第十章 钢的热处理工艺(金属学与热处理崔忠圻课后答案)

第十章钢的热处理工艺

10-1 何谓钢的退火？退火种类及用途如何？

答：

钢的退火：退火是将钢加热至临界点AC1以上或以下温度，保温一定时间以后随炉缓慢冷却以获得近于平衡状态组织的热处理工艺。

退火种类：根据加热温度可以分为在临界温度AC1以上或以下的退火，前者包括完全退火、不完全退火、球化退火、均匀化退火，后者包括再结晶退火、去应力退火，根据冷却方式可以分为等温退火和连续冷却退火。

退火用途：

完全退火：完全退火是将钢加热至AC3以上20-30℃，保温足够长时间，使组织完全奥氏体化后随炉缓慢冷却以获得近于平衡状态组织的热处理工艺。其主要应用于亚共析钢，其目的是细化晶粒、消除内应力和加工硬化、提高塑韧性、均匀钢的化学成分和组织、改善钢的切削加工性能，消除中碳结构钢中的魏氏组织、带状组织等缺陷。

不完全退火：不完全退火是将钢加热至AC1- AC3（亚共析钢）或AC1-ACcm（过共析钢）之间，保温一定时间以后随炉缓慢冷却以获得近于平衡状态组织的热处理工艺。对于亚共析钢，如果钢的原始组织分布合适，则可采用不完全退火代替完全退火达到消除内应力、降低硬度的目的。对于过共析钢，不完全退火主要是为了获得球状珠光体组织，以消除内应力、降低硬度，改善切削加工性能。

球化退火：球化退火是使钢中碳化物球化，获得粒状珠光体的热处理工艺。主要用于共析钢、过共析钢和合金工具钢。其目的是降低硬度、改善切削加工性能，均匀组织、为淬火做组织准备。

均匀化退火：又称扩散退火，它是将钢锭、铸件或锻轧坯加热至略低于固相线的温度下长时间保温，然后缓慢冷却至室温的热处理工艺。其目的是消除铸锭或铸件在凝固过程中产生的枝晶偏析及区域偏析，使成分和组织均匀化。

再结晶退火：将冷变形后的金属加热到再结晶温度以上保持适当时间，然后缓慢冷却至室温的热处理工艺。其目的是使变形晶粒重新转变为均匀等轴晶粒，同时消除加工硬化和残留内应力，使钢的组织和性能恢复到冷变形前的状态。

去应力退火：在冷变形金属加热到再结晶温度以下某一温度，保温一段时间然后缓慢冷却至室温的热处理工艺。其主要目的是消除铸件、锻轧件、焊接件及机械加工工件中的残留内应力（主要是第一类内应力），以提高尺寸稳定性，减小工件变形和开裂的倾向。

10-2 何谓钢的正火？目的如何？有何应用？

答：

钢的正火：正火是将钢加热到AC3或Accm以上适当温度，保温适当时间进行完全奥氏体化以后，以较快速度（空冷、风冷或喷雾）冷却，得到珠光体类组织的热处理工艺。正火过程的实质是完全奥氏体化加伪共析转变。

目的：细化晶粒、均匀成分和组织、消除内应力、调整硬度、消除魏氏组织、带状组织、网状碳化物等缺陷，为最终热处理提供合适的组织状态。

应用：

改善低碳钢的切削加工性能。

消除中碳钢的热加工缺陷（魏氏组织、带状组织、粗大晶粒）。

消除过共析钢的网状碳化物，便于球化退火，为淬火做好组织准备。

作为最终热处理，提高普通结构件的力学性能。

10-3 在生产中为了提高亚共析钢的强度，常用的方法是提高亚共析钢中珠光体的含量，问应该采用什么热处理工艺？

答：

应该采用正火工艺。

原因：亚共析钢过冷奥氏体在冷却过程中会析出先共析铁素体，冷却速度越慢，先共析铁素体的含量越多，从而导致珠光体的含量变少，降低亚共析钢的硬度和强度。而正火工艺的实质就是完全奥氏体化加上伪共析转变，可以通过增大冷却速度降低先共析铁素体的含量，使亚共析成分的钢转变成共析组织，即增加了珠光体的含量，从而可以提高亚共析钢的强度和硬度。

10-4 淬火的目的是什么？淬火方法有几种？比较几种淬火方法的优缺点？

答：

淬火的目的：获得尽量多的马氏体，可以显著提高钢的强度、硬度、耐磨性，与各种回火工艺相配合可以使钢在具有高强度高硬度的同时具有良好的塑韧性

将钢加热至临界点AC3或AC1以上一定温度，保温适当时间后以大于临界冷却速度的冷速冷却得到马氏体（或下贝氏体）的热处理工艺叫做淬火。

淬火方法：按冷却方式可以分为：单液淬火法、双液淬火法、分级淬火法、等温淬火法

优缺点比较：

10-5 试述亚共析钢和过共析钢淬火加热温度的选择原则。为什么过共析钢淬火加热温度不能超过Accm线？

答：

淬火加热温度选择原则：以得到均匀细小的奥氏体晶粒为原则，以便获得细小的马氏体组织。亚共析钢通常加热至AC3以上30-50℃，过共析钢加热至AC1以上30-50℃.

原因：

1、过共析钢的淬火加热温度超过Accm线，碳化物全部溶入奥氏体中，使奥氏体的含碳量增加，降低钢的Ms和Mf点，淬火后残留奥氏体量增多，会降低钢的硬度和耐磨性

2、过共析钢淬火温度过高，奥氏体晶粒粗化、含碳量又高，淬火后易得到有显微裂纹的粗针状马氏体，降低钢的塑韧性

3、高温淬火时淬火热应力大，氧化脱碳严重，也增大钢件变形和开裂的倾向。

10-6 何谓钢的淬透性、淬硬性？影响钢的淬透性、淬硬性及淬透层深度的因素？

答：

淬透性：钢的淬透性是指奥氏体化后的钢在淬火时获得马氏体的能力，它反映过冷奥氏体的稳定性，与钢的临界冷却速度有关。其大小以钢在一定条件下淬火获得的淬透层深度和硬度分布来表

示。

淬硬性：钢的淬硬性是指奥氏体化后的钢在淬火时硬化的能力，主要取决于马氏体中的含碳量，用淬火马氏体可能达到的最高硬度来表示。

淬透层深度：淬透层深度是指钢在具体条件下淬火时测定的半马氏体区至工件表面的深度。它与钢的淬透性、工件形状尺寸、淬火介质的冷却能力有关。

10-7 有一圆柱形工件，直径35mm，要求油淬后心部硬度大于

45HRC，能否采用40Cr钢？

答：解答此题需用到40Cr的淬透性曲线图（端淬曲线图）

根据手册可以查到40Cr端淬曲线图，直径35mm圆柱工件在油淬后的心部硬度范围为34-50HRC （钢的淬透性受化学成分、晶粒度、冶炼情况等因素素影响，一条淬透性曲线实际上是一条淬透性带），也就是是说心部硬度有可能大于45HRC，也有可能小于45HRC，所以不建议使用40Cr钢。

