第六章钢的热处理 习题参考答案 一、解释下列名词 答： 1、奥氏体：碳在γ-Fe中形成的间隙固溶体。 过冷奥氏体：处于临界点A1以下的不稳定的将要发生分解的奥氏体称为过冷奥氏体。 残余奥氏体：M转变结束后剩余的奥氏体。 2、珠光体：铁素体和渗碳体的机械混合物。 索氏体：在650～600℃温度范围内形成层片较细的珠光体。 屈氏体：在600～550℃温度范围内形成片层极细的珠光体。 贝氏体：过饱和的铁素体和渗碳体组成的混合物。 马氏体：碳在α-Fe中的过饱和固溶体。 3、临界冷却速度V K：淬火时获得全部马氏体组织的最小冷却速度。 4、退火：将工件加热到临界点以上或在临界点以下某一温度保温一定时间后，以十分缓慢的冷却速度（炉冷、坑冷、灰冷）进行冷却的一种操作。 正火：将工件加热到A c3或A ccm以上30～80℃，保温后从炉中取出在空气中冷却。 淬火：将钢件加热到Ac3或Ac1以上30～50℃，保温一定时间，然后快速冷却（一般为油冷或水冷），从而得马氏体的一种操作。 回火：将淬火钢重新加热到A1点以下的某一温度，保温一定时间后，冷却到室温的一种操作。 冷处理：把冷到室温的淬火钢继续放到深冷剂中冷却，以减少残余奥氏体的操作。 时效处理：为使二次淬火层的组织稳定，在110～150℃经过6～36小时的人工时效处理，以使组织稳定。 5、调质处理：淬火后再进行的高温回火或淬火加高温回火 6、淬透性：钢在淬火后获得淬硬层深度大小的能力。 淬硬性：钢在淬火后获得马氏体的最高硬度。 7、回火马氏体：过饱和的α固溶体（铁素体）和与其晶格相联系的ε碳化物组成的混合物。 回火索氏体：在F基体上有粒状均匀分布的渗碳体。 回火屈氏体：F和细小的碳化物所组成的混合物。 8、第一类回火脆性：淬火钢在250℃～400℃间回火时出现的回火脆性。 第二类回火脆性：淬火钢在450℃～650℃间回火时出现的回火脆性。 10、表面淬火：采用快速加热的方法，将工件表层A化后，淬硬到一定深度，而心部仍保持未淬火状态的一种局部淬火法。
第六章合金钢及其热处理 习题解答 6-1 什么是合金元素?按其与碳的作用如何分类? 答：1、为了改善钢的组织和性能，在碳钢的基础上，有目的地加入一些元素而制成的钢，加入的元素称为合金元素。常用的合金元素有锰、铬、镍、硅、钼、钨、钒、钛、锆、钴、铌、铜、铝、硼、稀土(RE) 等。 2、合金元素按其与钢中碳的亲和力的大小，可分为碳化物形成元素和非碳化物形成元素两大类。 常见的非碳化物形成元素有：镍、钴、铜、硅、铝、氮、硼等。它们不与碳形成碳化物而固溶于铁的晶格中，或形成其它化合物，如氮可在钢中与铁或其它元素形成氮化物。 常见的碳化物形成元素有：铁、锰、铬、钼、钨、钒、铌、锆、钛等(按照与碳亲和力由弱到强排列) 。通常钒、铌、锆、钛为强碳化物形成元素；锰为弱碳化物形成元素；铬、钼、钨为中强碳化物形成元素。钢中形成的合金碳化物主要有合金渗碳体和特殊碳化物两类。 6-2 合金元素在钢中的基本作用有哪些? 答：合金元素在钢中的基本作用有：强化铁素体、形成合金碳化物、阻碍奥氏体晶粒长大、提高钢的淬透性和提高淬火钢的回火稳定性。 6-3 低合金结构钢的性能有哪些特点?主要用途有哪些?
答：低合金结构钢的性能特点是：①具有高的屈服强度与良好的塑性和韧性；②良好的焊接性；③较好的耐蚀性。低合金结构钢—般在热轧空冷状态下使用，被广泛用于制造桥梁、船舶、车辆、建筑、锅炉、高压容器、输油输气管道等。 6-4 合金结构钢按其用途和热处理特点可分为哪几种?试说明它们的碳含量范围及主要用途。 答：合金结构钢是指用于制造各种机械零件和工程结构的钢。主要包括低合金结构钢、合金渗碳钢、合金调质钢、合金弹簧钢、滚动轴承钢等。 1、低合金结构钢的成分特点是低碳(w C < 0.20％)，—般在热轧空冷或正火状态下使用，用于制造桥梁、船舶、车辆、建筑、锅炉、高压容器、输油输气管道等。 2、合金渗碳钢的平均w C一般在0.1％～0.25％之间，以保证渗碳件心部有足够高的塑性与韧性。合金渗碳钢的热处理，一般是渗碳后直接淬火和低温回火。合金渗碳钢主要用于制造表面承受强烈摩擦和磨损，同时承受动载荷特别是冲击载荷的机器零件，如汽车、飞机的齿轮，内燃机的凸轮等。 3、合金调质钢的平均w C一般在0.25％～0.50％之间。合金调质钢的最终热处理一般为淬火后高温回火(即调质处理) ，组织为回火索氏体，具有高的综合力学性能。若零件表层要求有很高的耐磨性，可在调质后再进行表面淬火或化学热处理等。它主要用于制造承受多种载荷、受力复杂的零件，如机床主轴、连杆、汽车半轴、重要的螺
第六章合金钢（alloy-steel） 教学目的：掌握合金元素的作用规律和合金结构钢、合金工具钢、特殊性能钢的特点及应用；熟悉合金钢的分类及编号；了解粉末冶金工艺与硬质合 金的成分、性能。 本章重点：1、合金元素的作用规律 2、合金结构钢的特点及应用 3、合金工具钢的特点及应用 4、特殊性能钢的特点及应用 本章难点: 合金元素的作用规律 参考文献：1、戴起勋，金属材料学，化学工业出版社，2005 2、史美堂，金属材料及热处理，上海科学技术出版社，2001 3、史美堂，金属材料及热处理习题集与实验指导书，上海科学技术 出版社，1997 专业词汇：alloy-steel; constructional alloy steel; alloy tool steel; stainless steel; duplex stainless steel; cutlery steel; solid solution strengthening; heat-resistant steel; powder metallurgy; wear-resistant steel; cryogenic steel; oxidation resistant steel; high-speed steel; high temperature alloy; superalloys; tool steel; die steel; spring steel; free cutting steel; bearing steel; ultra-high strength steel; nitriding steel; carburizing steel; 第一节概论 合金钢是在碳素钢中添加一些合金元素而炼制的一类钢，以改善碳素钢的性能。 为什么要发展合金钢？碳钢不能满足要求。 一、碳素钢的缺陷 1、综合机械性能差 虽然碳素钢的强度、硬度随着含碳量的增加而提高，但塑性、韧性却随之下降，不能在同一成分中得到配合完善的综合机械性能。