过烧与过热

过热：是加热温度过高或在高温下保温时间过长，易导致奥氏体晶粒的粗大，粗大的奥氏体晶粒会导致钢的强韧性降低。

一般认为，金属由于加热温度过高或高温保温时间过长而引起晶粒粗大的现象就是过热。

至于晶粒粗大到什么程度算过热，应视具体材料而有所不同。

碳钢（包括亚共折钢和过共折钢）、轴承钢和一些钢合金，过热之后往往出现魏氏组织；马氏体和贝氏体钢过热之后往往出现晶内织构组织；1Cr18Ni9Ti、1Cr13和Cr17Ni2等不锈钢过热之后α相（或δ铁素体）显著增多；工模具钢（或高合金钢）往往以一次碳化物角状化为特征判定过热组织。

钛合金过热后出现明显的β晶界和平直细长的魏氏组织，这些通过金相检查便可以判定。

对铝合金的过热现在没有明确的判定标准。

一般过热的结构钢经正常热处理（正火、淬火）之后，组织可以得到改善，性能也随之恢复。

但是Cr—Ni、C—Ni—Mo、Cr—Ni—W、Cr—Ni—Mo—V系多数合金结构钢严重过热之后，冲击韧度大幅度下降，而且用正常热处理工艺，组织也极难改善，因此对过热组织，按照用正常热处理工艺消除的难易程度，可以分为不稳定过热和稳定过热两种情况。

不稳定过热是用热处理方法能消除所产生的过热组织，亦称一般过热；稳定过热是指经一般的正火（包括高温正火）、退火或淬火处理后，过热组织不能完全消除。

合金结构钢的严重过热常常表现为稳定过热。

碳钢、9Cr18不锈钢、轴承钢、弹簧钢中也发生类似情况。

过烧：加热温度过高，不仅引起奥氏体晶粒粗大，而且晶界局部出现氧化或熔化，导致晶界弱化等。

过烧加热温度比过热的更高，但与过热没有严格的温度界限。

一般以晶粒边界出现氧化及熔化为特征来判定过烧。

如对碳素钢来说，过烧时晶界熔化、严重氧化，工模具钢（高速钢、Cr12Mo等钢）过烧时，晶界因熔化而出现鱼骨状莱氏体。

铝合金过烧时，出现晶界熔化三角区和复熔球等现象。

锻件过烧后往往无法挽救，只好报废。

员工培训之钢的过热和过烧钢的过热定义：钢在加热到某一温度（称为过热温度）以上时，由于粗大的奥氏体晶粒晶界上的化学成份发生了明显变化（偏析），或在冷却后产生第二相沉淀，导致晶界脆化，从而降低钢的塑性和冲击韧性。

如果采用正常的热处理可使钢不发生晶间断裂，并使其机械性能得以恢复，则称为钢的不稳定过热。

否则就称为钢的稳定过热，所以对于仅仅是在钢的临界点上加热而产生的晶粒粗化现象还不属于过热的范畴。

钢的过烧定义：钢在固――液相线温度范围内的某一温度（称为过烧温度）以上加热时，奥氏体晶界上发生了化学成份变化（偏析），而且局部或整个晶界出现烧熔现象。

此时在晶界上形成了富硫、磷的液相，在随后的冷却过程中，或由于这种晶界上存在单纯的富硫、磷熔化层，或由于伴随着形成硫化物、磷化物的低熔点共晶组织，导致奥氏体晶界结合力的降低，机械性能严重恶化。