10-8 有一40Cr钢圆柱形工件，直径50mm，求油淬后其横截面的硬度分布？

答：解答此题需用到40Cr的淬透性曲线图（端淬曲线图）

根据手册可以查到40Cr端淬曲线图，查图可得：

油淬后中心硬度范围：28-43.5HRC

油淬后距中心3/4R硬度范围：33.5-50 HRC

油淬后表面硬度范围：45-57HRC

10-9 何谓调质处理？回火索氏体比正火索氏体的力学性能为何较优越？

答：

调质处理：习惯上将淬火加高温回火称为调质处理，其目的是为了获得既有较高的强度、硬度，又有良好的塑性及冲击韧性的综合力学性能。

性能比较：

在相同硬度条件下，回火索氏体和正火索氏体抗拉强度相近，但回火索氏体的屈服强度、塑性、韧性等性能都优于正火索氏体。

这是因为，回火索氏体是由淬火马氏体分解而得到，其组织为铁素体加颗粒状碳化物。而正

火索氏体是由过冷奥氏体直接分解而来，其组织为铁素体加片状碳化物。正火索氏体受力时，位错的运动被限制在铁素体内，当位错运动至片状碳化物界面时形成很大的平面位错塞积群，使基体产生很大的应力集中，易使碳化物脆断或形成微裂纹。而粒状碳化物对铁素体的变形阻碍作用大大减弱，塑性和韧性得到提高，当粒状碳化物均匀地分布在塑性基体上是，由于位错和第二相粒子的交互作用产生弥散强化或沉淀强化，提高钢的塑性变形抗力，从而提高强度。

因此相比较正火索氏体，回火索氏体具有更好的强度、塑性、韧性等性能。

10-10 为了减少淬火冷却过程中的变形和开裂，应当采取什么措施？

答：

变形和开裂原因：由于冷却过程中工件内外温度的不均匀性以及相变的不同时性造成工件中产生的内应力，淬火内应力分为热应力和组织应力两种。当淬火应力超过材料的屈服强度时，就会产生塑性变形，当淬火应力超过材料的断裂强度时，工件则发生开裂。

应采取的措施（工艺角度）：

控制淬火加热温度不宜过高：加热温度高，奥氏体晶粒粗化，淬火后得到粗大的马氏体，应力和脆性均显著增大。而且高温加热，氧化脱碳严重，也增大钢件变形和开裂倾向。

选择适当的冷却方法：降低马氏体转变时的冷却速度，可以降低马氏体的转变速度，减少淬火应力，降低工件变形和开裂的倾向。

选择合适的淬火冷却介质：具有理想冷却特性（珠光体转变点以上冷速较慢，快速通过C曲线鼻尖，在Ms点以下缓慢冷却）的冷却介质可以在获得马氏体组织前提下减少淬火应力，降低工件变形和开裂的倾向。

10-11 现有一批45钢普通车床传动齿轮，其工艺路线为锻造-热处理-机械加工-高频感应加热淬火-回火。试问锻后应进行何种热处理？为什么？

答：

锻后热处理：完全退火或不完全退火

原因：中碳结构钢铸件、锻轧件中，可能存在魏氏组织、带状组织、晶粒粗大等缺陷，粗大的魏氏组织显著降低钢的塑性和韧性，带状组织使钢的性能具有方向性。完全退火可以细化晶粒，消除内应力，消除魏氏组织和带状组织缺陷。如果其锻造工艺正常，原始组织分布合适，只是珠光体片间距小、硬度偏高、内应力较大，则可以用不完全退火代替完全退火。

10-12 有一直径10mm的20钢制工件，经渗碳热处理后空冷，随后进行正常的淬火、回火处理，试分析渗碳空冷后及淬火、回火后，由表面到心部的组织。

答：

表层组织：高碳细针状回火马氏体及少量残余奥氏体

心部组织：先共析铁素体和珠光体

10-13 设有一种490柴油机连杆，直径12mm，长77mm，材料为40Cr，调质处理。要求淬火后心部硬度大于45HRC，调质处理后心部硬度为22-33HRC。试制定热处理工艺。

答：解答此题需要40Cr临界相变点AC3和淬透性曲线（通过查手册：AC3=782℃）

热处理工艺：

奥氏体化温度=AC3+（30-50℃），取820℃

保温时间=KD=15min，K=1.5mm/min

根据40Cr的淬透性曲线可以得出，直径12mm的40Cr钢油淬后的心部硬度最低为47 HRC。

查手册可以发现40Cr在650℃回火，其硬度为25-30HRC，符合心部硬度要求。回火时间= KD=24min，K=2mm/min，为防止产生回火脆性回火后冷却可采用空冷或水冷。

热处理工艺为：将连杆加热至820℃保温15min，油淬至室温，再加热至650℃保温24min，空冷至室温。

10-14 写出20Cr2Ni4A钢重载渗碳齿轮的冷、热加工工序安排，并说明热处理所起的作用。

答：

冷、热加工工序安排：冶炼-铸造-扩散退火-锻造-完全退火-粗加工-渗碳-（淬火+回火）-精加工

热处理所起作用：

扩散退火：消除凝固过程的枝晶偏析和区域偏析，均匀化学成分和组织。

完全退火：细化晶粒、均匀钢的化学成分和组织、消除内应力和加工硬化、消除魏氏组织和带状组

织等缺陷、改善钢的切削加工性能。

渗碳：使活性碳原子渗入齿轮表面，获得一定深度高碳渗层（一般碳含量：0.85-1.05%，渗层深度：0.5-2mm）

淬火-回火：使齿轮表面获得高碳细针状回火马氏体组织+少量残留奥氏体，具有高硬度、良好的耐磨性以及接触疲劳强度；使心部获得低碳板条回火马氏体+少量铁素体组织，具有较高的强度和良好的塑韧性。

10-15 指出直径10mm的45钢（退火状态），经下列温度加热并水冷所获得的组织：700℃、760℃、840℃。

答：解答此题需找到45钢的临界相变点AC1和AC3（可查手册得知：AC1=724℃，AC3=780℃）700℃：将45钢加热至700℃未发生珠光体组织向奥氏体转变，因此水冷时无奥氏体向马氏体转变，所以水冷后的组织仍为退火状态的组织：珠光体+块状铁素体

760℃：760℃介于AC1和AC3之间，在此温度加热保温，珠光体组织转变为奥氏体，但保留一部分先共析铁素体和未熔的渗碳体颗粒，水冷时发生奥氏体向马氏体的转变，所以水冷后的组织为：马氏体+块状铁素体+粒状碳化物

