第1章1.9 钢的热处理练习题
第1章1.9 钢的热处理练习题
一、填空题
1．钢加热时奥氏体形成是由（）、（）、（）和（）四个基本过程所组成。
2．在过冷奥氏体等温转变产物中，珠光体与屈氏体的主要相同点是
（ ) ，不同点是（）。
3．用光学显微镜观察，上贝氏体的组织特征呈（）状，而下贝氏体则呈（）状。
4．与共析钢相比，非共析钢C 曲线的特征是（）。
5．马氏体的显微组织形态主要有（）、（）两种，其中（）的韧性较好。
6．钢的淬透性越高，则其C 曲线的位置越（），说明临界冷却速度越（）。
7．钢的热处理工艺是由（）、（）、（）三个阶段组成。一般来讲，它不改变被处理工件的（），但却改变其（）。
8．利用Fe-Fe3C 相图确定钢完全退火的正常温度范围是（），它只适应于（）钢。
9．球化退火的主要目的是（），它主要适用于（）。
10．钢的正常淬火温度范围，对亚共析钢是（），对过共析钢是（）。
11．当钢中发生奥氏体向马氏体的转变时，原奥氏体中碳含量越高，则M S点越( )，转变后的残余奥氏体量就越（）。
12．在正常淬火温度下，碳素钢中共析钢的临界冷却速度比亚共析钢和过共析钢的临界冷却速度都（）。
13．钢热处理确定其加热温度的依据是（），而确定过冷奥氏体冷却转变产物的依据是（）。
14．淬火钢进行回火的目的是（），回火温度越高，钢的硬度越（）。
15．钢在回火时的组织转变过程是由（）、（）、（）和（）四个阶段所组成。
16．化学热处理的基本过程包括（）、（）和（）三个阶段。
17．索氏体和回火索氏体在形态上的区别是（），在性能上的区别是（）。
18．参考铁碳合金相图，将45 号钢及T10 钢（已经过退火处理）的小试样经850 ℃加热后水冷、850 ℃加热后空冷、760 ℃加热后水冷、720 ℃加热后水冷等处理，把处理后的组织填入表3 -3 -1 。
二、不定项选择题
1．钢在淬火后获得的马氏体组织的粗细主要取决于（）。
a．奥氏体的本质晶粒度 b．奥氏体的实际晶粒度
c．奥氏体的起始晶粒度 d．奥氏体的最终晶粒度
2．奥氏体向珠光体的转变是（）。
a．扩散型转变 b．非扩散型转变 c．半扩散型转变 d．高温转变
3．钢经调质处理后获得的组织是（）。
a．回火马氏体 b．回火屈氏体 c．回火索氏体 d．回火贝氏体
4．过共析钢的正常淬火加热温度是（）。
a. Ac3 + ( 30 一50 ）℃
b. Acl + ( 3O 一50 ）℃
c. Accm + ( 30 一50）℃
d. Are + ( 30 一50）℃
5．影响碳钢淬火后残余奥氏体量的主要因素是（）。
a．钢材本身的碳含量 b．钢中奥氏体的碳含量
c．钢中碳化物的含量 d．钢的淬火加热温度
6．共析钢过冷奥氏体在550 一350 ℃的温度区间等温转变时，所形成的组织是（）。
a．索氏体 b．下贝氏体 c．上贝氏体 d．珠光体
7．若合金元素能使C 曲线右移，则钢的淬透性将（）。
a．降低 b．提高 c．不改变
8．马氏体的硬度取决于（）。
a 奥氏体的冷却速度 b．奥氏体的转变温度
c．奥氏体的碳含量 d．奥氏体的晶粒
9．淬火时，零件易变形、开裂的形状可能有（）。
a．形状对称 b．有尖角 c．壁厚均匀 d．壁厚不均匀
10．对形状复杂，截面变化大的钢件进行淬火时，应选用（）。
a．高淬透性钢 b．中淬透性钢 c．低淬透性钢 d．碳素钢
11．对形状复杂，截面变化大的零件进行淬火时，应采用（）。
a．水中淬火 b．油中淬火 c．盐浴中淬火 d．空冷
12．若要提高淬火时的淬硬层深度，应采取（）。
a．选择高淬透性钢 b．选择低淬透性钢
c．选用比较缓和的冷却介质 d．增大工件的截面尺寸
13．直径为10mm 的40 号钢的常规淬火温度大约为（）。
a 750℃ b. 850℃ c. 920℃ d. 1050℃
14．45 号钢为得到回火索氏体组织，应进行（）。
a．淬火＋低温回火 b．等温淬火 c．淬火＋中温回火 d．淬火＋高温回火
15．完全退火主要适用于（）。
a．亚共析钢 b ．共析钢 c．过共析钢 d．亚共晶白口铸铁
16．扩散退火的目的是（）。
a ．消除和改善晶内偏析 b．消除冷塑性变形后产生的加工硬化 c．降低硬度以便于加工 d．消除内应力及稳定组织
17．钢的回火处理是在（）。
a．退火后进行 b．正火后进行 c．淬火后进行 d．调质后进行
18．钢的渗碳温度范围是（）。
a. 600-650℃
b. 800-850℃
c. 900-950℃
d. 1000-1050℃
19．过共析钢正火的目的是（）。
a．调整硬度，改善切削加工性能 b．细化晶粒，为淬火作组织准备 c．消除网状二次渗碳体 d 消除内应力，防止淬火变形和开裂
20. T12 钢正常淬火的组织是（）。
a．马氏体＋残余奥氏体 b．马氏体＋球状碳化物
c．马氏体 d．马氏体＋残余奥氏体＋球状碳化物
三、判断题
1．经加热奥氏体化后，在任何情况下，奥氏体中碳的含量均与钢中碳的含量相等。( )
2．所谓本质细晶粒钢就是一种在任何加热条件下晶粒均不发生粗化的钢。( )
3．马氏体是碳在a 一Fe 中的过饱和固溶体，当奥氏体向马氏体转变时，体积要收缩。( )
4．当把亚共析钢加热到A C1和A C3之间的温度时，将获得由铁素体和奥氏体构成的两相组织．在平衡条件下，其中奥氏体的碳含量总是大于钢的碳含量。( )
5．当原始组织为片状珠光体的钢加热奥氏体化时，细片状珠光体的奥氏体化速度要比粗片状珠光体的奥氏体化速度快。( )
6．当共析成分的奥氏体在冷却发生珠光体转变时，温度越低，其转变产物组织越粗。( )
7．贝氏体是过冷奥氏体中温转变产物，在转变过程中，碳原子能进行短距离的扩散，而铁原子不能进行扩散。( )
8．不论碳含量高低，马氏体的硬度都很高，脆性都很大。( )
9．在正常热处理加热条件下，随碳含量的增高，过共析钢的过冷奥氏体越稳定。( )
10．因为过冷奥氏体的连续冷却转变曲线位于等温转变曲线的右下方，所以连续冷却。( )
11．高合金钢既具有良好的淬透性，也具有良好的淬硬性。( )
12．经退火后再高温回火的钢，能得到回火索氏体组织，具有良好的综合力学性能。( )
13．钢的淬透性越高，则其淬透层的深度也越大。( )
14．在正常加热淬火条件下，亚共析钢的淬透性随碳的增高而增大，过共析钢的淬透性随碳的增高而减小。( )
15．表面淬火既能改变钢的表面化学成分，也能改善心部的组织和性能。( )
16．同一钢材，在相同的加热条件下，水冷比油冷的淬透性好，小件比大件的淬透性好。( )
