篇一：金属热处理试题答案
1/组织缺陷、形状缺陷。
2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珠光体组织，对低碳钢来说讲，正火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和不同回火温度相配合,获得所需的力学性能。
5 使之热胀冷缩 不同而产生的应力叫热应力。 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、冷热加工工艺的密切配合
以及正确的热处理制度来保证。
1将同一棒料上切割下来的4块45#试样，同时加热
到850°，然后分别在水、油、炉和空气中冷却，说明：各是何种热处理工艺？各获得何种组织？排列一下
硬度大小：
答：（1）水冷：淬火 M（2）油冷：淬火 M+T（3）炉冷：退火 P+F（4）空冷：正火 S+F
硬度（1）>（2）>（4）>（3）
2.两个碳质量分数为1.2%的碳钢薄试样，分别加热到
780°C和900°C，保温相同时间奥氏体化后，以大于
淬火临界冷却速度的速度冷却至室温。试分析：
（1）哪个温度加热淬火后马氏体晶粒较粗大？
（2）哪个温度加热淬火后马氏体碳含量较多？
（3）哪个温度加热淬火后残余奥氏体较多？
（4）哪个温度加热淬火后未溶渗碳体较多？
（5）你认为哪个温度加热淬火合适？为什么？
答：（1）900°C（2）900°C（3）900°C（4）780°C（5）780°C，综上所述此温度淬火后得到的均匀细小的M+颗粒状Cm+AR的混合组织，使钢具有最大的硬度和耐磨性。
3.用T10钢制造形状简单的车刀，其工艺路线为：锻造—热处理—机加工—热处理—磨加工。
（1）写出其中热处理工序的名称及作用。
（2）制定最终热处理（磨加工前的热处理）的工艺
规范，并指出车刀在使用状态下的显微组织和大致硬
度。
答:(1)球化退火，作用：利于切削加工。得到球状珠
光体，均匀组织，细化晶粒，为后面淬火处理作组织准备。淬火+低温回火，作用：使零件获得较高的硬度、耐磨性和韧性，消除淬火内应力，稳定组织和尺
寸。
（2）工艺规范：760°C水淬+200°C回火；
显微组织：M回+Cm，大致硬度：60HRC.
4.如下图所示，T12钢加热到Ac1以上，用图示
的各种方法冷却，分析各自得到的组织。
A：水中淬火 M+Fe3C B：分级淬火 M+Fe3C C：油中淬火 M+T+Fe3C
D：等温淬火 B下+Fe3C
E F ：正火：完全退火 S+Fe3C
P+Fe3C
G：等温退火 P+Fe3C
5为改善可加工性，确定下列钢件的预备热处理方法，并指出所得到组织： （1）20钢钢板 （2）T8钢锯条
（3）具有片状渗碳体的T12钢钢坯 答：（1）20钢钢板：正火S+F（2）T8钢锯条：球化退火 球状P;（3）具有片状渗碳体的T12钢钢坯：
球化退火 球状P+Cm 6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850℃左右，回火温度为500℃～650℃左右，其回火后获得的组织为回火索氏体 ，大致的硬度25～35HRC。 （2）60钢弹簧，工件的淬火温度为850℃左右，回
火温度为350℃～500℃左右，
其回火后获得的组织为
回火屈氏体 ，大致的硬度40～48HRC。
（3）T12钢锉刀，工件的淬火温度为780℃左右，回火温度为150℃～250℃，其回火后获得的组织为回火马氏体 ，大致的硬度60HRC。
7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Fe3CⅡ，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。
8确定下列钢件的退火方法，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。
9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。
10．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。
11．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。
12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Ac1以上30～50℃，保温一定
时间后随炉缓慢冷却至600℃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。
13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①加热温度不同，对于过共析钢退火加热温度在Ac1以上30～50℃而正火加热温度在Accm以上30～50℃。②冷速快，组织细，强度和硬度有所提高。当钢件尺寸较小时，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HB170～230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，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。
