工程材料及其热处理复习资料.pdf.pdf

1.某过共析钢工件因终锻温度过高,其组织中出现了网状渗碳体,对工件的机性有何影响?采用何种工 艺可将之削除. 答：某过共析钢工件因终锻温度过高,其组织中出现了网状渗碳体,将使工件的强度下降，力学性能变 坏。可以采用正火的热处理方法来消除。 2.某T12 钢工件退火时,误当作45 钢而进行了完全退火,其组织和性能会发生什么变化,因该工件切削 加工困难,应采用什么热处理工艺来改善之. 答：某T12 钢工件退火时,误当作45 钢而进行了完全退火,其组织中出现了网状渗碳体,将使工件的强 度下降，力学性能变坏。可以采用正火的热处理方法来消除。 3.试说明淬火钢中出现残余奥氏体的原因是什么,对其性能有何影响,采用什么工艺能将之消除. 答：淬火钢中出现残余奥氏体的原因是：马氏体转变是在一定温度范围内（Ms-Mf），连续冷却的任 何停顿和减慢，都增大奥氏体的稳定性和残余奥氏体的量；另外马氏体形成时体积膨胀，对未转变的奥 氏体构成大的压应力，也使马氏体转变不能进行到底，而总要保留一部分不能转变的（残余）奥氏体。 残余奥氏体存在马氏体之间可改善钢的韧性。 采用回火工艺能将之消除。 4.试说明为什么亚共析钢必须进行完全淬火,而过共析钢则只能进行不完全淬火. 答：亚共析钢必须在Ac3+30-50℃加热，进行完全淬火，并使淬火组织中保留一定数量的细小弥散 碳化物颗粒，以提高其耐磨性。而过共析钢加热到Ac1+30-50℃进行不完全淬火，其原因在于：若碳化 物完全熔入奥氏体中，马氏体中将出现过多的残余奥氏体，从而会造成多方面的害处，例如：碳含量过 高，淬火后全部形成片状马氏体，脆性增加，且奥氏体增加，硬度下降;组织中会失去硬而耐磨的碳化物 颗粒，令耐磨性降低等;而且淬火后会得到粗针状马氏体，显微裂纹增多，令钢的脆性增大;同时会令淬火 应力增大，加大工件变形开裂倾向。 5.高碳高合金钢工件淬火时极易开裂,采取什么措施可有效防止其开裂? 答：（1）合理设计零件结构； （2）淬火前进行退火或正火，以细化晶粒并使组织均匀化，减少淬火产生的内应力； （3）淬火加热时严格控制加热温度，防止过热使奥氏体晶粒粗化，同时也可减少淬火时的热应 力； （4）采用适当的冷却方法； （5）淬火后及时回火，以消除应力，提高工件的韧性。 6.确定下列工件的退火工艺,并说明其原因：(1)冷轧15 钢钢板要求降低硬度.(2)正火态的T12 钢钢坯 要求改善其切削加工性.(3)锻造过热的60 钢锻坯要求细化晶粒. 答：（1）完全退火； （2）球化退火； （3）等温退火。 7.某40MnB 钢主轴,要求整体有足够的韧性,表面要求有较高的硬度和耐磨性,采用何种热处理工艺可 满足要求?简述理由. 答：采用正火、调质（预备热处理），以及淬火+低温回火（最终热处理）。 （1）正火：主要为了消除毛坯的锻造应力，降低硬度以改善切削加工性，同时也均匀组织，细化 晶粒，为以后的热处理做组织准备。 （2）调质：主要使主轴具有高的综合力学性能。 （3）淬火+低温回火：提高表面的硬度和耐磨性，而心部具有足够的韧性，其中低温回火的作用 是消除淬火应力及减少脆性。 8.金属晶粒大小对金属的性能有何影响?说明铸造时细化晶粒的方法及其原理. 答：金属晶粒越细，金属的强度越高，塑性和韧性也越好，反之力学性能越差。 铸造时细化晶粒的方法有： （1）增加过冷度：当过冷度增大时，液态金属的结晶能力增强，形核率可大大增加，而长大速度增 加较少，因而可使晶粒细化。 （2）变质处理：在液态金属结晶前，加入一些细小的变质剂，使金属结晶时形核率N 增加，因而可 使晶粒细化。 （3）振动处理：在金属结晶时，对液态金属附加机械振动、超声波振动或电磁振动等措施使已生长 的晶粒因破碎而细化，同时破碎的晶粒尖端也起净核作用，增加了形核率，使晶粒细化。 9.T12 钢工件经正常淬火后其表面硬度比60 钢低的原因是什么？如何进一步提高其硬度？ 答：原因是：淬火加热温度过低、保温时间不足、冷却速度过低、工件表面脱碳或预先热处理不当 等。 进一步提高其硬度的方法是将工件退火或正火后重新进行淬火。 11.示意画出钢的C 曲线,并在C 曲线上画出等温淬火和分级淬火的冷却工艺曲线. 答：书P40 图1.3.11。 12.比较20 钢和T10 钢的退火,正火,淬火组织的异同.