17．为了调整硬度，便于机械加工，低碳钢、中碳钢和低碳合金钢在锻造后应采用正火处理。( )
四、综合分析题
1．本质细晶粒钢的奥氏体晶粒是否一定比本质粗晶粒钢的细，为什么？
2．低碳钢板硬度低，可否用淬火方法提高硬度？用什么办法能显著提高硬度？
3. 20 号钢采用表面淬火是否合适？为什么？45 号钢进行渗碳处理是否合适？为什么？
4．再结晶和重结晶有何不同？
5．指出影响奥氏体形成速度和影响奥氏体实际晶粒度的因素。
6．说明共析钢C 曲线各个区、各条线的物理意义，并指出影响C 曲线形状和位置的主要因素。
7．试比较共析钢过冷奥氏体等温转变曲线和连续转变曲线的异同点。
8．什么是钢的临界冷却速度？它的大小受哪些因素影响？它与钢的淬透性有何关系？
9．为什么亚共析钢热处理时快速加热可显著地提高屈服强度和冲击韧性？
10．加热使钢完全转变为奥氏体时，原始组织是以粗粒状珠光体为好，还是以细片状珠光体为好？为什么？
11．热轧空冷的45 号钢，组织为什么能细化？
12．简述各种淬火方法及其适用范围。
13．试述马氏体转变的基本特点。
14．试比较索氏体、屈氏体和回火索氏体、回火屈氏体之间在形成条件、组织形态与性能上的主要区别。
15．马氏体的本质是什么？它的硬度为什么很高？是什么因素决定了它的脆性？
16．淬透性和淬透层深度有何联系与区别？影响钢件淬透层深度的主要因素是什么？
17．分析图3.3.1 的实验曲线中硬度随碳含量变化的原因。图中曲线1为亚共析钢加热到A C3以上，过共析钢加热到A Ccm以上淬火后，随钢中碳含量的增加钢
的硬度变化曲线；曲线2 为亚共析钢加热到Ac3 以上，过共析钢加热到Acl 以上淬火后，随钢中碳含量的增加钢的硬度变化曲线；曲线3 表示随碳含量增加，马氏体硬度的变化曲线。
18．共析钢加热到相变点以上，用图3.3.2 所示的冷却曲线冷却，各应得到什么组织？各属于何种热处理方法？
19. T12 钢加热到Acl 以上，用图3.3.3 所示各种方法冷却，分析其所得到的组织。
20．某钢的连续冷却转变曲线如图3.3.4所示，试指出该钢按图中（a ）、（b ）、（c ）、( d ）速度冷却后得到的室温组织。
21．正火与退火的主要区别是什么？生产中应如何选择正火与退火？
22．确定下列钢件的退火方法，并指出退火目的及退火后的组织：
( 1 ）经冷轧后的15 号钢钢板，要求降低硬度；
( 2 ) ZG350 钢的铸造齿轮；
( 3 ）锻造过热的60 号钢锻坯；
( 4 ）改善T12 钢的切削加工性能。
23．说明直径为10mm的45号钢试样经下列温度加热、保温并在水中冷却得到的室温组织：700℃、760℃、840℃、1100℃。
24．两个碳含量为1.2 ％的碳钢薄试样，分别加热到780℃和900℃并保温相同时间奥氏体化后，以大于淬火临界冷却速度冷至室温。试分析：
( 1 ）哪个温度加热淬火后马氏体晶粒较粗大？
( 2 ）哪个温度加热淬火后马氏体碳含量较多？
( 3 ）哪个温度加热淬火后残余奥氏体较多？
( 4 ）哪个温度加热淬火后未溶碳化物较少？
( 5 ）哪个温度加热淬火合适？为什么？
25．指出下列工件的淬火及回火温度，并说出回火后获得的组织。
( 1 ) 45 号钢小轴（要求综合力学性能好）；
( 2 ) 65 号钢弹簧；
( 3 ) T12 钢锉刀。
26．用Tl0 钢制造直径较大的钻头。其工艺路线为：锻造一热处理一机加工一热处理。
( 1 ）写出其中热处理工序的名称及作用；
( 2 ）制定最终热处理（即磨加工前的热处理）的工艺规范，并指出钻头在使用状态下组织和大致硬度。
27．甲、乙两厂生产同一种零件，均选用45号钢，硬度要求220 ～250HB ，甲厂采用正火，乙厂采用调质处理，均能达到硬度要求，试分析甲、乙两厂产品的组织和性能差别。28．试说明表面淬火、渗碳、氮化处理工艺在选用钢种、性能、应用范围等方面差别。
29．两个45 号钢工件，一个用电炉加热(加热速度约为0.3℃/s），另一个用高频感应加热（加热速度约为400℃/s），问两者淬火温度有何不同？淬火后组织和力学性能有何差别？
30．低碳钢（0.2%C）小件经930℃，5h 渗碳后，表面碳含量增至1.0% ，试分析以下处理后表层和心部的组织：
( 1 ）渗碳后慢冷；
( 2 ）渗碳后直接水淬并低温回火；
( 3 ）由渗碳温度预冷到820℃，保温后水淬，再低温回火；
( 4 ）渗碳后慢冷至室温，再加热到780℃，保温后水淬．再低温回火。
31．调质处理后的40号钢齿轮．经高频加热后的温度分布如图3.3.5 所示，试分析高频水淬后，轮齿由表面到中心各区（Ⅰ,Ⅱ，Ⅲ）的组织变化。
钢铁基本知识热处理
钢铁基本知识 纯铁是很软的金属，既不能制刀枪，也不能铸铁锅、犁锄。但当纯铁中含有一定量的碳后，就变成我们在各方面使用的钢铁了。纯铁中含碳在0.02%以上就变成硬度较低的能拔铁丝、轧制薄白铁板等用的低碳钢。铁中含碳量0.25%至0.6%的范围内的钢叫中碳钢，其硬度中等，可轧成建筑钢材，钢板、铁钉等制品。铁中含碳量0.6%至2.0%时就成为硬度很高的、可制刀枪、模具等的高碳钢了。低、中、高碳钢合在一起就叫“碳素钢”。如果铁中碳含量超过2.0%就变成又硬又脆的可铸铁锅、暖气片、犁等的生铁了。一般生铁含碳量为3.5%—5.5%。所以纯铁、钢和生铁的区别主要就在于铁中的含碳量的不同。 在铁与钢的生产中，首先是把铁矿石在炼铁高炉中用碳还原成铁的同时铁中也吸收了4.5%—5.5%的碳，然后再把生铁装入炼钢炉中把碳和其他杂质用氧气氧化去除降低到所需要的含量，即炼成各种含碳量的碳素钢。据《世界金属导报》报告的“国际钢协”统计2002年上半年（1至6月）累计我国钢产量为8480万吨，居世界首位；同期世界的十大产钢国排列顺序为：第2名日本5230万吨，第3美国4440万吨，第4俄罗斯2840万吨（独联体为4840万吨），第5德国2240万吨（欧盟15国总计8040万吨），第6韩国2230万吨，第7乌克兰1650万吨，第8巴西1410万吨，第9印度1400万吨，第10意大利1340万吨；英国607万吨，居第17位。 随着科学技术的发展，碳素钢在强度、硬度、韧性、弹性、抗腐蚀性等各方面都不能满足现代化工农业和国防上的需要了。冶金工作者们研究发现在钢中加入一些其他元素可改善碳素钢的性能，使碳钢获得更优异的和特殊的性能，扩充其用途和使用范围，从而研制出各种合金钢。在普通碳素钢的基础上，只要加入小于5%的总含量的硅、锰、铁、钛、铌、硼、稀土等合金元素就可炼出强度高于同等含碳量的普通碳素钢30—40%的低合金高强度钢，一吨钢可顶1.3—1.4%吨普通碳素钢用。