第七章金属材料的热加工工艺
第一节热处理工艺及应用
退火是把钢加热到一定温度、保温后________冷却的操作。
A．缓慢
B．较快
C．快速
D．急速
共析钢退火后的组织主要是________。
A．珠光体
B．铁素体
C．奥氏体
D．马氏体
把钢加热到临界点上或下某一温度，保温一定时间后缓冷，而获得近似稳定状态的组织，这种工艺过程称为________。
A．退火
B．正火
C．回火
D．淬火
过共析钢的退火组织是________。
A．F+Fe3CⅢ
B．F+P
C．P+Fe3CⅡ
D．P+Fe3CⅢ
关于退火的目的，正确的叙述是________。
A．降低硬度，改善切削加工性
B．提高塑性，降低硬度
C．消除组织缺陷，提高强度
D．提高强度，防止变形
钢经退火处理后，可使其硬度________，塑性________。
A．降低/提高
B．提高/降低
C．降低/降低
D．提高/提高
消除金属塑性变形后产生的残余应力，应采取的措施是________。
A．回火
B．退火
C．正火
D．淬火
完全退火的目的之一是________。
A．降低硬度
B．降低韧性
C．降低塑性
D．降低脆性
完全退火是把亚共析钢加热到________温度，保温后缓冷的操作。A．＞A1
B．＞A c1
C．＜A c3
D．＞A c3
完全退火时应把亚共析钢加热，使之全部为________。
A．F
B．F+A
C．A
D．A+Fe3C
完全退火时应把亚共析钢加热，使之全部为________。
A．铁素体
B．铁素体+奥氏体
C．奥氏体
D．奥氏体+渗碳体
不完全退火时应把过共析钢加热，使之全部为________。
A．铁素体
B．铁素体+奥氏体
C．奥氏体
D．奥氏体+渗碳体
不完全退火适用于________。
A．工业纯铁
B．亚共析钢
C．共析钢
D．过共析钢
完全退火亦可称为________。
A．退火
B．重结晶退火
C．再结晶退火
D．高温扩散退火
不完全退火是把________钢加热到一定温度、保温后缓冷的一种操作。
A．钢
B．亚共析钢
C．共析钢
D．过共析钢
不完全退火是把过共析钢加热至________，保温后缓冷的一种操作。
A．A1+20～50℃
B．A c1+20～50℃
C．A cm+20～50℃
D．A ccm+20～50℃
不完全退火实质上是把过共析钢加热到________。
A．F状态
B．A状态
C．P+Fe3C状态
D．A+Fe3C状态
钢的完全退火能够降低硬度、细化组织，适用于________钢和铸钢件、锻件及热轧件。
A．共析
B．亚共析
C．过共析
D．合金
下列钢经完全退火后，________钢可能会析出网状渗碳体。
A．Q235
B．45
C．60Si2Mn
D．T12
过共析钢进行下列________热处理可能会造成网状渗碳体析出。
A．完全退火
B．再结晶退火
C．正火
D．去应力退火
球化退火的目的是________。
A．提高塑性
B．提高硬度
C．细化组织
D．消除网状Fe3C
球化退火是把________加热到A c1+10～20℃长时间保温后缓冷的一种操作工艺。A．钢
B．亚共析钢
C．共析钢
D．过共析钢
球化退火适用于________。
A．工业纯铁
B．亚共析钢
C．共析钢
D．过共析钢
球化退火适用于________。
A．工业纯铁
B．低碳钢
C．中碳钢
D．高碳钢
球化退火的目的是为了________。
A．提高硬度
B．消除网状二次渗碳体
C．提高塑性
D．消除应力
碳素工具钢T12钢坯欲加工成刮刀、钻头，应先进行________。
A．低温退火
B．完全退火
C．再结晶退火
D．球化退火
球化退火的加热温度是________。
A．＜A1
B．＜A c1
C．＞A c1
D．＞A ccm
把钢加热使之全部为奥氏体，保温后快速冷却至珠光体转变温度，等温停留一段时间使奥氏体完全转变为珠光体后再空冷至室温，这种操作称为________。A．完全退火
B．球化退火
C．等温退火
D．正火
等温退火的目的是________。
A．降低硬度
B．消除应力
C．零件截面性能一致
D．便于切削加工
钢等温退火的加热温度为________。
A．A3或A1
B．A c3或A c1
C．A r1或A r3
D．A c1或A ccm
等温退火的目的是为了控制零件整个截面上获得相同的________。
A．成分
B．应力
C．组织
D．变形
等温退火是钢件加热到A c3或A c1以上，是为了使内部组织________。
A．铁素体化
B．不完全奥氏体
C．完全奥氏体
D．奥氏体化
为降低低碳冷轧钢板的硬度，宜采用下列________工艺。
A．完全退火
B．球化退火
C．再结晶退火
D．等温退火
等温退火相对于一般退火工艺而言，更能________。
A．减少工件变形
B．消除应力
C．细化晶粒
D．缩短退火周期
在船上，用喷灯将用过的紫铜加热至600℃左右后，再放在水中冷却这种操作属于________。
A．淬火
B．再结晶退火
C．低温退火
D．完全退火
再结晶退火适用于________。
A．淬火钢
B．经冷变形的钢
C．经热加工的钢
D．碳钢
15钢板冷变形后应进行的热处理工艺是________。
A．低温退火
B．完全退火
C．再结晶退火
D．球化退火
再结晶退火是把经过________的零件，加热至再结晶温度以上，保温后缓冷的一种操作。
A．热处理
B．热加工
C．冷加工
D．焊接
再结晶退火是________。
A．有相变退火
B．无相变退火
C．完全退火
D．不完全退火
经冷轧的15钢板要求降低硬度应采用________。
A．低温退火
B．完全退火
C．不完全退火
D．再结晶退火
低温退火的目的是消除________。
A．脆性
B．残余内应力
C．网状二次渗碳体
D．组织缺陷
消除加工硬化的正确方法是________。
A．完全退火
B．不完全退火
C．再结晶退火
D．低温退火
ZG270-500的铸造齿轮毛坯应采用的热处理工艺是________。
A．完全退火
B．球化退火
C．再结晶退火
D．低温退火
下列退火中，无相变的热处理工艺是________。
A．完全退火
B．不完全退火
C．球化退火
D．低温退火
低温退火的加热温度应在________。
A．A1以下
B．A3以下
C．A c1以下
D．A r1以下
低温退火是________。
A．有相变退火
B．无相变退火
C．完全退火
D．不完全退火
低碳钢正火处理是为了________。
A．提高硬度，便于切削
B．提高塑性，降低硬度
C．提高强度，提高硬度
D．降低强度，提高塑性
碳钢正火处理后将获得________。
A．F组织
B．P组织
C．S组织
D．T组织
碳钢正火处理后可获得________。
A．铁素体组织
B．珠光体组织
C．索氏体组织
D．屈氏体组织
正火是把钢加热至A c3或A c1或A ccm以上30～50℃，保温后在________中冷却一种操作。
A．空气
B．风
C．水
D．随炉
为改善低碳钢的切削加工性应进行________热处理。
A．等温退火
B．完全退火
C．球化退火
D．正火
正火能够代替完全退火，获得的组织强度和硬度和退火相比________。
A．更高
B．更低
C．一样
D．不一定
用正火代替调质处理一般适用于________，用正火进行球化退火前的处理适用于________。
A．低碳钢/高碳钢
B．中碳钢/低碳钢
C．高碳钢/中碳钢
