【文章內容簡介】 得到晶粒粗大的鐵素體和珠光體。 要得到大小均勻的細小晶粒，選第二種工藝最合適。 19. 淬火的目的是什么？亞共析碳鋼及過共析碳鋼淬火加熱溫度應如何選擇？試從獲得的組織及性能等方面加以說明。 答：淬火的目的是使奧 氏體化后的工件獲得盡量多的馬氏體并配以不同溫度回火獲得各種需要的性能。 亞共析碳鋼淬火加熱溫度 ac3+（ 30～ 50℃ ），淬火后的組織為均勻而細小的馬氏體。因為如果亞共析碳鋼加熱溫度在 ac1～ ac3之間，淬火組織中除馬氏體外，還保留一部分鐵素體，使鋼的強度、硬度降低。但溫度不能超過 ac3點過高，以防奧氏體晶粒粗化，淬火后獲得粗大馬氏體。 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。如果加熱溫度超過 accm，滲碳體溶解過多，奧氏體晶粒 粗大，會使淬火組織中馬氏體針變粗，滲碳體量減少，殘余奧氏體量增多，從而降低鋼的硬度和耐磨性。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。 ？說明它們的主要特點及其應用范圍。 答：常用的淬火方法有單液淬火法、雙液淬火法、等溫淬火法和分級淬火法。 單液淬火法：這種方法操作簡單，容易實現(xiàn)機械化，自動化，如碳鋼在水中淬火，合金鋼在油中淬火。但其缺點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。適合于小尺寸且形狀簡 單的工件。 雙液淬火法：采用先水冷再油冷的操作。充分利用了水在高溫區(qū)冷速快和油在低溫區(qū)冷速慢的優(yōu)點，既可以保證工件得到馬氏體組織，又可以降低工件在馬氏體區(qū)的冷速，減少組織應力，從而防止工件變形或開裂。適合于尺寸較大、形狀復雜的工件。 等溫淬火法：它是將加熱的工件放入溫度稍高于 ms 的硝鹽浴或堿浴中，保溫足夠長的時間使其完成 b 轉變。等溫淬火后獲得 b 下組織。下貝氏體與回火馬氏體相比，在碳量相近，硬度相當?shù)那闆r下，前者比后者具有較高的塑性與韌性，適用于尺寸較小，形狀復雜，要求變形小，具有高硬度和強韌性的工具，模具等 。 分級淬火法：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，使零件內外的溫度均勻后，立即取出在空氣中冷卻。這種方法可以減少工件內外的溫差和減慢馬氏體轉變時的冷卻速度，從而有效地減少內應力，防止產(chǎn)生變形核開裂。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。 45鋼試樣（ φ10mm）經(jīng)下列溫度加熱、保溫并在水中冷卻得到的室溫組織： 700℃ ， 760℃ ， 840℃ ，1100℃ 。 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。 760℃ ：它的加熱溫度在 ac1～ ac3之間，因此組織為鐵素體、馬氏體和少量殘余奧氏體。 840℃ ：它的加熱溫度在 ac3以上，加熱時全部轉變?yōu)閵W氏體，冷卻后的組織為馬氏體和少量殘余奧氏體。 1100℃ ：因它的加熱溫度過高，加熱時奧氏體晶粒粗化，淬火后得到粗片狀馬氏體和少量殘余奧氏體。 %的碳鋼薄試樣，分別加熱到 780℃ 和 860℃ 并保溫相同時間，使之達到平衡狀態(tài)，然后以大于 vk 的冷卻速度至室溫。試問： （ 1）哪個溫度加熱淬火后馬氏體晶粒較粗大？ 答 。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。 （ 2）哪個溫度加熱淬火后馬氏體含碳量較多？ 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，奧氏體中含碳量增加，而奧氏體向馬氏體轉變是非擴散型轉變，所以冷卻后馬氏體含碳量較多。 （ 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。 （ 4）哪個溫度加熱淬火后未溶碳化物較少？ 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，因此加熱淬火后未溶碳化物較少 （ 5）你認為哪個溫度加熱淬火后合適？為什么？ 答： 780℃ 加熱淬火后合適。因為含碳量為 %的碳鋼屬于過共析鋼，過共析碳鋼淬火加熱溫度 ac1+（ 30～50℃ ），而 780℃ 在這個溫度范圍內，這時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，使鋼具有高的強度、硬度和耐磨性，而且也具有較好的韌性。 ，并說明其回火后獲得的組織和大致的硬度： （ 1） 45鋼小軸（ 要求綜合機械性能）； （ 2） 60鋼彈簧； （ 3） t12鋼銼刀。 答：（ 1） 45鋼小軸（要求綜合機械性能），工件的淬火溫度為 850℃ 左右，回火溫度為 500℃ ～ 650℃ 左右，其回火后獲得的組織為回火索氏體 ，大致的硬度 25～ 35hrc。 （ 2） 60鋼彈簧，工件的淬火溫度為 850℃ 左右，回火溫度為 350℃ ～ 500℃ 左右，其回火后獲得的組織為回火屈氏體 ，大致的硬度 40～ 48hrc。 （ 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。 ，有的甚至開裂？減小變形及防止開裂有哪些途徑？ 答：淬火中變形與開裂的主要原因是由于淬火時形成內應為。淬火內應力形成的原因不同可分熱應力與組織應力兩種。 工件在加熱和 (或 )冷卻時由于不同部位存在著溫度差別而導致熱脹和 (或 )冷縮不一致所引起的應力稱為熱應力。熱應力引起工件變形特點時：使平面邊為凸面，直角邊鈍角，長的方向變短，短的方向增長，一句話，使工件趨于球形。 鋼中奧氏體比體積最小 ,奧氏體轉變?yōu)槠渌鞣N組織時比體積都會增大 ,使鋼的體積膨脹 。工件淬火時各部位馬氏體轉 變 先后不一致 ,因而體積膨脹不均勻。這種由于熱處理過程中各部位冷速的差異使工件各部位相轉變的不同時性所引起的應力 ,稱為相變應力 (組織應力 )。組織應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。 工件的變形與開裂是熱應力與組織應力綜合的結果，但熱應力與組織應力方向恰好相反，如果熱處理適當，它們可部分相互抵消，可使殘余應力減小，但是當殘余應力超過鋼的屈服強度時，工件就發(fā)生變形，殘余應力超過鋼的抗拉強度時，工件就產(chǎn)生開裂。為減小變形或開裂，出了 正確選擇鋼材和合理設計工件的結構外，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。淬火前應進行預備熱處理 (如球化退火與正火 ),不但可為淬火作好組織準備 ,而且還可消除工件在前面加工過程中產(chǎn)生的內應力。 ； 正確確定加熱溫度與加熱時間 ,可避免奧氏體晶粒粗化。對形狀復雜或導熱性差的高合金鋼 ,應緩慢加熱或多次預熱 ,以減少加熱中產(chǎn)生的熱應力。工件在加熱爐中安放時 ,要盡量保證受熱均勻 ,防止加熱時變形 。選擇合適的淬火冷卻介質和洋火方法 (如 馬氏體分級淬火、貝氏體等溫淬火 ),以減少冷卻中熱應力和相變應力等。 淬火內應力如不及時通過回火來消除 ,對某些形狀復雜的或碳的質量分數(shù)較高的工件 ,在等待回火期間就會發(fā)生變形與開裂。 ，如鍵槽，孔眼等用石棉堵塞。 ？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。不同的鋼在同樣的條件下淬硬層深不同，說明不同的鋼淬透性不