(四川大学材料热处理热处理期末答案.docVIP

热处理 1、根据合金元素在钢中的作用，从淬透性、回火稳定性、奥氏体晶粒长大倾向、韧性和回火脆性等方面比较下列钢号的性能：40Cr、40CrNi、40CrMn、40CrNiMo 答：①淬透性：40CrNiMo40CrMn 40CrNi 40Cr （因为在结构钢中，提高马氏体淬透性作用显著的元素从大到小排列：Mn、Mo、Cr、Si、Ni，而合金元素的复合作用更大。） ②回火稳定性：40CrNiMo40CrMn 40CrNi 40Cr ③奥氏体晶粒长大倾向：40CrMn40Cr 40CrNi 40CrNiMo ④韧性：40CrNiMo40CrNi40CrMn40Cr（Ni能够改善基体的韧度） ⑤回火脆性：40CrNi40CrMn40Cr40CrNiMo（Mo降低回火脆性） 2、怎样理解“合金钢与碳钢的强度性能差异，主要不在于合金元素本身的强化作用，而在于合金元素对钢相变过程的影响。并且合金元素的良好作用，只有在进行适当的热处理条件下长能表现出来” 答：合金钢与碳钢性能差异表现为：（1）碳素钢淬透性差 (2)碳钢的高温强度低，红硬性差 (3)碳钢不能获得良好的综合性能 (4)碳钢不具有特殊的性能 合金钢中除含硅和锰作为合金元素或脱氧元素外，还含有其他合金元素（如铬、镍、钼、钒、钛、铜、钨、铝、钴、铌、锆和其他元素等），有的还含有某些非金属元素（如硼、氮等），添加的合金元素作用不在于本身的强化作用，而在于对钢相变过程的影响。处理钢时，钢的相变包括1、加热过程中的奥氏体转变； 2、冷却过程中的珠光体、贝氏体及马氏体转变； 3、发生马氏体转变后的再加热(回火)转变。1）在加热时，合金元素能影响奥氏体的形成速度以及奥氏体的晶粒大小；2）在冷却时，a.对珠光体，大部分合金元素推迟P的转变、珠光体转变温度区的影响及珠光体转变产物的碳化物类型的影响；b.对贝氏体，合金元素Cr，Ni，Mn能降低ΔF(A与F的自由能差），减少相变驱动力，减慢A分解，降低了贝氏体的转变速度，推迟其转变。Cr，Mn又是碳化物形成元素，阻碍C原子的扩散。强烈阻碍贝氏体的形成；Mo，W作用不明显；Si，对B有推迟作用，原因是强烈提高Fe的结合力，阻碍C原子从Fe中脱溶。 Co，Al能提高ΔF，同时提高C的扩散速度，加速B形成。C.对马氏体，主要是对对M转变温度的影响，即Ms～Mf点的影响。除Co，Al外，大多数合金元素固溶在A中，均使Ms点下降，增加残余A的含量3）回火转变时，合金元素能提高钢的回火稳定性，以及产生二次硬化。因此合金元素在钢的整个相变过程中都起到了十分明显的作用，提高了钢材的性能。合金的主要作用：a.产生相变，如扩大某个相区（奥氏体区）以得到某种对应的特殊性能.b.细化晶粒，改善机械性能，如缺口敏感性、淬透性。c.改变热处理工艺，如提高钢材的热处理组织的稳定性，降低热处理温度、缩短热处理时间、提高热处理质量。 合金钢的热处理工艺有很多，所得到的组织都有不同的性能，只有根据对钢性能不同的需求选择适当的热处理条件，才能获得合适的组织，充分发挥合金元素的作用。如果钢的热处理条件不适当，会影响合金元素在钢中的作用。例如，热处理温度过高，影响强碳化物的形成，会影响钢的性能。 3、有些普通弹簧冷卷成型后为什么要进行去应力退火? 车辆用板簧淬火后，为什么要用中温回火? 去应力退火的目的是： 消除金属丝冷拔加工和弹簧冷卷成形的内应力 稳定弹簧尺寸，利用去应力退火来控制弹簧尺寸 提高金属丝的抗拉强度和弹性极限 板簧要求具有较高的弹性，中温回火相当于一般碳钢及低合金钢回火的第三阶段温度区。此时，碳化物已经开始聚集，基体也开始恢复，第二类内应力趋于基本消失。回火后得到回火托氏体，这种组织具有非常好的弹性极限和屈服极限，还有一定的韧性，满足板簧用钢的性能要求。 4、有一磨床用齿轮， 采用 ４５ 钢制造， 其性能要求是： 齿部表面硬度是 ５２ ～５８ ＨＲＣ， 齿轮心部硬度是 ２２０ ～２５０ ＨＢＷ。 齿轮加工工艺流程是： 下料→锻造→热处理→切削加工→热处理→切削加工→检验→成品。 试分析其中的 “热处理” 具体指何种工艺？ 其目的是什么？ 正火或调制、淬火+低温回火 前一个热处理：正火。目的是降低材料硬度，改善机械加工性能 后一个热处理：淬火+低温回火。目的是：淬火可以大幅提高钢的强度、硬度、耐磨性、疲劳强度以及韧性等，而低温回火则保持淬火工件高的硬度和耐磨性，降低淬火残留应力和脆性 5、何谓透入式加热和传导式加热？是比较它们的优缺点？如何选择这两种加热方式？??? ?答：（1）透入式加热：感应加热过程中，工件截面内最大密度的涡流由表面向心部逐渐推移，同时由表面向心部依次加热，这种加热方式称为透入式加热。 优点：a.加热时间短，加热迅速，热损