D．中碳钢/高碳钢
把钢加热到临界点以上某一温度，保温一定时间，然后速冷，这一工艺称为________。
A．退火
B．正火
C．淬火
D．回火
淬火是将钢件加热到________，经保温后急速冷却的一种操作。
A．相变温度以上30～50℃
B．相变温度以下30～50℃
C．重结晶温度以上30～50℃
D．重结晶温度以下30～50℃
由于淬火钢的________，所以不能使用。
Ⅰ．强度高；Ⅱ．塑性大；Ⅲ．硬度高；Ⅳ．脆性大；Ⅴ．冲击韧性高；Ⅵ．应力大。
A．Ⅱ+Ⅲ+Ⅴ
B．Ⅰ+Ⅲ+Ⅴ
C．Ⅱ+Ⅳ+Ⅵ
D．Ⅲ+ Ⅳ+Ⅵ
为消除淬火钢的________和调配使用性能常采用不同的回火处理。
Ⅰ．应力；Ⅱ．偏力；Ⅲ．粗大晶粒；Ⅳ．脆性；Ⅴ．气孔；Ⅵ．夹渣。A．Ⅱ+Ⅲ+Ⅴ
B．Ⅰ+Ⅳ
C．Ⅱ+Ⅳ+Ⅵ
D．Ⅰ+Ⅵ
下列钢经淬火后硬度最低的是________。
A．Q235
B．40Cr
C．GCr15
D．45钢
亚共析钢的加热温度在________范围，使钢的组织完全奥氏体化，淬火后获得马氏体和少量的残余奥氏体，此称完全淬火。
A．A c3＋30～50℃
B．A c1＋30～50℃
C．A c3＋10～30℃
D．A c1＋10～30℃
过共析钢加热温度在________，钢的组织没有完全奥氏体化，称为不完全淬火。A．A c3＋30～50℃
B．A c1＋30～50℃
C．A c3＋10～30℃
D．A c1＋10～30℃
亚共析钢的加热温度在A c3＋30～50℃范围，使钢的组织完全奥氏体化，淬火后获得马氏体和少量的残余奥氏体，此称________。
A．亚温淬火
B．等温淬火
C．完全淬火
D．不完全淬火
过共析钢的加热温度在A c1＋30～50℃范围，使钢的组织完全奥氏体化，淬火后获得马氏体和少量的残余奥氏体，此称________。
A．亚温淬火
B．等温淬火
C．完全淬火
D．不完全淬火
为了获得马氏体，要求在________之间快速冷却，以防止过冷奥氏体在M s点以上分解转变成其他组织。
A．650～500℃
B．650～400℃
C．600～400℃
D．650～450℃
熔融状态的盐也常用作淬火介质，具有理想的冷却速度，常用于形状复杂和变形
要求严格的小零件________。
A．低温淬火
B．等温淬火
C．分级淬火
D．分级淬火或低温淬火
在淬火时的最常用的冷却介质是________。
A．水
B．油
C．盐
D．水和油
等温淬火可使钢具有________。
A．马氏体组织
B．马氏体+残余奥氏体组织
C．回火马氏体组织
D．下贝氏体组织
一般螺丝刀要求硬度高、耐磨性好、韧性好时，最好采用的热处理是________。A．淬火
B．等温淬火
C．淬火+低温回火
D．淬火＋高温回火
扁铲、刮刀通常采用________。
A．表面淬火
B．等温淬火
C．整体淬火
D．局部淬火
等温淬火的目的是为了使钢获得________。
A．刚度大的性能
B．强而韧的性能
C．强而硬的性能
D．塑性好的性能
等温淬火可使钢具有的组织是________。
A．马氏体
B．马氏体+残余奥氏体
C．回火马氏体
D．下贝氏体
对工件进行分级淬火的目的是________。
A．得到下贝氏体
B．减少残余奥氏体量
C．减少工件变形
D．缩短生产周期
分级淬火的目的是为了________。
A．得到B
下
B．增加马氏体的量
C．减少残余奥氏体
D．减少工件变形、开裂
当滚动轴承钢用来制作量具、模具时，冷处理的目的是________。
A．消除过冷奥氏体
B．减少过冷奥氏体
C．得到下贝氏体
D．得到上贝氏体
将已加热的零件先经常规淬火，然后再进一步深冷至室温以下的操作称为________。
A．冷处理
B．等温淬火
C．分级淬火
D．双液淬火
零件淬火时，由于表面和心部的冷却速度不同，所获得的组织亦不同。零件表面冷却速度≥V
时获得________。
临
A．马氏体组织
B．屈氏体组织
C．索氏体组织
D．珠光体组织
零件淬火时，由于表面和心部的冷却速度不同，所获得的组织亦不同。零件表面时获得________。
冷却速度≤V
临
A．马氏体组织
B．屈氏体组织
C．索氏体组织
D．珠光体组织
齿轮要求表面强度、硬度高，而心部韧性好，所以可选用淬透性________的材料。A．高
B．低
C．没有要求
D．中等
船用柴油机连杆螺栓要求截面性能一致，故应选用淬透性________的材料。
A．高
B．低
C．没有要求
D．中等
一般规定淬透层深度为零件表面马氏体层与半马氏体层深度之和。半马氏体层的组织是由________组成。
A．50%马氏体与50%屈氏体
B．50%马氏体与50%索氏体
C．50%马氏体与50%屈氏体（或索氏体）
D．50%马氏体与50%珠光体
奥氏体化条件越有利，过冷奥氏体稳定性越好，孕育期越长，C曲线的位置也就
也越小，所以钢的淬透性也越好。
越向________移，V
临
A．上
B．下
C．左
D．右
钢中加入除Co之外的其他合金元素一般均能使其C曲线右移，从而________。A．增大V K
B．增加淬透性
C．减小其淬透性
D．增大其淬硬性
淬火钢的硬度一般为________左右，常采用锉刀锉削检验钢是否淬上火。如能锉削，表明没淬上火。
A．HRC50
B．HRC60
C．HRC70
D．HRC75
下列关于没淬上火的原因，说法不正确的是________。
A．亚共析钢加热温度低或保温不充分，使淬火组织（M＋F）中有低硬度的铁素体
B．加热时钢的表面产生加热缺陷
C．淬火时冷速过大或冷却不均匀，未获得全部马氏体组织
D．淬火介质不良或钢件表面不清洁，影响冷却速度而未淬上火
淬火时，淬火应力主要是________。
A．温差应力
B．组织应力
C．残余应力
D．温差应力和组织应力
下列各材料中淬火时最容易产生淬火裂纹的材料是________。
A．45钢
B．20CrMnTi
C．16Mn
D．W18Cr14V
下列诸因素中，________是造成45钢淬火硬度偏低的主要原因。
A．加热温度低于A c3
B．加热温度高于A c3
C．保温时间过长
D．冷却速度大于V K
M随着回火温度的升高，强度和硬度、塑性和韧性的变化是________。
A．提高/降低
B．降低/提高
C．不变/提高
D．降低/不变
将淬火钢重新加热至________以下一定温度，保温后在空气中冷却的操作，称为回火。
A．A c1
B．A1
C．A r1
D．A c3
钢经淬火后，为消除脆性应进行________。
A．退火
B．正火
C．回火
D．调质
淬火钢在150～250℃回火可获得________。
A．回火马氏体组织
B．回火屈氏体组织
C．回火索氏体组织
D．回火珠光体组织
淬火钢的重新加热至150～250℃，保温后在空气中冷却的操作，称为________。A．低温回火
B．中温回火
C．高温回火
D．软化回火
为消除淬火钢的脆性，保持强度和硬度，必须进行________。
A．低温退火
B．低温回火
C．正火
D．完全退火
用淬火后再进行低温回火的热处理工艺可提高钢的________。
A．强度和弹性
B．硬度和弹性
C．硬度和耐磨性
D．韧性和耐磨性
淬火钢进行低温回火的目的是为了消除淬火应力，保持________。
Ⅰ．强度；Ⅱ．塑性；Ⅲ．硬度；Ⅳ．耐热性；Ⅴ．耐磨性；Ⅵ．耐蚀性。A．Ⅱ+Ⅲ+Ⅴ
B．Ⅲ+Ⅴ
C．Ⅱ+Ⅳ+Ⅵ
D．Ⅰ+Ⅵ
钢经淬火和中温回火后可提高钢的________。
