【正文】 （ 3）從經(jīng)濟上考慮 ： 正火比退火的生產(chǎn)周期短，耗能少，且操作簡便，故在可能的條件下，應優(yōu)先考慮以正火代替退火。至于合金鋼，由于合金元素的加入，使鋼的硬度有所提高，故中碳以上的合金鋼一般都采用退火以改善切削性。高于它過硬，難以加工，且刀具磨損快；過低則切屑不易斷，造成刀具發(fā)熱和磨損，加工后的零件表 面粗糙度很大。 選擇： （ 1）從切削加工性上考慮 ： 切削加工性又包括硬度，切削脆性，表面粗糙度及對刀具的磨損等。②冷速快，組織細，強度和硬度有所提高。組織：粒狀珠光體和球狀滲碳體。由于 T12 鋼坯里的滲碳體呈片狀，因此 不僅硬度高，難以切削加工，而且增大鋼的脆性，容易產(chǎn)生淬火變形及開裂。組織：晶粒均勻細小的少量鐵素體和大量珠光體。由于鍛造過熱后組織晶粒劇烈粗化并分布不均勻，且存在殘余內應力。組織：晶粒均勻細小的鐵素體和珠光體。 經(jīng)鑄造后的齒輪存在晶粒粗大并不均勻現(xiàn)象，且存在殘余內應力。組織：等軸晶的大量 鐵素體和 少量 珠光體。目的：使變形晶粒重新轉變?yōu)榈容S晶粒，以消除加工硬化現(xiàn)象，降低了硬度，消除內應力。通過球化退火，使層狀滲碳體和網(wǎng)狀滲碳體變?yōu)榍驙顫B碳體，以降低硬度，均勻組織、改善切削加工性。 ？為什么過共析鋼必須采用球化退火而不采用完全退火？ 答： （ 1）將鋼件加熱到 Ac1以上 30～ 50℃，保溫一定時間后隨爐緩慢冷卻至 600℃后出爐空冷。球化退火主要用于共析或過共析成分的碳 鋼及合金鋼。 （ 3）完全退火和等溫退火用于亞共析鋼成分的碳鋼和合金鋼的鑄件、鍛件及熱軋型材。 答：（ 1）均勻鋼的化學成分及組織，細化晶粒，調整硬度，并消除內應力和加工硬化，改善鋼的切削加工性能并為隨后的淬火作好組織準備。 馬氏體 +少量殘余奧 氏體：以大于獲得馬氏體組織的最小冷卻速度冷卻獲得馬氏體 +少量殘余奧氏體 。 下貝氏體：冷卻至 350℃～ Ms 溫度范圍內等溫停留一段時間，再冷卻下來得到下貝氏體組織。 屈氏體：冷卻至 600～ 550℃溫度范圍內等溫停留一段時間，再冷卻下來得到屈 氏 體組織。 答： (1)珠光體： 冷卻至 A1 線 ~650℃ 范圍內 等溫停留一段時間 ， 再冷卻下來得到珠光體組織。 162。 M 組織，淬透性大的鋼可以使用較小的冷卻速度，如水冷改為油冷，從而減小淬火應力、變形開裂等缺陷。 （ 補充 ：通常說“冷奧氏體穩(wěn)定性增加”；“ C 曲線右移”；“ Vk減小”；“淬透性好”；“鋼的淬透 層深度大”等，在本質上是一會事。只有冷速大于 Vk的工件外層部分才能得到馬氏體。如果工件截面中心的冷速高于 Vk， 工件就會淬透。 Vk 的大小受哪些因素影響？ 它與鋼的淬透性有何 關系？ 答： （ 1） 影響淬火臨界冷卻速度 Vk 的大小 的 因素 見 5 題。這是因為共析鋼貝氏體轉變的孕育期很長，當過冷奧氏體連續(xù)冷卻通過貝氏體轉變區(qū)內尚未發(fā)生轉變時就已過冷到 Ms點而發(fā)生馬氏體轉變，所以不出現(xiàn)貝氏體轉變。 。 ④ 轉變過程伴隨有體積的膨脹。 ③ 在不斷降溫的過程中形成。 ② 馬氏體轉變的速度極快 。 30 答： 與珠光體型轉變和 貝氏體轉變相比， 馬氏體轉變有以下特點： ① 屬于無擴散型轉變。當含碳量很高時，盡管馬氏體的硬度和強度很高，但由于過飽和度太大， 引起嚴重的晶格畸變和較大的內應力，致使高碳馬氏體針葉內產(chǎn)生許多微裂紋，因而塑性和韌性顯著降低。