【正文】 韌性降低。PQ線：碳在鐵素體中的溶解度曲線，隨溫度的降低，碳在鐵素體中的溶解度減少，多余的碳以形式析出，從中析出的稱為三次滲碳體，由于鐵素體含碳很少，析出的很少，一般忽略，認為從727℃冷卻到室溫的顯微組織不變。②為選材提供成分依據(jù)：相圖描述了鐵碳合金的組織隨含碳量的變化規(guī)律，合金的性能決定于合金的組織，這樣根據(jù)零件的性能要求來選擇不同成分的鐵碳合金；為制定熱加工工藝提供依據(jù)：對鑄造，根據(jù)相圖可以找出不同成分的鋼或鑄鐵的熔點，確定鑄造溫度；根據(jù)相圖上液相線和固相線間距離估計鑄造性能的好壞。珠光體（P）：由鐵素體和滲碳體組成的機械混合物。它在鋼中一般呈塊狀或片狀。答：(1)①：L+γ ②: γ+β ③: β+(α+β) ④: β+αⅡ (2)勻晶轉(zhuǎn)變；共析轉(zhuǎn)變 (3)合金①在1點以上全部為液相,冷至1點時開始從液相中析出γ固溶體至2點結(jié)束,2～3點之間合金全部由γ固溶體所組成,3點以下,開始從γ固溶體中析出α固溶體,冷至4點時合金全部由α固溶體所組成,4～5之間全部由α固溶體所組成,冷到5點以下,由于α固溶體的濃度超過了它的溶解度限度,從α中析出第二相β固溶體,最終得到室穩(wěn)下的顯微組織: α+βⅡ11．有形狀、尺寸相同的兩個 CuNi 合金鑄件，一個含 90% Ni ，另一個含 50% Ni,鑄后自然冷卻，問哪個鑄件的偏析較嚴(yán)重？答：含 50% Ni的CuNi 合金鑄件偏析較嚴(yán)重。共同點：反應(yīng)都是在恒溫下發(fā)生，反應(yīng)物和產(chǎn)物都是具有特定成分的相，都處于三相平衡狀態(tài)。這種用金屬間化合物來強化合金的方式為彌散強化。彌散強化：合金中以固溶體為主再有適量的金屬間化合物彌散分布，會提高合金的強度、硬度及耐磨性，這種強化方式為彌散強化。固溶體：合金的組元之間以不同的比例混合，混合后形成的固相的晶格結(jié)構(gòu)與組成合金的某一組元的相同，這種相稱為固溶體。9．在制造齒輪時，有時采用噴丸法（即將金屬丸噴射到零件表面上）使齒面得以強化。因此，塑性，韌性也越好。4．與冷加工比較，熱加工給金屬件帶來的益處有哪些？答：（1）通過熱加工，可使鑄態(tài)金屬中的氣孔焊合，從而使其致密度得以提高。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？答：①隨著變形的增加，晶粒逐漸被拉長，直至破碎，這樣使各晶粒都破碎成細碎的亞晶粒，變形愈大，晶粒破碎的程度愈大，這樣使位錯密度顯著增加；同時細碎的亞晶粒也隨著晶粒的拉長而被拉長?；貜?fù)：為了消除金屬的加工硬化現(xiàn)象，將變形金屬加熱到某一溫度，以使其組織和性能發(fā)生變化。③過冷度增大，ΔF大，結(jié)晶驅(qū)動力大，形核率和長大速度都大，且N的增加比G增加得快，提高了N與G的比值，晶粒變細，但過冷度過大，對晶粒細化不利，結(jié)晶發(fā)生困難。晶體中配位數(shù)和致密度越大，則晶體中原子排列越緊密。單晶體：如果一塊晶體，其內(nèi)部的晶格位向完全一致，則稱這塊晶體為單晶體。如位錯。面缺陷：原子排列不規(guī)則的區(qū)域在空間兩個方向上的尺寸很大，而另一方向上的尺寸很小。多晶體：由多種晶粒組成的晶體結(jié)構(gòu)稱為“多晶體”。？答：晶向是指晶格中各種原子列的位向，用晶向指數(shù)來表示，形式為；晶面是指晶格中不同方位上的原子面，用晶面指數(shù)來表示，形式為。？晶核的形成率和成長率受到哪些因素的影響？答：①金屬結(jié)晶的基本規(guī)律是形核和核長大。