【正文】 5）“四把火”隨著加?；鼗鸷笥捕纫话銥镠B200－330。習慣上將淬火加高溫回火相結合的熱處理稱為調質處理，其目的是獲得強度，硬度和塑性，韌性都較好的綜合機械性能。因此，它主要用于各種彈簧和熱作模具的處理，回火后硬度一般為HRC35－50。（二）中溫回火（350－500度） 中溫回火所得組織為回火屈氏體。其目的是在保持淬火鋼的高硬度和高耐磨性的前提下，降低其淬火內應力和脆性，以免使用時崩裂或過早損壞。 　　3． 穩(wěn)定工件尺寸 　　4． 對于退火難以軟化的某些合金鋼，在淬火（或正火）后常采用高溫回火，使鋼中碳化物適當聚集，將硬度降低，以利切削加工。鋼回火的目的 　　1． 降低脆性，消除或減少內應力，鋼件淬火后存在很大內應力和脆性，如不及時回火往往會使鋼件發(fā)生變形甚至開裂。淬火后鋼件變硬，但同時變脆。2）正火是將工件加熱到適宜的溫度后在空氣中冷卻，正火的效果同退火相似，只是得到的組織更細，常用于改善材料的切削性能，也有時用于對一些要求不高的零件作為最終熱處理。 　　3． 去應力退火 ：去應力退火又稱低溫退火（或高溫回火），這種退火主要用來消除鑄件，鍛件，焊接件，熱軋件，冷拉件等的殘余應力。 　　2． 球化退火 ：球化退火主要用于過共析的碳鋼及合金工具鋼（如制造刃具，量具，模具所用的鋼種）。退火的種類 　　1． 完全退火和等溫退火 ：完全退火又稱重結晶退火，一般簡稱為退火，這種退火主要用于亞共析成分的各種碳鋼和合金鋼的鑄，鍛件及熱軋型材，有時也用于焊接結構。鋼鐵整體熱處理大致有退火、正火、淬火和回火四種基本工藝。18. 金屬材料合金化和熱處理的主要目的是什么？答：金屬材料合金化和熱處理的主要目的是改變其內部組織結構從而改善其性能來滿足其使用性能。 大于7%后,A3點迅速上升), 從而縮小γ相區(qū)存在的范圍, 使鐵素體穩(wěn)定區(qū)域擴大。 2) 縮小γ相區(qū)元素——亦稱鐵素體穩(wěn)定化元素, 主要有Cr、Mo、W、V、Ti、Al、Si、B、Nb、Zr等。其中Ni、Mn等加入到一定量后, 可使γ相區(qū)擴大到室溫以下, 使α相區(qū)消失, 稱為完全擴大γ相區(qū)元素。鐵素體形成元素：在αFe中有較大溶解度并使γFe不穩(wěn)定的元素；二、幾乎所有的合金元素（除Pb外）都可溶入鐵中, 形成合金鐵素體或合金奧氏體, 按其對αFe或γFe的作用, 可將合金元素分為擴大奧氏體相區(qū)和縮小奧氏體相區(qū)兩大類。答：一、擴大γ相區(qū)：有利于擴大γ相區(qū)的合金元素，其本身具有面心立方點陣或在其多型性轉變中有一種面心立方點陣，與鐵的電負性相近，與鐵的原子尺寸相近?！　嵸|上, 馬氏體時效鋼的時效硬化主要是由于金屬間化合物的沉淀而引起。這些鋼的軟化，通常不僅由于過時效,就術語的通常意義即使沉淀質點的粗化—而且通過逆轉為奧氏體而產生。所幸的是，促使硬化的沉淀反應，強度能得到極大的提高。這樣處理時發(fā)生的冶金反應可用圖1右邊的平衡圖來解釋。有好的延展性并可機加工。此Ms普通為低碳體心立方“板條狀” Ms，含有高的位錯密度但不含孿晶。鈷在馬氏體時效鋼的一個作用就是提高馬氏體的轉變區(qū)間，因此較大量的其它合金元素就可以加入，而仍然許可在冷卻到室溫之前，完全轉變?yōu)轳R氏體。　　除鎳以外的合金元素明顯地改變圖1所示的Ms溫度，但不改變轉變與冷卻速率無關這一特性。直到到達Ms溫度和形成馬氏體為止均不產生相變。這些鋼中的相變可以在圖1所示的兩相圖的幫助下加以解釋。這種不平常的特性，以使馬氏體時效鋼廣泛應用需要此種特性的地方。