【正文】 再結(jié)晶：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。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”。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，使結(jié)晶時的晶核數(shù)目大大增加，從而提高了形核率，細化晶粒。答：A1：共析轉(zhuǎn)變線，～%的鐵碳合金冷卻到727℃時都有共析轉(zhuǎn)變發(fā)生，形成P。 Acm：碳在奧氏體中的溶解度曲線。 AC3：實際加熱時奧氏體析出鐵素體的開始線。 Ar1：實際冷卻時的共析轉(zhuǎn)變線。 Arcm：實際冷卻時碳在奧氏體中的溶解度曲線。 （2）不一定。本質(zhì)粗晶粒鋼在較低加熱溫度下可獲得細晶粒，而本質(zhì)細晶粒鋼若在較高溫度下加熱也會得到粗晶粒。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)形成層片較細的珠光體。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。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。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滲碳體粒子組成的。？它們在形成條件、晶體結(jié)構(gòu)、組織形態(tài)、性能有何特點？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。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(nèi)應力，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。？試繪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，過冷奧氏體在一個溫度范圍內(nèi)所發(fā)生的轉(zhuǎn)變。熱處理可以顯著提高鋼的機械性能，延長機器零件的使用壽命。其次連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線位于等溫轉(zhuǎn)變曲線的右下側(cè)，且沒有C曲線的下部分，即共析鋼在連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變時，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）化學成分的影響：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；合金元素中，除Co和Al(%)以外的所有合金元素，都增大過冷奧氏體穩(wěn)定性，使C曲線右移，則Vk減小。如果工件截面中心的冷速高于Vk，工件就會淬透。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~550℃范圍內(nèi)等溫停留一段時間，再冷卻下來得到珠光體組織。屈氏體：冷卻至600～550℃溫度范圍內(nèi)等溫停留一段時間，再冷卻下來得到屈氏體組織。下貝氏體：冷卻至350℃～Ms溫度范圍內(nèi)等溫停留一段時間，再冷卻下來得到下貝氏體組織。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）均勻鋼的化學成分及組織，細化晶粒，調(diào)整硬度，并消除內(nèi)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。 （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共析成分的碳鋼及合金鋼。？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。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。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)應力。組織：晶粒均勻細小的鐵素體和珠光體。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(nèi)應力。組織：晶粒均勻細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)生淬火變形及開裂。組織：粒狀珠光體和球狀滲碳體。②冷速快，組織細，強度和硬度有所提高。 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，表面粗糙度及對刀具的磨損等。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。