下载文档原格式
第六章钢的热处理1、什么是钢的热处理？钢的热处理的特点和目的是什么？答：钢的热处理是将固态金属或合金采用适当的方式进行加热、保温和冷却,以获得所需的组织结构和性能的工艺。
钢的热处理的特点是在固态下，通过加热、保温和冷却，来改变零件或毛坯的内部组织,而不改变其形状和尺寸的热加工工艺.钢的热处理的目的是改善零件或毛坯的使用性能及工艺性能.2、从相图上看，怎样的合金才能通过热处理强化?答：通过热处理能强化的材料必须是加热和冷却过程中组织结构能够发生变化的材料，通常是指:（1)有固态相变的材料;(2）经受冷加工使组织结构处于热力学不稳定状态的材料；(3）表面能被活性介质的原子渗入.从而改变表面化学成分的材料.3、什么是退火？其目的是什么？答：退火是将金属或合金加热到适当温度,保持一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。
其目的可概括为“四化”,即软化(降低硬度适应切削加工和冷冲压要求）；均匀化(消除偏析使成分和组织均匀化)；稳定化（消除内应力、稳定组织保证零件的形状和尺寸）；细化（细化晶粒、提高力学性能）。
4、亚共析钢热处理时,快速加热可显著提高屈服强度和冲击韧性，为什么？答:快速加热可获得较大的过热度，使奥氏体形核率增加,得到细小的奥氏体晶粒，冷却后的组织晶粒也细小。
细晶粒组织可显著提高钢的屈服强度和韧性。
5、热轧空冷的45钢在正常加热超过临界点A c3后再冷却下来,组织为什么能细化？答:热轧空冷的45钢室温组织为F+P，碳化物弥散度较大,重新加热超过临界点A c3后,奥氏体形核率大,起始晶粒细小，冷却后的组织可获得细化。
7、确定下列钢件的退火方法，并指出退火的目的及退火后的组织。
（1）经冷轧后的15钢钢板,要求降低硬度；(2）ZG35的铸造齿轮；（3)改善T12钢的切削加工性能; (4）锻造过热的60钢坯.答:（1)再结晶退火,消除加工硬化及内应力，退火组织为P+F.（2)去应力退火，消除铸造内应力，组织为P+F。
![]金属学与热处理-第六章-热处理原理](https://img.taocdn.com/s1/m/a7c6a28251e79b89680226ce.png)
热处理钢的材料性能分析随着现代工业的迅猛发展，各种机械设备和工具的需求量越来越大。
作为金属材料的重要组成部分，钢材的性能对于机械设备和工具的质量和使用寿命有着至关重要的作用。
热处理是一种常见的加工方法，可以改善钢材的性能，尤其是硬度和耐磨性。
本文将对热处理钢的材料性能进行分析和探讨。
1. 热处理的基本原理和方法热处理是一种通过对金属材料进行升温和冷却的方法，可以改变其组织结构和化学特性，从而改善钢材的性能。
热处理的基本原理是利用钢材在不同温度下的变形规律，控制其晶粒的大小和分布，从而达到改善强度、硬度和韧性等性能的效果。
热处理一般分为三个主要阶段，即加热、保温和冷却。
在热处理过程中，钢材的加热温度、保温时间和冷却速度等都是影响热处理效果的重要因素。
加热温度一般根据钢材的类型、形状和硬度等特性进行选择。
保温时间取决于钢材的厚度和耐热性能，通常从几分钟到几小时不等。
冷却速度则决定着钢材的结构和化学成分，快速冷却可以产生细小、均匀、稳定的结构，但也容易产生裂纹和变形等问题。
2. 热处理对钢材性能的影响热处理可以改善钢材的性能，尤其是硬度、强度和耐磨性等方面。
其基本原理是通过改变钢材的组织结构和化学成分，使其具有更加理想的力学性能和化学性质。
2.1 硬度硬度是钢材的重要性能之一，也是热处理的主要目的之一。
在热处理过程中，钢材的晶粒会发生细化，晶界的数量也会增加，从而导致钢材的硬度和强度增加。
此外，钢材在快速冷却过程中，也会产生残留应力和塑性变形等效应，这些效应可以增强钢材的硬度和韧性。
2.2 强度强度是钢材的另一个重要性能，也是直接受到热处理影响的性能之一。
热处理可以通过细化钢材的晶粒和增加晶界数量，使其具有更高的强度和抗拉性能。
此外，热处理还可以产生残留应力的效应，这些应力可以增强钢材的抗拉强度和韧性。
2.3 耐磨性耐磨性是钢材的重要应用性能之一，也是热处理的重要目的之一。
热处理可以通过增强钢材的硬度和强度等性能，改善其耐磨性能。
第四章钢的热处理一、名词概念解释1、再结晶、重结晶2、起始晶粒度、实际晶粒度、本质晶粒度3、奥氏体、过冷奥氏体、残余奥氏体4、珠光体、索氏体、屈氏体、贝氏体、马氏体5、临界冷却速度6、退火、正火、淬火、回火7、调质处理8、淬透性、淬硬性二、思考题1、何谓热处理? 热处理有哪些基本类型? 举例说明热处理与你所学专业有何联系?2、加热时, 共析钢奥氏体的形成经历哪几个基本过程? 而亚共析钢和过共析钢奥氏体形成有什么主要特点?3、奥氏体形成速度受哪些因素影响?4、如何控制奥氏体晶粒大小?5、珠光体、贝氏体、马氏体组织各有哪几种基本类型? 它们在形成条件、组织形态和性能方面有何特点?6、何谓淬火临界冷却速度VK ? VK的大小受什么因素影响? 它与钢的淬透性有何关系?7、试述退火、正火、淬火、回火的目的, 熟悉它们在零件加工工艺路线中的位置。