焊接性能是優(yōu)秀的。當時效硬化時，僅有極其輕微的尺寸改變。淬透性不再有任何關系。馬氏體時效鋼在美國和國外的不少鋼鐵公司中已進行大量生產。事實上，碳在這些鋼中是雜質，并盡量保持工業(yè)盡可能低的水平。一些實驗性馬氏體時效鋼具有高達3450兆帕的屈服強度。術語`maraging`是從`馬氏體時效硬化`而來，其所指的是低碳馬氏體的時效硬化。3）馬氏體時效鋼馬氏體時效鋼包含高強度鋼的一個專門類別，它們與傳統鋼的區(qū)別在于它們通過冶金反應來硬化，而與C沒有關系。這種鋼也可采用時效處理進行強化。 　　馬氏體時效鋼淬火時會發(fā)生組織轉變，形成馬氏體。生產中有時采用分段時效，即先在室溫或比室溫稍高的溫度下保溫一段時間，然后在更高的溫度下再保溫一段時間。許多鋁合金固溶處理加熱溫度容許的偏差只有5℃左右。 　　經過長期反復研究證實，時效強化的實質是從過飽和固溶體中析出許多非常細小的沉淀物顆粒(一般是金屬化合物，也可能是過飽和固溶體中的溶質原子在許多微小地區(qū)聚集)，形成一些體積很小的溶質原子富集區(qū)。在時效處理前進行淬火，就是為了在加熱時使盡量多的溶質溶入固溶體，隨后在快速冷卻中溶解度雖然下降，但過剩的溶質來不及從固溶體中分析出來，而形成過飽和固溶體。 　　絕大多數進行時效強化的合金，原始組織都是由一種固溶體和某些金屬化合物所組成。這一發(fā)現在工程界引起了極大興趣。但這種時效不屬于金屬熱處理工藝?！　≡跈C械生產中，為了穩(wěn)定鑄件尺寸，常將鑄件在室溫下長期放置，然后才進行切削加工。若采用將工件加熱到較高溫度，并較短時間進行時效處理的時效處理工藝，稱為人工時效處理，若將工件放置在室溫或自然條件下長時間存放而發(fā)生的時效現象，稱為自然時效處理。對在低溫或動載荷條件下的鋼材構件進行時效處理，以消除殘余應力，穩(wěn)定鋼材組織和尺寸，尤為重要。粗大的沉淀相群體的強化作用由兩個相混合組成的組織的強化主要是由于：①纖維強化； ②—個相對另一個相起阻礙塑性變形的作用，從而導致另一個相更大的塑性形變和加工硬化，直到末形變的相開始形變?yōu)橹?；?在沉淀相之間顆粒可由不同的位錯增殖機制效應引入新的位錯．16. 自然時效與人工時效。使位錯線彎曲到曲率半徑為R時，所需的切應力為： τ=Gb/（2R） 設顆粒間距為λ， 則τ=Gb/ λ ，∴ Rmin=λ/2 只有當外力大于Gb/ λ 時，位錯線才能繞過粒子。增大粒子尺寸或增加體積分數有利于提高強度。，螺型位錯線切過粒子時必然產生一割階，而割階會妨礙整個位錯線的移動。，粒子周圍產生共格畸變，存在彈性應變場，阻礙位錯運動?？勺冃挝⒘５膹娀饔谩懈顧C制，適用于第二相粒子較軟并與基體共格的情形，強化作用主要決定于粒子本身的性質以及其與基體的聯系，主要有以下幾方面的作用：，提高了界面能。III．拋物線硬化階段：與位錯的多滑移過程有關，θIII 隨應變增加而降低，應力應變曲線變?yōu)閽佄锞€。 易滑移階段：發(fā)生單滑移，位錯移動和增殖所遇到的阻力很小，θI 很低，約為104G數量級。流變應力τ 和位錯密度的關系培萊赫許公式：加工硬化 ：金屬經冷加工變形后，其強度、硬度增加、塑 性降低。霍爾佩奇公式：σs=σ+Kyd1/23）、位錯強化晶體中的位錯達到一定值后，位錯間的彈性交互作用增加了位錯運動的阻力。答：金屬材料的強化方法大致可以分為：固溶強化、細晶粒強化、形變強化、顆粒強化1）、固溶強化：純金屬經適當的合金化后強度、硬度提高的現象根據強化機理可分為無序固溶體和有序固溶體 固溶強化的特點：溶質原子的原子數分數大，強化作用越大溶質原子與基體金屬原子尺寸相差越大，強化作用越大；間隙型溶質原子比置換原子有更大的固溶強化作用；溶質原子與基體金屬的價電子數相差越大，固溶強化越明顯。