840℃：在此温度下保温，铁素体+珠光体组织将全部转变为奥氏体，水冷后的组织为马氏体+残留奥氏体

10-16 T10钢经过何种热处理能获得下述组织：

1）粗片状珠光体+少量球状渗碳体

2）细片状珠光体

3）细球状珠光体

4）粗球状珠光体

答：

热处理工艺（待论证）：

1）粗片状珠光体+少量球状渗碳体：亚温加热+等温退火

2）细片状珠光体：正火处理

3）细球状珠光体：淬火+中温回火或循环球化退火工艺

4）粗球状珠光体：淬火+高温回火或球化退火工艺

10-17 一零件的金相组织是：在黑色的马氏体基体上分布有少量的珠光体组织，问此零件原来是如何热处理的？

答：

热处理工艺（待论证）：

淬火+低温回火，淬火得到马氏体基体+残留奥氏体，经低温回火后马氏体变成黑色针状回火马氏体，残留奥氏体转变为珠光体。

金属学与热处理原理哈工大考研初试经典题目呕心沥血总结

金属学与热处理原理哈工大考研初试经典题目呕心沥血总结 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

哈工大金属学与热处理原理初试经典试题呕心沥血总结题记：权威的答案是考研专业课成功的保证！！！希望这份资料，能够照亮每一个苦苦求学的孩子通往哈工大的漫漫征程。 分享人：刚爷闯天下 第三章 什么是成分过冷画图说明成分过冷是如何形成的（以固相中无扩散，液相中只有扩散而无对流搅拌的情况为例说明）并说明成分过冷对晶体长大方式及铸锭组织的影响。 成分过冷：实质是液相成分变化引起过冷状况发生变化。 异分结晶必然导致溶质在液、固相中的浓度变化，而固溶体的平衡结晶温度则随合金成分的不同而变化，进而引起过冷状况变化。 自己把图画上(共五个) 假设液态金属中仅扩散，即扩散不能充分进行。 ，故将溶质排到界面前由图（a）结晶的固相成分总是低于平衡成分C o 沿，由于不能充分扩散，便在界面处产生溶质浓度梯度薄层。结合图（c）（d），固溶体平衡结晶温度随溶质浓度的变化而变化。将实际温度分布（b）与平衡结晶温度分布（e）叠加，便在固液界面前一定范围的液相中出现了过冷区域。平衡结晶温度与实际结晶温度之差为过冷度，这个过冷度是由于液相中成分变化引起的，故称为成分过冷。 成分过冷对晶体长大方式的影响： 随着成分过冷的增大，固溶体晶体由平面状向胞状、树枝状的形态发展 成分过冷对铸锭组织的影响： 固溶体合金的铸锭组织也是由表层细晶区、柱状晶区、中心等轴晶区组成。当溶质含量固定时，随着G/√R的增加成分过冷区下降，铸锭组织由等轴晶向柱状晶发展；当G/√R固定时，随着浓度的增加，成分过冷区增大，铸锭组织由柱状晶向等轴晶过度，有利于等轴晶形成。 （注：液相中的温度梯度G越小，成长速度R和溶质的浓度C o越大，则有利于形成成分过冷。） 第四章 试述铁碳合金平衡组织中铁素体和渗碳体的形态、特征和数量对合金组织和性能的影响。

(完整版)《金属学与热处理》复习题参考答案

《金属学与热处理》复习题 绪论 基本概念： 1.工艺性能:金属材料适应实际加工工艺的能力。（分类） 2.使用性能：金属材料在使用时抵抗外界作用的能力。（分类） 3.组织：用肉眼，或不同放大倍数的放大镜和显微镜所观察到的金属材料内部的情景。 宏观组织：用肉眼或用放大几十倍的放大镜所观察到的组织。 （金属内部的各种宏观缺陷） 显微组织：用100-2000倍的显微镜所观察到的组织。 （各个组成相的种类、形状、尺寸、相对数量和分布，是决定性能的主要因素）4：结构：晶体中原子的排列方式。 第一章 基本概念： 1.金属：具有正的电阻温度系数的物质，其电阻随温度升高而增加。 2.金属键；金属正离子和自由电子之间相互作用而形成的键。 3.晶体：原子（离子）按一定规律周期性地重复排列的物质。 4.晶体特性：(原子)规则排列；确定的熔点；各向异性；规则几何外形。 5.晶胞：组成晶格的最基本的几何单元。 6.配位数:晶格中任一原子周围与其最近邻且等距的原子数目。

7.晶面族：原子排列相同但空间位向不同的所有晶面称为晶面族。 8.晶向族：原子排列相同但空间位向不同的所有晶向称为晶向族。 9.多晶型性：当外部条件（如温度和压强）改变时，有些金属会由一种晶体结构向另一种晶体结构转变。又称为同素异构转变。 10.晶体缺陷：实际晶体中原子排列偏离理想结构的现象。 11.空位：晶格结点上的原子由于热振动脱离了结点位置，在原来的位置上形成的空结点。 12.位错：晶体中有一列或若干列原子发生了有规则的错排现象，使长度达几百至几万个原子间距、宽约几个原子间距范围内的原子离开其平衡位置，发生了有规律的错动。 13.柏氏矢量：在实际晶体中沿逆时针方向环绕位错线作一个闭合回路。在完整晶体中以同样的方向和步数作相同的回路，由回路的终点向起点引一矢量，该矢量即为这条位错线的柏氏矢量。 14.晶粒：晶体中存在的内部晶格位向完全一致，而相互之间位向不相同的小晶体。 15.各向异性：由于晶体中不同晶面和晶向上的原子密度不同，因而晶体在不同方向上的性能有所差异。 16.伪各向同性：由于多晶体中各个晶粒的位向不同，所以不表示出单晶体的各向异性。 17.小角度晶界：相邻晶粒位向差小于10o的晶界。 18.大角度晶界：相邻晶粒位向差小于10o的晶界。 基础知识： 1.三种典型金属结构的晶体学特点。（点阵常数，原子半径，晶胞内原子数，配位数，致密度，间隙种类及大小）

钢的热处理工艺

钢的热处理 第一章钢的热处理 热处理工艺包括：将钢材或钢制件加热到预定温度，在此温度下保温一定时间。然后一定的冷却速度冷却下来，达到热处理所预定的对钢材及钢制件的组织与性能的要求。 1□□钢的加热 1.1□制定钢的加热制度 加热温度、加热速度、保温时间。 1.1.1加热温度的选择 加热温度取决于热处理的目的。热处理分为：淬火、退火、正火、和回火等。 淬火的目的是为了得到细小的马氏体组织，使钢具有高的硬度； 退火及正火的目的是获得均匀的珠光体组织，因此其加热温度不同。在具体制定加热温度时应按以下原则：热处理工艺种类及目的要求；被加热钢材及钢制件的化学成分和原始状态；钢材及钢制件的尺寸和形状以及加热条件来制定。对于碳钢及低合金钢的加热温度：亚共析钢淬火温度：A C3以上30～50℃； 过共析钢淬火温度：A C3以上30～50℃； 亚共析钢完全退火：A C3以上20～30℃； 过共析钢不完全退火：A C3以上20～30℃； 正火A C3或A CM以上30～50℃； 1.1.2加热速度的选择 必须根据钢的化学成分及导热性能；钢的原始状态及应力状态；钢的尺寸及形状来确定加热速度。如钢的原始状态存在着铸造应力或轧煅热变形残余应力时，在加热是应特别注意。对这类钢要特别控制低温阶段的加热速度。钢的变形与热裂倾向是以钢的化学成分及原始状态不同而不同，主要有以下几点： a) 低碳钢比高碳钢热烈倾向小； b) 碳钢比合金钢变形开裂倾向小； c) 钢坯和成品件比钢锭变形和开裂倾向小； d) 小截面比大截面的钢变形和开裂倾向小。 1.1.3钢在加热时的缺陷 a) 过热：过热就是由于加热温度过高，加热时间过长使奥氏体晶粒过分长大。粗大的奥氏体晶粒在冷却时产生粗大的组织，并往往出现魏氏组织，结果是钢的冲击韧性、塑性明显下降。已过火的钢可以在次正火或退火加以纠正。 b) 强烈过热：加热温度过高或加热保温时间过长，使氧或硫沿晶界渗入钢中或者钢中的