钢过烧后性能的恶化是不能用热处理或热加工的方法来补救的。

解释： 不同钢种在高温加热过程中的变化有不同的规律。

下面以最常用的中碳钢或中碳低合金钢在AC3至固――液相区范围内的加热以及组织和性能的变化分为三个阶段说明。

第一阶段：自AC3至过热温度的范围内，随着加热温度升高，奥氏体晶粒长大，出现针状铁素体（魏氏体）析出（温度越高，魏氏析出量越多）。

在魏氏组织状态 下机械性能有所下降，但经过热处理以后，机械性能可以得到恢复。

第二阶段：自过热温度以上至过烧温度以下的区间内。

随着加热温度升高到过热温度以上，钢中MnS不断溶解于基体，使奥氏体中硫的过饱和度不断增加。

同时由于平衡偏析和非平衡偏析使硫在高温奥氏体晶界显著偏析，造成晶界弱化。

在随后的冷却过程中，过饱和的硫将以MnS的形式析出在高温奥氏体晶界上。

这就是过热现象的本质。

但是如果是加热至过热温度附近或稍高一些的温度，尽管已经出现了Ｓ在晶界上偏析，但在晶界上析出折MnS粒子不多，在经过调质处理后其机械性能可以得到恢复，所得到的断口为纤维断口，或有少量晶间棱面。

钛合金过热过烧的标准一、钛合金过热过烧标准钛合金的过热过烧是指在高温下，合金元素在钛基体中的溶解度超过了其在固态下的溶解度，从而在冷却过程中析出形成粗大的金属间化合物，导致合金性能显著降低的现象。

过热过烧会导致钛合金的力学性能、疲劳性能、抗腐蚀性能等显著下降，因此需要严格控制钛合金的加热温度和加热时间，避免出现过热过烧。

根据相关标准，钛合金的过热过烧可以通过检查合金元素的偏析程度来判定。

具体标准如下：1.钛合金中β相稳定元素（如Mo、Nb等）的含量应不超过其在钛基体中的溶解度，以避免在高温下形成粗大的金属间化合物。

2.钛合金中α相稳定元素（如Al、Ti等）的含量应适当控制，以保证钛合金具有一定的强度和韧性。

3.在热处理过程中，钛合金的加热温度和加热时间应严格按照标准进行控制，避免出现过热过烧。

二、钛合金过热过烧的检测方法1.显微组织观察：通过金相显微镜或扫描电子显微镜观察钛合金的显微组织，检查是否存在粗大的金属间化合物或元素偏析现象。

2.化学成分分析：采用光谱分析、质谱分析或能谱分析等方法，测定钛合金中各元素的含量，以评估是否存在元素偏析。

3.力学性能测试：对钛合金进行拉伸、压缩、弯曲等力学性能测试，以评估其力学性能是否符合标准要求。

4.硬度测试：采用硬度计对钛合金进行硬度测试，以评估其硬度和韧性是否符合标准要求。

三、钛合金过热过烧的预防措施1.控制加热温度和加热时间：严格按照标准控制钛合金的加热温度和加热时间，避免出现过热过烧。

2.合理选择热处理工艺：根据钛合金的种类和性能要求，选择合适的热处理工艺，以获得最佳的性能。

3.加强工艺控制：加强生产过程中的工艺控制，确保每道工序都符合标准要求，避免出现批量性的过热过烧问题。

4.优化合金成分：通过优化钛合金的成分，可以降低过热过烧的风险。

例如，适当增加β相稳定元素、减少α相稳定元素等。

5.加强质量检验：对钛合金产品进行严格的质量检验，包括显微组织观察、化学成分分析、力学性能测试等，以确保产品质量符合标准要求。

钢金属材料热处理的过热与过烧1过热显微组织特征过热组织包括：①结构钢的晶粒粗大、马氏体粗大、残留奥氏体过多、出现魏氏组织；②高速钢的网状碳化物、共晶组织（莱氏体组织）、萘状断口；③马氏体型不锈钢的铁素体过多；④黄铜合金脱锌，使表面出现白灰，酸洗后呈麻面等。

按照正常热处理工艺消除的难易程度，可将过热组织分为稳定过热和不稳定过热两种类型。

一般过热组织可通过正常热处理消除，称为不稳定过热组织。

稳定过热组织是指经一般正火、退火和淬火不能完全消除的过热组织。

过热的重要特征是晶粒粗大，它将降低钢的屈服强度、塑性、冲击韧性和疲劳强度，提高钢的脆性转变温度；过热的另一个重要特征是淬火马氏体粗大，它将降低冲击韧性和耐磨性能，增加淬火变形和开裂倾向。

