【正文】 出下列名詞的主要區(qū)別：1）一次滲碳體、二次滲碳體、三次滲碳體、共晶滲碳體與共析滲碳體；答：一次滲碳體：由液相中直接析出來(lái)的滲碳體稱(chēng)為一次滲碳體。三次滲碳體：從中析出的稱(chēng)為三次滲碳體。共析滲碳體：經(jīng)共析反應(yīng)生成的滲碳體即珠光體中的滲碳體稱(chēng)為共析滲碳體。答：熱脆：S在鋼中以FeS形成存在，F(xiàn)eS會(huì)與Fe形成低熔點(diǎn)共晶，當(dāng)鋼材在1000℃~1200℃壓力加工時(shí)，會(huì)沿著這些低熔點(diǎn)共晶體的邊界開(kāi)裂，鋼材將變得極脆，這種脆性現(xiàn)象稱(chēng)為熱脆。11．根據(jù) FeFe3C 相圖，計(jì)算：1）室溫下，含碳 % 的鋼中珠光體和鐵素體各占多少；2）室溫下，含碳 % 的鋼中珠光體和二次滲碳體各占多少；3）鐵碳合金中，二次滲碳體和三次滲碳體的最大百分含量。 Wα=80%=()/()*100% WC=%13．對(duì)某退火碳素鋼進(jìn)行金相分析，其組織的相組成物為鐵素體+滲碳體（粒狀），其中滲碳體占 18% ，問(wèn)此碳鋼的含碳量大約是多少？答： WFe3CⅡ=18% =( )/()*100% WC=%14．對(duì)某退火碳素鋼進(jìn)行金相分析，其組織為珠光體+滲碳體（網(wǎng)狀），其中珠光體占 93% ，問(wèn)此碳鋼的含碳量大約為多少？答：Wp=93% =( WC)/()*100%=70% WC=%%C合金在700℃下各個(gè)相及其組分?jǐn)?shù)量和成分。Wp=()/()*100%=55% WFe3CⅡ=155%=45%Wα=（）/（）*100%=79% WFe3C=179%=21%16．根據(jù) FeFe3C 相圖，說(shuō)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 % 的鋼比含碳量為 % 的鋼硬度高。因此含碳 % 的鋼其強(qiáng)度比含碳 % 的鋼高。4）綁軋物件一般用鐵絲（鍍鋅低碳鋼絲），而起重機(jī)吊重物卻用鋼絲繩（用 60 、 65 、 70 、 75 等鋼制成）；答：綁軋物件的性能要求有很好的韌性，因此選用低碳鋼有很好的塑韌性，鍍鋅低碳鋼絲；而起重機(jī)吊重物用鋼絲繩除要求有一定的強(qiáng)度，還要有很高的彈性極限，而60 、 65 、 70 、 75鋼有高的強(qiáng)度和高的彈性極限。5）鉗工鋸 T8 ， T10,T12 等鋼料時(shí)比鋸 10,20 鋼費(fèi)力，鋸條容易磨鈍；答：T8 ， T10,T12屬于碳素工具鋼，%，%，%，因而鋼中滲碳體含量高，鋼的硬度較高；而10,20鋼為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，屬于低碳鋼，鋼的硬度較低，因此鉗工鋸 T8 ， T10,T12 等鋼料時(shí)比鋸 10,20 鋼費(fèi)力，鋸條容易磨鈍。答：%~%之間，滲碳體含量較少，鐵素體含量較多，而鐵素體有較好的塑韌性，因而鋼適宜于壓力加工；而鑄鐵組織中含有大量以滲碳體為基體的萊氏體，滲碳體是硬脆相，因而鑄鐵適宜于通過(guò)鑄造成形。Mn：大部分溶于鐵素體中，形成置換固溶體，并使鐵素體強(qiáng)化：另一部分Mn溶于Fe3C中，形成合金滲碳體，這都使鋼的強(qiáng)度提高，Mn與S化合成MnS，能減輕S的有害作用。Si：Si與Mn一樣能溶于鐵素體中，使鐵素體強(qiáng)化，從而使鋼的強(qiáng)度、硬度、彈性提高，而塑性、韌性降低。S：硫不溶于鐵，而以FeS形成存在，F(xiàn)eS會(huì)與Fe形成共晶，并分布于奧氏體的晶界上，當(dāng)鋼材在1000℃~1200℃壓力加工時(shí)，由于FeSFe共晶（熔點(diǎn)只有989℃）已經(jīng)熔化，并使晶粒脫開(kāi)，鋼材將變得極脆。碳素工具鋼：用于制造各種刀具、量具、模具等，一般為高碳鋼，在質(zhì)量上都是優(yōu)質(zhì)鋼或高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼。若牌號(hào)后面標(biāo)注字母A、B、C、D，則表示鋼材質(zhì)量等級(jí)不同， A、B、C、D質(zhì)量依次提高，“F”表示沸騰鋼，“b”為半鎮(zhèn)靜鋼，不標(biāo)“F”和“b”的為鎮(zhèn)靜鋼。若鋼中含錳量較高，須將錳元素標(biāo)出，（3）碳素工具鋼：這類(lèi)鋼的牌號(hào)是用“碳”或“T”字后附數(shù)字表示。若為高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼，則在鋼號(hào)最后附以“A”字。