金属学与热处理课后习题答案10

第十章钢的热处理工艺 10-1 何谓钢的退火？退火种类及用途如何？ 答： 钢的退火：退火是将钢加热至临界点AC1以上或以下温度，保温一定时间以后随炉缓慢冷却以获得近于平衡状态组织的热处理工艺。 退火种类：根据加热温度可以分为在临界温度AC1以上或以下的退火，前者包括完全退火、不完全退火、球化退火、均匀化退火，后者包括再结晶退火、去应力退火，根据冷却方式可以分为等温退火和连续冷却退火。 退火用途： 1、完全退火：完全退火是将钢加热至AC3以上20-30℃，保温足够长时间，使 组织完全奥氏体化后随炉缓慢冷却以获得近于平衡状态组织的热处理工艺。 其主要应用于亚共析钢，其目的是细化晶粒、消除内应力和加工硬化、提高塑韧性、均匀钢的化学成分和组织、改善钢的切削加工性能，消除中碳结构钢中的魏氏组织、带状组织等缺陷。 2、不完全退火：不完全退火是将钢加热至AC1- AC3（亚共析钢）或AC1-ACcm （过共析钢）之间，保温一定时间以后随炉缓慢冷却以获得近于平衡状态组织的热处理工艺。对于亚共析钢，如果钢的原始组织分布合适，则可采用不完全退火代替完全退火达到消除内应力、降低硬度的目的。对于过共析钢，不完全退火主要是为了获得球状珠光体组织，以消除内应力、降低硬度，改善切削加工性能。 3、球化退火：球化退火是使钢中碳化物球化，获得粒状珠光体的热处理工艺。 主要用于共析钢、过共析钢和合金工具钢。其目的是降低硬度、改善切削加工性能，均匀组织、为淬火做组织准备。 4、均匀化退火：又称扩散退火，它是将钢锭、铸件或锻轧坯加热至略低于固相 线的温度下长时间保温，然后缓慢冷却至室温的热处理工艺。其目的是消除铸锭或铸件在凝固过程中产生的枝晶偏析及区域偏析，使成分和组织均匀化。 5、再结晶退火：将冷变形后的金属加热到再结晶温度以上保持适当时间，然后 缓慢冷却至室温的热处理工艺。其目的是使变形晶粒重新转变为均匀等轴晶粒，同时消除加工硬化和残留内应力，使钢的组织和性能恢复到冷变形前的状态。 6、去应力退火：在冷变形金属加热到再结晶温度以下某一温度，保温一段时间 然后缓慢冷却至室温的热处理工艺。其主要目的是消除铸件、锻轧件、焊接件及机械加工工件中的残留内应力（主要是第一类内应力），以提高尺寸稳定性，减小工件变形和开裂的倾向。 10-2 何谓钢的正火？目的如何？有何应用？ 答： 钢的正火：正火是将钢加热到AC3或Accm以上适当温度，保温适当时间进行完全奥氏体化以后，以较快速度（空冷、风冷或喷雾）冷却，得到珠光体类组织的热处理工艺。正火过程的实质是完全奥氏体化加伪共析转变。 目的：细化晶粒、均匀成分和组织、消除内应力、调整硬度、消除魏氏组织、带状组织、网状碳化物等缺陷，为最终热处理提供合适的组织状态。

《金属学及热处理》_崔忠圻编_机械工业出版社_课后习题答案

第一章习题 1.作图表示出立方晶系（1 2 3）、（0 -1 -2）、（4 2 1）等晶面和[-1 0 2]、[-2 1 1]、[3 4 6] 等晶向 3.某晶体的原子位于正方晶格的节点上，其晶格常数a=b≠c， c=2/3a。今有一晶面在X、Y、Z坐标轴上的截距分别是5个原子间距，2个原子间距和3个原子间距，求该晶面的晶面参数。 解：设X方向的截距为5a，Y方向的截距为2a，则Z方向截距为3c=3X2a/3=2a，取截距的倒数，分别为 1/5a，1/2a，1/2a 化为最小简单整数分别为2,5,5 故该晶面的晶面指数为（2 5 5） 4.体心立方晶格的晶格常数为a，试求出（1 0 0）、（1 1 0）、（1 1 1）晶面的晶面间距，并指出面间距最大的晶面 解：（1 0 0）面间距为a/2，（1 1 0）面间距为√2a/2，（1 1 1）面

间距为√3a/3 三个晶面晶面中面间距最大的晶面为（1 1 0） 7.证明理想密排六方晶胞中的轴比c/a=1.633 证明：理想密排六方晶格配位数为12，即晶胞上底面中心原子与其下面的3个位于晶胞内的原子相切，成正四面体，如图所示 则OD=c/2，AB=BC=CA=CD=a 因△ABC是等边三角形，所以有OC=2/3CE 由于(BC)2=(CE)2+(BE)2 则 有(CD)2=(OC)2+(1/2c)2，即 因此c/a=√8/3=1.633 8.试证明面心立方晶格的八面体间隙半径为r=0.414R 解：面心立方八面体间隙半径r=a/2-√2a/4=0.146a 面心立方原子半径R=√2a/4，则a=4R/√2，代入上式有

2014年华南理工大学金属学及热处理考研真题与答案

《2014华南理工大学金属学及热处理考研复习精编》 《复习精编》是文思华工精品考研专业课系列辅导材料中的核心产品。本书严格依据学校官方最新指定参考书目，并结合考研的精华笔记、题库和内部考研资讯进行编写，是文思华工老师的倾力之作。通过本书，考生可以更好地把握复习的深度广度，核心考点的联系区分，知识体系的重点难点，解题技巧的要点运用，从而高效复习、夺取高分。 考试分析——解析考题难度、考试题型、章节考点分布以及最新试题，做出考试展望等；复习之初即可对专业课有深度把握和宏观了解。 复习提示——揭示各章节复习要点、总结各章节常见考查题型、提示各章节复习重难点与方法。 知识框架图——构建章节主要考点框架、梳理全章主体内容与结构，可达到高屋建瓴和提纲挈领的作用。 核心考点解析——去繁取精、高度浓缩初试参考书目各章节核心考点要点并进行详细展开解析、以星级多寡标注知识点重次要程度便于高效复习。 历年真题与答案解析——反复研究近年真题，洞悉考试出题难度和题型；了解常考章节与重次要章节，有效指明复习方向。 《复习精编》具有以下特点： （1）立足教材，夯实基础。以指定教材为依据，全面梳理知识，注意知识结构的重组与概括。让考生对基本概念、基本定理等学科基础知识有全面、扎实、系统的理解、把握。 （2）注重联系，强化记忆。复习指南分析各章节在考试中的地位和作用，并将各章节的知识体系框架化、网络化，帮助考生构建学科知识网络，串联零散的知识点，更好地实现对知识的存储,提取和应用。 （3）深入研究，洞悉规律。深入考研专业课考试命题思路，破解考研密码，为考生点拨答题技巧。

1、全面了解，宏观把握。 备考初期，考生需要对《复习精编》中的考前必知列出的院校介绍、师资力量、就业情况、历年报录情况等考研信息进行全面了解，合理估量自身水平，结合自身研究兴趣，科学选择适合自己的研究方向，为考研增加胜算。 2、稳扎稳打，夯实基础。 基础阶段，考生应借助《复习精编》中的考试分析初步了解考试难度、考试题型、考点分布，并通过最新年份的试题分析以及考试展望初步明确考研命题变化的趋势；通过认真研读复习指南、核心考点解析等初步形成基础知识体系，并通过做习题来进一步熟悉和巩固知识点，达到夯实基础的目的。做好充分的知识准备，过好基础关。 3、强化复习，抓住重点。 强化阶段，考生应重点利用《复习精编》中的复习指南（复习提示和知识框架图）来梳理章节框架体系，强化背诵记忆；研读各章节的核心考点解析，既要纵向把握知识点，更应横向对比知识点，做到灵活运用、高效准确。 4、查缺补漏，以防万一。 冲刺阶段，考生要通过巩固《复习精编》中的核心考点解析，并参阅备考方略，有效把握专业课历年出题方向、常考章节和重点章节，做到主次分明、有所侧重地复习，并加强应试技巧。 5、临考前夕，加深记忆。 临考前夕，应重点记忆核心考点解析中的五星级考点、浏览知识框架图，避免考试时因紧张等心理问题而出现遗忘的现象，做到胸有成竹走向考场。 考生A：考研不像高考，有老师为我们导航，为我们答疑解惑，考研是一个人的战役，有一本好的教辅做武器，胜算便多了几分。文思版复习精编对知识点的归纳讲解还是很不错的，配合着教材复习，少了几分盲目。 考生B：我是材料加工工程专业的考生，专业课基础较为薄弱，华南理工大学又是名校，虽然不是跨考，但是本科所学教材与华南理工大学考研的指定教材不一样，文思版复习精编对指定教材分析得透彻，对我是很有指导和帮助作用的。 考生C：本科院校和所学专业都不是我理想的，所以我信誓旦旦准备考研，跨考的压力很大，我又是不大善于总结归纳和分析的人，文思出品的教辅给我吃了一颗小小的定心丸，有对教材的讲解，更有对真题的详细解析，以及对出题规律的把握，相信我一定能考好！