A．疲劳极限
B．强度极限
C．屈服极限
D．蠕变极限
淬火钢在350～500℃回火可获得________。
A．回火马氏体组织
B．回火屈氏体组织
C．回火索氏体组织
D．回火珠光体组织
淬火钢重新加热至350～500℃，保温后在空气中冷却的操作称为________。A．低温回火
B．中温回火
C．高温回火
D．软化回火
淬火钢进行中温回火的目的是为了提高钢的________。
A．强度
B．塑性
C．弹性
D．硬度
应用淬火+中温回火的热处理的是各种小尺寸的________。
A．齿轮
B．弹簧
C．气阀
D．刀具
淬火钢重新加热至500～600℃，保温后在空气中冷却的操作称为________。A．低温回火
B．中温回火
C．高温回火
D．软化回火
淬火与高温回火结合起来称为________。
A．球化处理
B．冷处理
C．孕育处理
D．调质处理
调质处理是________。
A．淬火后低温回火
B．淬火后中温回火
C．淬火后高温回火
D．淬火后冷处理
淬火钢高温回火后可获得________。
A．回火马氏体组织
B．回火屈氏体组织
C．回火索氏体组织
D．回火珠光体组织
淬火钢高温回火的目的是为了使钢具有良好的________。
A．化学性能
B．综合机械性能
C．物理性能
D．工艺性能
淬火再进行高温回火，便可获得综合机械性能高的________。
A．马氏体加残余奥氏体组织
B．回火索氏体组织
C．回火屈氏体组织
D．渗碳体组织
淬火钢在640～680℃回火，可获得________。
A．马氏体加残余奥氏体组织
B．回火索氏体组织
金属材料热处理及其应用(一)---基本常识 金属材料热处理是机械制造中的重要工艺之一，与其它加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量，而这一般不是肉眼所能看到的。为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能，除合理选用材料和各种成形工艺外，热处理工艺往往是必不可少的。钢铁是机械工业中应用最广的材料，钢铁显微组织复杂，可以通过热处理予以控制，所以钢铁的热处理是金属热处理的主要内容。另外，铝、铜、镁、钛等及其合金也都可以通过热处理改变其力学、物理和化学性能，以获得不同的使用性能。 金属热处理是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度，并在此温度中保持一定时间后，又以不同速度冷却的一种工艺。 在从石器时代进展到铜器时代和铁器时代的过程中，热处理的作用逐渐为人们所认识。早在公元前770～前222年，中国人在生产实践中就已发现，铜铁的性能会因温度和加压变形的影响而变化。白口铸铁的柔化处理就是制造农具的重要工艺。 公元前六世纪，钢铁兵器逐渐被采用，为了提高钢的硬度，淬火工艺遂得到迅速发展。中国河北省易县燕下都出土的两把剑和一把戟，其显微组织中都有马氏体存在，说明是经过淬火的。随着淬火技术的发展，人们逐渐发现淬冷剂对淬火质量的影响。三国蜀人蒲元曾在今陕西斜谷为诸葛亮打制3000把刀，相传是派人到成都取水淬火的。这说明中国在古代就注意到不同水质的冷却能力了，同时也注意了油和尿的冷却能力。中国出土的西汉(公元前206～公元24)中山靖王墓中的宝剑,心部含碳量为0.15～0.4%，而表面含碳量却达0.6%以上，说明已应用了渗碳工艺。但当时作为个人“手艺”的秘密，不肯外传，因而发展很慢。1863年，英国金相学家和地质学家展示了钢铁在显微镜下的六种不同的金相组织，证明了钢在加热和冷却时，内部会发生组织改变，钢中高温时的相在急冷时转变为一种较硬的相。法国人奥斯蒙德确立的铁的同素异构理论，以及英国人奥斯汀最早制定的铁碳相图，为现代热处理工艺初步奠定了理论基础。与此同时，人们还研究了在金属热处理的加热过程中对金属的保护方法，以避免加热过程中金属的氧化和脱碳等。1850～1880年，对于应用各种气体(诸如氢气、煤气、一氧化碳等)进行保护加热曾有一系列专利。1889～1890年英国人莱克获得多种金属光亮热处理的专利。 二十世纪以来，金属物理的发展和其它新技术的移植应用，使金属热处理工艺得到更大发展。一个显着的进展是1901～1925年，在工业生产中应用转筒炉进行气体渗碳；30年代出现露点电位差计,使炉内气氛的碳势达到可控，以后又研究出用二氧化碳红外仪、氧探头等进一步控制炉内气氛碳势的方法；60年代，热处理技术运用了等离子场的作用，发展了离子渗氮、渗碳工艺；激光、电子束技术的应用，又使金属获得了新的表面热处理和化学热处理方法。 金属材料热处理的工艺 热处理工艺一般包括加热、保温、冷却三个过程，有时只有加热和冷却两个过程。这些过程互相衔接，不可间断。 加热是热处理的重要工序之一。金属热处理的加热方法很多，最早是采用木炭和煤作为热源，进而应用液体和气体燃料。电的应用使加热易于控制，且无环境污染。利用这些热源可以直接加热，也可以通过熔融的盐或金属，以至浮动粒子进行间接加热。 金属加热时，工件暴露在空气中，常常发生氧化、脱碳(即钢铁零件表面碳含量降低)，这对于热处理后零件的表面性能有很不利的影响。因而金属通常应在可控气氛或保护气氛中、熔融盐中和真空中加热，也可用涂料或包装方法进行保护加热。 加热温度是热处理工艺的重要工艺参数之一，选择和控制加热温度，是保证热处理质量的主要问题。加热温度随被处理的金属材料和热处理的目的不同而异，但一般都是加热到相变温度以上，以获得高温组织。另外转变需要一定的时间，因此当金属工件表面达到要求的加热温度时，还须在此温度保持一定时间，使内外温度一致，使显微组织转变完全，这段时间称为保温时间。采用高能密度加热和表面热处理时，加热速度极快，一般就没有保温时间，而化学热处理的保温时间往往较长。
绪论 引入: 材料金属材料 机械行业本课程得重要性 主要内容：金属材料得基本知识(晶格结构及变性） 金属得性能(力学及工艺性能） 金属学基础知识（铁碳相图、组织） 热处理(退火、正火、淬火、回火) 学习方法：三个主线 重要概念 ①掌握 基本理论 ②成分 组织性能用途热处理 ③理论联系实际 引入：内部结构决定金属性能 内部结构？ 第一章:金属得结构与结晶 §1-１金属得晶体结构 ★学习目得:了解金属得晶体结构 ★重点：有关金属结构得基本概念:晶面、晶向、晶体、晶格、单晶
体、晶体,金属晶格得三种常见类型. ★难点：金属得晶体缺陷及其对金属性能得影响. 一、晶体与非晶体 1、晶体:原子在空间呈规则排列得固体物质称为“晶体"。（晶体内得原子之所以在空间就是规则排列，主要就是由于各原子之间得相互吸引力与排斥力相平衡得结晶。） 规则几何形状 性能特点: 熔点一定 各向异性 2、非晶体：非晶体得原子则就是无规则、无次序得堆积在一起得(如普通玻璃、松香、树脂等）。 二、金属晶格得类型 1、晶格与晶胞 晶格：把点阵中得结点假象用一序列平行直线连接起来构成空间格子称为晶格. 晶胞:构成晶格得最基本单元 2、晶面与晶向 晶面：点阵中得结点所构成得平面。 晶向：点阵中得结点所组成得直线 由于晶体中原子排列得规律性，可以用晶胞来描述其排列特征。(阵点(结点）:把原子（离子或分子）抽象为规则排列于空间得几何点,称为阵点或结点。点阵：阵点(或结点）在空间得排列方式称