14一批45钢试样（尺寸Φ15*10mm），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700℃，保温足够时间，随炉冷却至室温；
（2）缓慢加热至840℃，保温足够时间，随炉冷却至室温；
（3）缓慢加热至1100℃，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。
15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+（30～50℃），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Ac1～Ac3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。
过共析碳钢淬火加热温度Ac1+（30～50℃），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Accm，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，淬火后易得到含有显微裂纹的粗片状马氏体，使钢的脆性增加。
16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Ms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。
分级淬火法：它是将加热的工件先放入温度稍高于Ms的硝盐浴或碱浴中，保温2～5min，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。
17说明45钢试样（Φ10mm）经下列温度加热、保温并在水中冷却得到的室温组织：700℃，760℃，840℃，1100℃。 答：
700℃：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。 760℃：它的加热温度在Ac1～Ac3之间，因此组织为铁素体、马氏体和少量残余奥氏体。
840℃：它的加热温度在Ac3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。 1100℃：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。
18有两个含碳量为1.2%的碳钢薄试样，分别加热到780℃和860℃并保温相同时间，使之达到平衡状态，然后以大于VK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860℃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860℃已经超过了Accm，此时碳化物全部溶于奥氏体中，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860℃已经超过了Accm，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Ms和Mf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℃已经超过了Accm，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：780℃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Ac1+（30～50℃），而780℃在这个温度范围内，这时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，使钢具有高的强度、硬度和耐磨性，而且也具有较好的韧性。
19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。
20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： ① 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。 ② 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。 21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HRC 25-35，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
22表面淬火的目的是什么？常用的表面淬火方法有哪几种？比较它们的优缺点及应用范围。并说明表面淬火前应采用何种预先热处理。
答：表面淬火的目的是使工件表层得到强化，使它具有较高的强度，硬度，耐磨性及疲劳极限，而心部为了能承受冲击载荷的作用，仍应保持足够的塑性与韧性。常用的表面淬火方法有：1.感应加热表面淬火；2.火焰加热表面淬火。
感应加热表面淬火是把工件放入有空心铜管绕成的感应器（线圈）内，当线圈通入交变电流后，立即产生交变磁场，在工件内形成“涡流”，表层迅速被加热到淬火温度时而心部仍接近室温，在立即喷水冷却后，就达到表面淬火的目的。