金属学及热处理习题参考答案

第一章金属及合金的晶体结构 一、名词解释： 1．晶体：原子（分子、离子或原子集团）在三维空间做有规则的周期性重复排列的物质。2．非晶体：指原子呈不规则排列的固态物质。 3．晶格：一个能反映原子排列规律的空间格架。 4．晶胞：构成晶格的最基本单元。 5．单晶体：只有一个晶粒组成的晶体。 6．多晶体：由许多取向不同，形状和大小甚至成分不同的单晶体（晶粒）通过晶界结合在一起的聚合体。 7．晶界：晶粒和晶粒之间的界面。 8．合金：是以一种金属为基础，加入其他金属或非金属，经过熔合而获得的具有金属特性的材料。 9．组元：组成合金最基本的、独立的物质称为组元。 10．相：金属中具有同一化学成分、同一晶格形式并以界面分开的各个均匀组成部分称为相。 11．组织：用肉眼观察到或借助于放大镜、显微镜观察到的相的形态及分布的图象统称为组织。 12．固溶体：合金组元通过溶解形成成分和性能均匀的、结构上与组元之一相同的固相。 二、填空题： 1．晶体与非晶体的根本区别在于原子（分子、离子或原子集团）是否在三维空间做有规则的周期性重复排列。 2．常见金属的晶体结构有体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格三种。 3．实际金属的晶体缺陷有点缺陷、线缺陷、面缺陷、体缺陷。 4．根据溶质原子在溶剂晶格中占据的位置不同，固溶体可分为置换固溶体和间隙固溶体两种。 5．置换固溶体按照溶解度不同，又分为无限固溶体和有限固溶体。 6．合金相的种类繁多，根据相的晶体结构特点可将其分为固溶体和金属化合物两种。 7．同非金属相比，金属的主要特征是良好的导电性、导热性，良好的塑性，不透明，有光泽，正的电阻温度系数。 8．金属晶体中最主要的面缺陷是晶界和亚晶界。

“钢的热处理原理及工艺”作业题

“钢的热处理原理及工艺”作业题 第一章固态相变概论 1、扩散型相变和无扩散型相变各有哪些特点？ 2、说明晶界和晶体缺陷对固态相变成核的影响。 3、说明相界面和应变能在固态相变中的作用，并讨论它们对新相形状的影响。 4、固－固相变的等温转变动力学曲线是“C”形的原因是什么？ 第二章奥氏体形成 1、为何共析钢当奥氏体刚刚完成时还会有部分渗碳体残存？亚共析钢加热转变时是否也存在碳化物溶解阶段？ 2、连续加热和等温加热时，奥氏体形成过程有何异同？加热速度对奥氏体形成过程有何影响？ 3、试说明碳钢和合金钢奥氏体形成的异同。 4、试设计用金相－硬度法测定40钢和T12钢临界点的方案。 5、将40、60、60Mn钢加热到860℃并保温相同时间，试问哪一种钢的奥氏体晶粒大一些？ 6、有一结构钢，经正常加热奥氏体化后发现有混晶现象，试分析可能原因。 第三章珠光体转变 1、珠光体形成的热力学特点有哪些？相变主要阻力是什么？试分析片间距S与过冷度△T的关系。 2、珠光体片层厚薄对机械性能有什么影响？珠光体团直径大小对机械性能影响如何？ 3、某一GCr15钢制零件经等温球化退火后，发现其组织中除有球状珠光体外，还有部分细片状珠光体，试分析其原因。 4、将40、40Cr、40CrNiMo钢同时加热到860℃奥氏体化后，以同样冷却速度使之发生珠光体转变，它们的片层间距和硬度有无差异？ 5、试述先共析网状铁素体和网状渗碳体的形成条件及形成过程。 6、为达到下列目的，应分别采取何热处理方法？ （1）为改善低、中、高碳钢的切削加工性； （2）经冷轧的低碳钢板要求提高塑性便于继续变形； （3）锻造过热的60钢毛坯为细化其晶粒； （4）要消除T12钢中的网状渗碳体； 第四章、马氏体转变

金属学与热处理课后习题答案第二章

第二章纯金属的结晶 2-1 a）试证明均匀形核时，形成临界晶粒的△Gk与其体积V之间关系式为△Gk=V△Gv/2 b）当非均匀形核形成球冠状晶核时，其△Gk与V之间的关系如何？ 答： 2-2 如果临界晶核是边长为a的正方体，试求出△Gk和a之间的关系。为什么形成立方体晶核的△Gk比球形晶核要大。 答：

2-3 为什么金属结晶时一定要由过冷度？影响过冷度的因素是什么？固态金属熔化时是否会出现过热？为什么？ 答： 金属结晶时需过冷的原因： 如图所示，液态金属和固态金属的吉布斯自由能随温度的增高而降低，由于液态金属原子排列混乱程度比固态高，也就是熵值比固态高，所以液相自由能下降的比固态快。当两线相交于Tm温度时，即Gs=Gl，表示固相和液相具有相同的稳定性，可以同时存在。所以如果液态金属要结晶，必须在Tm温度以下某一温度Tn，才能使G s＜Gl，也就是在过冷的情况下才可自发地发生结晶。把Tm-Tn的差值称为液态金属的过冷度 影响过冷度的因素： 金属材质不同，过冷度大小不同；金属纯度越高，则过冷度越大；当材质和纯度一定时，冷却速度越大，则过冷度越大，实际结晶温度越低。 固态金属熔化时是否会出现过热及原因： 会。原因：与液态金属结晶需要过冷的原因相似，只有在过热的情况下，Gl＜G s，固态金属才会发生自发地熔化。 2-4 试比较均匀形核和非均匀形核的异同点。 答： 相同点： 1、形核驱动力都是体积自由能的下降，形核阻力都是表面能的增加。

2、具有相同的临界形核半径。 3、所需形核功都等于所增加表面能的1/3。 不同点： 1、非均匀形核的△Gk小于等于均匀形核的△Gk，随晶核与基体的润湿角的变 化而变化。 2、非均匀形核所需要的临界过冷度小于等于均匀形核的临界过冷度。 3、两者对形核率的影响因素不同。非均匀形核的形核率除了受过冷度和温度的 影响，还受固态杂质结构、数量、形貌及其他一些物理因素的影响。 2-5 说明晶体生长形状与温度梯度的关系。 答： 液相中的温度梯度分为： 正温度梯度：指液相中的温度随至固液界面距离的增加而提高的温度分布情况。负温度梯度：指液相中的温度随至固液界面距离的增加而降低的温度分布情况。固液界面的微观结构分为： 光滑界面：从原子尺度看，界面是光滑的，液固两相被截然分开。在金相显微镜下，由曲折的若干小平面组成。 粗糙界面：从原子尺度看，界面高低不平，并存在着几个原子间距厚度的过渡层，在过渡层中，液固两相原子相互交错分布。在金相显微镜下，这类界 面是平直的。 晶体生长形状与温度梯度关系： 1、在正温度梯度下：结晶潜热只能通过已结晶的固相和型壁散失。 光滑界面的晶体，其显微界面-晶体学小平面与熔点等温面成一定角度，这种情况有利于形成规则几何形状的晶体，固液界面通常呈锯齿状。 粗糙界面的晶体，其显微界面平行于熔点等温面，与散热方向垂直，所以晶体长大只能随着液体冷却而均匀一致地向液相推移，呈平面长大方式，固液界面始终保持近似地平面。 2、在负温度梯度下： 具有光滑界面的晶体：如果杰克逊因子不太大，晶体则可能呈树枝状生长；当杰克逊因子很大时，即时在较大的负温度梯度下，仍可能形成规则几何形状的晶体。具有粗糙界面的晶体呈树枝状生长。 树枝晶生长过程：固液界面前沿过冷度较大，如果界面的某一局部生长较快偶有突出，此时则更加有利于此突出尖端向液体中的生长。在尖端的前方，结晶潜热散失要比横向容易，因而此尖端向前生长的速度要比横向长大的速度大，很块就长成一个细长的晶体，称为主干。这些主干即为一次晶轴或一次晶枝。在主干形成的同时，主干与周围过冷液体的界面也是不稳的的，主干上同样会出现很多凸出尖端，它们会长大成为新的枝晶，称为称为二次晶轴或二次晶枝。二次晶枝发展到一定程度，又会在它上面长出三次晶枝，如此不断地枝上生枝的方式称为树枝状生长，所形成的具有树枝状骨架的晶体称为树枝晶，简称枝晶。 2-6 简述三晶区形成的原因及每个晶区的特点。 答： 三晶区的形成原因及各晶区特点： 一、表层细晶区