8、正火与退火的主要区别是什么?生产中应如何选择正火及退火?9、常用的淬火方法有哪几种? 说明它们的主要特点及应用范围。
10、常用的淬火冷却介质有哪些? 说明其冷却特性、优缺点及应用范围。
11、为什么工件经淬火后往往会产生变形, 有的甚至开裂? 减少变形及防止开裂有哪些途径?12、常用的回火操作有哪几种? 指出各种回火操作得到的组织、性能及其应用范围。
三、填空题1、钢的热处理是通过钢在固态下＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿的操作来改变其＿＿＿＿＿＿＿, 从而获得所需性能的一种工艺。
2、钢在加热时P A的转变过程伴随着铁原子的＿＿＿＿＿＿, 因而是属于＿＿＿＿＿型相变。
3、加热时, 奥氏体的形成速度主要受到＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿＿＿＿的影响。
4、在钢的奥氏体化过程中, 钢的含碳量越高, 奥氏体化的速度越＿＿＿＿＿, 钢中含有合金元素时, 奥氏体化的温度要＿＿＿＿＿一些, 时间要＿＿＿＿＿一些。
5、珠光体、索氏体、屈氏体均属层片状的＿＿＿＿＿和＿＿＿＿的机械混合物, 其差别仅在于＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
第六章钢的热处理第二节钢在冷却时的组织转变等温冷却是奥氏体至高温快速冷至临界点________以下某一温度，保温后再冷至室温。
A．A3B．A mC．A1D．A cm临界温度以上的奥氏体是稳定相，临界温度以下的则为不稳定相，所以把暂存于临界点以下的奥氏体称为________。
A．奥氏体B．实际奥氏体C．残余奥氏体D．过冷奥氏体共析钢加热到奥氏体化后，以不同的冷却方式冷却，可以获得________。
A．三种组织B．四种组织C．五种组织D．六种组织过冷奥氏体的等温冷却转变过程中，转变起始线与转变终了线之间的产物均含有________。
A．过冷奥氏体B．PC．SD．M在过冷奥氏体向马氏体的转变过程中，下列说法正确的是________。
A．铁、碳原子均不发生扩散B．是典型的扩散型相变C．铁原子发生一定短距离的扩散，而碳原子则完全不能扩散D．碳原子发生一定短距离的扩散，而铁原子则完全不能扩散在过冷奥氏体向贝氏体的转变过程中，下列说法正确的是________。
A．铁、碳原子均不发生扩散B．是典型的扩散型相变C．铁原子发生一定短距离的扩散，而碳原子则不能扩散D．碳原子发生一定短距离的扩散，而铁原子则不能扩散在过冷奥氏体向珠光体的转变过程中，下列说法正确的是________。
A．铁、碳原子均不发生扩散B．是典型的扩散型相变C．铁原子发生一定短距离的扩散，而碳原子则完全不能扩散D．碳原子发生一定短距离的扩散，而铁原子则完全不能扩散在共析钢的珠光体等温转变区，________，则形成的________。
A．等温转变温度越低/珠光体组织片层越粗B．等温转变温度越低/珠光体组织片层越细C．等温转变温度越高/珠光体组织片层越薄D．等温转变温度越高/珠光体组织片层越细共析钢等温转变曲线上，当过冷度较小时，奥氏体将转变成________。
A．珠光体组织B．索氏体组织C．屈氏体组织D．贝氏体组织在等温冷却转变曲线上，过冷奥氏体在高温区的转变产物是________。
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。
第六章钢的热处理、名词解释1热处理： _______________________________________________________________ 2等温转变： _____________________________________________________________ 3连续冷却转变： _________________________________________________________ 4马氏体： _______________________________________________________________ 5退火： _________________________________________________________________ 6正火： _________________________________________________________________ 7淬火： _________________________________________________________________ 8回火： _________________________________________________________________ 9表面热处理： ___________________________________________________________ 10渗碳：________________________________________________________________二、填空题1、整体热处理分为________ 、____________ 、 _________ 、和___________ 等。
