【正文】 密度顯微裂紋，所以脆性大，塑性 、韌性極差。 d：下貝氏體，等溫淬火。加熱到Ⅲ區(qū)的部分組織為：回火索氏體。退火目的：消除加工硬化現(xiàn)象，恢復(fù)鋼板的韌性和塑性。退火后的組織：球化體（鐵素體基體 +球狀滲碳體）。 （ 4）將試樣加熱到 900℃時(shí)，其組織為單相奧氏體，淬火后組織為馬氏體 +殘余奧氏體。 （ 3） T12 鋼銼刀的淬火溫度為 770～ 780℃（水冷），回火溫度為 160～ 180℃ ，回火后獲得的組織為回火馬氏體 +二次滲碳體 +殘余奧氏體。乙廠采用調(diào)質(zhì)處理，其組織為回火索氏體。灰口鑄鐵制造的導(dǎo)軌、缸體內(nèi)壁等常用表面淬火提高硬度和耐磨性。 答：金屬材料的強(qiáng)度 (主要指屈服強(qiáng)度 )反映金屬材料對(duì)塑性變形的抗力。金屬發(fā)生塑性變形，隨變形度的增大，金屬的強(qiáng)度和硬度顯著提高，塑性和韌性明顯下降。第二相以細(xì)小質(zhì)點(diǎn)的形態(tài)均勻、彌散分布在合金中使合金顯著強(qiáng)化的現(xiàn)象稱為彌散強(qiáng)化。所以，獲得馬氏體并對(duì)其回火是鋼的最經(jīng)濟(jì)和最有效的綜合強(qiáng)化方法。改善機(jī)加工性能，同時(shí)為淬火做組織準(zhǔn)備。 試述滲碳鋼和調(diào)質(zhì)鋼的合金化及熱處理特點(diǎn)。熱處理工藝為 850℃油淬， 520℃回火；對(duì)于直徑 位為 10mm 的螺栓，選擇 45 鋼代替 40Cr，可節(jié)約 Cr 且達(dá)到基本要求，熱處理工藝為 840℃水淬， 600℃回火。加入 Cr 提高淬透性， 幾乎所有高速鋼的鉻質(zhì)量分?jǐn)?shù)均為 4%。熱處理特點(diǎn)是 1220～ 1280℃淬火 +550～ 570℃三次回火，得到的組織為回火馬氏體、細(xì)粒狀碳化物及少量殘余奧氏體。 答： 20CrMnTi 鋼種 Ti 的作用是阻止?jié)B碳時(shí)奧氏體晶粒長(zhǎng)大、增加滲碳層硬度和提高耐磨性。 在 4Cr9Si2 中：提高抗氧化性，并有利于熱 強(qiáng)性，提高淬透性。 1有一灰口鑄鐵鑄件，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)石墨化不完全，尚有滲碳體存在。球墨鑄鐵的石墨呈球狀，對(duì)基體的割裂作用顯著降低，具有很高的強(qiáng)度，又有良好的塑性和韌性，其綜合機(jī)械性能接近于鋼。 1鋁硅合金為什么要進(jìn)行變質(zhì)處理？ 答：一般情況下，鋁硅合金的共晶體由粗針狀硅晶體和 α固溶體組成，強(qiáng)度和塑性都較差；經(jīng)變質(zhì)處理后的組織是細(xì)小均勻的共晶體加初生α固溶體，合金的強(qiáng)度和塑性顯著提高，因此，鋁硅合金要進(jìn)行變質(zhì)處理。細(xì)化和均勻組織，改善切削性能。滲碳表面處理的目的是增加表面層的碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)并獲得一定的濃度梯度 ，通常表面的碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以達(dá)到約 ％ ，隨后的淬火 +低溫回火，使得表面組織為高碳回火馬氏體 +碳化物 +殘余奧氏體，強(qiáng)度特別是疲勞強(qiáng)度、耐磨性和沖擊韌度均能達(dá)到相當(dāng)高的程度，而心部組織為低碳回火馬氏體，具有良好的韌性和塑性。 。 答：汽車齒輪通常受力較大，受沖擊頻繁，其耐磨性、疲勞強(qiáng)度、心部強(qiáng)度及沖擊韌度等性能指標(biāo)均較高。 第九章 機(jī)床變速齒輪常用中碳鋼或中碳合金鋼制造，它的工藝路線為：下料 － 鍛造 － 正火 － 粗加工 － 調(diào)質(zhì) － 精加工 － 輪 齒高頻淬火及低溫回火 － 精磨，試分析正火處理、調(diào)質(zhì)處理和高頻淬火及低溫回火的目的。 