晶体。) 晶胞晶面晶向 3、金属晶格得类型就是指金属中原子排列得规律。 7个晶系 1４种类型 最常见:体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格 (1)、体心立方晶格:(体心立方晶格得晶胞就是由八个原子构成得立方体,并且在立方体得体中心还有一个原子）。 属于这种晶格得金属有：铬Cr、钒Ｖ、钨Ｗ、钼Ｍｏ、及α—铁α-Fe 所含原子数 1/8×8+1=2（个) (2）、面心立方晶格：面心立方晶格得晶胞也就是由八个原子构成得立方体,但在立方体得每个面上还各有一个原子。 属于这种晶格得金属有：Al、Cu、Ｎi、Pb(γ-Fｅ）等 所含原子数1／８×8+6×1/２=4（个） （3）、密排六方晶格：由1２个原子构成得简单六方晶体，且在上下两个六方面心还各有一个原子，而且简单六方体中心还有3个原子。 属于这种晶格得金属有铍（Be）、Ｍg、Zｎ、镉(Ｃd)等。 所含原子数 1/6×6×2+1／2×2+3=6(个） 三、单晶体与多晶体 金属就是由很多大小、外形与晶格排列方向均不相同得小晶体组成得,
一、名词解释： １、固溶强化：固溶体溶入溶质后强度、硬度提高，塑性韧性下降现象。 ２、加工硬化：金属塑性变形后，强度硬度提高的现象。 ２、合金强化：在钢液中有选择地加入合金元素，提高材料强度和硬度 ４、热处理：钢在固态下通过加热、保温、冷却改变钢的组织结构从而获得所需性能的一种工艺。５、细晶强化：晶粒尺寸通过细化处理，使得金属强度提高的方法。 二、选择适宜材料并说明常用的热处理方法 三、（20分）车床主轴要求轴颈部位硬度为HRC54—58，其余地方为HRC20—25，其加工路线为：
下料锻造正火机加工调质机加工（精） 轴颈表面淬火低温回火磨加工 指出：1、主轴应用的材料：45钢 2、正火的目的和大致热处理工艺细化晶粒，消除应力；加热到Ac3＋50℃保温一段时间空冷 3、调质目的和大致热处理工艺强度硬度塑性韧性达到良好配合淬火＋高温回火 4、表面淬火目的提高轴颈表面硬度 5．低温回火目的和轴颈表面和心部组织。去除表面淬火热应力，表面M＋A’心部S回 四、选择填空（20分） １．合金元素对奥氏体晶粒长大的影响是（d） （a）均强烈阻止奥氏体晶粒长大（b）均强烈促进奥氏体晶粒长大 （c）无影响（d）上述说法都不全面 ２．适合制造渗碳零件的钢有（c）。 （a）16Mn、15、20Cr、1Cr13、12Cr2Ni4A （b）45、40Cr、65Mn、T12 （c）15、20Cr、18Cr2Ni4WA、20CrMnTi ３．要制造直径16mm的螺栓，要求整个截面上具有良好的综合机械性能，应选用（c ）（a）45钢经正火处理（b）60Si2Mn经淬火和中温回火（c）40Cr钢经调质处理 4．制造手用锯条应当选用（a ） （a）T12钢经淬火和低温回火（b）Cr12Mo钢经淬火和低温回火（c）65钢淬火后中温回火 5．高速钢的红硬性取决于（b ） （a）马氏体的多少（b）淬火加热时溶入奥氏体中的合金元素的量（c）钢中的碳含量6．汽车、拖拉机的齿轮要求表面高耐磨性，中心有良好的强韧性，应选用（c ）（a）60钢渗碳淬火后低温回火（b）40Cr淬火后高温回火（c）20CrMnTi渗碳淬火后低温回火 7．65、65Mn、50CrV等属于哪类钢，其热处理特点是（c ） （a）工具钢，淬火+低温回火（b）轴承钢，渗碳+淬火+低温回火（c）弹簧钢，淬火+中温回火 8. 二次硬化属于（d） （a）固溶强化（b）细晶强化（c）位错强化（d）第二相强化 9. 1Cr18Ni9Ti奥氏体型不锈钢，进行固溶处理的目的是（b） （a）获得单一的马氏体组织，提高硬度和耐磨性
一．化学热处理工艺及应用 除渗碳、渗氮外，渗金属主要有渗Al、Cr、V、Si、B、S等金属和非金属。下面简单介绍。 1.渗铬 适用于各种钢制件的耐磨性、耐蚀性和抗高温氧化能力。 渗后硬度：低碳钢为200~250HV；高碳钢为1250~1300HV。 渗层深度：一般为0.10~0.30mm。 渗层金相组织：低碳钢50%左右铬在铁素体中的固溶体；高碳钢由铬的碳化物（Cr7C3）、（CrFe）7C3组成。 渗铬方法：固、液、气体渗，还有真空渗等。 固体法：将以下配方研成粒度小于50目（约0.297mm）粉末，然后装箱进行。 配方1：50%~55%铬铁粉末+40~50%氧化铝+2~3%氯化铵。 配方2：60%~65%铬铁粉末+30~35%耐火土+3~4%氯化铵。 装炉温度为800~850℃，保温1～1.5h后升温到1000～1050℃.。保温12～15h（视层深要求而定）。然后随炉冷却600～700℃出炉空冷即可。 液体法：采用70%氯化钡+30%氯化钠为基盐。将金属铬或铬铁粉末经盐酸处理后放入基盐中，加热到1000～1050℃保温1.0～1.5h即开始渗，同时应不间断地用惰 性气体或还原气体保盐浴表面不被氧化。 气体法：利用干净铬块+氯化铵+氢气，在950～1100℃通入氯化铜蒸汽进行。渗铬后的处理：在一定载荷下工作并要求一定的强度的零件，渗铬后正火处理可细化晶 粒，提高基体强度和韧性，淬火和回火处理可根据需要调整基体的性能。 2、渗B 渗硼是指将工件放在一定比例的含硼介质中加热。 适用范围：提高各种钢、铸铁和粉末冶金等材料制作的工件耐磨性。 渗后硬度：900~1200H V0.1以上。 金相组织：为致密的单相Fe2B。
金属材料与热处理 文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-
《金属材料与热处理》教学大纲 一、课程的性质和任务 本课程是一门专业技术基础课，实践性较强，必须经过生产实习增强感性认识，再通过理论学习才能理解和掌握常见金属材料性能、组织、结构和热处理方法的特点；了解非金属材料的基本知识。为学后续的专业课打下坚实的基础。 二、课程教学目标 1、掌握机械工程材料的基本知识，能够正确选择材料。 2、掌握常见的金属热处理的方法、特点及应用范围 3、了解非金属材料基础知识。 三、教学内容和要求 1、金属材料基础知识 常见金属材料及其性能、金属的结构及结晶、合金的结构和组 织、铁碳合金相图、碳钢及合金钢、铸铁、有色金属。 2、热处理基础知识 钢在冷却（加热）时的转变过程、钢的普通热处理工艺、钢的表 面热处理工艺、钢的化学热处理工艺。 3、非金属材料 非金属材料的种类、特点、性能及应用。 四、《工程材料》课程的主要要求 1、常用金属材料及热处理工艺的基础知识，为后续相关专业课打下坚实基础。
2、通过本课程的学习，使学生能根据合理的选择材料和热处理方法。 3、在教学过程中贯彻理论联系实际的原则，在讲授理论时要注重和生产实习相结合，增强学生对理论知识的理解。 4、本课程建议安排在学生学完机械制图及计算机制图、工程力学、机械设计基础、金工实习课程之后讲授。 五、《金属材料与热处理》课程质量标准与考核方式 课程质量标准是培养学生掌握金属材料及热处理原理和非金属的基础知识，重点培养学生运用所学知识解决实际问题的能力。成绩考核方式按照天津石油职业技术学院课程成绩考核评价管理制度执行，采用单独考查方式，平时考核占考核评价成绩30％，期末考试占考核评价成绩40％，实验占考核评价成绩30％，考查采用5级制。 六、课时分配表