若在含碳1%的碳素钢中加入6—15%铬，能炼出各种高级滚珠钢和滚动轴承钢。钢中加入13—19%铬就成为有磁性不锈钢，如在这种钢中再加入9%镍就变成无磁性不锈钢了；所以不能用有无磁来鉴别是否是不锈钢，因生活上用的大部分不锈钢是有磁的，可被磁铁吸起来。含碳低于0.06%的钢中加入8—27%铬和4.5—6.5%铝的钢称为电热合金，拔成丝缠成电炉，最高的可加热到1200℃。中碳钢中加1%锰炼成的钢制弹簧，弹性特别好。高碳钢中加2%锰和少量钼可炼成硬度特别高可做刀枪、模具和破碎机颚板寿命特别长。钢中加9—18%钨和少量钒就成为高速钢。低碳钢中加少量钼和铬成为高温下耐热并不起皮的钢。低碳钢中加2.5—4%的硅可炼成导磁性能非常好，可轧制制造电机，变压器的硅钢片。而低碳钢中加12%铝和25%镍炼出的就是永磁合金，可制永久性强磁铁。在高碳钢中加入适量硅可生产出石墨钢，既耐磨又有润滑作用，可制造在使用过程中不宜使用润滑油，而又需要耐磨的机械零件和轴承等部件。钢中加入稀土金属能提高钢的韧性；而生铁中加入稀土金属和镁则可变成和钢一样强度高，又有韧性的球墨铸铁。硼则是非晶合金和高科技钕铁硼合金中不可缺少的非金属元素。铁和钢中加入各种金属和非金属元素后可使其性能变幻无穷，用途多样。在钢铁中加入各种金属和非金属元素，能创造出多种多样的高科技新金属材料供工农业、国防、科学技术、生活上等各个领域中应用。 在铁钢中加入各种金属和非金属元素，能创造出各种不同性能，多种用途的各种高科技材料。但这些金属和非金属在炼钢时大部都不能或不宜以纯金属和非金属元素单体状态直接加入钢液中。如钨、钼、铌等金属熔点太高，比炼钢温度高一倍以上，炼钢温度为1600℃左右，而钨熔点高达3380℃，钼熔点为2600℃，铌熔点为2500℃，所以在钢液中难熔化，另外这些金属比重又太高，液态钢比重约7克/毫升，而钨比重高达19.3克/毫升，钒、钛比重低，钛比重4.5克/毫升，钒6.1克/毫升；熔点又高，钒为1860℃、钛为1690℃，又易氧化，在
热处理第一章作业
一、名词解释 1、铁素体 2、马氏体 3、奥氏体 4、热处理 5、同素异构转变 二、选择题 1、渗碳体是一种具有复杂结构的________。 A. 间隙化合物 B. 间隙相 C. 间隙固溶体 2、奥氏体向珠光体的转变是（）。 A．扩散型转变B．非扩散型转变C．半扩散型转变 3、马氏体片的粗细，主要取决于。 A．淬火冷却速度B．母相奥氏体的晶粒度C．Ms 点的高低 4、随着含碳量的增加，铁碳合金的组织变化顺序为。 A. 珠光体→铁素体→莱氏体 B. 铁素体→珠光体→莱氏体 C. 莱氏体→珠光体→铁素体 5、关于CCT曲线，错误的说法是_________。 A．CCT曲线是制定钢热处理加热规范的依据 B. CCT曲线是制定钢的冷却规范的依据 C. 从CCT曲线可以获得钢的临界冷却速度 D. 根据CCT曲线可以估计淬火后钢件的组织和性能 6、在二元合金中，铸造性能最好的合金是具有_________。 A．共析成分合金 B. 固溶成分合金 C. 共晶成分合金 7、钢进行奥氏体化的温度愈高, 保温时间愈长，则_________。 A. 过冷奥氏体愈稳定, C曲线愈靠左 B. 过冷奥氏体愈稳定, C曲线愈靠右 C. 过冷奥氏体愈不稳定, C曲线愈靠左 8、经淬火后钢的晶粒大小主要取决于_________。 A. 淬火冷却速度 B. 奥氏体化的温度 C. 奥氏体的成分均匀度 三、填空题 1、加热时，奥氏体的形成速度主要受到、、和等因素的影响。
2、当钢完全奥氏体化后冷却转变为马氏体时，奥氏体中的含碳量越高，则Ms点越________ ，转变后的残余奥氏体量越________。 3、在过冷奥氏体等温转变产物中，珠光体与屈氏体的主要相同点是________，不同点是________。 4、在碳钢中，共析钢的临界冷却速度比亚共析钢和过共析钢的临界冷却速度都________。 5、马氏体的硬度取决于_______ 。 6、晶体缺陷中的面缺陷主要有、和。 7、根据组织特征，铁碳合金含碳量w C=0.77%的为，w C=0.77~2.11%的为。 8、将固溶体按溶质原子与溶剂原子的相对分布分类，可分为固溶体和固溶体。 9、层片状的珠光体组织由和组成。 10、在晶体缺陷中，常见的点缺陷有、、。 11、碳钢马氏体组织形态主要有、两种，其中强韧性较 好。 四、简答题 1、何谓奥氏体？简述奥氏体的转变的形成过程及影响奥氏体晶粒大小的因素。 2、试分析共析钢的过冷奥氏体等温转变曲线。 3、马氏体的本质是什么？它的硬度为什么很高？是什么因素决定了它的脆性？ 4、写出Fe-Fe3C相图的三个基本反应的反应式，注明反应温度、各相含碳量及产物名称。 5、随含碳量的增加, 渗碳体的数量、分布、形态如何变化? 对钢的力学性能有何影响? 6、试分析含碳量分别为0.20%、0.45%、0.65%的铁碳合金在组织和力学性能上有何不同？
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钢的热处理 1、钢的热处理工艺主要有几种 退火、淬火、正火、回火、表面热处理 2、什么是同素异构转变、多形性转变 同素异构转变：纯金属在温度和压力变化时，由某一种晶体结构转变为另一种晶体结构的过程称为同素异构转变。 多形性转变：在固溶体中发生的由一种晶体结构转变为另一种晶体结构的过程称为多形性转变。 3、奥氏体及其结构特点 奥氏体是碳在γ-Fe中的间隙固溶体，具有面心立方结构。 奥氏体的面心立方结构使其具有高的塑性和低的屈服强度，在相变过程中容易发生塑性变形，产生大量位错或出现孪晶，从而造成相变硬化和随后的再结晶、高温下经历的反常细化以及低温下马氏体相变的一系列特点。
4、共析碳钢在加热转变时，奥氏体优先形核位置及原因 奥氏体的形核 1）球状珠光体中：优先在F/Fe3C界面形核 2）片状珠光体中：优先在珠光体团的界面形核,也在F/Fe3C片层界面形核奥氏体在F/Fe3C界面形核原因： (1) 易获得形成A所需浓度起伏，结构起伏和能量起伏. (2) 在相界面形核使界面能和应变能的增加减少。 △G = -△Gv + △Gs + △Ge △Gv—体积自由能差，△Gs —表面能，△Ge —弹性应变能