在加熱溫度較低時，原子的活動能力不大，這時金屬的晶粒大小和形狀沒有明顯的變化，只是在晶內(nèi)發(fā)生點缺陷的消失以及位錯的遷移等變化，因此，這時金屬的強度、硬度和塑性等機械性能變化不大，而只是使內(nèi)應(yīng)力及電阻率等性能顯著降低。因此，隨著變形量的增加，由于晶粒破碎和位錯密度的增加，金屬的塑性變形抗力將迅速增大，即強度和硬度顯著提高，而塑性和韌性下降產(chǎn)生所謂“加工硬化”現(xiàn)象。（2）通過熱加工，可使鑄態(tài)金屬中的枝晶和柱狀晶破碎，從而使晶粒細化，機械性能提高。6．金屬經(jīng)冷塑性變形后，組織和性能發(fā)生什么變化？答：①晶粒沿變形方向拉長，性能趨于各向異性，如縱向的強度和塑性遠大于橫向等；②晶粒破碎，位錯密度增加，產(chǎn)生加工硬化，即隨著變形量的增加，強度和硬度顯著提高，而塑性和韌性下降；③織構(gòu)現(xiàn)象的產(chǎn)生，即隨著變形的發(fā)生，不僅金屬中的晶粒會被破碎拉長，而且各晶粒的晶格位向也會沿著變形的方向同時發(fā)生轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動結(jié)果金屬中每個晶粒的晶格位向趨于大體一致，產(chǎn)生織構(gòu)現(xiàn)象；④冷壓力加工過程中由于材料各部分的變形不均勻或晶粒內(nèi)各部分和各晶粒間的變形不均勻，金屬內(nèi)部會形成殘余的內(nèi)應(yīng)力，這在一般情況下都是不利的，會引起零件尺寸不穩(wěn)定。試分析強化原因。金屬間化合物：合金的組元間發(fā)生相互作用形成的一種具有金屬性質(zhì)的新相，稱為金屬間化合物。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；答：置換固溶體：溶質(zhì)原子代替溶劑晶格結(jié)點上的一部分原子而組成的固溶體稱置換固溶體。加工強化：通過產(chǎn)生塑性變形來增大位錯密度，從而增大位錯運動阻力，引起塑性變形抗力的增加，提高合金的強度和硬度。不同點：共晶反應(yīng)是一種液相在恒溫下生成兩種固相的反應(yīng)；共析反應(yīng)是一種固相在恒溫下生成兩種固相的反應(yīng)；而包晶反應(yīng)是一種液相與一種固相在恒溫下生成另一種固相的反應(yīng)。在實際冷卻過程中，由于冷速較快，使得先結(jié)晶部分含高熔點組元多，后結(jié)晶部分含低熔點組元多，因為含 50% Ni的CuNi 合金鑄件固相線與液相線范圍比含 90% Ni鑄件寬，因此它所造成的化學(xué)成分不均勻現(xiàn)象要比含 90% Ni的CuNi 合金鑄件嚴(yán)重。奧氏體（A）：奧氏體是碳在中形成的間隙固溶體，面心立方晶格。鐵素體和滲碳體呈層片狀。對于鍛造：根據(jù)相圖可以確定鍛造溫度。PSK線：共析轉(zhuǎn)變線，在這條線上發(fā)生共析轉(zhuǎn)變，產(chǎn)物（P）珠光體，～%的鐵碳合金冷卻到727℃時都有共析轉(zhuǎn)變發(fā)生。%時就是珠光體的性能。共析鋼的組織由珠光體所組成。冷到3點時開始析出F，34點A成分沿GS線變化，鐵素體成分沿GP線變化，當(dāng)溫度到4點時，奧氏體的成分達到S點成分（%），便發(fā)生共析轉(zhuǎn)變，形成珠光體，此時， 的鐵素體保持不變，稱為先共析鐵素體，%C，所以共析轉(zhuǎn)變結(jié)束后，合金的組織為先共析鐵素體和珠光體，當(dāng)溫度繼續(xù)下降時，鐵素體的溶碳量沿PQ線變化，析出三次滲碳體，同樣量很少，可忽略。2） 熱脆與冷脆。2）在室溫下，含碳 % 的鋼其強度比含碳 % 的鋼高；答：%時，所析出的二次滲碳體在晶界形成連續(xù)的網(wǎng)絡(luò)狀，使鋼的脆性增加，導(dǎo)致強度下降。？對鋼的性能有何影響？