金屬熱處理試題答案

1、1工件淬火時(shí)常出現(xiàn)的缺陷有表面缺陷、性能缺陷、組織缺陷、形狀缺陷。2退火的目的主要是降低硬度，便于切削加工：消除或改善鋼在鑄造、軋制、鍛造和焊接過(guò)程中所造成的各種組織缺陷；細(xì)化晶粒，改善組織，為最終熱處理做準(zhǔn)備；還有為了消除應(yīng)力，防止變形和開(kāi)裂。3正火的目的和退火基本相同，但正火后得到細(xì)片狀珠光體組織，對(duì)低碳鋼來(lái)說(shuō)講，正火組織易進(jìn)行機(jī)械加工；能降低工件切削加工的表面粗糙度；正火還可以消除過(guò)共析鋼中的滲碳體網(wǎng)。4淬火的目的是把奧氏體化的鋼

2、件淬成馬氏體，然后和不同回火溫度相配合獲得所需的力學(xué)性能。5熱應(yīng)力是由于工件加熱或冷卻時(shí)，各部溫度不同，使之熱脹冷縮不同而產(chǎn)生的應(yīng)力叫熱應(yīng)力。減少變形與防止開(kāi)裂的方法很多，但主要的是靠正確的選材、合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、冷熱加工工藝的密切配合以及正確的熱處理制度來(lái)保證。1將同一棒料上切割下來(lái)的將同一棒料上切割下來(lái)的4塊45#試樣，同時(shí)加熱試樣，同時(shí)加熱到850，然后分別在水、油、爐和空氣中冷卻，說(shuō)，然后分別在水、油、爐和空氣中冷卻，說(shuō)明：各是何

3、種熱處理工藝？各獲得何種組織？排列明：各是何種熱處理工藝？各獲得何種組織？排列一下硬度大小一下硬度大?。捍穑海?）水冷：淬火M（2）油冷：淬火MT（3）爐冷：退火PF（4）空冷：正火SF硬度（1）（2）（4）（3）2.兩個(gè)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為兩個(gè)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.2%的碳鋼薄試樣，分別加熱的碳鋼薄試樣，分別加熱到780C和900C，保溫相同時(shí)間奧氏體化后，以，保溫相同時(shí)間奧氏體化后，以大于淬火臨界冷卻速度的速度冷卻至室溫。試分大于淬火臨界冷卻速度

4、的速度冷卻至室溫。試分析：析：（1）哪個(gè)溫度加熱淬火后馬氏體晶粒較粗大？）哪個(gè)溫度加熱淬火后馬氏體晶粒較粗大？（2）哪個(gè)溫度加熱淬火后馬氏體碳含量較多？）哪個(gè)溫度加熱淬火后馬氏體碳含量較多？（3）哪個(gè)溫度加熱淬火后殘余奧氏體較多？）哪個(gè)溫度加熱淬火后殘余奧氏體較多？（4）哪個(gè)溫度加熱淬火后未溶滲碳體較多？）哪個(gè)溫度加熱淬火后未溶滲碳體較多？（5）你認(rèn)為哪個(gè)溫度加熱淬火合適？為什么）你認(rèn)為哪個(gè)溫度加熱淬火合適？為什么？答：（1）900C（

5、2）900C（3）900C（4）780C（5）780C，綜上所述此溫度淬火后得到的均勻細(xì)小的M顆粒狀CmAR的混合組織，使鋼具有最大的硬度和耐磨性。3.用T10鋼制造形狀簡(jiǎn)單的車刀，其工藝路線為：鍛鋼制造形狀簡(jiǎn)單的車刀，其工藝路線為：鍛造—熱處理熱處理—機(jī)加工機(jī)加工—熱處理熱處理—磨加工。磨加工。（1）寫(xiě)出其中熱處理工序的名稱及作用。）寫(xiě)出其中熱處理工序的名稱及作用。（2）制定最終熱處理（磨加工前的熱處理）的工藝）制定最終熱處理（磨加工

6、前的熱處理）的工藝規(guī)范，并指出車刀在使用狀態(tài)下的顯微組織和大致規(guī)范，并指出車刀在使用狀態(tài)下的顯微組織和大致硬度。硬度。答:(1)球化退火，作用：利于切削加工。得到球狀珠光體，均勻組織，細(xì)化晶粒，為后面淬火處理作組織準(zhǔn)備。淬火低溫回火，作用：使零件獲得較高的硬度、耐磨性和韌性，消除淬火內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定組織和尺寸。（2）工藝規(guī)范：760C水淬200C回火；顯微組織：M回Cm，大致硬度：60HRC.4.如下圖所示，如下圖所示，T12鋼加熱到鋼加熱