1為什么一般機(jī)器的支架、機(jī)床的床身常用灰口鑄鐵制造 ? 答：鑄鐵的生產(chǎn)設(shè)備和工藝簡(jiǎn)單。 答：石墨強(qiáng)度、韌性極低，相當(dāng)于鋼基體上的裂紋或空洞，它減小基體的有效截面，并引起應(yīng)力集中。 (2) 如下表所示。 在 1Cr13 中：提高鋼基體的電極電位，使鋼的耐蝕性提高。穩(wěn)定化處理的目的是使溶于奧氏體中的碳與鈦以碳化鈦的形式充分析出，而碳不再同鉻形成碳化物，從而有效地消除了晶界貧鉻的可能，避免了晶間腐蝕的產(chǎn)生。 V 能形成 VC（或 V4C3），非常穩(wěn)定，極難熔解，硬度極高（大大超過(guò)的硬度）且顆粒細(xì)小，分布均勻，能大大提高鋼的硬度和耐磨性。 答：高速鋼的成分特點(diǎn)是：（ 1）高碳，其碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)在 %以上，最高可達(dá) %左右，它一方面能保證與 W、 Cr、 V 等形成足夠數(shù)量的碳化物；另一方面還要有一定數(shù)量的碳溶于奧氏體中，以保證馬氏體的高硬度。試問(wèn)應(yīng)選擇什么材料及熱處理工藝？ 答：為滿足機(jī)械性能要求，應(yīng)考慮材料的淬透性能。 答：如表 11 所示 鋼 類 碳質(zhì)量分?jǐn)?shù) 應(yīng)用實(shí)例 Q235A 碳素結(jié)構(gòu)鋼 %～ % 鋼筋、鋼板、鋼管等 15 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 約 % 沖壓件及焊接件，經(jīng)熱處理后可制造軸、銷等零件 45 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 %～ % 齒輪、軸類、套筒等零件 65 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 %～ % 彈簧 T8 碳素工具鋼 %～ % 沖頭、鑿子、錘子等工具 T12 碳素工具鋼 %～ % 銼刀、刮刀等刃具和量規(guī)、樣套等量具 為什么低合金高強(qiáng)鋼用錳作為主要的合金元素 ? 答：我國(guó)的低合金結(jié)構(gòu)鋼基本上不用貴重的 Ni、 Cr 等元素，而以資源豐富的 Mn 為主要元素。 正火：得到 S+二次滲碳體、細(xì)化組織，消除網(wǎng)狀二次滲碳體，為球化退火做準(zhǔn)備。 3為什么說(shuō)得到馬氏體隨后回火處理是鋼的最經(jīng)濟(jì)而又最有效的強(qiáng)韌化方法？ 答：淬火形成馬氏體時(shí)，馬氏體中的位錯(cuò)密度增高，而屈服強(qiáng)度是與位錯(cuò)密度成正比的。這增加了位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的阻力，也使滑移抗力增加。另一方面由于晶粒破碎細(xì)化，晶界增多。由于氮化工藝復(fù)雜，時(shí)間長(zhǎng)，成本高 ，一般只用于耐磨性和精度都要求較高的零件，或要求抗熱、抗蝕的耐磨件，如發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸、排氣閥、精密絲杠、鏜床主軸汽輪機(jī)閥門(mén)、閥桿等。這類鋼經(jīng)預(yù)先熱處理（正火或調(diào)質(zhì)）后表面淬火，心部保持較高的綜合機(jī)械性能，而表面具有較高的硬度（ 50HRC）和耐磨性，主要用于軸肩部位、齒輪。 3甲、乙兩廠生產(chǎn)同一種零件，均選用 45 鋼，硬度要求 220～ 250HB，甲廠采用正火，乙廠采用調(diào)質(zhì)處理，均能達(dá)到硬度要求，試分析甲、乙兩廠的組織和性能差別。 （ 2） 60 鋼彈簧的淬火溫度為 840℃（油冷）回火溫度為 480℃。