【正文】 。對(duì)于碳鋼，鋼中含碳量愈接近共析成分，其C曲線愈靠右，臨界冷卻速度愈小，則淬透性愈好，即亞共析鋼的淬透性隨含碳量增加而增大，過共析鋼的淬透性隨含碳量增加而減小。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。② 奧氏體化溫度溫度愈高，晶粒愈粗，未溶第二相愈少，淬透性愈好。（參見教材，90）？常用的回火操作有哪幾種？指出各種回火操作得到的組織、性能及其應(yīng)用范圍。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。常用的回火操作有低溫回火、中溫回火、高溫回火。低溫回火得到的組織是回火馬氏體。內(nèi)應(yīng)力和脆性降低，保持了高硬度和高耐磨性。這種回火主要應(yīng)用于高碳鋼或高碳合金鋼制造的工、模具、滾動(dòng)軸承及滲碳和表面淬火的零件，回火后的硬度一般為HRC 5864。中溫回火后的組織為回火屈氏體，硬度HRC3545，具有一定的韌性和高的彈性極限及屈服極限。%的碳鋼和合金鋼制造的各類彈簧。高溫回火后的組織為回火索氏體，其硬度HRC 2535，具有適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度和足夠的塑性和韌性。% 的碳鋼和合金鋼制造的各類連接和傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)零件，如軸、連桿、螺栓等。？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。并說明表面淬火前應(yīng)采用何種預(yù)先熱處理。答：表面淬火的目的是使工件表層得到強(qiáng)化，使它具有較高的強(qiáng)度，硬度，耐磨性及疲勞極限，而心部為了能承受沖擊載荷的作用，仍應(yīng)保持足夠的塑性與韌性。常用的表面淬火方法有：；。感應(yīng)加熱表面淬火是把工件放入有空心銅管繞成的感應(yīng)器（線圈）內(nèi)，當(dāng)線圈通入交變電流后，立即產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，在工件內(nèi)形成“渦流”，表層迅速被加熱到淬火溫度時(shí)而心部仍接近室溫，在立即噴水冷卻后，就達(dá)到表面淬火的目的?；鹧婕訜岜砻娲慊鹗且愿邷鼗鹧鏋闊嵩吹囊环N表面淬火法。將工件快速加熱到淬火溫度，在隨后噴水冷卻后，獲得所需的表層硬度和淬硬層硬度。感應(yīng)加熱表面淬火與火焰加熱淬火相比較有如下特點(diǎn):1)感應(yīng)加熱速度極快,只要幾秒到幾十秒的時(shí)間就可以把工件加熱至淬火溫度,:而且淬火加熱溫度高(AC3以上80~150℃)。2)因加熱時(shí)間短,奧氏體晶粒細(xì)小而均勻,淬火后可在表面層獲得極細(xì)馬氏體,使工件表面層較一般淬火硬度高2~3HRC,且脆性較低。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(qiáng),且變形小,不易氧化與脫碳。4)生產(chǎn)率高,便于機(jī)械化、自動(dòng)化,適宜于大批量生產(chǎn)。但感應(yīng)加熱設(shè)備比火焰加熱淬火費(fèi)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。？常用的化學(xué)熱處理方法有哪幾種？答：化學(xué)熱處理是把鋼制工件放置于某種介質(zhì)中，通過加熱和保溫，使化學(xué)介質(zhì)中某些元素滲入到工件表層，從而改變表層的化學(xué)成分，使心部與表層具有不同的組織與機(jī)械性能。化學(xué)熱處理的過程：（1） 分解：化學(xué)介質(zhì)要首先分解出具有活性的原子；（2） 吸收：工件表面吸收活性原子而形成固溶體或化合物；（3） 擴(kuò)散：被工件吸收的活性原子，從表面想內(nèi)擴(kuò)散形成一定厚度的擴(kuò)散層。常用的化學(xué)熱處理方法有：滲碳、氮化、碳氮共滲、氮碳共滲。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，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—（正火）—球化退火—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。（正火：火抑制或消除網(wǎng)狀滲碳體）（2）最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(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。答：（1）下料→鍛造→正火→粗加工→半精加工→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)→半精加工→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，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(huì)造成心部較軟，表面硬，會(huì)造成表面脫落。（3）滲碳。、乙兩種鋼，同時(shí)加熱至 1150 ℃，保溫兩小時(shí)，經(jīng)金相顯微組織檢查，甲鋼奧氏體晶粒度為 3 級(jí)，乙鋼為 6 級(jí)。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。10℃,保溫3~8小時(shí)后測(cè)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(zhǎng)大。超過此溫度后,由于阻止晶粒長(zhǎng)大的難溶質(zhì)點(diǎn)消失,晶粒隨即迅速長(zhǎng)大。1150 ℃超過930℃，有可能晶粒隨即迅速長(zhǎng)大，所以不能的出結(jié)論甲鋼是本質(zhì)粗晶粒鋼，而乙鋼是本質(zhì)細(xì)晶粒鋼。？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(shí),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(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。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(gè)溫度等溫轉(zhuǎn)變時(shí),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(duì)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(duì)應(yīng)的溫度稱為鼻溫。3)共析碳鋼的過冷奧氏體在三個(gè)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(zhǎng),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(shí)間愈長(zhǎng),奧氏體晶粒愈粗大,則C曲線的位置愈右移。16