火焰加热表面淬火是以高温火焰为热源的一种表面淬火法。将工件快速加热到淬火温度，在随后喷水冷却后，获得所需的表层硬度和淬硬层硬度。
感应加热表面淬火与火焰加热淬火相比较有如下特点:
1)感应加热速度极快,只要几秒到几十秒的时间就可以把工件加热至淬火温度,:而且淬火加热温度高(AC3以上80~150℃)。
2)因加热时间短,奥氏体晶粒细小而均匀,淬火后可在表面层获得极细马氏体,使工件表面层较一般淬火硬度高2~3HRC,且脆性较低。
3）感应加热表面淬火后,淬硬层中存在很大残余压应力,有效地提高了工件的疲劳强,且变形小,不易氧化与脱碳。
4)生产率高,便于机械化、自动化,适宜于大批量生产。 但感应加热设备比火焰加热淬火费用较贵,维修调整比较困难,形状复杂的线圈不易制造
表面淬火前应采用退火或正火预先热处理。
篇二：制定可锻铸铁退火工艺的方法
制定可锻铸铁退火工艺的方法
可锻铸铁在中性介质中，将白口铸铁坯件加热到900-980℃，使铸铁组织转变为奥氏体和渗碳体，经过长时间（3小时左右）保温后，渗碳体发生分解而得到团絮状石墨，此为第一阶段石墨化。在随后的缓冷过程中，奥氏体中过饱和的碳将充分析出并附在已形成的团絮状石墨表面，使石墨长大，完成第二阶段石墨化（760-720℃），形成铁素体和石墨，再缓冷至700-650℃，出炉空冷，最后得到铁素体可锻铸铁，又称黑心可锻铸铁。
表1. 可锻铸铁含硅量对退货时间的影响
为了满足铸件的力学性能和便于石墨化退火，在过内冲天炉熔炼的生产条件下，加铋孕育的铁素体可锻造铁的化学成分可控制在表2范围内。
在实际生产中冲天炉熔炼的铁水成分难免会有超出表2范围的现象，此时应对常规退火工艺作适当修正，表三列举了铸态铸件化学成分超出规范时的退火对策措施，可供参考。
退火各阶段的工艺要点
1.升温
为了缩短退火周期和节约能源, 升温初期在保证炉温均匀的前提下, 升温越快越好。
随炉温升高应逐渐加大送煤量. 以烟囱不冒黑烟为准, 烟道闸门调节至火焰未从火门喷出为宜。
当炉温升至·8 50 ℃ 时, 为了均衡炉温、防止局邵过烧和改善铸件石易婚态, 应采用间歇加热的方式放慢升温速度(《2 5 ℃ / li) ,
并视炉膛内上下前后的实际温度, 用调节上、下喷煤粉量和控制烟道闸门开启度等方法使炉沮均匀。
这是保证铸件退火质量的一项重要措施。
2. 第一阶段石墨化
经验证明, 渗碳体的分解在8 0 ℃ 开始进行,90 ℃ 时加快, 其间温度每升高50 ℃ , 第一阶段石墨时间可减少一倍. 因此, 升温阶段加热速度缓慢和第一阶段石墨化温度高均可缩短第一阶段石雄化时间,第一阶段石墨化温度一般控制在920 ~ 9 60 ℃ ,最高温度不宜超过1阅O℃ (持续时间不超过Zh, 若炉内温差大时, 不宜超过9 即℃ ), 保温时间6 一14 h。此阶段以保温和缓降方式为好。即前期控制煤量, 维持或上升至目标温度, 并调节炉温、防止局部过烧; 后期封炉保温, 使整个阶段约一半时间无需加煤。这种缓慢降温方式使碳处于被析出状态, 必然造成石墨核心的生成, 自然加速了退火过程的进行。在此必须强调,第一阶段石墨化温度范围确定后实际时间是否足够, 应以阶段试块检验合格为准。
3.中间冷却
中间冷却阶段在炉冷的条件下一般不会产生二次渗碳体。因而可打开冷却风门及燃烧室炉门, 必要时也可鼓风以加快冷却速度。但中间冷却阶段, 一部分炉气在炉内拱顶下部作涡流循环, 不易向烟道流动,因而造成下部温度下降较快, 而上部温度下降较慢;为了减小上下温差, 在操作上要设法降低燃烧室的温度, 对称、适度地开启冷却风门和烟道小闸门.
4. 第二阶段石墨化
第二阶段石肇化应优先采用密闭护门随炉冷却的直接相变法退火工艺, 既有利于节煤和缩短退火周期, 也容易获得比较稳定的力学性能.第二阶段石墨化的温度范围通常为从7 冈c(75 0 ℃ ), 以2 一5 ℃ / h 速度缓慢降至70 ℃ ,其保温时间一般以第一阶段石墨化时间的两倍为宜, 在不影响整个生产周期的前提下不必人为缩短。这样, 有利于铸件组织的铁素体化和伸长率的提高.第二阶段石墨化结束前应作试块检验, 宏观断口为黑丝绒状, 方可进人最终冷却阶段。
5. 最终冷却
第二阶段石撼化结束后, 一般随炉冷却, 也可通过烟道闸门抽风加速冷却至6 50 ~ 6 80 ℃ 后拉出炉外快冷。特别是硅和磷量偏高时更应如此。在夏季可喷雾强制冷却, 使其快速越过4 00 ~ 5 50 ℃ 的“脆性’ 沮度区域, 防止回火脆性
篇三：工程材料试卷 (2)
一、名词解释：（每小题2 分，共10 分）
1、过冷度：理论结晶温度TO与实际结晶温度Tn 之差称为过冷度。
2、加工硬化：金属在冷态下塑性变形，随着变形程度的增加，其强度和硬度提 高，而塑性下降的现象称为加工硬化。
3、同素异构转变：同种晶体材料中，不同类型晶体结构之间的转变称 为同素异构转变。
4、结晶：凝固后的固体是晶体，这种凝固过程叫结晶。
5、回火脆性：淬火钢在某些温度范围内回火时，淬火钢出现冲击韧性下降的现 象称为回火脆性。
二、填空：（每空0.5 分，共15 分）
1、三种晶格缺陷是（点缺陷）、（线缺陷）和（面缺陷）。
2、液态金属结晶时,冷却速度小,过冷度则越(小);结晶后,晶粒（粗大）.