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。組織：晶粒均勻細小的大量鐵素體和少量索氏體。組織：晶粒均勻細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℃，保溫足夠時間，隨爐冷卻至室溫；（2）緩慢加熱至840℃，保溫足夠時間，隨爐冷卻至室溫；（3）緩慢加熱至1100℃，保溫足夠時間，隨爐冷卻至室溫； 問上述三種工藝各得到何種組織？若要得到大小均勻的細小晶粒，選何種工藝最合適？答：（1）因其未達到退火溫度，加熱時沒有經(jīng)過完全奧氏體化，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）因其加熱溫度過高，加熱時奧氏體晶粒劇烈長大，故冷卻后得到晶粒粗大的鐵素體和珠光體。？亞共析碳鋼及過共析碳鋼淬火加熱溫度應如何選擇？試從獲得的組織及性能等方面加以說明。 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小的馬氏體。但溫度不能超過Ac3點過高，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Accm，滲碳體溶解過多，奧氏體晶粒粗大，會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。？說明它們的主要特點及其應用范圍。單液淬火法：這種方法操作簡單，容易實現(xiàn)機械化，自動化，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，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，減少組織應力，從而防止工件變形或開裂。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，保溫足夠長的時間使其完成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?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，形狀復雜，要求變形小，具有高硬度和強韌性的工具，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)變時的冷卻速度，從而有效地減少內(nèi)應力，防止產(chǎn)生變形和開裂。（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℃。760℃：它的加熱溫度在Ac1～Ac3之間，因此組織為鐵素體、馬氏體和少量殘余奧氏體。1100℃：因它的加熱溫度過高，加熱時奧氏體晶粒粗化，淬火后得到粗片狀馬氏體和少量殘余奧氏體。試問：（1）哪個溫度加熱淬火后馬氏體晶粒較粗大？答。（2）哪個溫度加熱淬火后馬氏體含碳量較多？答；因為加熱溫度860℃已經(jīng)超過了Accm，此時碳化物全部溶于奧氏體中，奧氏體中含碳量增加，而奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變是非擴散型轉(zhuǎn)變，所以冷卻后馬氏體含碳量較多。（4）哪個溫度加熱淬火后未溶碳化物較少？答：因為加熱溫度860℃已經(jīng)超過了Accm，此時碳化物全部溶于奧氏體中，因此加熱淬火后未溶碳化物較少（5）你認為哪個溫度加熱淬火后合適？為什么？答：780℃加熱淬火后合適。，并說明其回火后獲得的組織和大致的硬度：（1）45鋼小軸（要求綜合機械性能）；（2）60鋼彈簧；（3）T12鋼銼刀。（2）60鋼彈簧，工件的淬火溫度為850℃左右，回火溫度為350℃～500℃左右，其回火后獲得的組織為回火屈氏體 ，大致的硬度40～48HRC。，有的甚至開裂？減小變形及防止開裂有哪些途徑？答：淬火中變形與開裂的主要原因是由于淬火時形成內(nèi)應為。工件在加熱和(或)冷卻時由于不同部位存在著溫度差別而導致熱脹和(或)冷縮不一致所引起的應力稱為熱應力。鋼中奧氏體比體積最小,奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌鞣N組織時比體積都會增大,使鋼的體積膨脹。這種由于熱處理過程中各部位冷速的差異使工件各部位相轉(zhuǎn)變的不同時性所引起的應力,稱為相變應力(組織應力)。工件的變形與開裂是熱應力與組織應力綜合的結(jié)果，但熱應力與組織應力方向恰好相反，如果熱處理適當，它們可部分相互抵消，可使殘余應力減小，但是當殘余應力超過鋼的屈服強度時，工件就發(fā)生變形，殘余應力超過鋼的抗拉強度時，工件就產(chǎn)生開裂。淬火前應進行預備熱處理(如球化退火與正火),不但可為淬火作好組織準備,而且還可消除工件在前面加工過程中產(chǎn)生的內(nèi)應力。對形狀復雜或?qū)嵝圆畹母吆辖痄?應緩慢加熱或多次預熱,以減少加熱中產(chǎn)生的熱應力。選擇合適的淬火冷卻介質(zhì)和洋火方法(如馬氏體分級淬火、貝氏體等溫淬火),以減少冷卻中熱應力和相變應力等。