华南理工大学材料工程金属学及热处理考研最新经验总结

华南理工大学材料工程金属学及热处理考研最新经验总结 802金属学及热处理是华工机械与汽车工程学院考研的专业科目，例如材料科学与工程、材料工程等专业，这些都是华工热门的专业。 一、业课考试大纲与参考书目 考试内容和考试要求：802金属学及热处理考试大纲 一、考试内容 1.金属的晶体结构 金属的晶体结构、实际金属的晶体结构及晶体缺陷、位错 2.纯金属的结晶 金属的结晶、铸锭结构及其影响因素 3.金属的塑性变形与再结晶 金属的塑性变形、变形对金属的组织性能的影响、回复与再结晶、金属的热加工 4.合金的相结构与二元合金相图 合金中的相结构、合金的结晶过程（包括平衡结晶与不平衡结晶）及合金相图的建立、二元合金相图的基本类型、合金性能与相图的关系 5.扩散 扩散定律、扩散机制、影响扩散的因素 6.铁碳合金 纯铁的同素异晶转变与铁碳合金中的相、铁碳相图、碳钢 7.钢的热处理 钢在加热时的组织转变、钢在冷却时的组织转变、钢的退火与正火、钢的淬火和回火、钢的淬透性、钢的表面淬火、钢的化学热处理 8.合金钢 合金元素在钢中的作用、钢的强韧化、合金钢的分类及编号、合金结构钢、轴承钢、合金工具钢、不锈钢、耐热钢、粉末冶金材料 9.铸铁 铸铁的特点与分类、铸铁的石墨化及其影响因素、灰口铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁 10.有色金属及其合金 有色金属热处理、铝及其合金、铜及其合金、镁及其合金、钛及其合金、钨及其合金 11.机械零件选材及加工路线分析 机械零件的失效、选材的基本原则、零件设计与热处理工艺性的关系、典型零件的选材及工艺分析考试题型：1、填空、2、选择题、3、判断题、4、简答题、5、问答题 参考书目： 《金属学与热处理》崔忠圻主编，机械工业出版社(任一版本)；《金属材料及热处理》崔振铎、刘华山主编，中南大学出版社。 心得：其实这些书都就是自己本科学的专业教材或者相似教材。很多人就会问，每本都要考吗，那么多

金属学与热处理试卷与答案A1

金属学与热处理 一、填空题（30分，每空1分） 1、常见的金属晶体类型有___体心立方晶格、_面心立方_________晶格和密排六方晶格三种。 2、金属的整个结晶过程包括___型核_______、___长大_______两个基本过程组成。 3、根据溶质原子在溶剂晶格中所处的位置不同，固溶体分为___间隙固溶体_______与__置换固溶体________两种。 4、工程中常用的特殊性能钢有__不锈钢_______、___耐热钢______、耐磨钢。 5、常用的常规热处理方法有__回火________、正火和淬火、_退_火________。 6、随着回火加热温度的升高，钢的__强度________和硬度下降，而____塑性______和韧性提高。 7、根据工作条件不同，磨具钢又可分为__冷作磨具钢________、__热作磨具钢________和塑料磨具用钢等。 8、合金按照用途可分为__合金渗碳体________、_特殊碳化物_________和特殊性能钢三类。 9、合金常见的相图有__匀晶相图________、_共晶相图_________、包晶相图和具有稳定化合物的二元相图。 10、硬质合金是指将一种或多种难熔金属__碳化物________和金属粘结剂，通过__粉末冶金________工艺生产的一类合金材料。 11、铸铁的力学挺能主要取决于__机体组织________的组织和石墨的基体、形态、_____数量_____以及分布状态。 12、根据铸铁在结晶过程中的石墨化程度不同，铸铁可分为__灰口铸铁________、__白口铸铁________和麻口铸铁三类。 13、常用铜合金中，__青铜________是以锌为主加合金元素，__白铜________是以镍为主加合金元素。 14、铁碳合金的基本组织中属于固溶体的有___铁素体_______和___奥氏体_______,属于金属化合物的有___渗碳体_______，属于混合物的有____珠光体______和莱氏体。 二、选择题（30分，每题2分） 1、铜只有通过冷加工并经随后加热才能使晶粒细化，而铁则不需冷加工，只需加热到一定温度即使晶粒细化，其原因是（ C ）

10.1 钢的热处理工艺

教学课题钢的热处理工艺 教学课时 2 教学目的了解热处理在机械工业中的重要作用掌握钢的普通热处理工艺方法、种类教学难点钢的普通热处理工艺方法、种类 教学重点钢的普通热处理工艺方法、种类 教学方法讲解法、讨论 教具准备教材教学过程

通过进行热处理来完成。 授课内容 热处理加工的特点与其它工种加工的特点最大的区别是：工件的几何尺寸不发生 变化，而内部组织和机械性能发生改变。 1）退火 目的：细化晶粒、降低硬度，提高塑性、消除内应力，改善材料切削加工性能， 并为以后淬火作好组织准备。 适用工件范围： 一般为铸件、锻件、焊接件等毛坯。 具体工艺有：完全退火、等温退火、球化退火、去应力退火。 退火工艺操作：为使工件退火后能获得一个平衡的组织，对温度下降速度有严格 要求，必须缓慢降温。用45号钢制作的工件进行退火工艺作一介绍：首先选用加热 设备，制订退火工艺，把工件装炉升温，适当保温后降温。工件在炉内的降温要求非 常慢，随着炉子的温度下降而降温，如将工件降到室温，需要几天或十几天的时间。 2）正火： 目的：细化晶粒、降低硬度、提高塑性、消除内应力、改善切削加工性能，并为 图4 正火工艺 适用工件范围：一般为铸件、锻件及粗车得到的工件。 正火工艺操作：亚共析钢加热温度为Ac3以上30~50℃，过共析钢加温度在Accm 以上30~50℃。工件经过充分的保温使其获得单一的奥氏体组织后，把工件从高温炉 内取出，放在车间静止的空气当中冷却。这种冷却方法叫空冷。以同学们制作的锤子 为例。把它放在炉内，将炉温升到850℃进行充分保温后，马上将工件从炉内取出， 拿到车间内的空气中冷却，它的冷却速度要比退火的冷却速度快得多，所以获得的组 织比较细密，硬度有所提高，切削加工性能也能得到提高。

重庆大学829金属学与热处理考研历年真题及答案

重庆大学考研历年真题解析 ——829金属学与热处理 主编：弘毅考研 编者：peter pan 弘毅教育出品 https://www.wendangku.net/doc/8a3720412.html,