3、金属塑性变形主要通过（滑移）和（孪生）两种方式进行。
4、过共析钢进行球化退火处理的两个主要目的是：通过进行（球化退 火）处理，消除网状（二次渗碳体）组织，以改善切削加工性和为（最 终热处理）作组织准备。
5、结晶范围大的合金，其铸造流动性（ 较差），容易形成缩（ 松 ）。
6、含碳量为0.35%的铁碳合金属（ 亚共 ）析钢，退火组织是（ 铁素 体+珠光体）。如经淬火，其组织是（ 马氏体）。
7、机器用钢是指（渗碳钢）、（调质钢）、（弹簧钢）和（轴承钢）。
8、钢中最有害的两种元素是（ 硫 ）和（ 磷 ）。
9、铁碳合金的共析反应式是（A0.77% F0.0218%+Fe3C ），其反应产物称为（ 珠光体）。
10、消除铸造应力的最有效方法是（去应力退火）。
11、铸造工艺参数是指：（ 加工余量）、（ 起模斜度）、（ 铸造圆角）、（ 铸造收缩率 ）。
12、矫正焊接变形的常用方法：（机械矫正法）、（火焰加热矫正法）。
三、选择题：（每小题2分，共20分）
1、共析钢加热奥氏体化后，冷却速度很慢，获得的室温组织为（ C ）。
A、马氏体；B、贝氏体；C、珠光体、 D、托氏体。
2、根据铁-碳合金相图，过共析钢室温组织由（ B ）组成。
A、铁素体+珠光体； B、珠光体+二次渗碳体；
C、珠光体+莱氏体，D、铁素体+二次渗碳体。
3、消除金属的加工硬化，可用（ A ）
A、再结晶退火；B、回复；C、球化退火；D、回火。
4、为使低碳钢便于切削加工，可预先进行（ B ）处理。
A、完全退火；B、正火；C、球化退火；D、回火。
5、50钢要得到回火马氏体，应进行（ D ）
A、淬火+中温回火； B、淬火+高温回火；C、等温淬火； D、淬火+低温回火。
6、用调质钢制造在工作中受较大冲击载荷和表面有一定耐磨性的零件，应采用（ D ）
A、表面淬火+高温回火处理； B、渗碳处理+淬火+低温回火;
C、渗碳处理+淬火+中温回火；D、调质+表面淬火+低温回火处理。
7、低碳钢热影响区中性能最差的是（ A ）。
A、熔合区；B、过热区；C、正火区；D、部分重结晶区。
8、下列合金中，铸造性能最好的是（ B ）。
A、铸钢；B、灰口铸铁；C、铸造铝合金；D、铸造铜合金。
9、下列材料中，锻造性能最好的材料是（ A ）。
A、低碳钢；B、中碳钢； C、灰口铸铁；D、可锻铸铁。
10、下列材料中，焊接性能最好的是（ C ）。
A、45钢；B、50钢；C、Q235 D、HT250。
四、判断题：（每小题1分，共15分）
1、合金的晶粒越粗，其强度越高、塑性也越好。（×）
2、含磷量增高会使钢塑性增加。（×）
3、金属的再结晶过程是一个同素异构的过程。（×）
4、变质处理是一种金属热处理工艺。（×）
5、一般焊接厚工件时，产生的焊接应力较大。（∨）
6、铸造热应力属残留应力。（∨）
7、所有的合金元素加入钢中均能使钢的淬透性提高。（×）
8、可锻铸铁不能用来锻造成形。（∨）
9、为了加快渗碳速度，可用高碳钢来作渗碳钢。（×）
10、拉深系数越小，板料在拉深过程中变形越小。（×）
11、锻造纤维最好与拉应力平行。（∨）
12、一般钢材在600℃左右会产生一类回火脆性，应避免在此温火。（×）
13、铸件的结构斜度通常设在与拔模方向相平行的加工表面上。（×）