這是因為低碳馬氏體中含碳量較低，過飽和度較小，晶格畸變也較小，故具有良好的綜合機械性能。含碳量較高的鋼的晶體結構一般出現(xiàn)體心正方。低碳馬氏體的晶體結構為體心立方。 ？ 它們在形成條件、晶體結構、組織形態(tài)、性能有何特點？馬氏體的硬度與含碳量關系如何？ 答：（ 1）兩種，板條馬氏體和片狀馬氏體。下貝氏體的形成溫度在 350℃～ Ms，下貝氏體在光學顯微鏡下呈黑色針葉 狀，在電鏡下觀察是由針葉狀的鐵素體和分布在其上的極為細小的碳化物 粒子 （ ） 組成的。在顯微鏡下呈羽毛狀，它是由許多互相平行的過飽和鐵素體片和分布在片間的斷續(xù)細小的滲碳體組成的混合物。上貝氏體和下貝氏體。 珠光體片間距愈小，相界面積愈大，強化作用愈大，因而強度和硬度升高，同時，由于此時滲碳體片較薄，易隨鐵素體一起變形而不脆斷，因此細片珠光體又具有較好的韌性和塑性。 索氏體 是在 650～ 600℃溫度范圍內形成層片較細的珠光體。分別是 珠光體、索氏體 和 屈氏體 。 （ c）奧氏體化度：鋼奧氏體化后成分越均勻，晶粒越粗大，未溶碳化物越少，則過冷奧氏體越穩(wěn)定性，使 C 曲線右移。另外，隨著含碳量的增加 Ms 和 Mf 點將下降。 影響 C 曲線形狀和位置的主要因素： （ a）含碳量的影響：亞共析鋼中隨著含碳量的增加， C 曲線右移，過冷奧氏體穩(wěn)定性增加，則 Vk 減小，過共析鋼中隨著含碳量的增加， C 曲線左移，過冷奧氏體穩(wěn)定性減小，則 Vk增大； 亞共析和過共析鋼的等溫轉變 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。在 C 曲線鼻尖以下部分 ,即 550℃ ~Ms 之間 ,過冷奧氏體發(fā)生貝氏體轉變 ,轉變產(chǎn)物是貝氏 體 ,故又稱貝氏體轉變 。對共析碳鋼來說 ,轉變開始線在 550℃出現(xiàn)拐彎，該處被稱為 C 曲線的鼻尖 ,它所對應的溫度稱為鼻溫。 A 1 線以下、轉變開始線以左、以及 Ms 線以上的區(qū)域是過冷奧氏體 28 區(qū)； A1 線以下 ,轉變終了線以右和 Mf 點以下的區(qū)域為轉變產(chǎn)物區(qū)；在轉變 開始線與轉變終了線之間的區(qū)域為過冷奧氏體和轉變產(chǎn)物共存區(qū)。 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。 本質細晶粒鋼在這一加熱溫度范圍加熱時奧氏體晶粒長大傾向小 。 （ 2）不一定。 Arcm：實際冷卻時碳在奧氏體中的溶解度曲線。 Ar1：實際冷卻時的 共析轉變線。 AC3：實際加熱時 鐵素體轉變?yōu)閵W氏體 的開始線。 Acm： 無限緩冷或加熱狀態(tài)下（平衡狀態(tài)下） 碳在奧氏體中的溶解度曲線。 答： A1： 無限緩冷或加熱狀態(tài)下（平衡狀態(tài)下）的 共析轉變線 。 變質處理 ： 在液態(tài)金屬結晶前，特意加入某些難熔固態(tài)顆粒，造成大量可以成為非自 27 發(fā)晶核的固態(tài)質點，使結晶時的晶核數(shù)目大大增加，從而提高了形核率，細化晶粒。 7）調質處理、變質處理。和變形前的晶粒形狀相似，晶格類型相同，把這一階段稱為“再結晶”。 6）再結晶、重結晶； 答： 再結晶 ： 經(jīng)過塑性變形的 金屬材料加熱到較高的溫度時， 原子具有較大的活動能力，使晶粒的外形開始變化。 