【资料说明】 重庆大学《金属学与热处理》历年真题解析系2013年重大材料学院考生peter pan 所编写，适用于2014年报考重庆大学材料学院金材、材加、材控3个方向的考生使用。 编者在考研过程中搜集到了2001－2012年这连续12年的真题，在考研复习中以课本为主，以这12年的真题为辅进行复习，取得了较好的成绩。但编者在考研过程中深感只有真题没有答案解析的苦恼，很多题目在书上不能直接找到答案，需要加以总结，更有甚者有些题目已经超纲，所以编者为了同学们能少花点查资料的时间，把有限的精力放到最需要的地方，特意编写了这本专业课真题解析。 本资料是本人把一年考研复习过程中的心得体会与真题相结合编写而成，里面的很多内容摘抄于我本人的笔记本。希望通过此书，能让大家在复习中抓准重点、节省一些复习时间，从而能够从容应对考试！ 因本人水平有限，作为学生，肯定在解析中有一些不到位、不完善的地方，望各位海涵。 peter pan

目录 2001年金属学与热处理专业课试题........................... 错误!未定义书签。2002年金属学与热处理专业课试题........................... 错误!未定义书签。2003年金属学与热处理专业课试题........................... 错误!未定义书签。2004年金属学与热处理专业课试题........................... 错误!未定义书签。2005年金属学与热处理专业课试题........................... 错误!未定义书签。2006年金属学与热处理专业课试题........................... 错误!未定义书签。2007年金属学与热处理专业课试题........................... 错误!未定义书签。2008年金属学与热处理专业课试题........................... 错误!未定义书签。2009年金属学与热处理专业课试题........................... 错误!未定义书签。2010年金属学与热处理专业课试题........................... 错误!未定义书签。2011年金属学与热处理专业课试题........................... 错误!未定义书签。2012年金属学与热处理专业课试题. (1) 2001年专业课试题解析..................................... 错误!未定义书签。2002年专业课试题解析..................................... 错误!未定义书签。2003年专业课试题解析..................................... 错误!未定义书签。2004年专业课试题解析..................................... 错误!未定义书签。2005年专业课试题解析..................................... 错误!未定义书签。2006年专业课试题解析..................................... 错误!未定义书签。2007年专业课试题解析..................................... 错误!未定义书签。2008年专业课试题解析..................................... 错误!未定义书签。2009年专业课试题解析..................................... 错误!未定义书签。2010年专业课试题解析..................................... 错误!未定义书签。2011年专业课试题解析..................................... 错误!未定义书签。2012年专业课试题解析..................................... 错误!未定义书签。

金属学与热处理答案

金属学与热处理答案 Corporation standardization office #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8

第4章习题 4-1 分析w C =%、w C =%、w C =%的铁碳合金从液态平衡冷却至室温的转变过程，用冷却曲 线和组织示意图说明各阶段的组织，并分别计算室温下的相组成物和组织组成物的含量。 解：在室温下，铁碳合金的平衡相是α-Fe(碳的质量分数是%)和Fe 3 C(碳的质量分数是%)，故 (1) w C =%的合金在室温时平衡状态下α相和Fe 3 C相的相对量分别为 w C =%的合金在室温下平衡态下的组织是α-Fe和P，其组织可近似看做和共析转变完时 一样，在共析温度下α-Fe碳的成分是%，P的碳的成分为%，故w C =%的合金在室温时组织中P和α的相对量分别为 (2) w C =%的合金在室温时平衡状态下α相和Fe 3 C相的相对量分别为 w C =%的合金在室温下平衡态下的组织是α-Fe和P，在室温时组织中P和α的相对量为 (3) w C =%的合金在室温时平衡状态下α相和Fe 3 C相的相对量分别为 w C =%的合金在室温下平衡态下的组织是P和Fe 3 C，在室温时组织中P的相对量为 4-2 分析w C =%、w C =%的铁碳合金从液态平衡冷却至室温的平衡结晶过程，画出冷却曲 线和组织变化示意图，并计算室温下的组织组成物和相组成物的含量。 解：w C =%的铁碳合金在室温平衡相是α-Fe(碳的质量分数是0)和Fe 3 C(碳的质量分数 是%)，故 (1) w C =%的合金在室温时平衡状态下α相和Fe 3 C相的相对量分别为 因为刚凝固完毕时，初生γ相和Ld中碳的成分分别为%和%，所以刚凝固完毕时初生γ相和Ld的相对量分别为 碳的成分为%的初生γ相从共晶温度冷却到共析温度后，它的成分变为%，在冷却 过程中它析出Fe 3C II ，每份γ相析出Fe 3 C II 的量为 现在初生γ相的量是%，所以到共析温度析出的Fe 3 C相对于整体的相对量为 因为合金中的初生γ相到共析温度析出Fe 3 C，初生γ相的相对量减少%，余下的γ相在共析温度都转变为P，所以P的相对量为 (2) w C =%的合金在室温时平衡状态下α相和Fe 3 C相的相对量分别为

金属学与热处理第十章(1)

第十章 钢的热处理工艺：通过加热、保温和冷却的方法改变钢的组织结果以获得工件所要求性能的一种热加工工艺 根据加热、冷却方式和获得的组织和性能的不同，钢的热处理工艺可分为： 普通热处理（退火、正火、淬火、回火）；表面热处理（表面淬火、化学热处理）； 形变热处理等 按照在零件整个生产工艺过程的位置和作用的不同，分为：预备和最终热处理 退火：将钢加热至临界点A c1以上或以下温度，保温以后随炉缓慢冷却以获得近于平衡状态组织的热处理工艺 退火目的：均匀钢的化学成分及组织，细化晶粒，调整硬度，消除内应力和加工硬化，改善钢的成形及切削加工性能 退火工艺种类：根据加热温度分，临界温度（A c1或A c3）以上退火（完全、不完 全、均匀、球化），临界温度以下退火（再结晶、应力）；根据冷 却方式分，等温和连续冷却 分类 特点 对象 完全退火 加热至Ac3以上20-30℃，使组织完全奥氏体化 共析钢 不完全退火 加热至Ac1~Ac3或Ac1~Ac cm，获得平衡组织 亚共析钢、过共析钢 球化退火 使钢中碳化物球化，获得粒状珠光体 共析钢、过共析钢、合金工具钢 均匀化退火 加热至固相线温度下，消除化学不均匀现象 钢锭、铸件、锻坯 去应力退火 加热到Ac1以下，消除残留内应力 铸件、锻件、焊接件、机械加工工件 冷变形后金属 再结晶退火 加热至再结晶温度以上，使变形晶粒重新转变为 均匀等轴晶粒，消除加工硬化和残留内应力

正火：将钢加热至Ac3（或Ac cm）以上适当温度，保温以后在空气中冷却得到珠光体类组织 正火的实质：完全奥氏体化+伪共析转变 正火的目的：作为预备热处理，为机械加工提供适宜硬度，细化晶粒、消除应力、消除魏氏组织和带状组织为最终热处理提供合适组织状态；作为最终热处理为某些受力较小、性能要求不高的碳素钢结构零件提供合适力学性能； 正火消除钢的网状碳化物，为球化退火作好组织准备 正火应用 对象 改善低碳钢的切削加工性能 w c＜0.25%的碳素钢和低合金钢 消除碳钢的热加工缺陷 中碳结构钢铸件、锻、轧件和焊接件 消除过共析钢的网状碳化物，便于球化退火 过共析钢 提高普通结构件的力学性能 受力小、性能要求不高的碳钢和合金钢构件 退火正火的选用 w c＜0.25% 正火代替退火 较快冷却速度防止低碳钢沿晶界析出游离三次渗 碳体，从而提高冲压件冷变形性能，正火可以提高 其硬度，改善其切削加工性能 0.25%＜w c＜0. 5% 正火代替退火 硬度偏高，尚能进行切削加工，正火成本低效率高 0.5%＜w c＜0.75% 完全退火 硬度过高，难以进行切削加工，采用退火降低硬度 w c＞0.75% 球化退火 球化退火作为预备热处理，如有网状二次渗碳体， 还应用正火先消除 由于正火比退火生产周期短，操作简便，工艺成本低。因此，在钢的使用性能和 工艺性能能满足的条件下，应尽可能用正火代替退火。