5、珠光体向奥氏体转变的三阶段，并说明为什么铁素体完全转变为奥氏体后仍然有一部分碳化物没有溶解？ （1）奥氏体的形核；（2）奥氏体的长大；（3）残余碳化物的溶解和奥氏体成分的均匀化； 奥氏体长大的是通过γ/α界面和γ/Fe3C界面分别向铁素体和渗碳体迁移来实现的。由于γ/α界面向铁素体的迁移远比γ/Fe3C界面向Fe3C的迁移来的快，因此当铁素体已完全转变为奥氏体后仍然有一部分渗碳体没有溶解。 6、晶粒度概念 奥氏体本质晶粒度：根据标准试验方法，在930±10°C保温足够时间后测得的奥氏体晶粒大小。 奥氏体起始晶粒度：在临界温度以上，奥氏体形成刚刚完成，其晶粒边界刚刚相互接触时的晶粒大小 奥氏体实际晶粒度：在某一加热条件下所得的实际奥氏体晶粒大小。 7、共析碳钢IT图
钢的普通热处理实验
实验名称：钢的普通热处理实验实验类型： 一、实验目的和要求（必填）二、实验原理（必填） 三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得 一、实验目的 1.了解普通热处理的设备及操作方法。 2. 深入了解钢的成分、加热温度和冷却速度对淬火后钢性能的影响。 3.深入理解不同回火温度对钢的性能的影响。 二、实验基本原理 热处理是通过加热、保温、冷却的三个过程，是钢的内部组织发生变化，已获得所需要性能的一种加工工艺。由于加热温度、冷却速度和处理目的不同，钢的热处理种类很多，其中常见的热处理方法有淬火、回火、退火和正火等。 钢经热处理后的性能取决于处理后的组织，热处理后的组织又取决于钢的成分、加热温度和冷却速度。 钢的含碳量不同，其加热温度不同；不同的热处理方法，其加热温度也不同。经正常加热，并用不同的速度冷却后，钢的性能不同。因为冷却速度不同，所获得的组织不同。钢经正常淬火后，必须进行及时回火。因在淬火中急冷时长生较大的内应力，且淬火马氏体本身较脆，故不能直接使用。通过回火，一方面可以消除内应力而提高刚的人性，更重要的是通过不同温度回火，能使淬火组织发生改变从而获得不同的回火组织，已达到钢的预期性要求。 三、主要仪器设备与试样 1.加热炉与温度控制仪； 2.冷却水槽与油槽； 3.洛氏硬度计； 4.不同含碳量的碳钢和合金钢试样若干； 5.钳子、钩子、铁丝、砂皮纸等。 四、实验步骤 1.每人领取热处理试样一块。 2.在洛氏硬度计上测量式样的原始硬度值（根据硬度不同选用HRC和HRB）。 3.按照规定的加热温度和冷却方法进行热处理。步骤如下： 1)将试样放入预定温度的炉子中加热并保温。保温时间：碳钢按照1min/mm、合金钢按1.2min/mm 来计算； 2)当达到保温时间后，用钩子把试样从炉子中取出，并迅速放入规定的介质中冷却； 3)若是进行回火，则在规定温度的炉中保温20min后取出空冷； 4.测量经不同热处理后钢的硬度（测量前用砂皮纸清除试样表面的氧化层和脱碳层）； 5.把所有的实验数据记录于表中。 五、实验数据记录和处理
第五章钢热处理
第五章钢的热处理 本章重点： 热处理工艺主要介绍钢的普通常见的热处理方法， 1．退火 2．正火 3．淬火 4．回火。 难点：各种热处理方法的区别和应用 §5.3 钢的退火和正火 退火和正火是应用最为广泛的热处理工艺。在机械零件和工、模具的制造加工过程中，退火和正火往往是不可缺少的先行工序，具有承前启后的作用。机械零件及工、模具的毛坯退火或正火后，可以消除或减轻铸件、锻件及焊接件的内应力与成分、组织的不均匀性，从而改善钢件的机械性能和工艺性能，为切削加工及最终热处理（淬火）作好组织、性能准备。一些对性能要求不高的机械零件或工程构件，退火和正火亦可作为最终热处理。 一. 退火目的及工艺 退火是钢加热到适当的温度，经过一定时间保温后缓慢冷却，以达到改善组织、提高加工性能的一种热处理工艺。其主要目的是减轻钢的化学成分及组织的不均匀性，细化晶粒，降低硬度，消除内应力，以及为淬火作好组织准备。 退火工艺种类很多，常用的有完全退火、等温退火、球化退火、扩散退火、去应力退火及再结晶退火等。不同退火工艺的加热温度范围如图5.25所示，它们有的加热到临界点以上，有的加热到临界点以下。对于加热温度在临界点以上的退火工艺，其质量主要取决于加热温度、保温时间、冷却速度及等温温度等。对于加热温度在临界点以下的退火工艺，其质量主要取决于加热温度的均匀性。 1. 完全退火 完全退火是将亚共析钢加热到A C3以上20～30℃，保温一定时间后随炉缓慢冷却至500℃左右出炉空冷，以获得接近平衡组织的一种热处理工艺。它主要用于亚共析钢，其主要目的是细化晶粒、均匀组织、消除内应力、降低硬度和改善钢的切削加工性能。 低碳钢和过共析钢不宜采用完全退火。低碳钢完全退火后硬度偏低，不利于切削加工。过共析钢完全退火，加热温度在A cm以上，会有网状二次渗碳体沿奥氏体晶界析出，造成钢的脆化。
焊后热处理基本知识演示教学
焊接接头焊后热处理基本知识培训 一、焊后热处理的概念 1.1后热处理（消氢处理）：焊接完成后对冷裂纹敏感性较大的低合金钢和拘束度较大的焊件加热至200℃～350℃保温缓冷的措施。 目的、作用：减小焊缝中氢的有害影响、降低焊接残余应力、避免焊缝接头中出现马氏体组织，从而防止氢致裂纹的产生。 后热温度：200℃～350℃ 保温时间：即焊缝在200℃～350℃温度区间的维持时间，与后热温度、焊缝厚度有关，一般不少于30min 加热方法：火焰加热、电加热 保温后的措施：用保温棉覆盖让其缓慢冷却至室温 NB/T47015-2011关于后热的规定： 1.2焊后热处理（PWHT）：广义上：焊后热处理就是在工件焊完之后对焊接区域或焊接构件进行的热处理，内容包括消除应力退火、完全退火、固熔、正火、正火加回火、回火、低温消除应力等。狭义上：焊后热处理仅指消除应力退火，即为了改善焊接区的性能和消除焊接残余应力等有害影响。 1.3压力容器及压力管道焊接中所说的焊后热处理是指焊后消除应力的热处理。焊后消除应力热处理过程：将焊件缓慢均匀加热至一定温度后保温一定的时间，然后缓慢降温冷却至室温。
目的、作用： (1)降低或消除由于焊接而产生的残余焊接应力。 (2)降低焊缝、热影响区硬度。 (3)降低焊缝中的扩散氢含量。 (4)提高焊接接头的塑性。 (5)提高焊接接头冲击韧性和断裂韧性。 (6)提高抗应力腐蚀能力。 (7)提高组织稳定性。 热处理的方式：整体热处理、局部热处理 1.4焊接应力的危害和降低焊接应力的措施 焊接应力是在焊接过程中由于温度场的变化（热涨冷缩）及焊件间的约束而产生的滞留在焊件中的残余应力。 1.4.1焊接应力只能降低，不可能完全消除，焊接残余应力形成的的危害：1）影响构件承受静载的能力；2）会造成构件的脆性断裂；3）影响结构的疲劳强度；4）影响构件的刚度和稳定性；5）应力区易产生应力腐蚀开裂；6）影响构件的精度和尺寸的稳定性。 1.4.2降低焊接应力的措施 1）设计措施： （1）构件设计时经量减少焊缝的尺寸和数量，可减少焊接变形，同时降低焊接应力 （2）构件设计时避免焊缝过于集中，从而避免焊接应力叠加 （3）优化结构设计，例将如容器的接管口设计成翻边式，少用承插式 2）工艺措施