材料热加工工艺模拟现状及趋势 作者：房贵如 当前，金属材料仍是应用范围最为广泛的机械工程材料，材料热加工(包括铸造、锻压、焊接、热处理等)是机械制造业重要的加工工序，也是材料与制造两大行业的交叉和接口技术。材料经热加工才能成为零件或毛坯，它不仅使材料获得一定的形状、尺寸，更重要的是赋予材料最终的成份、组织与性能。由于热加工兼有成形和改性两个功能，因而与冷加工及系统的材料制备相比，其过程质量控制具有更大的难度。因此，对材料热加工过程进行工艺模拟进而优化工艺设计，具有更为迫切的需求。近二十多年来，材料热加工工艺模拟技术得到迅猛发展，成为该领域最为活跃的研究热点及技术前沿。 引言 1 使金属材料热加工由“技艺”走向“科学”，彻底改变热加工的落后面貌 金属材料热加工过程是极其复杂的高温、动态、瞬时过程，难以直接观察。在这个过程中，材料经液态流动充型、凝固结晶、固态流动变形、相变、再结晶和重结晶等多种微观组织变化及缺陷的产生与消失等一系列复杂的物理、化学、冶金变化而最后成为毛坯或构件。我们必须控制这个过程使材料的成分、组织、性能最后处于最佳状态，必须使缺陷减到最小或将它驱赶到危害最小的地方去。但这一切都不能直接观察到，间接测试也十分困难。 长期以来，基础学科的理论知识难以定量指导材料加工过程，材料热加工工艺设计只能建立在“经验”基础上。近年来，随着试验技术及计算机技术的发展和材料成形理论的深化，材料成形过程工艺设计方法正在发生着质的改变。材料热加工工艺模拟技术就是在材料热加工理论指导下，通过数值模拟和物理模拟，在试验室动态仿真材料的热加工过程，预测实际工艺条件下材料的最后组织、性能和质量，进而实现热加工工艺的优化设计。它将使材料热加工沿此方向由“技艺”走向“科学”，并为实现虚拟制造迈出第一步，使机械制造业的技术水平产生质的飞跃。 2 是预测并保证材料热加工过程质量的先进手段，特别对确保关键大件一次制造成功，具有重大的应用背景和效益 我国重大机电设备研制、生产的一个难点是大件制造；大件制造的关键又是热加工。我国在
高等职业教育金属材料与热处理技术专业 教学基本要求 专业名称金属材料与热处理技术 专业代码550101 招生对象 普通高中毕业生 学制与学历 三年制，专科 就业面向 本专业学生毕业后主要在热处理厂、机械制造厂或模具制造厂的热处理车间或表面处理车间；钢铁公司或轧钢厂的热处理车间；热处理设备制造厂；金属材料营销公司；热处理设备营销公司；车间生产管理或工艺管理等单位工作。典型的岗位有： 一、初始岗位 1．机械零件热处理的生产操作岗位 2．热处理车间的热处理工艺编制岗位 3．热处理设备、热工仪表的维护维修岗位 4．热处理厂的热处理产品质量检验岗位 5．发蓝发黑、磷化等金属表面处理生产操作岗位 6．钢铁公司、轧钢厂金属材料力学性能和金相检验等理化分析岗位 7．热处理设备制造厂组装、调试岗位 二、发展岗位 在工作2~3年后并学习相关的知识和技能后，可从事下列岗位： 1．表面处理工艺编制岗位 2．车间工艺技术管理岗位 3．各种金属材料营销岗位 4．热处理设备的营销岗位
5．热处理工艺编制岗位 6．热处理质量检验主管岗位 培养目标与规格 本专业培养德、智、体全面发展，掌握必要的文化基础知识和金属材料与热处理专业知识，具有金属材料和零部件常规热处理工艺编制、生产操作、热处理设备使用与维护、金属材料的选用与检验、热处理质量控制、生产组织管理以及经营销售等职业能力的高技能人才。 一、专业定位 本专业学生毕业后主要从事金属材料与热处理技术相关的生产操作岗位。可进行机械零件的退火、正火、淬火、回火、表面淬火、化学热处理等各种热处理工作，可操作箱式炉、井式炉、盐炉、真空炉、可控气氛炉、中高频感应加热等设备，可进行强度、硬度、塑性、韧性、疲劳等各项金属材料力学性能的检测工作，可进行金相分析、断口分析、失效分析等金属材料检测工作，可从事发蓝发黑、喷砂、抛丸、电镀等金属材料表面处理的工作，获得一定经验后还可从事车间工艺技术管理工作，此外，根据所学专业知识，还可从事与热处理设备、金属材料营销的工作。 二、职业能力 针对企业对热处理人才的要求，热处理人才应该具备的职业能力分析见一览表。 职业能力分析表
“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
一章、力学性能 一、填空： 1.材料的硬度分为布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度，其符号分别是HBW 、HR和 HV。 2.金属抗拉强度的符号是Rm ，塑性的指标主要有断后伸长率和断面收缩率。 3.大小、方向或大小和方向都随时发生周期性变化的载荷称为交变载荷。（考证真题） 二、选择： 1.500HBW5/750表示直径为 5 mm的硬质合金压头、在750 Kgf 载荷作用下、保持1~15 S测的硬度值为 500。（考证真题） 2.拉伸试验可测定材料的AC。 A.强度 B.硬度 C.塑性 D.韧性 3.下列力学性能中，C适于成品零件的检验，可不破坏试样。 A. b σ B.A k C.HRC 4.疲劳实验时，试样承受的载荷为 B 。（考证真题） A.静载荷 B.交变载荷 C.冲击载荷 D.动载荷 5.常用塑性的判断依据是 A 。（考证真题） A.断后伸长率和断面收缩率 B.塑性和韧性 C.断面收缩率和塑性 D.断后伸长率和塑性 6.适于测试硬质合金、表面淬火钢及薄片金属硬度的方法是C。（考证真题） A.布氏硬度 B.洛氏硬度 C.维氏硬度 D.以上都可以 7.不适于成品与表面薄片层硬度测量的方法是A。（考证真题） A.布氏硬度 B.洛氏硬度 C.维氏硬度 D.以上都不宜 8.用金刚石圆锥体作为压头可以用来测试B。（考证真题） A.布氏硬度 B.洛氏硬度 C.维氏硬度 D.以上都可以 9.表示金属抗拉强度的符号是C。 A.R eL B.R s C.R m D. 1- σ
10.金属在静载荷作用下，抵抗变形和破坏的能力称为C。 A.塑性 B.硬度 C.强度 D.弹性 三、判断 1.塑性变形能随载荷的去除而消失。（错） 2.所有金属在拉伸实验时都会出现屈服现象。（错） 3.一般情况下，硬度高的材料耐磨性好。（对） 4.硬度测试时，压痕越大（深）,材料硬度越高。（错） 5.材料在受力时，抵抗弹性变形的能力成为刚度。（对） 四、计算 某厂购入一批40钢，按标准规定其力学性能指标为：R eL ≥340MPa，Rm≥540MPa，A ≥19%，Z≥45%。验收时取样制成d 0=10mm L =100mm的短试样进行拉伸试验，测得 F eL =31.4KN，Fm=41.7KN，L 1 =62mm，d 1 =7.3mm。请判断这批钢材是否合格。 屈服强度R eL =4F eL /πd 2 抗拉强度Rm=4Fm/πd 2 断后伸长率A=（L ―L 1 ）/L 断面收缩率Z=(S ―S 1 )/S =(d 2-d 1 2)/d 2 二章、金属的晶体结构与结晶 一、解释 晶体：晶格：晶胞： 二、填空、选择、 1.金属常见的晶格有体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格三种类型。 2.晶体的内部晶格位相完全一致的晶体称为单晶体。外形成多面体的小晶体称为 晶粒；晶粒与晶粒间的界面称为晶界；由许多晶粒组成的晶体称为多晶体。 3.实际属的金晶体缺陷有点缺陷、线缺陷与面缺陷三类。（考证真题） 4.单位体积中包含位错线的总长度称为位错密度。（考证真题） 5.金属结晶过程是一个晶核形成和长大的过程。 6.金属晶粒越细，其力学性能越好。 7.常温下晶粒尺寸越大，金属的变形抗力越差。（考证真题） 8.细化晶粒的办法有提高过冷度、调质处理、附加振动三种。