14、碱性焊条的抗裂性较酸性焊条要好。（∨）
15、正火只能作预备热处理，不可作为零件的最终热处理。（×）
五、计算题：（4分）
1、甲合金（熔点为300℃）在20℃、乙合金（熔点为1000℃）在300 ℃分别进行塑性变形，问：各属于哪种变形？为什么？
解:(1)计算两合金的再结晶温度（2分）
T 再甲=0.4×(300+273)=229.0 K=229-273=-43.8 ℃
T 再乙=0.4×(1000+273)=509.2 K=509.2-273=236.2 ℃
(2)确定两种合金的加工类型（2分）
甲合金在20℃进行塑性变形属热加工,因为塑性变形是在再结晶温度以 上进行(20℃> T 再甲)。
第页 共 页
乙合金在300℃进行塑性变形也属热加工，因为其塑性变形在再结晶温 度之上进行（300℃> T 再乙）。
六、选材题：（每小题2分，共12分）
从给出的材料（GCr15, 1Cr18Ni9Ti，HT250, 40Cr,T12A, Q235, 65Mn ，20Cr，）
1、简述W18Cr4V 高速钢锻造、球化退火、1280±10℃淬火+560℃三次回火的作用。
答：（1）W18Cr4V 高速钢锻造的作用是将粗大碳化物击碎，使之细化并弥散分布在基体上。（1分）
（2）对它的球化退火作用是：使碳化物球化，消除应力，降低硬度，改善切削加工性，为淬火做组织准备。（1分）
（3）在1280±10℃淬火+560℃三次回火的作用是：淬火温度高是为了保证足够的合金元素溶入奥氏体，从而提高钢的热硬性。进行三次（高温）回火的作用是使较多的残余奥氏体转变为回火马氏体及造成二次硬化。最终达到稳定组织、提高硬度、耐磨性及热硬性的目的。（2分）
2、试述要提高金属的抗电化学腐蚀能力，通常采取的措施。
答：要提高金属的抗电化学腐蚀能力，通常采用以下措施：
（1） 通过加入合金元素Cr等提高金属基体的电极电位。
（2） 尽量使金属在获得单相组织条件下使用。
（3） 加入合金元素，使金属表面腐蚀后形成一层致密的氧化膜（以称钝化膜），把金属与介质隔开，从而防止进一步的腐蚀。
（4） 牺牲阳极保护阴极.
八、综合应用题（6 分）
拟用T10A钢制造铣刀,其工艺过程如下: 下料→锻造→预处理→机加工 →最终热处理→精加工。请写出预热处理和最终热处理方法和作用。
答：（1）预备热处理是采用球化退火。其作用是消除毛坯应力，使渗碳体呈 粒状分布，降低硬度，改善切削加工性，为最终热处理作组织准备。（3分）
（2）最终热处理方法是淬火+低温回火。其作用是获得回火马氏体和弥 散分布的碳化物组织（一般含有少量的残余奥氏体），从而使铣刀具有高的 硬度和耐磨性。（3分）
九、作图题（共10分）
1、绘制铁碳合金相图；（8分）
2、画出过共析钢室温平衡状态下的显微组织示意图。（2 分）
http://210.38.137.81/ec2006/C63/Course/Index.htm
免费论文网友情提示：本网站所有内容为共享上传提供，不涉及任何商业利益，本站对此不承担任何保证责任！
Copyright © www.csmayi.cn Corporation, All Rights Reserved 共享时代 共享你我他 版权所有