【導(dǎo)讀】滲碳體具有很高的硬度，但塑性很差，延伸率接近。在鋼中以片狀存在或網(wǎng)絡(luò)狀存在于晶界。連續(xù)的基體，有時(shí)呈魚(yú)骨狀。存在的雜質(zhì)）沿變形方向的流線分布叫纖維組織。原子具有較大的活動(dòng)能力，使晶粒的外形開(kāi)始變化。長(zhǎng)的晶粒變成新的等軸晶粒。和變形前的晶粒形狀相似，晶格。類型相同，把這一階段稱為“再結(jié)晶”。三種硬度試驗(yàn)值有大致的換算關(guān)。特別適用于測(cè)量零件的表面淬硬層及經(jīng)過(guò)表面化學(xué)處理。的硬度，精度比布氏、洛氏硬度精確。性下降產(chǎn)生所謂“加工硬化”現(xiàn)象。加工硬化也是某些壓力加工工藝能夠?qū)崿F(xiàn)的。由于溫度過(guò)低，鐵和碳原子均不擴(kuò)。即過(guò)冷奧氏體只有在Ms至。一部分奧氏體被殘留下來(lái)，這部分奧氏體稱為殘余奧氏體，與鐵素體和奧氏體相比，火變形和開(kāi)裂的原因之一。

　　

【正文】 溫回火 ；高 溫回火 1變形鋁合金；鑄造鋁合金 1熱作模具鋼；熱鍛模；冷作模具鋼；冷沖壓模具；馬氏體不銹鋼；手術(shù)刀 1玻璃態(tài)；高彈態(tài)；粘流態(tài) 三、判斷題（共 10 分，每小題 1 分）（打 √或 ╳） 題號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 √ √ √ √ √ 四、選擇題 （共 10 分，每小題 1 分） 題號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B B C A B C A D B A 題號(hào) 11 12 13 14 15 答案 B B D B C 18 四、簡(jiǎn)答題（共 20 分） （ 6 分） 答：改變零件載面形狀的方法合理（ 2 分）。用熱處理方法和另選合金鋼都不合理，因?yàn)榱慵膭偠热Q于二個(gè)方面：一是材料的彈性模量，另一個(gè)是零件的載面形狀，而材料的彈性模量是相對(duì)穩(wěn)定的力學(xué)性能指標(biāo)外（即這一指標(biāo)對(duì)材料的組織狀態(tài)不敏感），用熱處理方法無(wú)法改變，對(duì)于同一合金系當(dāng) 成分改變時(shí)，材料的彈性模量也不變化。（ 4 分） （ 6 分）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 分）②冷速快，組織細(xì)，強(qiáng)度和硬度有所提高。當(dāng)鋼件尺寸較小時(shí)，正火后組織： S，而退火后組織： P。（ 3分） （ 8 分） 答： 化學(xué)熱處理是把鋼制工件放置于某種介質(zhì)中，通過(guò)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。 （ 2 分） 化學(xué)熱處理的過(guò)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。 （ 3 分） 常用的化學(xué)熱處理方法有： 滲碳 、 氮化、 碳 氮共 滲 、 氮 碳共 滲 。（ 3 分） 五、分析題（共 20 分） （ 8 分） 答： 碳鋼制成的零件尺寸不能太大，否則淬不透，出現(xiàn)內(nèi)外性能不均，（ 2 分）對(duì)于一些大型的機(jī)械零件，（要求內(nèi)外性能均勻），就不能采用碳鋼制作，（ 3 分） 比較重要的大截面的結(jié)構(gòu)零件如重型運(yùn)輸機(jī)械和礦山機(jī)器的軸類，大型發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子等都必須用合金鋼制造。 （ 3 分） （ 12 分） 答：加工工藝路線為：下料 鍛造 正火 機(jī)械粗加工滲碳 +淬火 +低溫回火 噴丸 磨齒 （ 6 分） 正火處理可使同批毛坯具有相同的硬度（便于切削加工），并使組織細(xì)化，均勻 （ 2 分） ； 滲碳后表面含碳量提高，保證淬火后得到高的硬度，提高耐磨性和接觸疲勞強(qiáng)度（ 2 分） ；噴丸處理是提高齒輪表層的壓力使表層材料強(qiáng)化，提高抗疲勞能力 （ 2 分） 。 第十套 一、名詞解釋（共 15 分，每小題 3 分） 19 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)象稱為固溶強(qiáng)化。 珠光體 （ P） ：由 鐵素體和滲碳體組成的機(jī)械混合物。鐵素體和滲碳體呈層片狀。 珠光體 有較高的強(qiáng)度和硬度，但塑性較差。 調(diào)質(zhì)處理 ：淬火后加高溫回火。 共晶反應(yīng) ： 指一定成分的液體合金，在一定溫度下，同時(shí)結(jié)晶出成分和晶格均不相同的兩種晶體的反應(yīng)。 熱硬性： 又叫紅硬性，鋼在高溫下保持高硬度的能力。 