3）含碳量：共析成分比非共析成分碳鋼的奧氏體的穩(wěn)定性高， 淬透性 提高。 補充 ：鋼的 淬透性 與鋼的 淬硬性 是兩個完全不同的概念，兩者沒有必然的聯(lián)系，鋼的 淬透性 主要取決于過冷奧氏體的穩(wěn)定性，凡增加過冷奧氏體的穩(wěn)定性的因素均提高 鋼的 淬透性 。 淬透性 ：鋼在淬火后獲得淬硬層深度大小的能力 ，即獲得馬氏體多少的能力 。 冷處理 ：把冷到室溫的淬火鋼繼續(xù)放到深冷劑中冷卻，以減少殘余奧氏體的 熱處理 操作。 淬火 ：將鋼件加熱到 Ac3或 Ac1以上 30～ 50℃，保溫一定時間，然后快速冷卻（一般為油冷或水冷），從而得 到淬硬組織（一般為 馬氏體 ） 的一種 熱處理 操作。 4）退火、正火、淬火、回火、冷處理 ； 答： 退火 ：將工件加熱到臨界點以上或在臨界點以下某一溫度保溫一定時間后，以十分緩慢的冷卻速度（爐冷、坑冷、灰冷）進行冷卻的一種 熱處理 操作。 3）奧氏體、過冷奧氏體、殘余奧氏體； 答： 奧氏體 : 碳在 Fe?? 中形成的間隙固溶體 . 過冷奧氏體 : 處于臨界點以下的不穩(wěn)定的將要發(fā)生分解 而還未發(fā)生分解 的奧氏體稱為過冷奧氏體。 貝氏體 ： 含碳過量 的鐵素體和 碳 化物 組成的 機械 混合物。 索氏體 ：在 650～ 600℃溫度范圍內形成層片較細的珠光體。 10℃保溫足夠時間（ 38 小時）后測定的鋼中晶粒的大小。 （ 2）實際晶粒度：是指在某一具體的熱處理加熱條件下所得到的晶粒尺寸。此外，通過熱處理還可使工件表面具有抗磨損、耐腐蝕等特殊物理化學性能。熱處理在機械制 25 造中具有重要的地位和作用，適當?shù)臒崽幚砜梢燥@著提高鋼的機械性能，延長機器零件的使用壽命。 （ 3） 熱處理是機器零件加工工藝過程中的重要工序。 答：（ 1）為了改變鋼材內部的組織結構，以滿足對零件的加工性能和使用性能的要求所施加的一種綜合的熱加工工藝過程。 具有高硬度、高耐磨性，但韌性低，用于制造不受沖擊的工具如量規(guī)、塞規(guī)、樣板、銼刀、刮刀、 精車刀。 用于制造要求中韌性的工具，如鉆頭、絲錐、車刀、沖模、拉絲模、鋸條。 用于制造要求較高韌性、承受沖擊負荷的工具，如小型沖頭、鑿子、錘子等。 20G： 含碳量為 %的優(yōu)質碳素結構鋼，鍋爐專用鋼。用于制作尺寸較小、負荷較輕、表面要求耐磨、心部 強度要求不高的滲碳零件，如活塞鋼、樣板等。塑性、韌性好，具有優(yōu)良的冷成型性能和焊接性能，常冷軋成薄板，用于制作儀表外殼、汽車和拖拉機上的冷沖壓件，如汽車車身，拖拉機駕駛室等。 24 45 鋼經(jīng)熱處理（淬火 +高溫回火）后具有良好的綜合機械性能，即具有較高的強度和較高的塑性、韌性，用于制作軸類零件。 40:含碳量為 %的優(yōu)質碳素結構鋼。 Q235C:屈服強度為 235MPa 的 C 級普通碳素結構鋼， Q195B: 屈服強度為 195MPa 的 B 級普通碳素結構鋼， Q255D: 屈服強度為 255MPa 的 D 級普通碳素結構鋼， Q19 Q235 含碳量低，有一定強度，常扎制成薄板、鋼筋、焊接鋼管等，用于橋梁、建筑等鋼結構，也可制造普通的鉚釘、螺釘、螺母、墊圈、地腳螺栓、軸套、銷軸等等， Q255鋼強度較高，塑性、韌性較好，可進行焊接。 車床主軸：它要求有較高的綜合機械性能，用優(yōu)質碳素結構鋼，如 3 4 50。 