中碳鋼：~%的鋼 ；3450鋼經(jīng)熱處理（淬火+高溫回火）后具有良好的綜合機(jī)械性能，即具有較高的強(qiáng)度和較高的塑性、韌性，用于制作軸類(lèi)零件； 高碳鋼：%的鋼 ；60、65鋼熱處理（淬火+高溫回火）后具有高的彈性極限，常用作彈簧。TTT1用于制造要求中韌性的工具，如鉆頭、絲錐、車(chē)刀、沖模、拉絲模、鋸條。 20．下列零件或工具用何種碳鋼制造：手鋸鋸條、普通螺釘、車(chē)床主軸。普通螺釘：它要保證有一定的機(jī)械性能，用普通碳素結(jié)構(gòu)鋼制造，如Q19Q21Q235。、符號(hào)、數(shù)字的含義、主要特點(diǎn)及用途： Q235AF、Q235C、Q195B、Q255D、4020R、20G、TT10A、T12A答：Q235AF：普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，屈服強(qiáng)度為235MPa的A級(jí)沸騰鋼。通常扎制成型鋼、條鋼和鋼板作結(jié)構(gòu)件以及制造連桿、鍵、銷(xiāo)、簡(jiǎn)單機(jī)械上的齒輪、軸節(jié)等。%的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。08：%的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。20：%的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。20R：%的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，容器專(zhuān)用鋼。T8：%的碳素工具鋼。T10A：%的高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼。T12A：%的高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼。第五章 鋼 的 熱 處 理？鋼的熱處理操作有哪些基本類(lèi)型？試說(shuō)明熱處理同其它工藝過(guò)程的關(guān)系及其在機(jī)械制造中的地位和作用。 （2）熱處理包括普通熱處理和表面熱處理；普通熱處理里面包括 退火、正火、淬火和回火，表面熱處理包括表面淬火和化學(xué)熱處理，表面淬火包括火焰加熱表面淬火和感應(yīng)加熱表面淬火，化學(xué)熱處理包括滲碳、滲氮和碳氮共滲等。一個(gè)毛坯件經(jīng)過(guò)預(yù)備熱處理，然后進(jìn)行切削加工，再經(jīng)過(guò)最終熱處理，經(jīng)過(guò)精加工，最后裝配成為零件。熱處理工藝不但可以強(qiáng)化金屬材料、充分挖掘材料潛力、降低結(jié)構(gòu)重量、節(jié)省材料和能源，而且能夠提高機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量、大幅度延長(zhǎng)機(jī)器零件的使用壽命，做到一個(gè)頂幾個(gè)、頂十幾個(gè)。 ：1）奧氏體的起始晶粒度、實(shí)際晶粒度、本質(zhì)晶粒度；答：（1）起始晶粒度：是指在臨界溫度以上，奧氏體形成剛剛完成，其晶粒邊界剛剛接觸時(shí)的晶粒大小。（3）本質(zhì)晶粒度：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法，在930177。2）珠光體、索氏體、屈氏體、貝氏體、馬氏體；答：珠光體：鐵素體和滲碳體的機(jī)械混合物。屈氏體：在600～550℃溫度范圍內(nèi)形成片層極細(xì)的珠光體。馬氏體：碳在αFe中的過(guò)飽和固溶體。殘余奧氏體：M轉(zhuǎn)變結(jié)束后剩余的奧氏體。 正火：將工件加熱到Ac3或Accm以上30～80℃，保溫后從爐中取出在空氣中冷卻。 回火：將淬火鋼重新加熱到A1點(diǎn)以下的某一溫度，保溫一定時(shí)間后，冷卻到室溫的一種操作。 時(shí)效處理：為使二次淬火層的組織穩(wěn)定，在110~150℃經(jīng)過(guò)6~36小時(shí)的人工時(shí)效處理，以使組織穩(wěn)定。淬透性：鋼在淬火后獲得淬硬層深度大小的能力。6）再結(jié)晶、重結(jié)晶； 答：再結(jié)晶：金屬材料加熱到較高的溫度時(shí)，原子具有較大的活動(dòng)能力，使晶粒的外形開(kāi)始變化。和變形前的晶粒形狀相似，晶格類(lèi)型相同，把這一階段稱(chēng)為“再結(jié)晶”。7）調(diào)質(zhì)處理、變質(zhì)處理。