，如鍵槽，孔眼等用石棉堵塞。不同的鋼在同樣的條件下淬硬層深不同，說明不同的鋼淬透性不同，淬硬層較深的鋼淬透性較好。鋼的淬硬性主要決定于馬氏體的含碳量，即取決于淬火前奧氏體的含碳量。對于碳鋼，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。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。答：為了便于比較各種鋼的淬透性，常利用臨界直徑Dc來表示鋼獲得淬硬層深度的能力。對同一種鋼Dc油＜Dc水，因為油的冷卻能力比水低。“頂端淬火法”——國家規(guī)定試樣尺寸為φ25100mm；水柱自由高度65mm；此外應注意加熱過程中防止氧化，脫碳。顯然，在噴水端冷卻速度最大，沿試樣軸向的冷卻速度逐漸減小。不同鋼種有不同的淬透性曲線，工業(yè)上用鋼的淬透性曲線幾乎都已測定，并已匯集成冊可查閱參考。此外對于同一種鋼，因冶煉爐冷不同，其化學成分會在一個限定的范圍內(nèi)波動，對淬透性有一定的影響，因此鋼的淬透性曲線并不是一條線，而是一條帶，即表現(xiàn)出“淬透性帶”。？常用的回火操作有哪幾種？指出各種回火操作得到的組織、性能及其應用范圍。常用的回火操作有低溫回火、中溫回火、高溫回火。內(nèi)應力和脆性降低，保持了高硬度和高耐磨性。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。高溫回火后的組織為回火索氏體，其硬度HRC 2535，具有適當?shù)膹姸群妥銐虻乃苄院晚g性。：（1）索氏體與回火索氏體；（2）屈氏體與回火屈氏體；（3）馬氏體與回火馬氏體。由奧氏體直接分解的屈氏體及索氏體中的碳化物是片狀的,而由馬氏體分解的回火屈氏體與回火索氏體中碳化物是顆粒狀的。馬氏體（M）是由A直接轉(zhuǎn)變成碳在α—Fe中過飽和固溶體。？常用的表面淬火方法有哪幾種？比較它們的優(yōu)缺點及應用范圍。答：表面淬火的目的是使工件表層得到強化，使它具有較高的強度，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，仍應保持足夠的塑性與韌性。感應加熱表面淬火是把工件放入有空心銅管繞成的感應器（線圈）內(nèi)，當線圈通入交變電流后，立即產(chǎn)生交變磁場，在工件內(nèi)形成“渦流”，表層迅速被加熱到淬火溫度時而心部仍接近室溫，在立即噴水冷卻后，就達到表面淬火的目的。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。2)因加熱時間短,奧氏體晶粒細小而均勻,淬火后可在表面層獲得極細馬氏體,使工件表面層較一般淬火硬度高2~3HRC,且脆性較低。4)生產(chǎn)率高,便于機械化、自動化,適宜于大批量生產(chǎn)。？常用的化學熱處理方法有哪幾種？答：化學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，使化學介質(zhì)中某些元素滲入到工件表層，從而改變表層的化學成分，使心部與表層具有不同的組織與機械性能。常用的化學熱處理方法有：滲碳、氮化、碳氮共滲、氮碳共滲。答：一般滲碳件的工藝路線為：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？說明氮化的主要特點及應用范圍。其目的是提高工件表面硬度、耐磨性、耐蝕性及疲勞強度。2)工件經(jīng)滲氮后滲氮層體積增大,造成表面壓應力,使疲勞強度顯著提高。4)滲溫度低,滲氮后又不再進行熱處理,所以工件變形小,一般只需精磨或研磨、拋光即可。、滲碳、氮化熱處理工藝在用鋼、性能、應用范圍等方面的差別。以及球墨鑄鐵等。應用范圍：（1）高頻感應加熱表面淬火應用于中小模數(shù)齒輪、小型軸的表面淬火。(3)工頻感應加熱表面淬火工頻感應加熱主要用于大直徑鋼材穿透加熱和要求淬硬深度深的大直徑零件,例如火車車輪、軋轆等的表面淬火。~。滲碳件滲碳后緩冷到室溫的組織接近于鐵碳相圖所反映的平衡組織，從表層到心部依次是過共析組織，共析組織，亞共析過渡層，心部原始組織。氮化用鋼通常是含Al、Cr、Mo等合金元素的鋼，如38CrMoAlA是一種比較典型的氮化鋼，此外還有35CrMo、18CrNiW等也經(jīng)常作為氮化鋼。2）表面硬度可達HRC65～72，具有較高的耐磨性。4）氮化處理溫度低，滲氮后不需再進行其它熱處理。如：發(fā)動機的汽缸、排氣閥、高精度傳動齒輪等。退火處理可細化組織，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)應力。（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℃。答：（1）下料→鍛造→正火→粗加工→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)→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)