鋼中加入合金元素經過熱處理來影響鋼中的轉變，改變鋼的組織，以得到不同的性能。Laves相出現在復雜成分的耐熱鋼中，是現代耐熱鋼中的一個強化相。在合金鋼中，Laves相是具有復雜六方點陣的MgZn2型，它們是MoFewFeNbFe2和TiFe2。過渡族金屬元素之間的Laves相隨著元素原子序數增高，Laves相的晶體類型發(fā)生了由復雜立方點陣→復雜六方點陣→復雜立方點陣的轉變。(3)MgNi2為復雜六方系。Laves相的晶體結構有三種類型：(1)MgCu2型為復雜立方系。鐵鉻σ相在低于820C穩(wěn)定，硅促進d相形成并把穩(wěn)定溫度提高到900～960℃，錳和鉬可把σ相穩(wěn)定溫度提高到1000℃。許多合金元素都使鐵鉻。在三元系中，由于第三組元的加入會影響到σ相形成的濃度和溫度范圍。(3)出現于“平均族數”(s+d層電子數)在5．7～7．5范圍?！　ˇ蚁?屬于正方晶系，單位晶胞中有30個原子，在二元合金中，σ相形成與下列條件有關：(1)原子尺寸差別不大，σ相中原子半徑差別最大的鎢一鈷系，其原子半徑差為12％。其中最主要的有σ相和Lσves相，它們都屬于拓撲密排(TcP)相，它們由原子半徑小的一種原子構成密堆層，其中鑲嵌有原子半徑大的一種原子，這是一種高度密堆的結構。14. 何為強碳化物形成元素，何為金屬間化合物，它們對鋼材熱加工性能與機械性能有何影響。馬氏體亞結構有兩種：具有位錯亞結構的板條馬氏體；具有孿晶結構的針狀馬氏體。絕大多數合金元素都提高奧氏體穩(wěn)定性，其中奧氏體形成元素Mn、Ni、C、N的作用顯著；冷卻過程中，保留的殘留奧氏體增加。3）合金元素對馬氏體轉變的影響：馬氏體轉變是無擴散性轉變（切變轉變），形核和長大速度極快，因此合金元素對馬氏體轉變動力學影響小。合金元素對奧氏體轉變的影響集中反映在對奧氏體轉變動力學曲線位置和奧氏體的先共析鐵素體轉變。13. 合金元素對奧氏體、貝氏體、馬氏體轉變的影響。常用的滲金屬工藝有滲鋁、滲鉻、滲鋅等。金屬元素可同時或先后以不同方法滲入。硫氮或硫氮碳共滲工藝，可使工件表層兼具耐磨和減摩等性能。采用滲硫工藝時，滲層減摩性好，但在載荷較高時滲層會很快破壞。經過滲硫處理的工件，其硬度較低，但減摩作用良好，能防止摩擦副表面接觸時因摩擦熱和塑性變形而引起的擦傷和咬死。但滲硼工藝還存在處理溫度較高、畸變大、熔鹽滲硼件清洗較困難和滲層較脆等缺點。這種工藝主要用于中碳鋼、中碳合金結構鋼零件，也用于鈦等有色金屬和合金的表面強化。滲硼件的耐磨性高于滲氮和滲碳層，而且有較高的熱穩(wěn)定性和耐蝕性。滲硼是使硼原子滲入工件表層的化學熱處理工藝。碳氮共滲和氮碳共滲是在金屬工件表層同時滲入碳、氮兩種元素的化學熱處理工藝。當鋼中含有鉻、鋁、鉬等氮化物時，可獲得比滲碳層更高的硬度、更高的耐磨、耐蝕和抗疲勞性能。滲氮是使氮原子向金屬工件表層擴散的化學熱處理工藝。滲碳是應用最廣、發(fā)展得最全面的化學熱處理工藝。但缺點是處理溫度高，工件畸變大。滲碳后，%。前者的擴散溫度低于鐵氮共析溫度，如滲氮、滲硫、硫氮共滲、氧氮共滲等，這些工藝又可稱為低溫化學熱處理；后者是在臨界溫度以上擴散，如滲碳、滲硼、滲鋁、碳氮共滲等，這些工藝均屬高溫化學熱處理范圍。此外，金屬與非金屬元素的二元或多元共滲工藝也不斷涌現，例如鋁硅共滲、硼鉻共滲等。3）化學熱處理的分類：按滲入元素的性質，化學熱處理可分為滲非金屬和滲金屬兩大類。