答：鋼中常存雜質(zhì)有Si、Mn、S、P等。答：分類：1）按含碳量分類低碳鋼：%的鋼，~%C ≤%C中碳鋼：~%的鋼 ~%C高碳鋼：%的鋼 ~%C ＞%C（2）按質(zhì)量分類：即含有雜質(zhì)元素S、P的多少分類：普通碳素鋼：S≤% P≤%優(yōu)質(zhì)碳素鋼：S、P≤~%高級優(yōu)質(zhì)碳素鋼：S≤~%；P≤ ~%（3）按用途分類碳素結(jié)構(gòu)鋼：用于制造各種工程構(gòu)件，如橋梁、船舶、建筑構(gòu)件等，及機器零件，如齒輪、軸、連桿、螺釘、螺母等。、中碳鋼及高碳鋼是如何根據(jù)含碳量劃分的？分別舉例說明他們的用途？答：低碳鋼：%的鋼；0鋼，塑性、韌性好，具有優(yōu)良的冷成型性能和焊接性能，常冷軋成薄板，用于制作儀表外殼、汽車和拖拉機上的冷沖壓件，如汽車車身，拖拉機駕駛室等；125鋼用于制作尺寸較小、負荷較輕、表面要求耐磨、心部強度要求不高的滲碳零件，如活塞鋼、樣板等。車床主軸：它要求有較高的綜合機械性能，用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，如3450。塑性、韌性好，具有優(yōu)良的冷成型性能和焊接性能，常冷軋成薄板，用于制作儀表外殼、汽車和拖拉機上的冷沖壓件，如汽車車身，拖拉機駕駛室等。用于制造要求中韌性的工具，如鉆頭、絲錐、車刀、沖模、拉絲模、鋸條。熱處理在機械制造中具有重要的地位和作用，適當(dāng)?shù)臒崽幚砜梢燥@著提高鋼的機械性能，延長機器零件的使用壽命。索氏體：在650～600℃溫度范圍內(nèi)形成層片較細的珠光體。 淬火：將鋼件加熱到Ac3或Ac1以上30～50℃，保溫一定時間，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。從破碎拉長的晶粒變成新的等軸晶粒。 A3：奧氏體析出鐵素體的開始線。？本質(zhì)細晶粒鋼的奧氏體晶粒是否一定比本質(zhì)粗晶粒鋼的細？答：（1）本質(zhì)細晶粒鋼：加熱到臨界點以上直到930℃，隨溫度升高，晶粒長大速度很緩慢，稱本質(zhì)細晶粒鋼。屈氏體是在600～550℃溫度范圍內(nèi)形成片層極細的珠光體。下貝氏體具有高強度、高硬度、高塑性、高韌性，即具有良好的綜合機械性能。隨含碳量增加，馬氏體的過飽和度增加，使塑性變形阻力增加，因而引起硬化和強化。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)等溫停留一段時間，再冷卻下來得到上貝氏體組織。有時也用于焊接結(jié)構(gòu)。細化晶粒，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，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)，加熱時全部轉(zhuǎn)化為晶粒細小的奧氏體，故冷卻后得到組織、晶粒均勻細小的鐵素體和珠光體。 過共析碳鋼淬火加熱溫度Ac1+（30～50℃），淬火后的組織為均勻而細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。因為860℃加熱溫度高，加熱時形成的奧氏體晶粒粗大，冷卻后得到的馬氏體晶粒較粗大。（3）T12鋼銼刀，工件的淬火溫度為780℃左右，回火溫度為150℃～250℃，其回火后獲得的組織為回火馬氏體 ，大致的硬度60HRC。組織應(yīng)力引起工件變形的特點卻與此相反：使平面變?yōu)榘济?，直角變?yōu)殁g角，長的方向變長；短的方向縮短，一句話，使尖角趨向于突出。淬火內(nèi)應(yīng)力如不及時通過回火來消除,對某些形狀復(fù)雜的或碳的質(zhì)量分數(shù)較高的工件,在等待回火期間就會發(fā)生變形與開裂。