工具钢热处理
工具钢热处理工艺-组织-性能的系统分析 (综合性实验) 一、实验目的 1.掌握工具钢热处理中成分—工艺—组织—性能内在关系； 2.通过实验，掌握材料的系统分析方法。 3.了解工具钢不同工艺条件下的常见组织。 二、实验原理 工具钢主要用于制造各种切削刀具，模具和量具。所以要有高的硬度和耐磨性、高的强度和冲击韧性等。常用的工具钢有T10、9CrSi、Cr12MoV、W18Cr4V 等。T10是普通碳素工具钢，淬火－回火态组织为：回火马氏体＋颗粒状碳化物渗碳体＋少量残余奥氏体。9CrSi是低合金工具钢，淬火－回火态组织为：回火马氏体＋颗粒状碳化物渗碳体。Cr12MoV是模具钢，淬火－回火态组织为：回火马氏体＋块状碳化物渗碳体。下面以高速钢为例，介绍其热处理工艺特点,显微组织与性能的关系。 铸态的高速钢的显微组织黑色组织为δ共析相；白色组织是马氏体和残余奥氏体；鱼骨状组织是共晶莱氏体。铸态高速钢的显微组织中，碳化物粗大，且很不均匀，不能直接使用，必须进行反复锻造。锻造后还须进行退火。退火的目的：① 消除锻造应力，降低硬度便于切削加工；② 为淬火组织做好组织上的准备。因为原组织为马氏体、屈氏体、或索氏体的高速钢，未经退火，淬火时可能引起萘状断口。退火温度宜为860～880℃，加热时间为3～4小时左右，为了缩短退火时间，一般采用等温退火，即：860～880℃加热3～4小时，炉冷到700～750℃等温4～6小时。锻造退火组织：在索氏体基体上分布着粗大的初生碳化物和较细的次生碳化物（碳化物呈白亮点）。 高速钢的淬火工艺的特点：主要是加热淬火温度高。目的是尽可能多的使碳和合金溶入奥氏体。高速钢的淬火方法有油淬、分级、等温、空冷等。以W18Cr4V 为例，淬火温度在1270℃～1290℃，淬火组织是由（60～70%）马氏体和（25～30%）残余奥氏体及接近10%的加热时未溶的碳化物组成，晶粒度9～10级。硬度63～64HRC。当淬火温度不足，在1240℃～1260℃时，碳化物大部分未溶入奥
工程材料与热处理 第1章作业题参考答案
1．写出下列力学性能符号所代表的力学性能指标的名称和含义。 σe、σs、σ r 0.2、σb、δ、ψ、a k 、σ-1、HRA、HRB、HRC、HBS(HBW)。 σe是弹性极限，是材料产生完全弹性变形时所承受的最大应力值； σs是屈服强度，是材料产生屈服现象时的最小应力值； σ r 0.2是以试样的塑性变形量为试样标距长度的0.2%时的应力作为屈服强度； σb是抗拉强度，是材料断裂前所能承受的最大应力值； δ是伸长率，试样拉断后标距长度的伸长量与原始标距长度的百分比； ψ是断面收缩率，是试样拉断后，缩颈处横截面积的缩减量与原始横截面积的百分比； a k是冲击吸收功，摆锤冲击试验中摆锤冲断试样所消耗的能量称为冲击吸收功； σ-1是材料经受无数次应力循环而不被破坏的最大应力； HRA、HRB、HRC是洛氏硬度由于不同的压头和载荷组成的几种不同的洛氏硬度标尺而产生的三种表示方法； HBS(HBW)是布氏硬度，用淬火钢球做压头测得的硬度用符号HBS表示，用硬质合金做压头测得的硬度用符号HBW表示。 2．低碳钢试样在受到静拉力作用直至拉断时经过怎样的变形过程? 由最初受力时的弹性变形到超过屈服极限的塑性变形到最后超过抗拉强度后的断裂。 3．某金属材料的拉伸试样l0=100mm，d0=10mm。拉伸到产生0.2％塑性变形时作用力(载荷)F0.2=6.5×103N；F b=8．5×103N。拉断后标距长为l l=120mm，断口处最小直径为
d l=6.4mm，试求该材料的σ0.2、σb、δ、ψ。 σ0.2= F0.2/ s0=(6.5×103)/π×（10/2）2 =82.8MPa σb= F b/ s0=(8.5×103)/π×（10/2）2 =108.28MPa δ=(l l- l0)/ l0×100%=20% ψ=( s0- s1)/ s0=[π×（10/2）2-π×（6.4/2）2]/π×（10/2）2=59.04% 4．钢的弹性模量为20.7×104MPa，铝的弹性模量为6.9×104MPa。问直径为2.5mm，长12cm 的钢丝在承受450N的拉力作用时产生的弹性变形量(Δl)是多少?若是将钢丝改成同样长度的铝丝，在承受作用力不变、产生的弹性变形量(Δl)也不变的情况下，铝丝的直径应是多少? Δl=F×l/(E×A)=5.3×10-2mm 根据变形量相等，所以E钢×A钢= E铝×A铝 易求得d铝=4.33mm 5．某钢棒需承受14000N的轴向拉力，加上安全系数允许承受的最大应力为140MPa。问钢棒最小直径应是多少?若钢棒长度为60mm、E=210000MPa，则钢棒的弹性变形量(Δl)是多少? σe= F e/ s0, 所以最小直径d,有π（d/2）2= F e/σe d=11.28mm Δl=F×l/(E×A)=0.04mm 6．试比较布氏、洛氏硬度的特点，指出各自最适用的范围。下列几种工件的硬度适宜哪种硬度法测量：淬硬的钢件、灰铸铁毛坯件、硬质合金刀片、渗氮处理后的钢件表面渗氮层的硬度。 布氏硬度： 具有较大的压头和较大的试验力,得到压痕较大，因而能测出试样较大范围的性能。与抗拉强度有着近似的换算关系。测量结果较为准确。对材料表面破坏较大，不适合测量成品。测量过程复杂费事。适合测量灰铸铁、轴承合金和具有粗大晶粒的金属材料，适用于原料及半成品硬度测量。 洛氏硬度： 采用测量压入深度的方式，硬度值可直接读出，操作简单快捷，工作效率高。然而由于金刚石压头的生产及测量机构精度不佳，洛氏硬度的精度不如维氏、布氏。适用于成批量零部件检测，可现场或生产线上对成品检测。 灰铸铁毛坯件适宜用布氏硬来测量；淬硬的钢件、硬质合金刀片、渗氮处理后的钢件表面渗氮层的硬度适宜用洛氏硬度来测量。 7．若工件刚度太低易出现什么问题?若是刚度可以而弹性极限太低易出现什么问题? 工件如果刚度太低则会在受力时较容易产生弹性变形，弹性变形过大。如果刚度可以而弹性极限太低则会在受力时比较容易塑形变形。 8．指出下列硬度值表示方法上的错误。12HRC～15HRC、800HBS、230HBW、550N／mm2HBW、70HRC～75HRC、200N／mm2HBS。 12HRC～15HRC，HRC的表示范围是20~70；
钢的热处理综合实验精选.