通常，在工件表層獲得高硬度、耐磨損和高強度的同時，心部仍保持良好的韌性，使被處理工件具有抗沖擊載荷的能力。化學熱處理的目的：主要是提高鋼件表面的硬度，耐磨性，抗蝕性，抗疲勞強度和抗氧化性等?；瘜W熱處理：指金屬或合金工件置于一定溫度的活性介質中保溫，使一種或幾種元素滲入它的表層，以改變其化學成分，組織和性能的熱處理工藝。 12. 化學熱處理的定義、分類。 　　工藝參數的確定形變誘發(fā)馬氏體可提高鋼的強度，更重要的是，在奧氏體基體中的應力集中，由于形變誘發(fā)馬氏體的產生而得以弛豫，避免微裂紋的產生與擴展，提高鋼的塑性（見附表中類型5）。 在Ms～Md溫度范圍內形變能誘發(fā)奧氏體轉變?yōu)轳R氏體,而在Ms溫度以上就發(fā)生馬氏體轉變。低碳貝氏體鋼未形變的奧氏體轉變?yōu)樯县愂象w組織，形變的奧氏體則轉變?yōu)轭w粒狀貝氏體組織，這種組織的塑性、韌性比上貝氏體要好。 　　奧氏體形變中形成的亞晶粒，比較穩(wěn)定，不僅可為直接形成的馬氏體所繼承,還能遺傳給重新加熱淬火,再次形成的馬氏體組織，使形變淬火后再加熱淬火的鋼的強度仍高于一般淬火鋼。形變誘發(fā)由奧氏體中析出第二相，降低奧氏體中碳和合金的含量，有利于減少孿晶馬氏體，增多板條狀馬氏體的數量。馬氏體、貝氏體中位錯密度提高，是形變淬火得以提高鋼的強度的主要原因。當奧氏體在形變過程產生形變誘發(fā)第二相析出時，這種現象尤為突出。形變而未再結晶的奧氏體，對淬火時的馬氏體和貝氏體轉變的作用卻是多方面的　　奧氏體中的大量晶體缺陷使以共格方式長大的馬氏體、貝氏體晶體長大受阻，使轉變后的組織得到細化。 　　對淬火時馬氏體、貝氏體相變的作用 　　僅就晶粒細化這一項，就使鋼的屈服強度提高10～15kgf/mm2，同時提高鋼的低溫韌性,使韌性－脆性轉變溫度下降到－70℃。在奧氏體再結晶區(qū)及未再結晶區(qū)連續(xù)變形，得到的是細小的奧氏體晶粒及高密度的晶體缺陷。只有給予更大變形量，進一步提高再結晶的驅動力時，才會發(fā)生再結晶，結果，使再結晶后的奧氏體晶粒比普通低碳鋼細小。形變使奧氏體產生多邊化亞晶，在奧氏體晶界堆積較多的位錯，形變又誘發(fā)析出Nb（CN）或其他合金元素的碳、氮化物。 　　如果在奧氏體中存在有形變誘發(fā)析出的第二相，則對細化鐵素體晶粒更為有效。形變后未發(fā)生再結晶的奧氏體中的大量晶體缺陷，為此后鐵素體的轉變提供了大量形核位置，并使鐵素體形核的熱激活過程更容易進行，這兩者使轉變后的鐵素體晶粒細化。 　　對鐵素體－珠光體型相變的作用 形變熱處理中，形變后的母相組織經常是以上幾類的綜合。 　　③形變誘發(fā)第二相由母相中析出，析出的第二相又與位錯交互作用，使母相的成分與結構皆發(fā)生變化。 　　形變對母相組織結構帶來的變化隨形變條件（形變溫度、道次形變量、總形變量、形變速度……）及金屬材料成分的不同而有差異，根據對相變的作用，母相形變后的組織結構基本上屬于三類： 　?、僭谠俳Y晶溫度以上形變，道次形變量如超過再結晶臨界變形量，則母相發(fā)生動態(tài)或靜態(tài)的再結晶，使晶粒得到細化；如進行多道次形變,則發(fā)生多次再結晶,母相的晶粒顯著細化（見回復和再結晶）。 形變對母相的作用 　　形變熱處理工藝中的塑性變形（范性形變），可以用軋、鍛、擠壓、拉拔等各種形式；與其相配合的相變有共析分解、馬氏體相變、脫溶等。m/cm2。m/cm2；經正火后，40℃的αK可提高到6～8kgf有些鋼特別是微合金化鋼，唯有采用形變熱處理才能充分發(fā)揮鋼中合