【正文】 和磨損的零件，例如大模數(shù)齒輪、尺寸較大的曲軸和凸輪軸等。 (3)工頻感應(yīng)加熱表面淬火工頻感應(yīng)加熱主要用于大直徑鋼材穿透加熱和要求淬硬深度深的大直徑零件，例如火車車輪、軋轆等的表面淬火。 滲碳鋼都是含 ～ %的低碳鋼和低碳合金鋼，如 20cr、 20crmnti、 20simnvb 等。滲碳層深度一般都在 ～ 。 鋼滲碳后表 面層的碳量可達(dá)到 ～ %c 范圍。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。 滲碳主要用于表面受嚴(yán)重磨損，并在較大的沖載荷下工作的零件（受較大接觸應(yīng)力）如齒輪、軸類、套角等。 氮化用鋼通常是含 al、 cr、 mo 等合金元素的鋼，如 38crmoala 是一種比較典型的氮化鋼，此外還有 35crmo、18crniw 等也經(jīng)常作為氮化鋼。與滲碳相比、氮化工件具有以下特點(diǎn)： 1）氮化前需經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，以便使心部組織具有較高的強(qiáng)度和韌性。 2）表面硬度可達(dá) hrc65～ 72，具有較高的耐磨性。 3）氮化表面形成致密氮化物組成的連續(xù)薄膜，具有一定的耐腐蝕性。 4）氮化處理溫度低，滲氮后不需再進(jìn)行其它熱處理。 氮化處理適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)動機(jī)的汽缸、排氣閥、高精度傳動齒輪等。 t10制造形狀簡單的車刀，工藝路線為： 鍛造 —熱處理 —機(jī)加工 —熱處理 —磨加工 （ 1） 試寫出各熱處理工序的名稱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)） 答：（ 1）工藝路線為：鍛造 —退火 —機(jī)加工 —淬火后低溫回火 —磨加工。退火處理可細(xì)化組織，調(diào)整硬度，改善切削加工性；淬火及低溫回火可獲得高硬度和耐磨性以及去除內(nèi)應(yīng)力。 （ 2）終熱處理后的顯微組織為回火馬氏體 ，大致的硬度 60hrc。 （ 3） t10車刀的淬火溫度為 780℃ 左右，冷卻介質(zhì)為水；回火溫度為 150℃ ～ 250℃ 。 ，并編寫簡明的工藝路線（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。 答：（ 1）下料 → 鍛造 → 正火 → 粗加工 → 精加工 → 局部表面淬火 +低溫回火 → 精磨 → 成品 （ 2）下料 → 鍛造 → 正火 → 粗加工 → 調(diào)質(zhì) → 精加工 → 局部表面淬火 +低溫回火 → 精磨 → 成品 （ 3）下料 → 鍛造 → 退火 → 粗加工 → 調(diào)質(zhì) → 精加工 → 氮化 → 研磨 → 成品 柴油機(jī)的凸輪軸，要求凸輪表面有高的硬度（ hrc50），而心部具有良好的韌性（ ak40j），原采用 45鋼調(diào)質(zhì)處理再在凸輪表面進(jìn)行高頻淬火，最后低溫回火，現(xiàn)因工廠庫存的 45鋼已用完，只剩 15鋼，擬用 15鋼代替。試說明： （ 1）原 45鋼各熱處理工序的作用； （ 2）改用 15鋼后，應(yīng)按原熱處理工序進(jìn)行能否滿足性能要求？為什么？ （ 3）改用 15鋼后，為達(dá)到所要求的性能，在心部強(qiáng)度足夠的前提下采用何種熱處理工藝？ 答：（ 1）正火處理可細(xì)化組織，調(diào)整硬度，改善切削加工性；調(diào)質(zhì)處理可獲得高的綜合機(jī)械性能和疲勞強(qiáng)度；局部表 面淬火及低溫回火可獲得局部高硬度和耐磨性。 （ 2）不能。改用 15鋼后按原熱處理工序會造成心部較軟，表面硬，會造成表面脫落。 （ 3）滲碳。 、乙兩種鋼，同時加熱至 1150 ℃ ，保溫兩小時，經(jīng)金相顯微組織檢查，甲鋼奧氏體晶粒度為 3 級，乙鋼為 6 級。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？ 答：不能。本質(zhì)晶粒度是在 930177。19℃ ,保溫 3~8小時后測定的奧氏體晶粒大小。本質(zhì)細(xì)晶粒鋼在加熱到臨界點(diǎn) acl 以上直到 930℃ 晶粒并未顯著長大。超過此溫度后 ,由于阻止晶粒長大的難溶質(zhì)點(diǎn)消失 ,晶粒隨即迅速長大。 