实验二钢的热处理综合实验 一、实验目的 1. 全面熟悉钢的热处理综合实验过程； 2. 掌握常用材料热处理工艺规范的制定； 3. 了解热处理的操作方法； 4．研究热处理对钢的性能的影响； 5．认识碳钢经各种热处理后的显微组织，.进一步了解碳钢经热处理后，在组织和性能上有什么改变。 二、实验设备和材料 设备：箱式电炉和控温仪表、洛氏硬度机、台式金相显散镜、预磨机、抛光机 材料：45、T10 钢样、45 钢、T10、T12、20 钢热处理过试样一套、各号金相砂纸、金刚石研磨膏、水、油。 三、实验内容 ⑴制定出材料的热处理工艺规范。 ⑵分组进行热处理操作。 ⑶测定热处理后样品的硬度值。 ⑷金相显微试样的制备。 ⑸观察各种热处理后的显微组组织，绘出组织示意图。 ⑹将测得的硬度值与应得到的显微组织一起填入实验报告。 四、概述 (一)设计、制定热处理工艺规范 钢的热处理是通过加热、保温和冷却三个步骤来改变其内部组织，而获得所需性能的一种热加工工艺，它的基本过程包括：将钢加热到选定温度，在该温度下保持一段时间，然后用选定的速度冷却。 1．加热温度的选择 ⑴淬火加热温度 根据 Fe—Fe3C 相图来确定:对亚共析钢，合适的淬火加热温度为AC +30~ 50℃，淬火后的组织为均匀细小的马氏体。如果加热温度不足(低于AC )．则淬
火组织中将出现铁素体，造成淬火后硬度不足。对过共析钢和共析钢，合适的淬火加热温度为ACl+30—50℃。淬火后的组织为隐晶马氏体与粒状二次渗碳体，组织中的粒状二次渗碳体可以明显提高钢的硬度和耐磨性。过高的淬火加热温度(高于ACCM)，会使淬火后得到粗大马氏体和较多的残余奥氏体组织．使材料的耐磨性下降，脆性增加，这是因为共析钢含碳量高，加热到ACCM 以上时，碳化物全部溶解，使奥氏体晶粒易于长大，淬火后的马氏体粗大。同时，奥氏体内的含碳量越高，则淬火后的马试体量越少，残余奥氏体量越多。 ⑵回火温度 将淬火后的钢重新加热到AC1 一下某个温度，在该温度下保温一定时间，然后在空气或油中冷却，这一操作过程叫回火。回火的目的地是消除淬火时产生的能应力，降低钢的脆性，提高钢的韧性。按加热温度不同，回火可分为三类。见图3-4。 图1-2 回火种类示意图图1-3在共析钢C曲线上估计 连续冷却 速度的影响图中： a－低温回火。主要用于高碳钢和高碳合金钢，回火后保持高硬度和高耐磨性，内应力和脆性降低。回火后的组织为回火马氏体，硬度约为 HRC58~64。一般用于切削工具量具滚动轴承及渗碳和氰化。 b －中温回火。主要用于 0.5~0.7 ﹪C 的碳钢和合金钢，回火后内应力基本消除，有一定的韧性和较高的弹性于屈服强度。回火后的组织为回火屈氏体，硬度约为 HRc35~45.一般用于各种弹簧及热锻模。 c－高温回火。主要用于0.3~0.5 ﹪C 的碳钢和合金钢，回火后既有较高
第四章 金属材料和热处理基本知识(答案)
第四章金属材料的基础知识和热处理的基本知识 第一部分：学习内容 1、钢的分类：|（1）-碳钢:含碳量低于2%的铁碳合金;-合金钢:在钢中特意加入一种或几种其它合金元素组成的钢;-生铁:含碳量高于2%的铁碳合金.,可通过铸造方法制造零件,所以又称铸铁. （2）按化学成分分类： 碳钢-低碳钢:含碳量小于0.25%;-中碳钢:含碳量为0.25~0.55%;-高碳钢:含碳量大于0.55%. 合金钢-低合金钢:合金元素总含量小于3.5%;-中合金钢:合金元素总含量3.5~10%;-高合金钢:合金元素总含量大于10%; 2、洛氏硬度与布氏硬度值近似关系： HRC≈1/10HB 3、热处理及其常用工艺方法 热处理的定义-利用钢在固态下的组织转变,通过加热和冷却获得不同组织结构,从而得到所需性能的工艺方法统称热处理. 常用热处理工艺方法：退火-将钢加热到一定温度,保温一段时间,然后随炉一起缓慢冷却下来,以期得到接近平衡状态组织的一种热处理方法. 4、完全退火:AC3以上30~50℃,用于消除钢的某些组织缺陷和应力,改善切削加工性能; 等温退火:加热到AC3,以上30~50℃,较快的冷却到略低于Ar1的温度,并在此温度下等温到奥氏体全部分解为止,然后出炉空冷.适用于亚共析钢、共析钢，尤其广泛用于合金钢的退火。优点是周期短，组织和硬度均匀。 5、正火-正火和退火加热方法相似，只是冷却速度比退火稍快（空冷），得到的是细片状珠光体（索氏体），强度、硬度比退火的高，与退火相比，工艺周期短，设备利用率高。主要用于低碳钢获得满意的机械性能和切削性能、过共析工具钢消除网状渗碳体、中碳钢代替退火或作为淬火前的预先热处理。 6、淬火-将钢加热到AC1以上30~50℃(共析钢、过共析钢）或AC3以上30~50℃（亚共析钢），保温一段时间，然后快冷得到高硬度的马氏体组织的工艺方法。用以提高工件的耐磨性。 7、回火-将淬火后的工件加热到A1以下某一温度，保温一段时间，然后以一定的方式冷却（炉冷、空冷、油冷、水冷等） -目的：1）降低淬火工件的脆性，消除内应力（热应力和组织应力），使淬火组织趋于稳定，同时也使工件尺寸趋于稳定；2）获得所需的硬度和综合机械性能。 8、焊后消除应力热处理(PWHT、ISR):目的是消除应力、降低硬度、改善组织、稳定尺寸,避免制造和使用过程产生裂纹; 9、试述T8A的含义：含碳量为8‰的高级优质碳素工具钢。 10、怎样区别无螺纹的黑铁管与直径相似的无缝钢管？ 答：无缝钢管是用优质碳钢、普通低合金钢、高强耐热钢、不锈钢等制成。不镀锌的瓦斯管习惯上称为黑铁管，从管子内壁有无焊缝和管子直径来判断。 11、何谓钢的热处理？ 答：所谓钢的热处理就是在规定范围内将钢加热到预定的温度，并在这个温度保持一定的时间，然后以预定的速度和方法冷下来的一种生产工艺。 12、试述T7的含义。 答：T7的含义为：含碳量为7‰的碳素工具钢。 13，退火：将钢加热到一定的温度，保温一段时间，随后由炉中缓慢冷却的一种热处理工序。其作用是：消除内应力，提高强度和韧性，降低硬度，改善切削加工性。应用：高碳钢
钢的热处理实验报告
预习报告 一、实验目的 1.根据所学热处理的知识，了解钢的基本热处理工艺制定过程； 2.学习不同热处理工艺对钢的性能的影响； 3.了解洛氏硬度计的主要原理、结构，学会操作方法。 二、实验原理 钢的热处理就是对钢在固态范围内的进行加热、保温和冷却，以及改变其内部组织，从而获得所需要的性能的一种加工工艺。热处理的基本工艺有退火、正火、淬火、回火等。 进行热处理时，加热温度、保温时间和冷却方式是最重要的三个基本工艺因素。正确选择这三者，是热处理成功的基本保证。 三、实验过程 1、设计可使材料达到实验性能要求的热处理工艺 2、对所给退火态试样进行硬度测定 3、按所给定工艺进行热处理 4、测定处理后试样的硬度以及检验所订工艺。对测试结果进行分析，必要时修改实验方案，重新实验 四、实验仪器 1、最高加热温度达1000℃的各种实验用箱式电阻炉 2、可供冷却的介质水和油 3、测试硬度的设备有洛氏硬度计 4、捆绑式样的细铁丝，夹持试样的铁钳