將試樣加熱到 780℃時(shí)，其組織為奧氏體 +滲碳體，由于有滲碳體，即一部分碳存在于滲碳體中，奧氏體中的碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)必然降低（奧氏體中的碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)可用鐵碳相圖確定：約為 % ），因此加熱到 780℃時(shí)的試樣淬火后馬氏體中的碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)較少。 ⑶ 球 化退火。 ⑴ 經(jīng)冷軋后的鋼板，要求降低硬度； ⑵ ZG35 的鑄造齒輪； ⑶ 改善 T12 鋼的切削加工性能。 答：加熱到Ⅲ區(qū)的部 分，加熱溫度丁低于相變臨界點(diǎn)溫度 Ac1，不發(fā)生相變。 b：馬氏體十殘余奧氏體，分級(jí)淬火。馬氏體形成后，碳及合金元素向位錯(cuò)或其他缺陷擴(kuò)散偏聚析出，釘扎位錯(cuò)，使位錯(cuò)難以運(yùn)動(dòng)（馬氏體時(shí)效強(qiáng)化）。馬氏體是不穩(wěn)定的，在工作中會(huì)發(fā)生分解，導(dǎo)致零件尺寸發(fā)生變化。 （ 4）馬氏體形成時(shí)體積膨脹，在鋼中造成很大的內(nèi)應(yīng)力，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致開(kāi)裂。馬氏 體就是碳α Fe 中的過(guò)飽和固溶體。 2熱軋空冷的 45 鋼鋼材在重新加熱到超過(guò)臨界點(diǎn)后再空冷下來(lái)時(shí)，組織為什么能細(xì)化 ? 答：熱軋空冷的 45 鋼 在室溫時(shí)組織為鐵素體十索氏體。試分析強(qiáng)化原因。 1已知金屬鎢、鉛的熔點(diǎn)分別為 3380℃和 327℃，試計(jì)算它們的最低再結(jié)晶溫度，并分析鎢在 9000C 加丁、鉛在室溫加丁時(shí)各為何種加工 ? 答：金屬的最低再結(jié)晶溫度為： T 再 ＝ (～ )T 熔點(diǎn) 對(duì)金屬鎢 ： T 熔點(diǎn) ＝ 273 十 3380＝ 3653K T 再 ＝ (～ )T 熔點(diǎn) ＝ l 279～ 146l K＝ 1006～ l188℃ 在 900℃對(duì)金屬鎢進(jìn)行加工，略低于其最低再結(jié)晶溫度，應(yīng)屬冷加工。塑性和韌性明顯下降。當(dāng)位錯(cuò)在晶界受阻逐漸堆 積時(shí)，其他晶粒發(fā)生滑移。 由于細(xì)晶粒金屬的強(qiáng)度較高、塑性較好，所以 斷裂時(shí)需要消耗較大的功，因而韌性也較好。 1為什么細(xì)晶粒鋼強(qiáng)度高，塑性、韌性也好？ 答：多晶體中，由于晶界上原子排列不很規(guī)則，阻礙位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)，使變形抗力增大。因此可以用下列方法迅速區(qū)分： （ 1）兩塊材料互相敲打一下，有印痕的是退火狀態(tài)的 15 鋼，沒(méi)有印痕的是白口鑄鐵。 強(qiáng)度：因?yàn)殍F素體強(qiáng)度低，因此 45 鋼強(qiáng)度最低。但柱狀品的接觸面由于常有非金屬夾雜或低熔點(diǎn)雜質(zhì)而為弱面，在熱軋、鍛造時(shí)容易開(kāi)裂，所以對(duì)于熔點(diǎn)高和雜質(zhì)多的金屆，例如鐵、鎳及其合金，不希望生成柱狀晶。在液態(tài)金屬中加入孕育劑或變質(zhì)劑，增加晶核的數(shù)量或者阻礙晶核的長(zhǎng)大，以細(xì)化晶粒和改善組織。 間隙相 是間隙化合物中的一種，其晶體結(jié)構(gòu)不同于組成它的任意元素的晶體結(jié)構(gòu)，一般是較大金屬元素的原子占據(jù)晶格的結(jié)點(diǎn)位置，半徑較小的非金屬元素的原子占據(jù)晶格的間隙位置，晶體結(jié)