變質(zhì)處理：在液態(tài)金屬結(jié)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發(fā)晶核的固態(tài)質(zhì)點(diǎn)，使結(jié)晶時(shí)的晶核數(shù)目大大增加，從而提高了形核率，細(xì)化晶粒。答：A1：共析轉(zhuǎn)變線(xiàn)，～%的鐵碳合金冷卻到727℃時(shí)都有共析轉(zhuǎn)變發(fā)生，形成P。 Acm：碳在奧氏體中的溶解度曲線(xiàn)。 AC3：實(shí)際加熱時(shí)奧氏體析出鐵素體的開(kāi)始線(xiàn)。 Ar1：實(shí)際冷卻時(shí)的共析轉(zhuǎn)變線(xiàn)。 Arcm：實(shí)際冷卻時(shí)碳在奧氏體中的溶解度曲線(xiàn)。 （2）不一定。本質(zhì)粗晶粒鋼在較低加熱溫度下可獲得細(xì)晶粒，而本質(zhì)細(xì)晶粒鋼若在較高溫度下加熱也會(huì)得到粗晶粒。分別是珠光體、索氏體和屈氏體。索氏體是在650～600℃溫度范圍內(nèi)形成層片較細(xì)的珠光體。珠光體片間距愈小，相界面積愈大，強(qiáng)化作用愈大，因而強(qiáng)度和硬度升高，同時(shí)，由于此時(shí)滲碳體片較薄，易隨鐵素體一起變形而不脆斷，因此細(xì)片珠光體又具有較好的韌性和塑性。上貝氏體和下貝氏體。在顯微鏡下呈羽毛狀，它是由許多互相平行的過(guò)飽和鐵素體片和分布在片間的斷續(xù)細(xì)小的滲碳體組成的混合物。下貝氏體的形成溫度在350℃～Ms，下貝氏體在光學(xué)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(xì)小的滲碳體粒子組成的。？它們?cè)谛纬蓷l件、晶體結(jié)構(gòu)、組織形態(tài)、性能有何特點(diǎn)？馬氏體的硬度與含碳量關(guān)系如何？答：（1）兩種，板條馬氏體和片狀馬氏體。低碳馬氏體的晶體結(jié)構(gòu)為體心立方。含碳量較高的鋼的晶體結(jié)構(gòu)一般出現(xiàn)體心正方。這是因?yàn)榈吞捡R氏體中含碳量較低，過(guò)飽和度較小，晶格畸變也較小，故具有良好的綜合機(jī)械性能。當(dāng)含碳量很高時(shí)，盡管馬氏體的硬度和強(qiáng)度很高，但由于過(guò)飽和度太大，引起嚴(yán)重的晶格畸變和較大的內(nèi)應(yīng)力，致使高碳馬氏體針葉內(nèi)產(chǎn)生許多微裂紋，因而塑性和韌性顯著降低。？試?yán)L出奧氏體這兩種冷卻方式的示意圖。連續(xù)冷卻：在一定冷卻速度下，過(guò)冷奧氏體在一個(gè)溫度范圍內(nèi)所發(fā)生的轉(zhuǎn)變。熱處理可以顯著提高鋼的機(jī)械性能，延長(zhǎng)機(jī)器零件的使用壽命。其次連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線(xiàn)位于等溫轉(zhuǎn)變曲線(xiàn)的右下側(cè)，且沒(méi)有C曲線(xiàn)的下部分，即共析鋼在連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變時(shí)，得不到貝氏體組織。 Vk 的大小受哪些因素影響？它與鋼的淬透性有何關(guān)系？答：（1）化學(xué)成分的影響：亞共析鋼中隨著含碳量的增加，C曲線(xiàn)右移，過(guò)冷奧氏體穩(wěn)定性增加，則Vk減小，過(guò)共析鋼中隨著含碳量的增加，C曲線(xiàn)左移，過(guò)冷奧氏體穩(wěn)定性減小，則Vk增大；合金元素中，除Co和Al(%)以外的所有合金元素，都增大過(guò)冷奧氏體穩(wěn)定性，使C曲線(xiàn)右移，則Vk減小。如果工件截面中心的冷速高于Vk，工件就會(huì)淬透。只有冷速大于Vk的工件外層部分才能得到馬氏體。162。答：(1)珠光體：冷卻至線(xiàn)~550℃范圍內(nèi)等溫停留一段時(shí)間，再冷卻下來(lái)得到珠光體組織。屈氏體：冷卻至600～550℃溫度范圍內(nèi)等溫停留一段時(shí)間，再冷卻下來(lái)得到屈氏體組織。下貝氏體：冷卻至350℃～Ms溫度范圍內(nèi)等溫停留一段時(shí)間，再冷卻下來(lái)得到下貝氏體組織。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。 答：（1）均勻鋼的化學(xué)成分及組織，細(xì)化晶粒，調(diào)整硬度，并消除內(nèi)應(yīng)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(zhǔn)備。 （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。球化退火主要用于共析或過(guò)共析成分的碳鋼及合金鋼。？為什么過(guò)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(shí)間后隨爐緩慢冷卻至600℃后出爐空冷。通過(guò)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。目的：使變形晶粒重新轉(zhuǎn)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(nèi)應(yīng)力。組織：等軸晶的大量鐵素體和少量珠光體。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(nèi)應(yīng)力。組織：晶粒均勻細(xì)小的鐵素體和珠光體。由于鍛造過(guò)熱后組織晶粒劇烈粗化并分布不均勻，且存在殘余內(nèi)應(yīng)力。組織：晶粒均勻細(xì)小的少量鐵素體和大量珠光體。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(kāi)裂。組織：粒狀珠光體和球狀滲碳體。②冷速快，組織細(xì)，強(qiáng)度和硬度有所提高。 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(duì)刀具的磨損等。高于它過(guò)硬，難以加工，且刀具磨損快；過(guò)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。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。（3）從經(jīng)濟(jì)上考慮正火比退火的生產(chǎn)周期短，耗能少，且操作簡(jiǎn)便，故在可能的條件下，應(yīng)優(yōu)先考慮以正火代替退火。組織：晶粒均勻細(xì)小的大量鐵素體和少量索氏體。組織：晶粒均勻細(xì)小的鐵素體和索氏體。組織：索氏體和球狀滲碳體。擬采用以下幾種退火工藝；（1）緩慢加熱至700℃，保溫足夠時(shí)間，隨爐冷卻至室溫；（2）緩慢加熱至840℃，保溫足夠時(shí)間，隨爐冷卻至室溫；（3）緩慢加熱至1100℃，保溫足夠時(shí)間，隨爐冷卻至室溫； 問(wèn)上述三種工藝各得到何種組織？若要得到大小均勻的細(xì)小晶粒，選何種工藝最合適？答：（1）因其未達(dá)到退火溫度，加熱時(shí)沒(méi)有經(jīng)過(guò)完全奧氏體化，故冷卻后依然得到組織、晶粒大小不均勻的鐵素體和珠光體。（3）因其加熱溫度過(guò)高，加熱時(shí)奧氏體晶粒劇烈長(zhǎng)大，故冷卻后得到晶粒粗大的鐵素體和珠光體。19. 淬火的目的是什么？亞共析碳鋼及過(guò)共析碳鋼淬火加熱溫度應(yīng)如何選擇？試從獲得的組織及性能等方面加以說(shuō)明。 亞共析碳鋼淬火加熱溫度Ac3+（30～50℃），淬火后的組織為均勻而細(xì)小的馬氏體。但溫度不能超過(guò)Ac3點(diǎn)過(guò)高，以防奧氏體晶粒粗化，淬火后獲得粗大馬氏體。如果加熱溫度超過(guò)Accm，滲碳體溶解過(guò)多，奧氏體晶粒粗大，會(huì)使淬火組織中馬氏體針變粗，滲碳體量減少，殘余奧氏體量增多，從而降低鋼的硬度和耐磨性。？說(shuō)明它們的主要特點(diǎn)及其應(yīng)用范圍。單液淬火法：這種方法操作簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，自動(dòng)化，如碳鋼在水中淬火，合金鋼在油中淬火。適合于小尺寸且形狀簡(jiǎn)單的工件。充分利用了水在高溫區(qū)冷速快和油在低溫區(qū)冷速慢的優(yōu)點(diǎn)，既可以保證工件得到馬氏體組織，又可以降低工件在馬氏體區(qū)的冷速，減少組織應(yīng)力，從而防止工件變形或開(kāi)裂。等溫淬火法：它是將加熱的工件放入溫度稍高于Ms的硝鹽浴或堿浴中，保溫足夠長(zhǎng)的時(shí)間使其完成B轉(zhuǎn)變。下貝氏體與回火馬氏體相比，在碳量相近，硬度相當(dāng)?shù)那闆r下，前者比后者具有較高的塑性與韌性，適用于尺寸較小，形狀復(fù)雜，要求變形小，具有高硬度和強(qiáng)韌性的工具，模具等。這種方法可以減少工件內(nèi)外的溫差和減慢馬氏體轉(zhuǎn)變時(shí)的冷卻速度，從而有效地減少內(nèi)應(yīng)力，防止產(chǎn)生變形和開(kāi)裂。（Φ10mm）經(jīng)下列溫度加熱、保溫并在水中冷卻得到的室溫組織：700℃，760℃，840℃，1100℃。