【正文】 拉絲模、鋸條。熱處理在機(jī)械制造中具有重要的地位和作用，適當(dāng)?shù)臒崽幚砜梢燥@著提高鋼的機(jī)械性能，延長(zhǎng)機(jī)器零件的使用壽命。索氏體：在650～600℃溫度范圍內(nèi)形成層片較細(xì)的珠光體。 淬火：將鋼件加熱到Ac3或Ac1以上30～50℃，保溫一定時(shí)間，然后快速冷卻（一般為油冷或水冷），從而得馬氏體的一種操作。從破碎拉長(zhǎng)的晶粒變成新的等軸晶粒。 A3：奧氏體析出鐵素體的開(kāi)始線。？本質(zhì)細(xì)晶粒鋼的奧氏體晶粒是否一定比本質(zhì)粗晶粒鋼的細(xì)？答：（1）本質(zhì)細(xì)晶粒鋼：加熱到臨界點(diǎn)以上直到930℃，隨溫度升高，晶粒長(zhǎng)大速度很緩慢，稱(chēng)本質(zhì)細(xì)晶粒鋼。屈氏體是在600～550℃溫度范圍內(nèi)形成片層極細(xì)的珠光體。下貝氏體具有高強(qiáng)度、高硬度、高塑性、高韌性，即具有良好的綜合機(jī)械性能。隨含碳量增加，馬氏體的過(guò)飽和度增加，使塑性變形阻力增加，因而引起硬化和強(qiáng)化。恰當(dāng)?shù)臒崽幚砉に嚳梢韵T、鍛、焊等熱加工工藝造成的各種缺陷，細(xì)化晶粒、消除偏析、降低內(nèi)應(yīng)力，使鋼的組織和性能更加均勻。然而工件淬火時(shí)表面冷速最大，心部冷速最小，由表面至心部冷速逐漸降低。上貝氏體：冷卻至600～350℃溫度范圍內(nèi)等溫停留一段時(shí)間，再冷卻下來(lái)得到上貝氏體組織。有時(shí)也用于焊接結(jié)構(gòu)。細(xì)化晶粒，均勻組織，消除內(nèi)應(yīng)力，降低硬度以消除加工硬化現(xiàn)象。因此退火目的：細(xì)化晶粒，均勻組織，消除內(nèi)應(yīng)力，降低硬度，改善切削加工性。當(dāng)鋼件尺寸較小時(shí)，正火后組織：S，而退火后組織：P。：（1）20鋼齒輪 （2）45鋼小軸 （3）T12鋼銼刀答：（1）目的：細(xì)化晶粒，均勻組織，消除內(nèi)應(yīng)力，提高硬度，改善切削加工性。（2）因其在退火溫度范圍內(nèi)，加熱時(shí)全部轉(zhuǎn)化為晶粒細(xì)小的奧氏體，故冷卻后得到組織、晶粒均勻細(xì)小的鐵素體和珠光體。 過(guò)共析碳鋼淬火加熱溫度Ac1+（30～50℃），淬火后的組織為均勻而細(xì)小的馬氏體和顆粒狀滲碳體及殘余奧氏體的混合組織。雙液淬火法：采用先水冷再油冷的操作。但由于硝鹽浴或堿浴的冷卻能力低，只能適用于零件尺寸較小，要求變形小，尺寸精度高的工件，如模具、刀具等。分級(jí)淬火法：它是將加熱的工件先放入溫度稍高于Ms的硝鹽浴或堿浴中，保溫2～5min，使零件內(nèi)外的溫度均勻后，立即取出在空氣中冷卻。但其缺點(diǎn)是不符合理想淬火冷卻速度的要求，水淬容易產(chǎn)生變形和裂紋，油淬容易產(chǎn)生硬度不足或硬度不均勻等現(xiàn)象。因?yàn)槿绻麃喒参鎏间摷訜釡囟仍贏c1～Ac3之間，淬火組織中除馬氏體外，還保留一部分鐵素體，使鋼的強(qiáng)度、硬度降低。（尺寸Φ15*10mm），因其組織、晶粒大小不均勻，需采用退火處理。（2）從使用性能上考慮如工件性能要求不太高，隨后不再進(jìn)行淬火和回火，那么往往用正火來(lái)提高其機(jī)械性能，但若零件的形狀比較復(fù)雜，正火的冷卻速度有形成裂紋的危險(xiǎn)，應(yīng)采用退火。？生產(chǎn)中應(yīng)如何選擇正火及退火？