( 安全管理 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 2021版热处理工艺在模具制造 过程中的应用 Safety management is an important part of production management. Safety and production are in the implementation process
2021版热处理工艺在模具制造过程中的应 用 现代工业的快速发展离不开模具，模具被广泛用于航空航天、船舶等各个行业，对制造业影响巨大，特别是对生产金属制品行业，工厂需要采用热处理技术，利用模具制造出高质量产品。 模具是一种制造用的模型，模具的制造程序可以分为多种类型的机械制造和热制造两道程序，众多类型程序中都用到了热处理技术，可以说热处理被应用在模具制作的整个过程，对模具进行加热处理可以增强模具的性能。采用同种结构的模具材料和结构及相同的客观条件，运用了热处理就能使模具的材料得到充分利用，且能够增加模具的使用时间。如果应用不正确的热处理方式，不仅不能弥补原有的材料缺陷，还会使缺陷加大，进而导致整个模具的变形，所以，热处理技术对模具的制造起着重要的作用。本文将讲述热处
理技术的含义，热处理技术对模具的制造的重要意义及热处理技术在模具的制造中的应用进行论述。 热处理技术的含义 热处理是通过把某些金属在特定环境下进行加热、保持恒温，然后冷却等一系列方法，从而是金属表面或内在结构发生变化，进而达到改变性能的技术。模具热处理大致分为模具制作前的热处理、最后热处理和表面修整处理。前期热处理为后期成品热处理打下基础，为提高模具产品的加工性能做准备；最后热处理是对模具进行回火处理来加大模具的强度、硬度和韧度；对模具的表面修整处理是通过对模具施加某些化学和物理作用改善模具性能，进而达到模具表面更加完好。热处理的手段包括退火、正火和淬火。退火依据不同材料应用不等的时间，慢慢冷却产品，使其接近金属的内部组织，取得良好的性能。正火是加热工件后使其在空中冷却，通过正火达到的内部组织更细腻，因此，正火经常用来改善工料削割性能。淬火是把工件在油、水等某些物质介质力冷却，冷却耗时短，淬火和回火经常结合一起使用。
工程材料及热处理 一、名词解释（20分）8个名词解释 1.过冷度：金属实际结晶温度T和理论结晶温度、Tm之差称为过冷度△T，△T=Tm-T。 2.固溶体：溶质原子溶入金属溶剂中形成的合金相称为固溶体。 3.固溶强化：固溶体的强度、硬度随溶质原子浓度升高而明显增加，而塑、韧性稍有下降，这种现象称为固溶强化。 4.匀晶转变：从液相中结晶出单相的固溶体的结晶过程称匀晶转变。 5.共晶转变：从一个液相中同时结晶出两种不同的固相 6.包晶转变：由一种液相和固相相互作用生成另一种固相的转变过程，称为包晶转变。 7.高温铁素体：碳溶于δ-Fe的间隙固溶体，体心立方晶格，用符号δ表示。 铁素体：碳溶于α－Fe的间隙固溶体，体心立方晶格，用符号α或F表示。 奥氏体：碳溶于γ-Fe的间隙固溶体，面心立方晶格，用符号γ或 F表示。 8.热脆（红脆）：含有硫化物共晶的钢材进行热压力加工，分布在晶界处的共晶体处于熔融状态，一经轧制或锻打，钢材就会沿晶界开裂。这种现象称为钢的热脆。 冷脆：较高的含磷量，使钢显著提高强度、硬度的同时，剧烈地降低钢的塑、韧性并且还提高了钢的脆性转化温度，使得低温工作的零
件冲击韧性很低，脆性很大，这种现象称为冷脆。 氢脆：氢在钢中含量尽管很少，但溶解于固态钢中时，剧烈地降低钢的塑韧性增大钢的脆性，这种现象称为氢脆。 9.再结晶：将变形金属继续加热到足够高的温度，就会在金属中发生新晶粒的形核和长大，最终无应变的新等轴晶粒全部取代了旧的变形晶粒，这个过程就称为再结晶。 10.马氏体：马氏体转变是指钢从奥氏体状态快速冷却，来不及发生扩散分解而产生的无扩散型的相变，转变产物称为马氏体。 含碳量低于0.2%，板条状马氏体；含碳量高于1.0%，针片状马氏体；含碳量介于0.2%-1.0%之间，马氏体为板条状和针片状的混合组织。 11.退火：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。 12.正火：将钢加热到3c A或ccm A以上30-50℃，保温一定时间，然后在空气中冷却以获得珠光体类组织的一种热处理工艺。 13.淬火：将钢加热到3c A或1c A以上的一定温度，保温后快速冷却，以获得马氏体组织的一种热处理工艺。 14.回火：将淬火钢加热到临界点1c A以下的某一温度，保温后以适当方式冷却到室温的一种热处理工艺。（低温回火-回火马氏体；中温回火-回火托氏体；高温回火-回火索氏体） 15.回火脆性：淬火钢回火时，其冲击韧性并非随着回火温度的升高而单调地提高，在250-400℃和450-650℃两个温度区间内出现明显下降，这种脆化现象称为钢的回火脆性。
热处理工艺的特点 金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，与其他加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量，而这一般不是肉眼所能看到的。 为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能，除合理选用材料和各种成形工艺外，热处理工艺往往是必不可少的。钢铁是机械工业中应用最广的材料，钢铁显微组织复杂，可以通过热处理予以控制，所以钢铁的热处理是金属热处理的主要内容。另外，铝、铜、镁、钛等及其合金也都可以通过热处理改变其力学、物理和化学性能，以获得不同的使用性能。 热处理的发展史 在从石器时代进展到铜器时代和铁器时代的过程中，热处理的作用逐渐为人们所认识。早在公元前770至前222年，中国人在生产实践中就已发现，铜铁的性能会因温度和加压变形的影响而变化。白口铸铁的柔化处理就是制造农具的重要工艺。 公元前六世纪，钢铁兵器逐渐被采用，为了提高钢的硬度，淬火工艺遂得到迅速发展。中国河北省易县燕下都出土的两把剑和一把戟，其显微组织中都有马氏体存在，说明是经过淬火的。 随着淬火技术的发展，人们逐渐发现淬冷剂对淬火质量的影响。三国蜀人蒲元曾在今陕西斜谷为诸葛亮打制3000把刀，相传是派人到成都取水淬火的。这说明中国在古代就注意到不同水质的冷却能力了，同时也注意了油和尿的冷却能力。中国出土的西汉(公元前206～公元24)中山靖王墓中的宝剑，心部含碳量为0.15～0.4%，而表面含碳量却达0.6%以上，说明已应用了渗碳工艺。但当时作为个人“手艺”的秘密，不肯外传，因而发展很慢。 1863年，英国金相学家和地质学家展示了钢铁在显微镜下的六种不同的金相组织，证明了钢在加热和冷却时，内部会发生组织改变，钢中高温时的相在急冷时转变为一种较硬的相。法国人奥斯蒙德确立的铁的同素异构理论，以及英国人奥斯汀最早制定的铁碳相图，为现代热处理工艺初步奠定了理论基础。与此同时，人们还研究了在金属热处理的加热过程中对金属的保护方法，以避免加热过程中金属的氧化和脱碳等。 1850～1880年，对于应用各种气体（诸如氢气、煤气、一氧化碳等）进行保护加热曾有一系列专利。1889～1890年英国人莱克获得多种金属光亮热处理的专利。 二十世纪以来，金属物理的发展和其他新技术的移植应用，使金属热处理工艺得到更大发展。一个显著的进展是1901～1925年，在工业生产中应用转筒炉进行气体渗碳；30年代出现露点电位差计,使炉内气氛的碳势达到可控，以后又研究出用二氧化碳红外仪、氧探头等进一步控制炉内气氛碳势的方法；60年代，热处理技术运用了等离子场的作用，发展了离子渗氮、渗碳工艺；激光、电子束技术的应用，又使金属获得了新的表面热处理和化学热处理方法。
