热处理课后思考题答案

.第四章钢的热处理复习与思考一、名词解释1.热处理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。

2.等温转变等温转变是指工件奥氏体化后，冷却到临界点以下的某一温度区间内等温保持时，过冷奥氏体发生的相变。

3.连续冷却转变连续冷却转变是指工件奥氏体化后以不同冷速连续冷却时过冷奥氏体发生的相变。

4.马氏体马氏体是碳或合金元素在α-Fe 中的过饱和固溶体。

5.退火钢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。

6.正火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。

7.淬火钢的淬火是指工件加热奥氏体化后以适当方式冷却获得马氏体或 ( 和) 贝氏体组织的热处理工艺。

8.回火回火是指工件淬硬后，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。

9.表面热处理表面热处理是为改变工件表面的组织和性能，仅对其表面进行热处理的工艺。

10.渗碳为提高工件表层碳的质量分数并在其中形成一定的碳含量梯度，将工件在渗碳介质中加热、保温，使碳原子渗入的化学热处理工艺称为渗碳。

.在一定温度下于一定介质中， 使氮原子渗入工件表层的化学热处理工艺称为渗氮，又称氮化。

二、填空题1. 整体热处理分为退火 、 正火 、 淬火 和 回火 等。

2. 根据加热方法的不同，表面淬火方法主要有：感应加热 表面淬火、火焰加热 表面淬火、电接触加热表面淬火、电解液加热表面淬火等。

3. 化学热处理方法很多，通常以渗入元素命名，如 渗碳、渗氮、碳氮共渗 和渗硼等。

4. 热处理工艺过程由加热 、 保温 和冷却三个阶段组成。

5. 共析钢在等温转变过程中，其高温转变产物有：P、 S和T 。

6.贝氏体分 上贝氏体和下贝氏体两种。

7. 淬火方法有： 单介质 淬火、 双介质 淬火、 马氏体分级 淬火和贝氏体等温 淬火等。

8.常用的退火方法有： 完全退火 、 球化退火 和 去应力退火 等。

思考题第一章1．什么叫奥氏体？奥氏体的晶体结构，组织形态和性能有何特点？2．奥氏体的形成大致分几个阶段？为何奥氏体核心总是优先在铁素体和渗碳体相界面上形成？奥氏体长大有何特点？3．什么叫奥氏体本质晶粒度？奥氏体晶粒大小怎样表示？影响晶粒大小的主要因素有哪些？第二章1、以共析成分的碳钢为例，说明过冷奥氏体冷却到不同温度时的等温转变产物，简单描述它们的显微形态和硬度变化。

2 C曲线为何出现转变速度的极大值（鼻点）？3．影响C曲线的因素有哪些？4．什么叫淬火临界速度？影响淬火临界速度的因素有哪些？第三章1．珠光体有哪两种形态？影响片状珠光体片层间距的主要因素有哪些？2．何谓相间沉淀？对钢的性能有何影响？3．先共析铁素体的形态有哪些？哪些形态是我们不希望出现的？针状（魏氏组织）铁素体形成的主要条件有哪些？4 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不同?5生产热轧低碳钢板，有时因W(C)偏低强度不够而不合标准，为了提高强度，可在热轧后采用吹风甚至喷雾冷却。