答：與退火的區(qū)別是①加熱溫度不同，對(duì)于過(guò)共析鋼退火加熱溫度在Ac1以上30～50℃而正火加熱溫度在Accm以上30～50℃。3）鍛造過(guò)熱后的60鋼鍛坯；答：完全退火。，并指出退火目的及退火后的組織：1）經(jīng)冷軋后的15鋼鋼板，要求降低硬度；答：再結(jié)晶退火。 （2）生產(chǎn)上常用的退火操作有完全退火、等溫退火、球化退火、去應(yīng)力退火等。索氏體：冷卻至650～600℃溫度范圍內(nèi)等溫停留一段時(shí)間，再冷卻下來(lái)得到索光體組織。 (2)一定尺寸的工件在某介質(zhì)中淬火，其淬透層的深度與工件截面各點(diǎn)的冷卻速度有關(guān)。9．為什么要對(duì)鋼件進(jìn)行熱處理？答：通過(guò)熱處理可以改變鋼的組織結(jié)構(gòu)，從而改善鋼的性能。低碳馬氏體強(qiáng)而韌，而高碳馬氏體硬而脆。其硬度較高，可達(dá)HRC40～45，但由于其鐵素體片較粗，因此塑性和韌性較差。 （2）珠光體是過(guò)冷奧氏體在550℃以上等溫停留時(shí)發(fā)生轉(zhuǎn)變，它是由鐵素體和滲碳體組成的片層相間的組織。 Ar3：實(shí)際冷卻時(shí)奧氏體析出鐵素體的開(kāi)始線。 AAAcm； ACAC Accm ； ArArArcm 各臨界點(diǎn)的意義。淬硬性：鋼在淬火后獲得馬氏體的最高硬度。4）退火、正火、淬火、回火、冷處理、時(shí)效處理（尺寸穩(wěn)定處理）；答：退火：將工件加熱到臨界點(diǎn)以上或在臨界點(diǎn)以下某一溫度保溫一定時(shí)間后，以十分緩慢的冷卻速度（爐冷、坑冷、灰冷）進(jìn)行冷卻的一種操作。10℃保溫足夠時(shí)間（38小時(shí)）后測(cè)定的鋼中晶粒的大小。（3）熱處理是機(jī)器零件加工工藝過(guò)程中的重要工序。用于制造要求較高韌性、承受沖擊負(fù)荷的工具，如小型沖頭、鑿子、錘子等。45鋼經(jīng)熱處理（淬火+高溫回火）后具有良好的綜合機(jī)械性能，即具有較高的強(qiáng)度和較高的塑性、韌性，用于制作軸類(lèi)零件。答：手鋸鋸條：它要求有較高的硬度和耐磨性，因此用碳素工具鋼制造，如TT9A、TT10A、T1T11A。數(shù)字表示鋼中平均含碳量的千分之幾。P：磷在鋼中全部溶于鐵素體中，雖可使鐵素體的強(qiáng)度、硬度有所提高，但卻使室溫下的鋼的塑性、韌性急劇降低，并使鋼的脆性轉(zhuǎn)化溫度有所升高，使鋼變脆。6）鋼適宜于通過(guò)壓力加工成形，而鑄鐵適宜于通過(guò)鑄造成形。答：%C合金屬于過(guò)共析鋼，其組織為珠光體+二次滲碳體，相為鐵素體和滲碳體。共晶滲碳體：經(jīng)共晶反應(yīng)生成的滲碳體即萊氏體中的滲碳體稱(chēng)為共晶滲碳體。室溫時(shí)組織P。其中鐵素體呈塊狀。白口鐵：%C的鐵碳合金。GS線：不同含碳量的奧氏體冷卻時(shí)析出鐵素體的開(kāi)始線稱(chēng)A3線，GP線則是鐵素體析出的終了線，所以GSP區(qū)的顯微組織是。鐵碳合金相圖是研究鐵碳合金的重要工具，了解與掌握鐵碳合金相圖，對(duì)于鋼鐵材料的研究和使用，各種熱加工工藝的制訂以及工藝廢品原因的分析等方面都有重要指導(dǎo)意義。在萊氏體中為連續(xù)的基體，有時(shí)呈魚(yú)骨狀。塑性、韌性好，強(qiáng)度、硬度低。1）試標(biāo)注①—④空白區(qū)域中存在相的名稱(chēng)；2）指出此相圖包括哪幾種轉(zhuǎn)變類(lèi)型；3）說(shuō)明合金Ⅰ的平衡結(jié)晶過(guò)程及室溫下的顯微組織。