一、实验目的 1.根据所学热处理的知识，了解钢的基本热处理工艺制定过程； 2.学习不同热处理工艺对钢的性能的影响； 3.了解洛氏硬度计的主要原理、结构，学会操作方法。 二、实验原理 1、加热温度的选择 (1) 退火加热温度 +(20~30)℃(完全退火)。共析钢和过共析钢加热至一般亚共析钢加热至A c3 A +(20~30)℃(球化退火)，目的是得到球状渗碳体，降低硬度，改善高碳钢的切c1 削性能。 (2) 正火加热温度 + (30~50)℃；过共一般亚共析钢加热至Ac3十(30~50)℃；共析钢加热至A c1 析钢加热至A ccm+ (30~50)℃，即加热到奥氏体单相区。 (3) 淬火加热温度 十一般亚共析钢加热至Ac3十(30~50)℃；共析钢和过共析钢加热至A c1 (30~50)℃； (4) 回火温度的选择 钢淬火后都要回火，回火温度决定于最终所要求的组织和性能按加热温度高低回火可分为三类：低温回火中温回火高温回火。 2、保温时间的确定 为了使工件内外各部分温度约达到指定温度、并完成组织转变，使碳化物溶解和奥氏体成分均匀化，必须在淬火加热温度下保温一定的时间。通常将工件升温和保温所需时间算在一起，统称为加热时间。 实际工作中多根据经验大致估算加热时间。一般规定，在空气介质中，升到规定温度后的保温时间，对碳钢来说，按工件厚度每毫米需一分钟到一分半钟估算；合金钢按每毫分二钟估算。在盐浴炉中，保温时间则可缩短为空气介质中保温时间的1/2~1/3。 3、冷却方法 热处理时的冷却方式要适当，才能获得所要求的组织和性能。
钢的热处理(原理和工艺)第3版 胡光立 谢希文
第二章钢的加热转变 2、奥氏体晶核优先在什么地方形成? 为什么? 答：奥氏体的形核 球状珠光体中： 优先在F/Fe3C 界面形核 片状珠光体中： 优先在珠光体团的界面形核 也在F/Fe3C 片层界面形核 奥氏体在F/Fe3C 界面形核原因： (1) 易获得形成A所需浓度起伏，结构起伏和能量起伏. (2) 在相界面形核使界面能和应变能的增加减少。 △G = -△Gv + △Gs + △Ge △Gv—体积自由能差，△Gs —表面能，△Ge —弹性应变能 6、钢的等温及连续加热TT A图是怎样测定的，图中的各条曲线代表什么? 答：等温TTA图 将小试样迅速加热到Ac1以上的不同温度，并在各温度下保持不同时间后迅速淬冷，然后通过金相法测定奥氏体的转变量与时间的关系，将不同温度下奥氏体等温形成的进程综合表示在一个图中，即为钢的等温TTA图。 四条曲线由左向右依次表示：奥氏体转化开始线，奥氏体转变完成线，碳化物充全溶解线，奥氏体中碳浓度梯度消失线。 连续加热TTA图 将小试样采用不同加热速度加热到不同温度后迅速淬冷，然后观察其显微组织.，配合膨胀试验结果确定奥氏体形成的进程并综合表示在一个图中，即为钢的连续加热TTA图。 Acc加热时Fe3CII →A终了温度 Ac3加热时α→A终了温度 Ac1加热时P→A开始温度 13、怎样表示温度、时间、加热速度对奥氏体晶粒大小的影响? 答：奥氏体晶粒度级别随加热温度和保温时间变化的情况可以表示在等温TTA图中加热速度对奥氏体晶粒度的影响可以表示在连续加热时的TTA图中 随加热温度和保温时间的增加晶粒度越大 加热速度越快I↑由于时间短，A晶粒来不及长大可获得细小的起始晶粒度 补充 1、阐述加热转变A的形成机理，并能画出A等温形成动力学图(共析钢)？ 答：形成条件ΔG=Ga-Gp<0 形成过程 形核：对于球化体，A优先在与晶界相连的α/Fe3C界面形核 对于片状P, A优先在P团的界面上形核 长大：1 ）Fe原子自扩散完成晶格改组 2 ）C原子扩散促使A晶格向α、Fe3C相两侧推移并长大 Fe3C残留与溶解：A/F界面的迁移速度> A/Fe3C界面的迁移速度，当P中F完全消 失，Fe3C残留Fe3C→A A均匀化：刚形成A中，C浓度不均匀。C扩散，使A均匀化。 A等温形成动力学图（共析钢）见课本P22 图2-16 2、用Fe-Fe3C相图说明受C在A中扩散所控制的A晶核的长大。
热处理第一章习题
1、固态相变是固态金属（包括金属与合金）在（）和（）改变时，（）的变化。 2、相的定义为（）。 3、新相与母相界面原子排列方式有三种类型，分别为（）、（）、（），其中（）界面能最低，（）应变能最低。 4、固态相变的阻力为（）及（）。 5、平衡相变分为（）、（）、（）、（）、（）。 6、非平衡相变分为（）、（）、（）、（）、（）。 7、固态相变的分类，按热力学分类：（）、（）；按原子迁动方式不同分类：（）、（）；按生长方式分类（）、（）。 8、在体积相同时，新相呈（）体积应变能最小。 A．碟状（盘片状）B.针状 C.球状 2．下图示意地给出了35CrMo钢的CCT图，说明按（a）、（b）、（c）、（d）各冷却曲线冷却后可能获得的室温组织，并比较它们的硬度的相对大小 4. 某钢的等温转变曲线如图所示，试说明该钢在300℃经不同时间等温后，按（a）、(b)、(c)线冷却后得到的组织，并写出原因
3．钢在奥氏体化时，温度越高，保温时间越长，则（） A．过冷奥氏体越稳定，C曲线向左移 B．过冷奥氏体越不稳定，C曲线向右移 C．过冷奥氏体越稳定，C曲线向右移 D．不确定 5、钢的TTT曲线（等温转变曲线）是表明过冷奥氏体的转变的曲线，其形状和位置受C和合金元素的影响，下列各元素可使曲线右移，其中错误的是A．Cr B．Ni C．Co D．Mo 6. 能使碳钢C曲线（TTT）左移的合金元素是， A.Cr B.Mo C.Co D.Ni 7 亚共析钢中，随碳含量上升，C曲线___，过 共析钢中，随碳含量上升，C曲线__。 a.左移，右移 b.右移，左移 c.不变，
右移 d.右移，不变 8. 画出T8钢的过冷奥氏体等温转变曲线。为获得以下组织，应采用什么冷却方式：并在等温转变曲线上画出冷却曲线示意图。 （1）索氏体（2）屈氏体+马氏体+残余奥氏体 （3）全部下贝氏体（4）屈氏体+马氏体+下贝氏体+残余奥氏体 （5）马氏体+残余奥氏体 9. 例：有一根长2米直径20mm的实心T12钢圆棒，不均匀加热，加热后棒料温度如图所示，假设各段冷却介质如表所示，请在各段中填入相应的组织，并分析其力学性能。(T12钢Acm为820℃) A B C D 1000 ℃740 ℃700℃500℃10. 直径为10mm的共析钢小试样加热到相变点A1以上30℃，用图1-82所示的冷却曲线进行冷却，分析其所得到的组织，说明各属于什么热处理方法。
钢的热处理工艺知识大全
钢的热处理工艺知识大全 热处理是将固态金属或合金采用适当的方式加热、保温和冷却以获得所需要的组织结构与性能的工艺。 热处理工艺它能提高零件的使用性能，充分发挥钢材的潜力，延长零件的使用寿命，此外，热处理还可改善工件的工艺性能、提高加工质量、减小刀具磨损。 钢的热处理方法可分为：退火、正火、淬火、回火及表面热处理等五种。 热处理方法虽然很多，但任何一种热处理工艺都是由加热、保温和冷却三个阶段所组成的，因此，热处理工艺过程可用在温度一时间坐标系中的曲线图表示，如下图所示，这种曲线称为热处理工艺曲线。 一、退火 将钢加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却(一般随炉冷却)的热处理工艺称为退火。 退火的主要目的是： (1)降低钢的硬度，提高塑性，以利于切削加工及冷变形加工。 (2)细化晶粒，均匀钢的组织及成分，改善钢的性能或为以后
的热处理作准备。 （3）消除钢中的残余内应力，以防止变形和开裂。常用的退火方法有完全退火、球化退火、去应力退火等几种。 （1）完全退火完全退火是将钢加热到完全奥氏体化（AC3 以上 30?50C）,随之缓慢冷却，以获得接近平衡状态组织的工艺方法。 在完全退火加热过程中，钢的组织全部转变为奥氏体，在冷却过程中，奥氏体变为细小而均匀的平衡组织（铁素体+珠光体），从而达到降低钢的硬度、细化晶粒、充分消除内应力的目的。 完全退火主要用于中碳钢及低、中碳合金结构钢的铸件、锻件、热轧型材等，有时也用于焊接结构件，过共析钢不宜采用完全退火，因过共析钢完全退火需加热到AS以上，在缓慢冷却时，钢中将析出网状渗碳体，使钢的力学性能变坏。 （2）球化退火是将钢加热到AG以上20?30C,保温一定时间，以不大于50C /H的冷却速度随炉冷却下来，使钢中碳化物呈球状的工艺方法。 球化退火适用于共析钢及过共析钢，如碳素工具钢、合金工具钢、轴承钢等。这些钢在锻造加工后进行球化退火，一方面有利于切削加工，同时为最后的淬火处理作好组织准备。 （3）去应力退火是将钢加热到略低于A i的温度（一般取500? 650C）,保温一定时间后缓慢冷却的工艺方法，其目的是消除由于塑性变形、焊接、切削加工、铸造等形成的残余应力。 工件和零件中存在的内应力是十分有害的，如不及时消除，会在加工和使用过程中发生变形，影响其精度，因此，铸造、锻造、焊接及切削加