试解释其原因。

6试述片间距大小对片状珠光体机械性能的影响。

影响片层间距的主要因素是什么？索氏体、屈氏体在显微组织及性能上的主要差别是什么？实际生产中如何控制珠光体类型？在什么条件下过冷奥氏体易转变为粒状珠光体，什么条件下易转变为片状珠光体？第四章1．什么叫马氏体？2．钢中马氏体的晶体结构特点是什么？3．钢中马氏体的基本形态有哪两种？它们的显微形态特点和亚结构特点是什么？影响马氏体形态的因素有哪些？4．Ms点的物理意义是什么？影响因素有哪些？5．马氏体转变的特点有哪些？6．为什么马氏体转变不能进行到底？影响残余奥氏体量的主要因素是什么？7．什么叫形变诱发马氏体？为什么会出现这种现象？8．什么叫奥氏体的热稳定化？产生热稳定化的原因是什么？9．马氏体的性能特点有哪些？为什么会有这些特点？第五章1．贝氏体转变和珠光体转变及马氏体转变相比，有哪些特点？为什么B下的性能比B上好？2．什么叫粒状贝氏体？什么样成分的钢会出现粒贝？3．魏氏组织形成的特点有哪些？对钢的性能有何影响？第六章4．淬火钢在回火过程中发生哪些转变？5．什么叫回火脆性？防止的方法有哪些？6．为什么淬火后的钢总有残余奥氏体存在？残余奥氏体的量和什么因素有关？7．什么叫二次硬化？什么叫二次淬火？产生的条件和产生的原因是什么？8．什么叫淬火时效？什么叫形变时效？产生的原因是否相同？9．什么叫过时效？第七章1．退火的目的有哪些？2．退火的方法有哪些？各种不同退火方法的工艺特点，工艺曲线，达到何种目的？适用什么范围？3．球化退火的原理。

热处理原理与工艺课后答案1. 热处理的原理是通过对金属材料进行加热和冷却来改变其微观结构和性能的一种工艺。

热处理可以使金属材料达到期望的力学性能，提高材料的硬度、强度和耐腐蚀性能。

2. 热处理的工艺包括加热、保温和冷却三个步骤。

加热过程中，金属材料被加热到高温，使其达到晶体内部的活动化能，使原子间的结构发生改变。

保温是维持金属材料在一定温度下的时间，以使金属内部的结构达到均匀和稳定。

冷却过程中，金属材料被迅速冷却，使其内部结构固定，从而实现所需的性能改变。

3. 热处理的主要目的包括回火、退火、淬火、时效等。

回火是为了去除淬火产生的应力并增加材料的韧性。

退火是为了通过加热和缓慢冷却来改善材料的塑性和延展性。

淬火是通过迅速冷却使材料产生高硬度和高强度。

时效是通过特定的温度和时间来调控金属材料的组织和性能。

4. 不同的金属材料和应用要求需要采用不同的热处理工艺。

例如，碳钢通过回火可以提高韧性，淬火可以提高硬度和强度。

铝合金可以通过时效使其硬度和强度提高。

还有一些特殊的热处理工艺，如表面处理和脱氢处理，可以改善金属材料的表面性能和纯净度。

5. 热处理过程中需要控制温度、时间和冷却速度等参数，以确保得到理想的组织和性能。

温度控制可以使用炉温计或红外测温仪来实现。

时间控制可以通过保温时间和加热速率来控制。

冷却过程中可以采用不同的冷却介质和速率来调控材料的性能。

6. 在热处理过程中，还需要注意材料的选择和预处理。

材料的选择应考虑其化学成分、热处理敏感性和应用要求。

预处理可以包括去除表面污染物、退火去应力、调平等工艺，以减少热处理过程中的变形和应力。

7. 热处理的质量控制可以通过金相显微镜、拉伸试验机、硬度计等测试仪器来进行。

通过观察组织结构、测量机械性能和硬度值，可以评估热处理效果和判断材料的性能是否符合要求。

8. 当进行热处理时，还需要注意安全和环保。

热处理过程中会产生高温和有害气体，需要采取相应的防护和排放措施。

"钢的热处理"习题与思考题参考答案〔一〕填空题1．板条状马氏体具有高的强度、硬度及一定的塑性与韧性。

2．淬火钢低温回火后的组织是 M回〔+碳化物+Ar〕，其目的是使钢具有高的强度和硬度；中温回火后的组织是 T回，一般用于高σe 的构造件；高温回火后的组织是S回，用于要求足够高的强度、硬度及高的塑性、韧性的零件。