共析反應(yīng)：由特定成分的單相固態(tài)合金，在恒定的溫度下，分解成兩個(gè)新的，具有一定晶體結(jié)構(gòu)的固相的反應(yīng)。彌散強(qiáng)化：金屬化合物本身有很高的硬度，因此合金中以固溶體為基體再有適量的金屬間化合物均勻細(xì)小彌散分布時(shí)，會(huì)提高合金的強(qiáng)度、硬度及耐磨性。固溶強(qiáng)化：通過(guò)溶入某種溶質(zhì)元素形成固溶體而使金屬的強(qiáng)度、硬度升高的現(xiàn)象稱(chēng)為固溶強(qiáng)化。相圖：用來(lái)表示合金系中各個(gè)合金的結(jié)晶過(guò)程的簡(jiǎn)明圖解稱(chēng)為相圖。 錫T再=[*（232+273）]273=71℃.℃＞1100℃，因此屬于熱加工；℃＜1100℃，因此屬于冷加工；鉛T再為33℃＜20℃，屬于冷加工；錫T再為71＜20℃，屬于冷加工。同時(shí)晶粒愈細(xì)，金屬單位體積中的晶粒數(shù)便越多，變形時(shí)同樣的變形量便可分散在更多的晶粒中發(fā)生，產(chǎn)生較均勻的變形，而不致造成局部的應(yīng)力集中，引起裂紋的過(guò)早產(chǎn)生和發(fā)展。在再結(jié)晶溫度以下進(jìn)行的壓力加工為冷加工，產(chǎn)生加工硬化現(xiàn)象；反之為熱加工，產(chǎn)生的加工硬化現(xiàn)象被再結(jié)晶所消除。冷加工：在再結(jié)晶溫度以下進(jìn)行的壓力加工。答：加工硬化：隨著塑性變形的增加，金屬的強(qiáng)度、硬度迅速增加；塑性、韌性迅速下降的現(xiàn)象。②隨著冷卻速度的增大，則晶體內(nèi)形核率和長(zhǎng)大速度都加快，加速結(jié)晶過(guò)程的進(jìn)行，但當(dāng)冷速達(dá)到一定值以后則結(jié)晶過(guò)程將減慢，因?yàn)檫@時(shí)原子的擴(kuò)散能力減弱。？αFe 、γ Fe 、Al 、Cu 、Ni 、 Pb 、 Cr 、 V 、Mg、Zn 各屬何種晶體結(jié)構(gòu)？答：常見(jiàn)金屬晶體結(jié)構(gòu)：體心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格；α－Fe、Cr、V屬于體心立方晶格；γ－Fe 、Al、Cu、Ni、Pb屬于面心立方晶格；Mg、Zn屬于密排六方晶格；？答：用來(lái)說(shuō)明晶體中原子排列的緊密程度。如果相對(duì)滑移的結(jié)果上半部分多出一半原子面，多余半原子面的邊緣好像插入晶體中的一把刀的刃口，故稱(chēng)“刃型位錯(cuò)”。線缺陷：原子排列的不規(guī)則區(qū)域在空間一個(gè)方向上的尺寸很大，而在其余兩個(gè)方向上的尺寸很小。，工藝路線為：鍛造—熱處理—機(jī)加工—熱處理—磨加工（1） 試寫(xiě)出各熱處理工序的名稱(chēng)并指出各熱處理工序的作用；（2） 指出最終熱處理后的顯微組織及大致硬度；（3） 制定最終熱處理工藝規(guī)定（溫度、冷卻介質(zhì)），并編寫(xiě)簡(jiǎn)明的工藝路線（各零件均選用鍛造毛坯，并且鋼材具有足夠的淬透性）：（1）某機(jī)床變速箱齒輪（模數(shù)m=4），要求齒面耐磨，心部強(qiáng)度和韌性要求不高，材料選用45鋼；（2）某機(jī)床主軸，要求有良好的綜合機(jī)械性能，軸徑部分要求耐磨（HRC 5055），材料選用45鋼；（3）鏜床鏜桿，在重載荷下工作，精度要求極高，并在滑動(dòng)軸承中運(yùn)轉(zhuǎn)，要求鏜桿表面有極高的硬度，心部有較高的綜合機(jī)械性能，材料選用38CrMoALA。