处理强化，常利用加工硬化提高其强度。应用：航空工业，制造管道、容器、铆钉与承受中等载荷的零件。2硬铝合金：LY +序号，主要是Al-Cu-Mg系合金，并含少量Mn。 如LY11 (2A11)、 LY12 (2A12)性能特点：可进展时效强化，也可进展变形强化。强度、硬度高，加工性能好，

35、耐蚀性低于防锈铝。应用：制造冲压件、模锻件和铆接件，如螺旋桨、梁、铆钉等3超硬铝合金：LC +序号，属Al-Zn-Mg-Cu系合金，并含有少量Cr和Mn。 如LC4 (7A04 )、LC9 (7A09 ) 性能特点：时效强化效果超过硬铝合金。热态塑性好，但耐蚀性差。 应用：主要用于工作温度较低、受力较大的结构件, 如飞机大梁、起落架等。4锻铝合金：LD +序号，Al-Cu-Mg-Si系合金 如 LD7 (2A70)、LD8(2A80)、LD9(2A90) 性能特点：可锻性好，力学性能高， 应用：用于形状复杂的锻件和模锻件，如喷气发动机压气机叶轮、导风轮等2、铸造铝合金1Al- Si系：代号为Z

36、L1+两位数字顺序号，ZL102(ZAlSi12)是含12%Si 的铝硅二元合金，称为简单硅铝明。性能特点：铸造性能好，强度和塑性都较差，具有优良的耐蚀性、耐热性和焊接性能。 应用：用于制造飞机、仪表、电动机壳体、汽缸体、风机叶片、发动机活塞等2Al-Cu系：代号为ZL2+两位数字顺序号，常用代号有ZL201 (ZAlCu5Mn)、ZL203 (ZAlCu4)等性能特点：耐热性好，强度较高；但密度大，铸造性能、耐蚀性能差，强度低于Al-Si系合金。应用：主要用于制造在较高温度下工作的高强零件，如燃机汽缸头、汽车活塞等3Al-Mg系：代号为ZL3+两位数字顺序号，常用代号为ZL301(ZAlMg

37、10)、 ZL303(ZAlMg5Si1)等性能特点：耐蚀性好，强度高，密度小；但铸造性能差,耐热性低。应用：主要用于制造外形简单、承受冲击载荷、在腐蚀性介质下工作的零件,如舰船配件、氨用泵体等。4Al-Zn系：代号为ZL4+两位数字顺序号，常用代号为ZL401(ZAlZn11Si7)、ZL402(ZAlZn6Mg)等.性能特点：铸造性能好，强度较高，可自然时效强化；但密度大， 耐蚀性较差。应用：主要用于制造形状复杂受力较小的汽车、飞机、仪器零件。25 常见铜合金的牌号、性能特点与应用。答：铜合金分为黄铜、青铜、白铜三大类。1、黄铜:1普通黄铜的牌号为：H (黄) + 表示铜平均百分含量的数字

38、单相黄铜：常用牌号有H80、H70、H68。塑性好，适于制造冷变形零件，如弹壳、冷凝器管等。两相黄铜：常用牌号有H59、H62。热塑性好, 强度高。适于制造受力件，如垫圈、弹簧、导管、散热器等。2特殊黄铜的牌号为：H(黄)+主加元素符号(Zn除外)+铜平均百分含量+主加元素平均百分含量常用牌号有HPb63-3、HAl60-1-1、HSn62-1、HFe59-1-1、ZCuZn38Mn2Pb2、ZCuZn16Si4等。特殊黄铜强度、耐蚀性比普通黄铜好，铸造性能改善。主要用于船舶与化工零件，如冷凝管、齿轮、螺旋桨、轴承、衬套与阀体等。2、青铜：加工青铜的牌号为：Q +主加元素符号与其平均百分含量+

39、其他元素平 均百分含量1锡青铜：常用牌号有QSn4-3、ZCuSn10Pb1等。性能特点：锡青铜铸造流动性差，铸件密度低，易渗漏，但体积收缩率在有色金属中最小。锡青铜耐蚀性良好，在大气、海水与无机盐溶液中的耐蚀性比纯铜和黄铜好，但在硫酸、盐酸和氨水中的耐蚀性较差。 应用：主要用于耐蚀承载件,如弹簧、轴承、齿轮轴、蜗轮、垫圈等。2铝青铜：常用牌号有QAl5、QAl7、ZCuAl8Mn13Fe3Ni2等。性能特点：强度、硬度、耐磨性、耐热性与耐蚀性高于黄铜和锡青铜，铸造性能好，但焊接性能差。应用：主要用于制造船舶、飞机与仪器中的高强、耐磨、耐蚀件，如齿轮、轴承、蜗轮、轴套、螺旋桨等。3铍青铜：常用

40、牌号有QBe2、等。性能特点：具有高的强度、弹性极限、耐磨性、耐蚀性，良好的导电性、导热性、冷热加工与铸造性能，应用：用于重要的弹性件、耐磨件，如精细弹簧、膜片，高速、高压轴承与防爆工具、航海罗盘等重要机件。3、白铜：1普通白铜牌号：B+镍的平均百分含量。性能特点：具有较高的耐蚀性和抗腐蚀疲劳性能与优良的冷热加工性能。应用:用于在蒸汽和海水环境下工作的精细机械,仪表零件与冷凝器,蒸馏器,热交换器等。 (2)常用牌号如BMn40-1.5(康铜)、BMn43-0.5(考铜)。 性能特点：其耐蚀性、强度和塑性高 应用：用于制造精细机械、仪表零件与医疗器械等。26 何谓轴承合金？锡基轴承合金的牌号，性

41、能特点与应用。答：1、轴承合金：制造滑动轴承的轴瓦与其衬的耐磨合金称为轴承合金。2、锡基轴承合金：是以锡为主并参加少量锑、铜等元素组成的合金，熔点较低，是软基体硬质点组织类型的轴承合金。1典型牌号为ZSnSb11Cu6。2性能特点：锡基轴承合金具有较高的耐磨性、导热性、耐蚀性和嵌藏性，摩擦系数和热膨胀系数小，但疲劳强度较低，工作温度不超过 150 ，价格高。3应用：广泛用于重型动力机械，如气轮机、涡轮机和燃机等大型机器高速轴瓦。27 何谓失效？失效的类型？简述失效的原因；并说明选材的一般原如此。答：1、失效是零部件在使用过程中，。2、失效可分为变形、断裂、外表损伤，老化。 3、原因：1设计方面不合理、 2选材不合理 3加工不正确 4不能正确的安装使用。 4、原如此：1材料的使用性能要求 2材料的工艺性能 3经济性4其他因素15 / 15