除Co和Al（＞%）以外的大多數(shù)合金元素都使C曲線右移，使鋼的淬透性增加，因此合金鋼的淬透性比碳鋼好。將鋼加熱奧氏體化后，迅速噴水冷卻。答：回火的目的是降低淬火鋼的脆性，減少或消除內(nèi)應(yīng)力，使組織趨于穩(wěn)定并獲得所需要的性能。% 的碳鋼和合金鋼制造的各類連接和傳動的結(jié)構(gòu)零件，如軸、連桿、螺栓等。并說明表面淬火前應(yīng)采用何種預(yù)先熱處理。3）感應(yīng)加熱表面淬火后,淬硬層中存在很大殘余壓應(yīng)力,有效地提高了工件的疲勞強,且變形小,不易氧化與脫碳。答：一般滲碳件的工藝路線為：下料→鍛造→正火→切削加工→渡銅（不滲碳部位）→滲碳→淬火→低溫回火→噴丸→精磨→成品？說明氮化的主要特點及應(yīng)用范圍。、滲碳、氮化熱處理工藝在用鋼、性能、應(yīng)用范圍等方面的差別。~。4）氮化處理溫度低，滲氮后不需再進行其它熱處理。如：發(fā)動機的汽缸、排氣閥、高精度傳動齒輪等。滲碳件滲碳后緩冷到室溫的組織接近于鐵碳相圖所反映的平衡組織，從表層到心部依次是過共析組織，共析組織，亞共析過渡層，心部原始組織。以及球墨鑄鐵等。其目的是提高工件表面硬度、耐磨性、耐蝕性及疲勞強度。但感應(yīng)加熱設(shè)備比火焰加熱淬火費用較貴,維修調(diào)整比較困難,形狀復(fù)雜的線圈不易制造表面淬火前應(yīng)采用退火或正火預(yù)先熱處理。常用的表面淬火方法有：；。答：由奧氏體冷卻轉(zhuǎn)變而成的屈氏體(淬火屈氏體)和索氏體(淬火索氏體)組織,與由馬氏體分解所得到的回火屈氏體和回火索氏體組織有很大的區(qū)別,主要是碳化物的形態(tài)不同。低溫回火得到的組織是回火馬氏體。據(jù)此，末端組織應(yīng)為馬氏體，硬度最高，隨距水冷端距離的加大，組織和硬度也相應(yīng)變化，將硬度隨水冷端距離的變化繪成曲線稱為淬透性曲線。？用什么方法測定結(jié)構(gòu)鋼的淬透性？怎樣表示鋼的淬透性值。？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？答：淬透性是指鋼在淬火時獲得淬硬層的能力。為減小變形或開裂，出了正確選擇鋼材和合理設(shè)計工件的結(jié)構(gòu)外，在工藝上可采取下列措施：鍛造可使網(wǎng)狀、帶狀及不均勻的碳化物呈彌散均勻分布。淬火內(nèi)應(yīng)力形成的原因不同可分熱應(yīng)力與組織應(yīng)力兩種。（3）哪個溫度加熱淬火后殘余奧氏體較多？答：因為加熱溫度860℃已經(jīng)超過了Accm，此時碳化物全部溶于奧氏體中，使奧氏體中含碳量增加，降低鋼的Ms和Mf點，淬火后殘余奧氏體增多。答：700℃：因為它沒有達到相變溫度，因此沒有發(fā)生相變，組織為鐵素體和珠光體。適合于尺寸較大、形狀復(fù)雜的工件。淬火溫度過高，淬火后易得到含有顯微裂紋的粗片狀馬氏體，使鋼的脆性增加。要得到大小均勻的細小晶粒，選第二種工藝最合適。 （2）目的：細化晶粒，均勻組織，消除內(nèi)應(yīng)力。一般金屬的硬度在HB170～230范圍內(nèi)，切削性能較好。4）具有片狀滲碳體的T12鋼坯；答：球化退火。2）ZG35的鑄造齒輪答：完全退火。去應(yīng)力退火主要用于消除鑄件、鍛件、焊接件、冷沖壓件（或冷拔件）及機加工的殘余內(nèi)應(yīng)力。屈氏體+馬氏體：以大于獲得馬氏體組織的最小冷卻速度并小于獲得珠光體組織的最大冷卻速度連續(xù)冷卻，獲得屈氏體+馬氏體。因此，Vk越小，鋼的淬透層越深，淬透性越好。答：首先連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變