3．马氏体按其组织形态主要分为板条状马氏体和片状马氏体两种。

4．珠光体按层片间距的大小又可分为珠光体、索氏体和托氏体。

5．钢的淬透性越高，则临界冷却却速度越低；其C曲线的位置越右移。

6．钢球化退火的主要目的是降低硬度，改善切削性能和为淬火做组织准备；它主要适用于过共析〔高碳钢〕钢。

7．淬火钢进展回火的目的是消除内应力，稳定尺寸；改善塑性与韧性；使强度、硬度与塑性和韧性合理配合。

8．T8钢低温回火温度一般不超过 250℃，回火组织为 M回+碳化物+Ar ，其硬度大致不低于 58HRC 。

〔二〕判断题1．随奥氏体中碳含量的增高，马氏体转变后，其中片状马氏体减小，板条状马氏增多。

〔×〕2．马氏体是碳在a-Fe中所形成的过饱和间隙固溶体。

当发生奥氏体向马氏体的转变时，体积发生收缩。

〔×〕3．高合金钢既具有良好的淬透性，又具有良好的淬硬性。

〔×〕4．低碳钢为了改善切削加工性，常用正火代替退火工艺。

〔√〕5．淬火、低温回火后能保证钢件有高的弹性极限和屈服强度、并有很好韧性，它常应用于处理各类弹簧。

〔×〕6．经加工硬化了的金属材料，为了根本恢复材料的原有性能，常进展再结晶退火处理。

〔√〕〔三〕选择题1．钢经调质处理后所获得的组织的是 B 。

A．淬火马氏体 B．回火索氏体 C．回火屈氏体 D．索氏体2．假设钢中参加合金元素能使C曲线右移，则将使淬透性 A 。

A．提高 B．降低 C．不改变 D．对小试样提高，对大试样则降代3．为消除碳素工具钢中的网状渗碳体而进展正火，其加热温度是 A 。

1.热处理工艺：通过加热，保温和冷却的方法使金属和合金内部组织结构发生变化，以获得工件使用性能所要求的组织结构，这种技术称为热处理工艺。

2.热处理工艺的分类：（1）普通热处理（退火、正火、回火、淬火）(2)化学热处理（3）表面热处理（3）复合热处理3.由炉内热源把热量传给工件表面的过程，可以借辐射，对流，传导等方式实现，工件表面获得热量以后向内部的传递过程，则靠热传导方式。

4.影响热处理工件加热的因素：（1）加热方式的影响，加热速度按随炉加热、预热加热、到温入炉加热、高温入炉加热的方向依次增大；（2）加热介质及工件放置方式的影响：①加热介质的影响；②工件在炉内排布方式的影响直接影响热量传递的通道；③工件本身的影响：工件的几何形状、表面积与体积之比以及工件材料的物理性质等直接影响工件内部的热量传递及温度场。

5.金属和合金在不同介质中加热时常见的化学反应有氧化，脱碳；物理作用有脱气，合金元素的蒸发等。

6.脱碳：钢在加热时不仅表面发生氧化，形成氧化铁，而且钢中的碳也会和气氛作用，使钢的表面失去一部分碳，含碳量降低，这种现象称为脱碳钢脱碳的过程和脱碳层的组织特点：①钢件表面的碳与炉气发生化学反应（脱碳反应），形成含碳气体逸出表面，使表面碳浓度降低②由于表面碳浓度的降低，工件表面与内部发生浓度差，从而发生内部的碳向表面扩散的过程。

半脱碳层组织特点;自表面到中心组织依次为珠光体加铁素体逐渐过渡到珠光体，再至相当于该钢件未脱碳时的退火组织。

(F+P—P+C—退火组织)全脱碳层组织特点：表面为单一的铁素体区，向里为铁素体加珠光体逐渐过渡到相当于钢原始含碳量缓冷组织在强氧化性气体中加热时，表面脱碳与表面氧化往往同时发生。