1150 ℃ 超過 930℃ ，有可能晶粒隨即迅速長大，所以不能得出結(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？奧氏體晶粒大小對轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的機(jī)械性能有何影響？ 答：鋁脫氧及加入少量 ti ， zr ， v ， nb, w 等合金元素會形成高溫難溶的合金化合物，在 930177。19℃ 左右抑制了晶粒的長大。所以加入以上合金元素的鋼都是本質(zhì)細(xì)晶粒鋼。 ？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)？ 答：鋼獲得馬氏體組織的條件是：鋼從奧氏體狀態(tài)快速冷卻 ,來不及發(fā)生擴(kuò)散分解而發(fā)生無擴(kuò)散型的相變。 馬氏體相變的特點(diǎn)為： (1)無擴(kuò)散性。鋼在馬氏體轉(zhuǎn)變前后 ,組織中固溶的碳濃度沒有變化 ,馬氏體和奧氏體中固溶的碳量一致 ,僅發(fā)生晶格改變 ,因而馬氏體的轉(zhuǎn)變速度極快。 (2)有共格位向關(guān)系。馬氏體形成時 ,馬氏體和奧氏體相界面上的原子是共有的 ,既屬于馬氏體 ,又屬于奧氏體 ,稱這種關(guān)系為共格關(guān)系。 (3)在通常情況下 ,過冷奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變開始后 ,必須在不斷降溫條件下轉(zhuǎn)變才能繼續(xù) 進(jìn)行 ,冷卻過程中斷 ,轉(zhuǎn)變立即停止。 c 曲線各個區(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。 答：過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線說明： 1)由過冷奧氏體開始轉(zhuǎn)變點(diǎn)連接起來的曲線稱為轉(zhuǎn)變開始線 。由轉(zhuǎn)變終了點(diǎn)連接起來的曲線稱為轉(zhuǎn)變終了線。 a 1線以右轉(zhuǎn)變開始線以左的區(qū)域是過冷奧氏體區(qū) 。a1線以下 ,轉(zhuǎn)變終了線以右和 ms 點(diǎn)以上的區(qū)域?yàn)檗D(zhuǎn)變產(chǎn)物區(qū) 。在轉(zhuǎn)變開始線與轉(zhuǎn)變終了線之間的區(qū)域?yàn)檫^冷奧氏體和轉(zhuǎn)變產(chǎn)物共存區(qū)。 2)過冷奧氏體在各個溫度等溫轉(zhuǎn)變時 ,都要經(jīng)過一段孕育期（它以轉(zhuǎn)變開始線與縱坐 標(biāo)之間的水平距離來表示）。對共析碳鋼來說 ,轉(zhuǎn)變開始線在 550℃ 出現(xiàn)拐彎，該處被稱為 c 曲線的鼻尖，它所對應(yīng)的溫度稱為鼻溫。 3)共析碳鋼的過冷奧氏體在三個不同溫度區(qū)間 ,可發(fā)生三種不同的轉(zhuǎn)變 :在 c 曲線鼻尖以上部分，即 a1～550℃ 之間過冷奧氏體發(fā)生珠光體轉(zhuǎn)變，轉(zhuǎn)變產(chǎn)物是珠光體 ,故又稱珠光體轉(zhuǎn)變；在 c 曲線鼻尖以下部分 ,即550℃ ～ ms 之間，過冷奧氏體發(fā)生貝氏體轉(zhuǎn)變 ,轉(zhuǎn)變產(chǎn)物是貝氏體，故又稱貝氏體轉(zhuǎn)變；在 ms 點(diǎn)以下過冷奧氏體發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變，轉(zhuǎn)變產(chǎn)物是馬氏體，故又稱馬氏體轉(zhuǎn)變。 亞共析和過共析鋼的等溫轉(zhuǎn)變 c 曲線，與共 析鋼的不同是 ,亞共析鋼的 c 曲線上多一條代表析出鐵素體的線。過共析鋼的 c 曲線上多一條代表二次滲碳體的析出線。 影響 c 曲線形狀和位置的主要因素有： 凡是提高奧氏體穩(wěn)定性的因素，都使孕育期延長，轉(zhuǎn)變減慢，因而使 c 曲線右移。反之，使 c 曲線左移。碳鋼 c 曲線的位置與鋼的含碳量有關(guān)，在亞共析鋼中 ,隨著含碳量的增加 ,鋼的 c 曲線位置右移。在過共析鋼中 ,隨著含碳量的增加， c 曲線又向左移。除此之外，鋼的奧氏體化溫度愈高，保溫時間愈長，奧氏體晶粒愈粗大，則 c 曲線的位置愈右移。 20 鋼及 60 鋼同時加熱至 860 ℃ ，并保溫相同時間，問哪種鋼奧氏體晶粒粗大些？ 答： 60 鋼奧氏體晶粒粗大些。