第三章 钢的热处理
【教学组织】 1．提问10分钟 2．讲解70分钟 3．小结5分钟 4．布置作业5分钟 【教学内容】 第三章钢的热处理 第一节热处理概述 一、热处理概念 ●热处理是采用适当的方式对金属材料或工件进行加热、保温和冷却以获得预期的组织结构与性能的工艺。 热处理工艺过程是由加热、保温、冷却三个阶段组成。 常用的热处理加热设备有箱式电阻炉、盐浴炉、井式炉、火焰加热炉等。 常用的冷却设备有水槽、油槽、盐浴、缓冷坑、吹风机等。 二、热处理工艺的分类 三、热处理原理 热处理原理：铁碳合金相图是确定热处理工艺的重要依据。将钢铁材料或零件先加热到临界点（或相变点）以上某一温度区间，使其全部或部分得到均匀的奥氏体组织，然后采用适当的冷却方法进行冷却，从而获得所需要的组织和使用性能。 涉及的微观组织有：铁素体、奥氏体、渗碳体（或碳化物）、珠光体、索氏体、屈氏体、贝氏体（上贝氏体和下贝氏体）、马氏体（板条马氏体和针状马氏体）等。
图3-3 实际加热(或冷却)时，铁碳合金相图上各相变点的位置 第二节退火与正火 一、退火 1. 退火的概念和目的 ●退火是将工件加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。 退火的目的是降低钢铁材料的硬度，提高其塑性，改善切削加工性能和锻压加工性能；细化钢铁材料的组织，均匀其化学成分；消除钢铁材料的内应力，防止其变形和开裂；为后续加工或热处理作准备。 2．退火的方法和应用 退火通常分为：完全退火、等温退火、球化退火、去应力退火、均匀化退火等。 图3-5 部分退火工艺加热温度范围示意图图3-6 部分退火工艺曲线示意图 温度范围示意图图3-6 部分退火工艺曲线示意图 二、正火 1.正火的概念和目的 ●正火是指工件加热奥氏体化后在空气中冷却的热处理工艺。 正火的目的是细化晶粒，提高钢铁材料硬度，消除钢铁材料中的网状碳化物（或渗碳体），
材料学作业1-第一章热处理
《材料学》作业1-第一章钢的热处理 复习作业题： 1.解释下列名词： （1）奥氏体的起始晶粒度、实际晶粒度、本质晶粒度； （2）珠光体、索氏体、屈氏体； （3）贝氏体、马氏体； （4）奥氏体，过冷奥氏体，残余奥氏体； （5）退火，正火，淬火，回火，冷处理，时效处理（尺寸稳定处理）； （6）淬火临界冷却温度（Vk），淬透性，淬硬性； （7）再结晶，重结晶； （8）调质处理，变质处理。 2．什么是热处理？常见的热处理方法有几种，其目的是为了什么？从相图上看，怎样的合金才能进行热处理强化？ 3．画出共析碳钢过冷奥氏体等温转变C 曲线，标明各点、线、区的意义；并指出影响C 曲线形状和位置的主要因素；说明合金元素对C 曲线位置及形状的影响。 4.马氏体的本质是什么?它的硬度为什么很高? 是什么因素决定了它的脆性? 5.试比较索、屈氏体、马氏体和回火索氏体、回火屈氏体、回火马氏体之间在形成条件、金相形态与性能上的主要区别。 6.淬透性和淬透层深度有何联系与区别？影响钢件淬透性的主要因素是什么？ 7.什么是钢的回火脆性？如何避免？ 8.确定下列钢件的退火方法，并指明目的及退火后的组织： （1）经冷轧后的15钢板，要求降低硬度；（2）ZG35铸造齿轮； （3）锻造过热的60钢锻坯；（4）具有片状渗碳体的T12钢坯。 9.用T10钢制造形状简单的车刀，其工艺路线为：锻造－热处理－机加工－热处理－磨加工。（1）写出其中热处理工序的名称及作用 （2）制定最终热处理（磨加工前的热处理）的工艺规范，并指出车刀在使用状态下的显微组织和大致硬度。 复习思考题： 1.指出共析碳钢加热时奥氏体形成的几个阶段，并说明亚共析碳钢及过共析碳钢的奥氏体形成的主要特点。 2.指出影响奥氏体形成速度和奥氏体实际晶粒度的因素。 3.何谓本质细晶粒钢？本质细晶粒钢的奥氏体晶粒是否一定比本质粗晶粒钢的细？ 4.有甲、乙两种钢，同时加热至1150℃，保温两小时，经金相显微组织检查，甲钢的奥氏体晶粒度为3级，乙钢为6级。由此能否得出结论：甲钢是本质粗晶粒钢，而乙钢是本质细晶粒钢。 5.将20钢及60钢加热至860℃，保温时间相同，问哪种钢奥氏体晶粒粗大些？ 6.珠光体类型组织有哪几种？它们在形成条件、组织形态和性能方面有何特点？ 7.贝氏体类型组织有哪几种？它们在形成条件、组织形态和性能方面有何特点？ 8.马氏体组织有哪几种基本类型？它们的形成条件、晶粒结构、组织形态、性能有何特点？马氏体的硬度与含碳量关系如何？ 9.何谓连续冷却及等温冷却？试绘出奥氏体这两种冷却方式的示意图。 10.试比较共析碳钢过冷奥氏体等温转变曲线与连续转变曲线的异同点。
第五章钢的热处理(含答案)
第五章钢的热处理（含答案） 一、填空题（在空白处填上正确的内容） 1、将钢加热到________，保温一定时间，随后在________中冷却下来的热处理工艺叫正火。 答案：Ac 3或Ac cm 以上50℃、空气 2、钢的热处理是通过钢在固态下________、________和________的操作来改变其内部________，从而获得所需性能的一种工艺。 答案：加热、保温、冷却、组织 3、钢淬火时获得淬硬层深度的能力叫________，钢淬火时获得淬硬层硬度的能力叫 ________。 答案：淬透性、淬硬性 4、将________后的钢加热到________以下某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温，这种热处理方法叫回火。 答案：淬火、Ac 1 5、钢在一定条件下淬火时形成________的能力称为钢的淬透性。淬透层深度通常以工件________到________的距离来表示。淬透层越深，表示钢的________越好。 答案：马氏体（M）、表面、半马氏体区、淬透性 6、热处理之所以能使钢的性能发生变化，其根本原因是由于铁具有________转变，从而使钢在加热和冷却过程中，其内部________发生变化的结果。 答案：同素异构、组织 7、将钢加热到________，保温一定时间，随后在________中冷却下来的热处理工艺叫正火。 答案：Ac 3或Ac cm 以上30℃～50℃、空气 8、钢的渗碳是将零件置于________介质中加热和保温，使活性________渗入钢的表面，以提高钢的表面________的化学热处理工艺。 答案：渗碳、碳原子、碳含量 9、共析钢加热到Ac 1 以上时，珠光体开始向________转变，________通常产生于铁素体和渗碳体的________。 答案：奥氏体（A）、奥氏体晶核、相界面处 10、将工件放在一定的活性介质中________，使某些元素渗入工件表面，以改变化学成分和________，从而改善表面性能的热处理工艺叫化学热处理。 答案：加热和保温、组织 11、退火是将组织偏离平衡状态的钢加热到适当温度，保温一定时间，然后________冷却，以获得接近________组织的热处理工艺。 答案：缓慢（随炉）、平衡状态 12、将钢加热到________温度，保温一定时间，然后 ________冷却到室温，这一热处理工艺叫退火。 答案：适当、缓慢（随炉） 13、V 临 是获得________的最小冷却速度，影响临界冷却速度的主要因素是________。