2、根据加热方法的不同，表面淬火方法主要有____________________ 表面淬火、_________________ 表面淬火、______________ 表面淬火、 _______ 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___ 、—、—、和________ 等。
4、热处理工艺过程由_______ 、_________ 和 _______ 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______ 、_______ 和_________ o6、贝氏体分_______ 和 ________ 两种。
7、淬火方法有_____________ 、_____________ 、_____________ 和___________ 淬火等。
8、常用的退火方法有______ 、_________ 和 _______ 等。
9、常用的冷却介质有______ 、_________ 和 _______ 等。
10、常见的淬火缺陷有____ 与 ______ ，____ 与_______ ，____ 与 _______ ，_________ 与 _________ 等o11、按电流频率的不同，感应加热表面淬火法可分为____________ 、__________ 和___________ 、三种，而且感应加热电流频率越高，淬硬层越_________ o12、按回火温度范围可将回火分为_______ 、 _______ 和_________ 三种。
13、化学热处理由______ 、________ 和_______ 三个基本过程组成。
14、根据渗碳时介质的物理状态不同，渗碳方法可分为______ 渗碳、________ 渗碳和渗碳三种。
15、过共析钢经奥氏体化后，在650-600 C范围内等温时，其转变产物是_____ , 用符号表示是________ ;在600-550 C范围内等温时，其转变产物是_________ , 用符号表示是_________ o16、钢件淬火+ _________ 回火的符合热处理工艺称为调质，钢件调质后的组织是________ o17、退火和正火通常称为预备热处理工序，一般安排在_______ 之后，________ 之刖。
18、当合金冷却到此线时(727C)将发生_____________ ，从奥氏体中同时析出_和_________ 的___________ ，即___________ o19、亚共析钢的正常淬火温度范围是____________________ o20、过共析钢的正常淬火温度范围是____________________ o21、钢经_______________ 淬火可获得下贝氏体组织，使钢具有良好的—_性能o22、淬火钢的回火温度越高，钢的抗拉强度和硬度越____________ o23、淬火+高温回火称 _____________ 处理。
24、________________________________________________________________ 为改善钢的耐磨性能，常采用的热处理方法为：淬火+ ___________________________ 回火。
25、为使钢获得高的硬度，应进行淬火加_____________ 回火。
26、为使钢获得理想的综合机械性能，应进行淬火 + ______________ 回火。
27、____________________________________________________ 为使钢获得理想的弹性，应进行淬火 + _______________________________________ 回火。
28、钢的淬硬性随着C%勺增加而___________ o29、弹簧钢淬火后采用中温回火，可以得到回火__ ―组织。
30、为了改善碳素工具钢的切削加工性能，通常采用的预备热处理是_________ o31、T10钢锉刀，通常采用的最终热处理为淬火+ ___________ 回火。
三、选择题1、过冷A是 _____ 温度下存在，尚未转变的奥氏体。