班级（学生填写） ： 姓名： 学号： 命题： 审题： 审批： ----------------------------------------------- 密 ---------------------------- 封 --------------------------- 线 ------------------------------------------------------- （答题不能超出密封线）
班级（学生填写）： 姓名： 学号： ------------------------------------------------ 密 ---------------------------- 封 --------------------------- 线 ------------------------------------------------ （答题不能超出密封线） 9. 碳钢的塑性和强度都随着含碳量的增加而降低。 ( ) 10. 感应加热表面淬火一般只改变钢件表面层的组织，而不改变心部组织。( ) 三、选择题：(每题1分，共10分) 1. 钢中加入除Co 之外的其它合金元素一般均能使其C 曲线右移，从而（ ） A 、增大VK B 、增加淬透性 C 、减小其淬透性 D 、增大其淬硬性 2. 高碳钢淬火后回火时，随回火温度升高其（ ） A 、强度硬度下降，塑性韧性提高 B 、强度硬度提高，塑性韧性下降 C 、强度韧性提高，塑性韧性下降 D 、强度韧性下降，塑性硬度提高 3. 常见的齿轮材料20CrMnTi 的最终热处理工艺应该是（ ） A 、调质 B 、淬火+低温回火 C 、渗碳 D 、渗碳后淬火+低温回火 4. 某工件采用单相黄铜制造，其强化工艺应该是（ ） A 、时效强化 B 、固溶强化 C 、形变强化 D 、热处理强化 5. 下列钢经完全退火后，哪种钢可能会析出网状渗碳体（ ） A 、Q235 B 、45 C 、60Si2Mn D 、T12 6. 下列合金中，哪种合金被称为巴氏合金（ ） A 、铝基轴承合金 B 、铅基轴承合金 C 、铜基轴承合金 D 、锌基轴承合金 7. 下列钢经淬火后硬度最低的是（ ） A 、Q235 B 、40Cr C 、GCr15 D 、45钢 8. 高速钢淬火后进行多次回火的主要目的是（ ） A 、消除残余奥氏体，使碳化物入基体 B 、消除残余奥氏体，使碳化物先分析出 C 、使马氏体分解，提高其韧性 D 、消除应力，减少工件变形 9. 过共析钢因过热而析出网状渗碳体组织时，可用下列哪种工艺消除（ ） A 、完全退火 B 、等温退火 C 、球化退火 D 、正火 10. 钢的淬透性主要决定于其（ ）
金属材料的性能（材料的性能一般分为使用性能和工艺性能两大类，使用性能主要包括力学性能、物理性能、化学性能）（选择题） 1.力学性能：强度（屈服强度、抗拉强度）、塑性、弹性与刚度、硬度（布氏 硬度，洛氏硬度，维氏硬度）、冲击韧性、疲劳强度 2.物理性能：密度、熔点、热膨胀性、导热性、导电性、 3.化学性能：耐蚀性、抗氧化性 常见金属的晶格类型—— 1.体心立方晶体具有这种晶格的金属有钨（W），钼（M），铬（Cr），钒（V）， α-铁（α-Fe）等 2.面心立方晶格具有这种晶格的金属有金(Au),银(Ag),铝（Al）,铜（Cu）,镍 （Ni）,γ-铁（γ-Fe）等 3.密排六方晶格具有这种晶格的金属有镁（Mg），锌（Zn），铍（Be），α- 钛（α-Ti） 根据晶体缺陷的几何特点，可分为 1.点缺陷点缺陷是指在晶体中长，宽，高尺寸都很小的一种缺陷，常见的有 晶格空位和间隙原子 2.线缺陷线缺陷是指在晶体中呈线状分布（在一维方向上的尺寸很大，而别 的方向则很小）原子排列不均衡的晶体缺陷，主要指各种类型的位错 3.面缺陷面缺陷是指在二维方向上吃醋很大，在第三个方向上的尺寸很小， 呈面状分布的缺陷 位错：位错是指晶格中一列或若干列原子发生了某种有规律的错排现象。 铁素体：铁素体是碳溶于α-Fe中形成的间隙固溶体，为体心立方晶格，用符号F（或α）表示 简化后的Fe-Fe3C相图，画图啊亲，三个学期的铁碳相图啊有木有，都是泪啊有木有！！！书P9 共析钢由珠光体向奥氏体的转变包括以下四个阶段：奥氏体形核，奥氏体晶核长大，剩余渗碳体溶解和奥氏体成分均匀化 影响奥氏体晶粒长大的因素： 1.加热温度和保温时间加热温度愈高，保温时间愈长，奥氏体晶粒愈粗大
绝对最全！！！！！！！ 工程材料与热加工 拒绝盗版！ 第1章材料的力学性能 一、选择题 1．金属材料在静载荷作用下，抵抗变形和破坏的能力称为__C____。 A. 塑性 B. 硬度 C. 强度 D. 弹性 2．在测量薄片工件的硬度时，常用的硬度测试方法的表示符号是___C___。 A. HBS B. HRC C. HV D. HBW 3．做疲劳试验时，试样承受的载荷为__B_____。 A. 静载荷 B. 交变载荷 C. 冲击载荷 D. 动载荷 二、填空题 1．金属塑性的指标主要有断后伸长率和断面收缩率两种。 2．金属的性能包括物理性能、化学性能、工艺性能和力学性能。 3．常用测定硬度的方法有压入法、刻划法和回跳法测试法。 4．材料的工艺性能包括铸造性能、锻造性能、焊接性能、切削加工性、热处理性等。 5．零件的疲劳失效过程可分为疲劳裂纹产生、疲劳裂纹扩展、瞬时断裂三个阶段。 三、判断题 1．用布氏硬度测试法测量硬度时，压头为钢球，用符号HBS表示。 ( √) 2．材料的断裂韧度大于材料的应力场强度因子的，材料的宏观裂纹就会扩展而导致材料的断裂。 ( ×) 四、概念及思考题 1．硬度，硬度的表示方法。 答：（1）硬度：材料在表面局部体积内抵抗变形（特别是塑性变形）、压痕或刻痕的能力；（2）硬度的表示方法：①布氏硬度：HBS(钢头：淬火钢球)或HBW （钢头：硬质合金球）②洛氏硬度：HR ③维氏硬度:HV 2．韧性，冲击韧性。3．疲劳断裂4．提高疲劳强度的途径。 第2章金属的晶体结构与结晶 一、名词解释 晶体：是指原子（离子、分子）在三维空间有规则地周期性重复排列的物体； 晶格：是指原子（离子、分子）在空间无规则排列的物体； 晶胞：通常只从晶格中选取一个能完全反应晶格特征的、最小的几何单元来分析晶体中原子的排列规律，这个最小的几何单元成为晶胞； 晶粒：多晶体中每个外形不规则的小晶体； 晶界：晶粒与晶粒间的界面；
1.热处理工艺的分类 金属热处理工艺大体可分为整体热处理、表面热处理和化学热处理三大类。 整体热处理是对工件整体加热，然后以适当的速度冷却，获得需要的金相组织，以改变其整体力学性能的金属热处理工艺。钢铁整体热处理大致有退火、正火、淬火和回火四种基本工艺。