第四章-铁碳合金(金属学与热处理崔忠圻课后答案)备课讲稿

第四章-铁碳合金(金属学与热处理崔忠圻 课后答案)

金属学与热处理第二版（崔忠圻）答案 第四章铁碳合金 4-1 分析Wc=0.2%，Wc=0.6%，Wc=1.2%，的铁碳合金从液态平衡冷却至室温的转变过程，用冷却曲线和组织示意图说明各阶段的组织，并分别计算室温下的相组成物及组织组成物的含量。 答： Wc=0.2%的转变过程及相组成物和组织组成物含量计算 转变过程： 1）液态合金冷却至液相线处，从液态合金中按匀晶转变析出δ铁素体，L?δ，组织

为液相+δ铁素体 2）液态合金冷却至包晶温点（1495℃），液相合金和δ铁素体发生包晶转变，形成奥氏体γ，L+δ?γ，由于Wc=0.2%高于包晶点0.17%，因此组织为奥氏体加部分液相。 3）继续冷却，部分液相发生匀晶转变析出奥氏体γ，直至消耗完所有液相，全部转变为奥氏体组织。 4）当合金冷却至与铁素体先共析线相交时，从奥氏体中析出先共析铁素体α，组织为奥氏体+先共析铁素体 5）当合金冷却至共析温度时，奥氏体碳含量沿铁素体先共析线变化至共析点碳含 +珠光体 6）继续冷却，先共析铁素体和珠光体中的铁素体都将析出三次渗碳体，但数量很少，可忽略不计。所以室温下的组织为：先共析铁素体+珠光体。 组织含量计算： 组织含量计算：Wα（先）=（0.77-0.2）/（0.77-0.0218）×100%≈76.2%，Wp=1- Wα（先）≈23.8% 相含量计算：Wα=（6.69-0.2）/（6.69-0.0218）×100%≈97.3%， W Fe3C= 1- Wα≈2.7% Wc=0.6%的转变过程及相组成物和组织组成物含量计算： 转变过程： 1）液态合金冷却至液相线处，从液态合金处按匀晶转变析出奥氏体，L?γ，组织为液相+奥氏体。 2）继续冷却，直至消耗完所有液相，全部转变为奥氏体组织。 3）当合金冷却至与铁素体先共析线相交时，从奥氏体中析出先共析铁素体α，组织为奥氏体+先共析铁素体 4）当合金冷却至共析温度（727℃）时，奥氏体碳含量沿铁素体先共析线变化至共析点，发生共析转变γ?α+Fe3C，此时组织为先共析铁素体+珠光体 5）珠光体中的铁素体都将析出三次渗碳体，但数量很少，可忽略不计。所以室温下的组织为：先共析二次渗碳体+珠光体 组织含量计算： 组织含量计算：Wα（先））=（0.77-0.6）/（0.77-0.0218）×100%≈22.7%，Wp=1- Wα（先）≈77.3% 相含量计算：Wα=（6.69-0.6）/（6.69-0.0218）×100%≈91.3%， W Fe3C= 1- Wα≈8.7%

金属学与热处理课后习题答案第七章

第七章金属及合金的回复和再结晶 7-1 用冷拔铜丝线制作导线，冷拔之后应如何如理，为什么？ 答： 应采取回复退火（去应力退火）处理：即将冷变形金属加热到再结晶温度以下某一温度，并保温足够时间，然后缓慢冷却到室温的热处理工艺。 原因：铜丝冷拔属于再结晶温度以下的冷变形加工，冷塑性变形会使铜丝产生加工硬化和残留内应力，该残留内应力的存在容易导致铜丝在使用过程中断裂。因此，应当采用去应力退火使冷拔铜丝在基本上保持加工硬化的条件下降低其内应力（主要是第一类内应力），改善其塑性和韧性，提高其在使用过程的安全性。 7-2 一块厚纯金属板经冷弯并再结晶退火后，试画出截面上的显微组织示意图。答：解答此题就是画出金属冷变形后晶粒回复、再结晶和晶粒长大过程示意图（可参考教材P195，图7-1） 7-3 已知W、Fe、Cu的熔点分别为3399℃、1538℃和1083℃，试估算其再结晶温度。 答： 再结晶温度：通常把经过严重冷变形（变形度在70%以上）的金属，在约1h的保温时间内能够完成超过95%再结晶转变量的温度作为再结晶温度。 1、金属的最低再结晶温度与其熔点之间存在一经验关系式：T ≈δTm，对于工 再 业纯金属来说：δ值为0.35-0.4，取0.4计算。 2、应当指出，为了消除冷塑性变形加工硬化现象，再结晶退火温度通常要比其最低再结晶温度高出100-200℃。 =0.4Tm，可得： 如上所述取T 再 =3399×0.4=1359.6℃ W 再 =1538×0.4=615.2℃ Fe 再 =1083×0.4=433.2℃ Cu 再

7-4 说明以下概念的本质区别： 1、一次再结晶和二次在结晶。 2、再结晶时晶核长大和再结晶后的晶粒长大。 答： 1、一次再结晶和二次在结晶。 定义 一次再结晶：冷变形后的金属加热到一定温度，保温足够时间后，在原来的变形组织中产生了无畸变的新的等轴晶粒，位错密度显著下降，性能发生显著变化恢复到冷变形前的水平，称为（一次）再结晶。它的实质是新的晶粒形核、长大的过程。 二次再结晶：经过剧烈冷变形的某些金属材料，在较高温度下退火时，会出现反常的晶粒长大现象，即少数晶粒具有特别大的长大能力，逐步吞食掉周围的小晶粒，其最终尺寸超过原始晶粒的几十倍或上百倍，比临界变形后的再结晶晶粒还要粗大得多，这个过程称为二次再结晶。二次再结晶并不是晶粒重新形核和长大的过程，它是以一次再结晶后的某些特殊晶粒作为基础而异常长大，严格来说它是特殊条件下的晶粒长大过程，并非是再结晶过程。 本质区别：是否有新的形核晶粒。 2、再结晶时晶核长大和再结晶后的晶粒长大。 定义 再结晶晶核长大：是指再结晶晶核形成后长大至再结晶初始晶粒的过程。其长大驱动力是新晶粒与周围变形基体的畸变能差，促使晶核界面向畸变区域推进，界面移动的方向，也就是晶粒长大的方向总是远离界面曲率中心，直至所有畸变晶粒被新的无畸变晶粒代替。 再结晶后的晶粒长大：是指再结晶晶核长大成再结晶初始晶粒后，当温度继续升高或延长保温时间，晶粒仍然继续长大的过程。此时，晶粒长大的驱动力是晶粒长大前后总的界面能的差，界面移动的方向，也就是晶粒长大的方向都朝向晶界的曲率中心，直至晶界变成平面状，达到界面能最低的稳定状态。 本质区别： 1、长大驱动力不同 2、长大方向不同，即晶界的移动方向不同。 7-5 分析回复和再结晶阶段空位与位错的变化及其对性能的影响。 答： 回复阶段： 回复：是指冷塑性变形的金属在加热时，在光学显微组织发生改变前（即再结晶晶粒形成前）所产生的某些亚结构和性能的变化过程。 空位和位错的变化及对性能的影响： 回复过程中，空位和位错发生运动，从而改变了他们的数量和组态。 低温回复时，主要涉及空位的运动。空位可以移至表面、晶界或位错处消失，也可以聚集形成空位对、空位群，还可以与间隙原子相互作用而消失，总之空位运动的结果使空位密度大大减小。电阻率对空位密度比较敏感，因此其数值会有显著下降。而力学性能对空位的变化不敏感，没有变化。 中温回复时，主要涉及位错的运动。由于位错滑移会导致同一滑移面上异号位错