A、Ms B 、Mf C 、A2、过共析钢的淬火加热温度应选择在_______ ，亚共析钢则应选择在________ oA、AC1+ (30-50 )°C B 、As以上 C 、Ao+ (30-50 )°C3、调质处理就是______ 的热处理。
A、淬火+低温回火B 、淬火+中温回火C、淬火+高温回火4、化学热处理与其它热处理的基本区别是________ 。
A、加热温度 B 、组织变化 C 、改变表面化学成分5、零件渗碳后，一般需经_____ 处理才能达到表面高硬度和耐磨的目的。
A、淬火+低温回火 B 、正火C 、调质6共析钢经奥氏体化后在A-650 C范围内等温时，其转变产物是 ___________ 。
A MB 、SC 、BD 、P7、将一钢件奥氏体化后，先浸入一种冷却能力强的介质中冷却，在钢件未发生马氏体转变时，马上取出，放入另一种冷却能力较弱的介质中冷却的淬火操作，称为__________ 。
A、单液淬火 B 、双液淬火C、马氏体分级淬火D、贝氏体等温淬火8、T12钢的淬火加热温度应该选择在___________ 。
A Ac i+ （30-50 ）°CB 、Ac cm以上C 、Aa+ （30-50 ）°C9、对钢件内部存在的严重网状碳化物组织，可选择_________ 。
A、完全退火 B 、球化退火C、正火D 、去应力退火10、对于小模数齿轮的表面淬火，一般选择__________ 。
A、高频感应加热表面淬火B中频感应加热表面淬火C工频感应加热表面淬火11、对于切削刀具、冷作磨具、滚动轴承等，最终热处理一般选择__________ 。
A、淬火+高温回火 B 、淬火+中温回火 C 、淬火+低温回火12、对于用20CrMnTi钢制造的齿轮、凸轮轴、活塞销等，最终热处理一般选择________ 。
A、淬火+低温回火 B 、渗碳+淬火+低温回火 C 、渗氮13、对于用T10钢制造的手锯锯条、丝锥、冲头等，最终热处理一般选择。
A、淬火+低温回火B 、渗碳+淬火+低温回火C 、渗氮D 、调质14、为改善低碳钢的切削加工性应进行哪种热处理（）A、等温退火B、完全退火C 、球化退火 C 、正火15、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16、过共析钢的正常淬火加热温度应该选择在（）A Ai+30—50 CB 、A C3+30—50C C 、人屛30—50 C17、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+氐温回火18、常见的调质钢大都属于（）A、低碳低合金钢B、中碳低合金钢C、高碳低合金钢D、低碳中合金钢19、某一中载齿轮决定用45钢制造，其最终热处理采用下列哪种方案为宜（）A、淬火+低温回火B、渗碳后淬火+低温回火C、调质后表面淬火D、正火20、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 、T1221、过共析钢的退火组织是（）A、F+Fe3CIII B 、F+P C 、P+Fe3CII D 、P+Fe3CIII22、滚动轴承钢GCr15的最终热处理应该是（）A、淬火+低温回火B、渗碳+淬火+低温回火C、淬火+中温回火D、氮化+淬火+低温回火23、某中等载荷齿轮拟选用45 钢制造，其可能的最终热处理工艺应该是（）A、淬火+低温回火B、调质+表面淬火C、渗碳+淬火+低温回火D、淬火+中温回火24、为了提高45 钢的综合机械性能，应进行（）A、正火B 、调质C、退火 D 、淬火+中温回火25、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26、钢中的二次渗碳体是指从（）中析出的渗碳体A、从钢液中析出的 B 、从奥氏体中析出的C、从铁素中析出的 D 、从马氏体中析出的27、碳钢的下列各组织中，哪个是复相组织（）A、珠光体B、铁素体 C 、渗碳体D、马氏体28、亚共晶白口铸铁的退火组织中，不可能有下列中的哪种组织（）A、二次渗碳体B、共析渗碳体C、一次渗碳体D、共晶渗碳体29、过共析钢进行下列哪种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30、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31、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 、正火对过共析钢不能进行下列哪种退火处理（）A. 完全退火B. 再结晶退火C. 等温退火D. 去应力退火32 . 对亚共析钢进行完全退火, 其退火温度应为（）A.低于Ac1温度B. 高于Ac1温度而低于Ac3温度C.等于Ac3 温度D.AC3+30-5033、零件渗碳后，一般需经过（）才能达到表面硬度高而且耐磨的目的。