7、到Ac1以上，用圖示以上，用圖示的各種方法冷卻，分析各自得到的組織。的各種方法冷卻，分析各自得到的組織。A：水中淬火MFe3CB：分級(jí)淬火MFe3CC：油中淬火MTFe3CD：等溫淬火B(yǎng)下Fe3CE：正火SFe3CF：完全退火PFe3CG：等溫退火PFe3C5為改善可加工性，確定下列鋼件的預(yù)備熱處理方為改善可加工性，確定下列鋼件的預(yù)備熱處理方法，并指出所得到組織：法，并指出所得到組織：（1）20鋼鋼板鋼鋼板（2）T8鋼鋸條鋼鋸條（3）具

8、有片狀滲碳體的）具有片狀滲碳體的T12鋼鋼坯鋼鋼坯答：（1）20鋼鋼板：正火SF（2）T8鋼鋸條：球化退火球狀P（3）具有片狀滲碳體的T12鋼鋼坯：球化退火球狀PCm6指出下列工件的淬火及回火溫度，并說(shuō)明其回火后指出下列工件的淬火及回火溫度，并說(shuō)明其回火后獲得的組織和大致的硬度：獲得的組織和大致的硬度：（1）4545鋼小軸（要求綜合機(jī)械性能）鋼小軸（要求綜合機(jī)械性能）；（2）6060鋼彈簧；鋼彈簧；（3）T12T12鋼銼刀。鋼銼刀。答：

9、（1）45鋼小軸（要求綜合機(jī)械性能），工件的淬火溫度為850℃左右，回火溫度為500℃～650℃左右，其回火后獲得的組織為回火索氏體，大致的碳鋼及合金鋼。去應(yīng)力退火主要用于消除鑄件、鍛件、焊接件、冷沖壓件（或冷拔件）及機(jī)加工的殘余內(nèi)應(yīng)力。1212何謂球化退火？為什么過(guò)共析鋼必須采用球化退何謂球化退火？為什么過(guò)共析鋼必須采用球化退火而不采用完全退火？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

10、卻至600℃后出爐空冷。（2）過(guò)共析鋼組織若為層狀滲碳體和網(wǎng)狀二次滲碳體時(shí)，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。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。13正火與退火的主要區(qū)別是什么？生產(chǎn)中應(yīng)如何選正火與退火的主要區(qū)別是什么？生產(chǎn)中應(yīng)如何選擇正火及退火？擇正火及退火？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

11、加熱溫度在Accm以上30～50℃。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。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。一般金屬的硬度在HB170～230范圍內(nèi)，切削性能較好。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。對(duì)于低、中碳結(jié)構(gòu)鋼以正火作為預(yù)先熱處理比較合適，高碳結(jié)構(gòu)鋼和工具鋼

12、則以退火為宜。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。（2）從使用性能上考慮如工件性能要求不太高，隨后不再進(jìn)行淬火和回火，那么往往用正火來(lái)提高其機(jī)械性能，但若零件的形狀比較復(fù)雜，正火的冷卻速度有形成裂紋的危險(xiǎn)，應(yīng)采用退火。（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。14一批一批4545鋼試樣（尺寸鋼試樣（尺寸Φ1510

13、mmΦ1510mm），因其組織、，因其組織、晶粒大小不均勻，需采用退火處理。擬采用以下幾晶粒大小不均勻，需采用退火處理。擬采用以下幾種退火工藝；種退火工藝；（1）緩慢加熱至）緩慢加熱至700℃700℃，保溫足夠時(shí)間，隨爐冷卻，保溫足夠時(shí)間，隨爐冷卻至室溫；至室溫；（2）緩慢加熱至）緩慢加熱至840℃840℃，保溫足夠時(shí)間，隨爐冷卻，保溫足夠時(shí)間，隨爐冷卻至室溫；至室溫；（3）緩慢加熱至）緩慢加熱至1100℃1100℃，保溫足夠時(shí)間，隨爐

14、冷卻，保溫足夠時(shí)間，隨爐冷卻至室溫；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？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。（2）因其在退火溫度范圍內(nèi)，加熱時(shí)全部轉(zhuǎn)化為晶粒細(xì)小的奧氏體，故冷卻后得到組織、晶粒均勻細(xì)小的鐵素體和珠光體。（3）因其加熱溫度過(guò)高

15、，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。要得到大小均勻的細(xì)小晶粒，選第二種工藝最合適。15淬火的目的是什么？亞共析碳鋼及過(guò)共析碳鋼淬淬火的目的是什么？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。方面加以說(shuō)明。答：淬火的目的是使奧氏體化后的工件獲得盡量多的馬氏體并配以不同溫度回火獲得各種需要的性能。亞共析碳鋼淬火加熱溫度Ac3（30

16、～50℃），淬火后的組織為均勻而細(xì)小的馬氏體。因?yàn)槿绻麃喒参鎏间摷訜釡囟仍贏c1～Ac3之間，淬火組織中除馬氏體外，還保留一部分鐵素體，使鋼的強(qiáng)度、硬度降低。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。過(guò)共析碳鋼淬火加熱溫度Ac1（30～50℃），淬火后的組織為均勻而細(xì)小的馬氏體和顆粒狀滲碳體及殘余奧氏體的混合組織。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