二、填空題（共 20 分，每空格 分） 靜載荷；沖擊載荷；交變載荷 體心立方晶格；面心立方晶格；密排六放晶格 同素異晶轉(zhuǎn)變 滑移；孿生；滑移 間隙固溶體；置換固溶體 提高冷卻速度；進(jìn)行變質(zhì)處理；震動(dòng) 刃具鋼；模具鋼；量具鋼 分解；吸收；擴(kuò)散 化學(xué)成分；冷卻速度 玻璃纖維；樹(shù)脂 1鐵素體不銹鋼；馬氏體不銹鋼；奧氏體不銹鋼 1 Co 1滲碳體；石墨 1 45；正火或調(diào)質(zhì)； 45 或 40Cr；調(diào)質(zhì) +表面淬火； 20CrMnTi；滲碳 +淬火 +低溫回火 1黃銅；青銅；白銅 三、判斷題（共 10 分，每小題 1 分）（打 √或 ╳） 題號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 √ √ √ 四、選擇題 （共 10 分，每小題 1 分） 題號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D C B D D C C B C A 題號(hào) 11 12 13 14 15 20 答案 B C C B B 四、簡(jiǎn)答題（共 18 分） （共 6分） 答：晶界是阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的，而各晶粒位向不同，互相約束，也阻礙晶粒的變形。因此，金屬的晶粒愈細(xì)，其晶界總面積愈大，每個(gè)晶粒周圍不同取向的晶粒數(shù)便愈多，對(duì)塑性變形的抗力也愈大。 (3 分 )因此， 金屬的晶粒愈細(xì)強(qiáng)度愈高。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。因此， 塑性，韌性也越好。（ 3 分） 2 、 （共 6 分） 答： 相 組 成 物 比 例 ：F%=()/()*100%=82% Fe3C%=182%=18% 或Fe3C%=()/()*100%=18%（ 3 分） 組織組成物比例：P%=()/()*100%=93% Fe3C Ⅱ %=193%=7% 或 Fe3CⅡ %=()/()*100%=7%（ 3 分） （共 6 分）答： ① 隨著變形的增加，晶粒逐漸被拉長(zhǎng)，直至破碎，這樣使各晶粒都破碎成細(xì)碎的亞晶粒，變形愈大，晶粒破碎的程度愈大，這樣使位錯(cuò)密度顯著增加；同時(shí)細(xì)碎的亞晶粒也隨著晶粒的拉長(zhǎng)而被拉長(zhǎng)。因此，隨著變形量的增加，由于晶粒破碎和位錯(cuò)密度的增加，金屬的塑性變形抗力將迅速增大，即強(qiáng)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。（ 3 分） 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?，以致最后軋不?dòng)。另一方面人們可以利用加工硬化現(xiàn)象，來(lái)提高金屬?gòu)?qiáng)度和 硬度，如冷拔高強(qiáng)度鋼絲就是利用冷加工變形產(chǎn)生的加工硬化來(lái)提高鋼絲的強(qiáng)度的。加工硬化也是某些壓力加工工藝能夠?qū)崿F(xiàn)的重要因素。如冷拉鋼絲拉過(guò)?？椎牟糠?，由于發(fā)生了加工硬化，不再繼續(xù)變形而使變形轉(zhuǎn)移到尚未拉過(guò)?？椎牟糠郑@樣鋼絲才可以繼續(xù)通過(guò)?？锥尚?。（ 3 分） 六、分析題（共 22 分） （共 15 分）答 ：熱處理 1：安排在鍛造之后，粗加工之前，應(yīng)是預(yù)備熱處理，其目的是消除前道工序（鍛造）的缺陷， 均勻化和細(xì)化組織，消除內(nèi)應(yīng)力 ， 降低硬度，改善切削加工性能。 21 達(dá)到此目的可采用完全退火或正火，由于所用材料為 40Cr 中碳合金 鋼，根據(jù)含碳量可以確定為正火。加熱溫度為 Ac3 +30 ～50 ℃, 保溫 后空冷。（ 5分） 熱處理 2：齒輪工作時(shí)承受沖擊，要求輪齒根部有高的綜合力學(xué)性能，熱處理 2 應(yīng)為調(diào)質(zhì)處理，因?yàn)殇摰拇阃感杂邢?，調(diào)質(zhì)處理組織的深度是一定的，為了避免把寶貴的調(diào)質(zhì)處理組織層切除，調(diào)質(zhì)處理應(yīng)放在粗加工之后進(jìn)行，后續(xù)精加工是為了修正調(diào)質(zhì)處理引起的變形。淬火加熱溫度為 Ac3 +30 ～ 50 ℃（約 850℃ ）， 保溫 后油冷（ 40Cr 為合金鋼），淬火后進(jìn)行高溫（約 500℃ ）回火。（ 5分） 熱處理 3：齒輪工作時(shí)輪齒表面承受磨擦和擠壓，輪齒表面要求有高的硬度，熱處理 3 應(yīng)為表面淬火，并隨后進(jìn)行低溫回火（由于所用材料為中碳鋼，不應(yīng)采用滲碳處理）。熱處理 3后工件表面硬度很高，難于切削加工，所以應(yīng)安排在精加工之后進(jìn)行，最后的尺寸精度由磨削來(lái)完成。表面淬火可采用 感應(yīng)加熱 淬火，淬火加熱溫度為 Ac3以上 80 ～ 150 ℃ ，實(shí)際由通電加熱時(shí)間控制。加熱后 水溶液噴射淬火， 回火溫度為 180 ～200 ℃ 。生產(chǎn)中也可以采用自回火，即在工件淬火冷卻到 200 ℃左右時(shí)停止噴水，利用工件內(nèi)部的余熱來(lái)達(dá)到回火的目的。（ 5分） （共 7 分）答：球化退火是為了消除鍛造應(yīng)力，獲 得球狀珠光體和碳化物，降低硬度以利于切削加工并為淬火做好組織準(zhǔn)備，減少淬火時(shí)的變形與開(kāi)裂（ 3 分）；淬火及回火是為了獲得回火馬氏體，保證熱處理后具有高硬度、高耐磨性。球化退火工藝：加熱溫度 790— 810℃，等溫溫度 700— 720℃；淬火工藝：加熱溫度 850— 870℃ (油淬 )；回火工藝； 160— 180℃。（ 4 分）