在一般情况下，表面脱碳现象比氧化现象更易发生，特别是含碳量高的钢。

7.碳势：即纯铁在一定温度下于加热炉气中加热时达到既不增碳也不脱碳并与炉气保持平衡时表面的含碳量。

8.退火：将组织偏离平衡状态的金属或合金加热到适当的温度，保持一定时间，然后缓慢冷却以达到接近平衡状态组织的热处理工艺称为退火。

第一章习题与思考题1．常见的金属晶格类型有哪些?试绘图说明其特征。

2．实际金属中有哪些晶体缺陷?晶体缺陷对金属的性能有何影响?3．什么叫过冷现象、过冷度?过冷度与冷却速度有何关系?4．金属的晶粒大小对力学性能有何影响?控制金属晶粒大小的方法有哪些?5．如果其它条件相同，试比较下列铸造条件下，铸件晶粒的大小：（1）金属型浇注与砂型浇注；（2）浇注温度高与浇注温度低；（3）铸成薄壁件与铸成厚壁件；（4）厚大铸件的表面部分与中心部分；（5）浇注时采用振动与不采用振动。

6．金属铸锭通常由哪几个晶区组成？它们的组织和性能有何特点？7．为什么单晶体具有各向异性，而多晶体在一般情况下不显示各向异性？8．试计算面心立方晶格的致密度。

9．什么是位错？位错密度的大小对金属强度有何影响？10、晶体在结晶时，晶核形成种类有几种？什么是变质处理？11、解释下列名词：结晶、晶格、晶胞、晶体、晶面、晶向、单晶体、多晶体、晶粒、亚晶粒、点缺陷、面缺陷、线缺陷第二章习题与思考题1．置换固溶体中，被置换的溶剂原子哪里去了？2．间隙固溶体和间隙化合物在晶体结构与性能上区别何在？举例说明之。

3．现有A、B两元素组成如图2.1所示的二元匀晶相图，试分析以下几种说法是否正确？为什么？（1）形成二元匀晶相图的A与B两个相元的晶格类型可以不同，但是原子大小一定相等。

（2）K合金结晶过程中，由于固相成分随固相线变化，故已结晶出来的固溶体中含B量总是高于原液相中含B量。

（3）固溶体合金按匀晶相图进行结晶时，由于不同温度下结晶出来的固溶体成分和剩余液相成分都不相同，故在平衡状态下固溶体的成分是不均匀的。

图2.1 题3 图4．共晶部分的Mg-Cu相图如图2.2所示：（1）填入各区域的组织组成物和相组成物。

在各区域中是否会有纯Mg相存在？为什么？（2）求出20%Cu合金冷却到500℃、400℃时各相的成分和重量百分比。

（3）画出20%Cu 合金自液相冷到室温的却曲线，并注明各阶段的相与相变过程。

钢的热处理思考题第一组1、什么是热处理？工件为什么要热处理？2、工件热处理后能发挥哪些效果？3、热处理的特点、应用范围？4、热处理的分类？5、钢在加热时的组织是如何转变的？第二组1、晶粒大小对金属的性能产生什么影响？影响奥氏体晶粒长大的因素有哪些？2、生产中怎样控制奥氏体晶粒大小？3、什么是钢的临界温度？它和钢的热处理有何关系？4、珠光体是怎样转变成奥氏体的？5、什么是C曲线？ C曲线分几个区域？第三组2、过冷奥氏体等温转变有何规律？3、为什么说C曲线是热处理的重要依据之一？4、奥氏体等温转变产物的组织和性能如何？5、什么是马氏体？马氏体是怎样形成的？6、马氏体形态有几类？其转变特点如何？第四组1、马氏体为什么具有高硬度？马氏体的塑性、韧性是否都差？2、什么是贝氏体？钢中常见贝氏体有几种？各有何特点？3、什么是退火？退火的目的是什么？退火有哪些类型？4、什么是完全退火？其目的是什么？5、什么是不完全退火？6、完全退火和不完全退火的应用及其区别。