，有的甚至開(kāi)裂？減小變形及防止開(kāi)裂有哪些途徑？？影響鋼淬透性的因素有哪些？影響鋼制零件淬硬層深度的因素有哪些？？用什么方法測(cè)定結(jié)構(gòu)鋼的淬透性？怎樣表示鋼的淬透性值。5mm的T8鋼加熱至760℃并保溫足夠時(shí)間，問(wèn)采用什么樣的冷卻工藝可得到如下組織：珠光體，索氏體，屈氏體，上貝氏體，下貝氏體，屈氏體+馬氏體，馬氏體+少量殘余奧氏體；在C曲線上描出工藝曲線示意圖。？對(duì)鋼的性能有何影響？。11．有形狀、尺寸相同的兩個(gè) CuNi 合金鑄件，一個(gè)含 90% Ni ，另一個(gè)含 50% Ni,鑄后自然冷卻，問(wèn)哪個(gè)鑄件的偏析較嚴(yán)重？第四章 鐵碳合金1．何謂金屬的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變？試畫(huà)出純鐵的結(jié)晶冷卻曲線和晶體結(jié)構(gòu)變化圖。2．產(chǎn)生加工硬化的原因是什么？加工硬化在金屬加工中有什么利弊？3．劃分冷加工和熱加工的主要條件是什么？ 4．與冷加工比較，熱加工給金屬件帶來(lái)的益處有哪些？5．為什么細(xì)晶粒鋼強(qiáng)度高，塑性，韌性也好？6．金屬經(jīng)冷塑性變形后，組織和性能發(fā)生什么變化？ 7．分析加工硬化對(duì)金屬材料的強(qiáng)化作用？8．已知金屬鎢、鐵、鉛、錫的熔點(diǎn)分別為3380℃、1538℃、327℃、232℃，試計(jì)算這些金屬的最低再結(jié)晶溫度，并分析鎢和鐵在1100℃下的加工、鉛和錫在室溫（20℃）下的加工各為何種加工？9．在制造齒輪時(shí)，有時(shí)采用噴丸法（即將金屬丸噴射到零件表面上）使齒面得以強(qiáng)化。2．指出下列名詞的主要區(qū)別1）置換固溶體與間隙固溶體；2）相組成物與組織組成物。？何謂白口鐵？?jī)烧叩某煞纸M織和性能有何差別？、共析鋼和過(guò)共析鋼的組織有何特點(diǎn)和異同點(diǎn)。：1）奧氏體的起始晶粒度、實(shí)際晶粒度、本質(zhì)晶粒度；2）珠光體、索氏體、屈氏體、貝氏體、馬氏體；3）奧氏體、過(guò)冷奧氏體、殘余奧氏體；4）退火、正火、淬火、回火、冷處理、時(shí)效處理（尺寸穩(wěn)定處理）；5）淬火臨界冷卻速度（Vk），淬透性,淬硬性；6）再結(jié)晶、重結(jié)晶；7）調(diào)質(zhì)處理、變質(zhì)處理。擬采用以下幾種退火工藝；（1）緩慢加熱至700℃，保溫足夠時(shí)間，隨爐冷卻至室溫；（2）緩慢加熱至840℃，保溫足夠時(shí)間，隨爐冷卻至室溫；（3）緩慢加熱至1100℃，保溫足夠時(shí)間，隨爐冷卻至室溫； 問(wèn)上述三種工藝各得到何種組織？若要得到大小均勻的細(xì)小晶粒，選何種工藝最合適？19. 淬火的目的是什么？亞共析碳鋼及過(guò)共析碳鋼淬火加熱溫度應(yīng)如何選擇？試從獲得的組織及性能等方面加以說(shuō)明。？常用的表面淬火方法有哪幾種？比較它們的優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用范圍。由此能否得出結(jié)論：甲鋼是本質(zhì)粗晶粒鋼，而乙鋼是本質(zhì)細(xì)晶粒鋼？ Ti ， Zr ， V ， Nb, W 等合金元素的鋼都是本質(zhì)細(xì)晶粒鋼？奧氏體晶粒大小對(duì)轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的機(jī)械性能有何影響？？與鋼的珠光體相變及貝氏體相變比較，馬氏體相變有何特點(diǎn)？ C 曲線各個(gè)區(qū),各條線的物理意義，并指出影響 C 曲線形狀和位置的主要因素。如晶界和亞晶界。過(guò)冷度：實(shí)際結(jié)晶溫度與理論結(jié)晶溫度之差稱(chēng)為過(guò)冷度。，線缺陷和面缺陷對(duì)金屬性能有何影響？答：如果金屬中無(wú)晶體缺陷時(shí)，通過(guò)理論計(jì)算具有極高的強(qiáng)度，隨著晶體中缺陷的增加，金屬的強(qiáng)度迅速下降，當(dāng)缺陷增加到一定值后，金屬的強(qiáng)度又隨晶體缺陷的增加而增加。②受到過(guò)冷度的影響，隨著過(guò)冷度的增大，晶核的形成率和成長(zhǎng)率都增大，但形成率的增長(zhǎng)比成長(zhǎng)率的增長(zhǎng)快；同時(shí)外來(lái)難熔雜質(zhì)以及振動(dòng)和攪拌的方法也會(huì)增大形核率。此階段為回復(fù)階段。②金屬的加工硬化現(xiàn)象會(huì)給金屬的進(jìn)一步加工帶來(lái)困難，如鋼板在冷軋過(guò)程中會(huì)越軋?jiān)接玻灾伦詈筌埐粍?dòng)。（3）通過(guò)熱加工，可使鑄態(tài)金屬中的枝晶偏析和非金屬夾雜分布發(fā)生改變，使它們沿著變形的方向細(xì)碎拉長(zhǎng)，形成熱壓力加工“纖維組織”（流線），使縱向的強(qiáng)度、塑性和韌性顯著大于橫向。 7．分析加工硬化對(duì)金屬材料的強(qiáng)化作用？答：隨著塑性變形的進(jìn)行，位錯(cuò)密度不斷增加，因此位錯(cuò)在運(yùn)動(dòng)時(shí)的相互交割、位錯(cuò)纏結(jié)加劇，使位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的阻力增大，引起變形抗力的增加。答：高速金屬丸噴射到零件表面上，使工件表面層產(chǎn)生塑性變形，形成一定厚度的加工硬化層，使齒面的強(qiáng)度、硬度升高。它的晶體結(jié)構(gòu)不同于任一組元，用分子式來(lái)表示其組成。間隙固溶體：溶質(zhì)原子填充在溶劑晶格的間隙中形成的固溶體，即間隙固溶體。區(qū)別：固溶強(qiáng)化和彌散強(qiáng)化都是利用合金的組成相來(lái)強(qiáng)化合金，固溶強(qiáng)化是通過(guò)產(chǎn)生晶格畸變，使位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)阻力增大來(lái)強(qiáng)化合金；彌散強(qiáng)化是利用金屬化合物本身的高強(qiáng)度和硬度來(lái)強(qiáng)化合金；而加工強(qiáng)化是通過(guò)力的作用產(chǎn)生塑性變形，增大位錯(cuò)密度以增大位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)阻力來(lái)強(qiáng)化合金；三者相比，通過(guò)固溶強(qiáng)化得到的強(qiáng)度、硬度最低，但塑性、韌性最好，加工強(qiáng)化得到的強(qiáng)度、硬度最高，但塑韌性最差，彌散強(qiáng)化介于兩者之