渗入碳、氮、硼和铬等元素。渗入元素后，有时还要进行其它热处理工艺如淬火及回火。化学热处理的主要方法有渗碳、渗氮、渗金属。 8.5补充手段之二 1．退火：指金属材料加热到适当的温度，保持一定的时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。常见的退火工艺有：再结晶退火、去应力退火、球化退火、完全退火等。退火的目的：主要是降低金属材料的硬度，提高塑性，以利切削加工或压力加工，减少残余应力，提高组织和成分的均匀化，或为后道热处理作好组织准备等。 2．正火：指将钢材或钢件加热到或（钢的上临界点温度）以上，30～50℃保持适当时间后，在静止的空气中冷却的热处理的工艺。正火的目的：主要是提高低碳钢的力学性能，改善切削加工性，细化晶粒，消除组织缺陷，为后道热处理作好组织准备等。 3．淬火：指将钢件加热到Ac3 或Ac1（钢的下临界点温度）以上某一温度，保持一定的时间，然后以适当的冷却速度，获得马氏体（或贝氏体）组织的热处理工艺。常见的淬火工艺有盐浴淬火，马氏体分级淬火，贝氏体等温淬火，表面淬火和局部淬火等。淬火的目的：使钢件获得所需的马氏体组织，提高工件的硬度，强度和耐磨性，为后道热处理作好组织准备等。 4．回火：指钢件经淬硬后，再加热到Ac1 以下的某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺。常见的回火工艺有：低温回火，中温回火，高温回火和多次回火等。回火的目的：主要是消除钢件在淬火时所产生的应力，使钢件具有高的硬度和耐磨性外，并具有所需要的塑性和韧性等。 5．调质：指将钢材或钢件进行淬火及高温回火的复合热处理工艺。使用于调质处理的钢称调质钢。它一般是指中碳结构钢和中碳合金结构钢。 6．渗碳：渗碳是指使碳原子渗入到钢表面层的过程。也是使低碳钢的工件具有高碳钢的表面层，再经过淬火和低温回火，使工件的表面层具有高硬度和耐磨性，而工件的中心部分仍然保持着低碳钢的韧性和塑性。
《金属材料与热处理》教学大纲 一、课程的性质和任务 本课程是一门专业技术基础课，实践性较强，必须经过生产实习增强感性认识，再通过理论学习才能理解和掌握常见金属材料性能、组织、结构和热处理方法的特点；了解非金属材料的基本知识。为学后续的专业课打下坚实的基础。 二、课程教学目标 1、掌握机械工程材料的基本知识，能够正确选择材料。 2、掌握常见的金属热处理的方法、特点及应用范围 3、了解非金属材料基础知识。 三、教学内容和要求 1、金属材料基础知识 常见金属材料及其性能、金属的结构及结晶、合金的结构和组织、铁碳合金相图、碳钢及合金钢、铸铁、有色金属。 2、热处理基础知识 钢在冷却（加热）时的转变过程、钢的普通热处理工艺、钢的表面热处理工艺、钢的化学热处理工艺。 3、非金属材料 非金属材料的种类、特点、性能及应用。 四、《工程材料》课程的主要要求 1、常用金属材料及热处理工艺的基础知识，为后续相关专业课打下坚实基础。 2、通过本课程的学习，使学生能根据合理的选择材料和热处理方法。
3、在教学过程中贯彻理论联系实际的原则，在讲授理论时要注重和生产实习相结合，增强学生对理论知识的理解。 4、本课程建议安排在学生学完机械制图及计算机制图、工程力学、机械设计基础、金工实习课程之后讲授。 五、《金属材料与热处理》课程质量标准与考核方式 课程质量标准是培养学生掌握金属材料及热处理原理和非金属的基础知识，重点培养学生运用所学知识解决实际问题的能力。成绩考核方式按照天津石油职业技术学院课程成绩考核评价管理制度执行，采用单独考查方式，平时考核占考核评价成绩30％，期末考试占考核评价成绩40％，实验占考核评价成绩30％，考查采用5级制。 六、课时分配表
工程材料及机械制造基础复习（Ⅱ） ——热加工工艺基础 铸造 1．1 铸造工艺基础 (1)液态金属的充型能力 液态金属充满铸型型腔，获得形状完整、轮廓清晰的铸件的能力，称为液态金属充填铸型的能力。 充型能力好，易获得形状完整、尺寸准确、轮廓清晰的铸件，有利于排气和排渣，有利于补缩。 充型能力不好，铸件易产生浇不足、冷隔、气孔、渣孔等缺陷。 影响液态金属充型能力的因素是： 1)合金的流动性 液态金属的充型能力主要取决于合金的流动性，即合金本身的流动能力。流动性的好坏用螺旋线长度来表示。螺旋线长度越长，流动性越好；反之，则流动性越差。 共晶成分的合金流动性最好，离共晶成分越远，流动性越差。 2)浇注条件 ①浇注温度：浇注温度越高，则充型能力越好。因为浇注温度高，金属液的黏度低，同时，因金属液含热量多，能保持液态的时间长，由于过热的金属液传给铸型的热量多，在结晶温度区间的降温速度缓慢。但在实际生产中，常用“高温出炉，低温浇注”的原则，因为浇注温度越高，金属收缩量增加，吸气增多，氧化也严重，铸件容易产生缩孔、缩松、粘砂、气孔等缺陷。 ②充型压头。 ③浇注系统的结构。 3)铸型填充条件：包括铸型材料、铸型温度和铸型中的气体等。 (2)合金的收缩 1)基本概念 铸件在冷却、凝固过程中，其体积和尺寸减少的现象叫做收缩。铸造合金从浇注温度冷到室温的收缩过程包括液态收缩、凝固收缩和固态收缩三个互相联系的阶段。 总收缩；液态收缩+凝固收缩+固态收缩 ∨↓ 体积变化尺寸变化 ↓↓ 产生缩孔、缩松的基本原因产生应力、变形、裂纹的基本原因 影响收缩的因素是： ①化学成分：凡是促进石墨化的元素增加，收缩减少，否则收缩率增大。 ②浇注温度：T浇↑→过热度↑→液态收缩↑→总收缩↑。
金属材料热处理工艺的应用与发展趋势 摘要：伴随着我国制造业的发展，机械加工发展越加趋于重要地位。而在重视环境和人文一体的我国，必须在保证生态情况下，减少耗能污染，引进先进的热处理新技术是必要的。 关键词：金属材料；热处理技术；应用发展 先进的热处理技术是我国制造金属业的重点整改项目之一。在社会提倡节约能源，低能易耗，保护环境的政策下，开发和应用新的金属材料热处理工艺是势在必行的。我国以前的制造业中，对热处理的能耗极高，并且用电量大，据研究统计，制造业用电量占机械总用电的30%。可想而知，庞大的用电量致使废气排放量大，对环境造成大幅的污染危害。而引进应用先进的热处理技术，缩短加热处理时间，降低周期，无疑是大大降低了用电能耗，不仅节约电能源、煤能源、石油能源，还减少了环境污染，促进的生态环境，大大提高了制造业和社会环境的统一、和谐和交融。此外，先进的热处理技术应用还可以给企业节约生产成本，缩短生产周期，减少人工浪费和返工手续，提高经济效益和保证产品的质量，从而保证产品的市场竞争力和耐用性。 1.热处理的薄层渗入技术 热处理薄层渗入技术打破了人们原有传统的固有思想---认为各化学元素渗透更深、加热时间更长会对金属制件材料的韧性和耐磨性更好。而经过一系列的实践研究表明并非如此，反而在对金属制件材料进行热处理时，减少金属制件材料表面涂层的厚度，即薄层厚度，反而能得到金属制件材料更好的韧性和综合性能。在热处理中还能缩短对金属制件材料的加热时间，减少用电量，降低排放污染，节约大量的能源消耗。根据实践证明：金属制件材料表面的渗碳层相较减小百分之三十，用电能源就会节约到百分之三十，对煤炭和甲醇资源而言，更能达到百分之五十的节约。而对金属材料的综合性能没有任何影响。我国自行车行业中对钢球的使用已经应用了热处理薄层渗入技术，并经实践证明有了显著的成效。既节约了成本，提高了生产力，还减少了废气排放和环境污染，促进了生态环保的发展。 2.热处理的超硬涂层技术 热处理超硬涂层技术是指在机械制造业中利用高新技术装置设备，摒除传统的人工盯进控制，实行电脑自动化运行监控技术，对超硬金属制件材料工具零件运用热处理的离子轰击法，使其在刀具、模具表面上沉积硬化后，再用2umTIN 的专业技术方法进行溅射处理，成品极快，产品质量过硬，产品的使用寿命也有显著提高。通过实践证明，新技术的应用不仅使产品质量提高，还节约时间成本，做到高效环保生产。 3.热处理的振动时效处理技术