第五组1、什么是球化退火？其目的是什么？应用如何？2、什么是去应力退火？其应用范围而后？3、什么是正火？其目的是什么？在什么情况下工件要选择正火处理？4、、怎样正确选用正火或退火方法来改善钢的切削性能？5、锻钢件常出现哪些缺陷？有何危害？怎样消除？第六组1、退火与正火常出现哪些缺陷？如何预防和补救？2、什么是淬火？工件为什么要淬火？3、淬火时冷却介质怎样确定？4、什么是钢的淬透性？影响淬透性的主要原因有哪些？5、工件淬火时为什么会产生变形或裂缝？怎样防止？第七组1、什么是回火？工件淬火后为什么要必须立即回火？回火的目的是什么？2、什么是调质处理？其目的是什么？3、什么是表面淬火？其目的是什么？4、什么是火焰表面淬火？什么是感应表面淬火？5、什么是钢的化学热处理？有几种？6、为什么要进行化学热处理？有何特点？7、什么是钢的渗碳？应用范围如何？组内自主学习自我评价表（组长与学生用表）表一负责人签名：日期：。

热处理思考题：一．试述罐头食品加工的工艺过程，其关键的工序有哪些？答：其关键工序是排气，密封和杀菌。

排气的目的是降低杀菌时罐内压力，防止变形，裂罐，胀袋；防止好氧的微生物繁殖；减轻罐内壁腐蚀；防止和减轻营养素的破坏及色香味成分的不良变化。

方法有热灌装法，加热排气法，蒸汽喷射排气法和真空排气法等。

密封分为金属罐密封，玻璃瓶密封和复合薄膜袋密封。

金属罐密封是指在封口机械的作用下，罐盖和罐身的边沿分别形成罐盖沟和罐身沟相钩合贴紧。

杀菌主要指杀灭致病菌和腐败菌。

杀菌方法主要有热力杀菌，电加热杀菌和冷杀菌。

常用的热力杀菌包括常压杀菌，高温高压杀菌和超高温瞬时杀菌等。

二．试分析造成罐头腐败变质的原因，生产中应如何防止变质现象的发生？1.胀罐（1）化学性胀罐：酸性或高酸性食品罐壁腐蚀产生H2(2) 物理性胀罐：纯粹由于真空度太小造成(3) 微生物胀罐：产气微生物所致，一般在贮运和销售阶段出现产气，一般为厌氧菌或兼性菌所致。

胀罐原因：杀菌不足（温度或时间不够）2.平盖酸败已腐败的罐头外观正常，但内部已变质，pH值可降至0.1-0.3。

主要由平酸菌产酸（乳酸，甲酸，醋酸等）所致。

原因：（1）杀菌后冷却不及时（2）贮藏温度较高，诱发残留的芽孢生长。

3.致黑或硫臭致黑梭状芽孢杆菌分解含硫蛋白产生H2S，并与Fe2+ →FeS(黑色)原因：杀菌不足(D121℃=20-30min)4.发霉青霉、曲霉、柠檬霉、黄丝衣霉等，会形成明显菌落。

原因：杀菌严重不足或包装物泄漏(D90℃=1-2min)5.产毒和中毒主要是内毒杆菌A、B型产毒素，可引起食物中毒，直至死亡。

原因：杀菌温度不足（D121℃=6-12s），或裂漏，或杀菌前污染严重三．罐头加工过程中排气操作的方法和目的见一四．什么叫罐内真空度，影响罐内真空度的因素有那些？罐内空气压力与大气压之比。

影响真空度的因素主要是以下几项：1.密封时的温度。

密封时温度越高，真空度越高。

《钢的热处理》习题与思考题参考答案（一）填空题1．板条状马氏体具有高的强度、硬度及一定的塑性与韧性。

2．淬火钢低温回火后的组织是 M回（+碳化物+Ar），其目的是使钢具有高的强度和硬度；中温回火后的组织是 T回，一般用于高σe 的结构件；高温回火后的组织是S回，用于要求足够高的强度、硬度及高的塑性、韧性的零件。