答：手鋸鋸條：它要求有較高的硬度和耐磨性，因此用碳素工具鋼制造，如 T T9A、 TT10A、 T1 T11A。 T1 T1鋼具有高硬度、高耐磨性，但韌性低，用于制造不受沖擊的工具如量規(guī)、塞規(guī)、樣板、銼刀、刮刀、精車刀等。 T T用于制造要求較高韌性、承受沖擊負荷的工具，如小型沖頭、鑿子、錘子等。 、中碳鋼及高碳鋼是如何根據(jù)含碳量劃分的？ 分別舉例說明他們的用途？ 答： 低碳鋼：含碳量小于或等于 %的鋼； 0 鋼，塑性、韌性好，具有優(yōu)良的冷成型性能和焊接性能，常冷軋成薄板，用于制作儀表外殼、汽車和拖拉機上的冷沖壓件，如汽車車身，拖拉機駕駛室等； 1 25 鋼用于制作尺寸較 小、負荷較輕、 23 表面要求耐磨、心部強度要求不高的滲碳零件，如活塞銷 、樣板等。數(shù)字表示鋼中平均含碳量的千分之幾。 （ 2）優(yōu)質碳素結構鋼： 牌號是采用兩位數(shù)字表示的，表示鋼中平均含碳量的萬分之幾。 牌號的表示方 法 ： （ 1） 普通碳素結構鋼： 用 Q+數(shù)字表示，“ Q”為屈服點，“屈”漢語拼音，數(shù)字表示屈服點數(shù)值。 答：分類： 1）按含碳量分類 22 低碳鋼：含碳量小于或等于 %的鋼， ~%C ≤ %C 中碳鋼：含碳量為 ~%的鋼 ~%C 高碳鋼：含碳量大于 %的鋼 ~%C ＞ %C （ 2）按質量分類：即含有雜質元素 S、 P 的多少分類： 普通碳素鋼： S≤ % P≤ % 優(yōu)質碳素鋼： S、 P≤ ~% 高級優(yōu)質碳素鋼： S≤ ~%； P≤ ~% （ 3）按用途分類 碳素結構鋼：用于制造各種工程構件，如橋梁、船舶、建筑構件等，及機器零件，如齒輪、軸、連桿、螺釘、螺母等。 P： 磷在鋼中全部溶于鐵素體中，雖可使鐵素體的強度、硬度有所提高，但卻使室溫下的鋼的塑性、韌性急劇降低，并使鋼的脆性轉化溫度有所升高，使鋼變脆。當 Si 含量不多，在碳鋼中僅作為少量夾雜存在時，它對鋼的性能影響并不顯著。當 Mn 含量不多，在碳鋼中僅作為少量雜質存在時，它對鋼的性能影響并不明顯。 ？ 對鋼的性能有何影響？ 答： 鋼中常存雜質有 Si、 Mn、 S、 P 等。 6）鋼適宜于通過壓力加工成形，而鑄鐵適宜于通過鑄造成形。 4）綁軋物件一般用鐵絲（鍍鋅低碳鋼絲），而起重機吊重物卻用鋼絲繩（用 60 、 65 、 70 、 75 等鋼制成）； 答： 為了便于 綁軋 ，要求有很好的塑性 ，因 此 應 選用 塑性很好的 低碳鋼絲 ； 而起重機吊重物用鋼絲繩 除要求高 的強度 并要求有 一定的 韌性 ， 60 、 65 、 70 、 75 屬于中、高碳鋼，比低碳鋼 的強度高 得多，且有一定的韌性， 這樣在吊重物時 不會產(chǎn)生塑性變形和突然 斷裂 而 21 造成事故 。因此 含碳 % 的鋼其強度比含碳 % 的鋼高 。 設成分為 X，則 F%=50%=()/()*100% X=，即 含碳量大約 是 % 12．對某退火碳素鋼進行金相分析，其組織為珠光體 +滲碳體（網(wǎng)狀），其中珠光體占 96% ，問此碳鋼的含碳量大約為多少？ 答 ： Wp=96% =( X)/()*100% X= 13．根據(jù) FeFe3C 相圖，說明產(chǎn)生下列現(xiàn)象的原因： 1）含碳量為 % 的鋼比含碳量為 % 的鋼硬度高； 答：鋼中隨著含碳量的增加，滲碳體的含量增加，滲碳體 是硬脆相，因此 含碳量為