3．马氏体按其组织形态主要分为板条状马氏体和片状马氏体两种。

4．珠光体按层片间距的大小又可分为珠光体、索氏体和托氏体。

5．钢的淬透性越高，则临界冷却却速度越低；其C曲线的位置越右移。

6．钢球化退火的主要目的是降低硬度，改善切削性能和为淬火做组织准备；它主要适用于过共析（高碳钢）钢。

7．淬火钢进行回火的目的是消除内应力，稳定尺寸；改善塑性与韧性；使强度、硬度与塑性和韧性合理配合。

8．T8钢低温回火温度一般不超过 250℃，回火组织为 M回+碳化物+Ar ，其硬度大致不低于 58HRC 。

（二）判断题1．随奥氏体中碳含量的增高，马氏体转变后，其中片状马氏体减小，板条状马氏增多。

（×）2．马氏体是碳在a-Fe中所形成的过饱和间隙固溶体。

当发生奥氏体向马氏体的转变时，体积发生收缩。

（×）3．高合金钢既具有良好的淬透性，又具有良好的淬硬性。

（×）4．低碳钢为了改善切削加工性，常用正火代替退火工艺。

（√）5．淬火、低温回火后能保证钢件有高的弹性极限和屈服强度、并有很好韧性，它常应用于处理各类弹簧。

（×）6．经加工硬化了的金属材料，为了基本恢复材料的原有性能，常进行再结晶退火处理。

（√）（三）选择题1．钢经调质处理后所获得的组织的是 B 。

A．淬火马氏体 B．回火索氏体 C．回火屈氏体 D．索氏体2．若钢中加入合金元素能使C曲线右移，则将使淬透性 A 。

A．提高 B．降低 C．不改变 D．对小试样提高，对大试样则降代3．为消除碳素工具钢中的网状渗碳体而进行正火，其加热温度是 A 。

1、判断下列说法正误，并说明原因。

（1）马氏体是硬而脆的相。

（2）过冷奥氏体的冷却速度大于Vk时,则冷速越大,所得马氏体的硬度越高。

（3）钢中的合金元素含量越高,其淬火后的硬度也越高。

（4）本质细晶粒钢的晶粒总是比本质粗晶粒钢的晶粒细。

（5）同种钢材在同样的加热条件下,总是水冷的比油冷的淬透性好,小件的比大件的淬透性好。

2、马氏体组织有哪几种基本类型他们的形成条件、晶体结构、组织形态、性能有何特点？马氏体的硬度与含碳量关系如何？3、说明共析碳钢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。

4、淬透性与淬硬层深度两者有何联系和区别影响钢淬透性的因素有哪些影响钢制零件淬硬层深度的因素有哪些？5、用20钢进行表面淬火和用45钢进行渗碳处理是否合适？为什么？6、一批45钢零件进行热处理时，不慎将淬火件和调质件弄混，如何区分开？为什么？7、将两个T12钢小试样分别加热到780℃和860℃,保温后以大于临界冷却速度的速度冷却至室温,试回答问题,并说明原因。

（1）哪个温度淬火后马氏体晶粒粗大？（2）哪个温度加热淬火后马氏体含碳量较多？（3）哪个淬火后残余奥氏体量多？（4）哪个淬火后末溶碳化物量多？（5）哪个淬火适合？为什么？8、分别用45钢和15钢制造机床齿轮,要求齿表面具有高的硬度和耐磨性,心部具有良好的韧性.安排工艺路线,热处理工序目的及使用状态下的组织。

5-3、判断下列说法正误，并说明原因。

解：1.马氏体是硬而脆的相。

错，马氏体是硬的相,渗碳体才是脆的相；2.过冷奥氏体的冷却速度大于Vk时,则冷速越大,所得马氏体的硬度越高。

错，马氏体硬度取决于含碳量,与冷却速度无关。

3.钢中的合金元素含碳量越高,其淬火后的硬度也越高。

错,合金元素对淬透性的影响大,但对硬度影响小4.本质细晶粒钢的晶粒总是比本质粗晶粒钢的晶粒细。

错,晶粒的大小与加热温度和保温时间有关.本质细晶粒钢只是加热时长大的趋向比本质粗晶粒钢小,但不代表本身比本质粗晶粒钢的晶粒细。