过热缺陷还有魏氏组织、网状碳化物、石墨化、共晶组织、萘状断口、石状断口等，这些缺陷不仅大大降低钢的力学性能和使用性能，而且很容易同时产生淬火开裂。

图1 45钢过热组织400X图1所示为45钢在930℃加热保温15min水淬的显微组织，由灰色粗大淬火中碳马氏体、灰白色残留奥氏体和马氏体基体组成，右上角的黑色条状是沿晶界的淬火裂纹。

由于淬火加热温度远远超过正常淬火加热温度，导致奥氏体晶粒粗化，淬火后得到粗大马氏体，组织应力增加，钢的脆性也增加，淬火后在试样中产生了和轴线平行的单条纵向裂纹。

图2 T10A钢过热组织400X图2所示为T10A钢工件淬火开裂后近裂纹处的显微组织，由沿晶界的黑色托氏体、粗大的高碳片状马氏体、白色残留奥氏体以及极少量的颗粒碳化物组成。

高碳钢过热组织除了粗大马氏体及较多的残留奥氏体外，还会使碳化物的数量减少，硬度降低。

图3 高速钢轻度过热组织400X图3所示为W18Cr4V钢的轻度淬火过热组织，在灰白色隐针马氏体和残留奥氏体基体上分布着白色粒状二次碳化物及沿晶界的块状共晶碳化物，过热程度为2级。

晶粒粗大，棱角状碳化物以及针状马氏体的出现，都是钢材过热的特征。

锻造用的原材料为铸锭、轧材、挤材及锻坯。

而轧材、挤材及锻坯分别是铸锭经轧制、挤压及锻造加工成的半成品。

一般情况下，铸锭的内部缺陷或表面缺陷的出现有时是不可避免的。

再加上在锻造过程中锻造工艺的不当，最终导致锻件中含有缺陷。

以下简单介绍一些锻件中常见的缺陷。

由于原材料的缺陷造成的锻件缺陷通常有：表面裂纹表面裂纹多发生在轧制棒材和锻制棒材上，一般呈直线形状，和轧制或锻造的主变形方向一致。

造成这种缺陷的原因很多，例如钢锭内的皮下气泡在轧制时一面沿变形方向伸长，一面暴露到表面上和向内部深处发展。

又如在轧制时，坯料的表面如被划伤，冷却时将造成应力集中，从而可能沿划痕开裂等等。

这种裂纹若在锻造前不去掉，锻造时便可能扩展引起锻件裂纹。

折叠折叠形成的原因是当金属坯料在轧制过程中，由于轧辊上的型槽定径不正确，或因型槽磨损面产生的毛刺在轧制时被卷入，形成和材料表面成一定倾角的折缝。

对钢材，折缝内有氧化铁夹杂，四周有脱碳。

折叠若在锻造前不去掉，可能引起锻件折叠或开裂。

结疤结疤是在轧材表面局部区域的一层可剥落的薄膜。

结疤的形成是由于浇铸时钢液飞溅而凝结在钢锭表面，轧制时被压成薄膜，贴附在轧材的表面，即为结疤。

锻后锻件经酸洗清理，薄膜将会剥落而成为锻件表面缺陷。

层状断口层状断口的特征是其断口或断面与折断了的石板、树皮很相似。

层状断口多发生在合金钢（铬镍钢、铬镍钨钢等），碳钢中也有发现。

这种缺陷的产生是由于钢中存在的非金属夹杂物、枝晶偏析以及气孔疏松等缺陷，在锻、轧过程中沿轧制方向被拉长，使钢材呈片层状。

如果杂质过多，锻造就有分层破裂的危险。

层状断口越严重，钢的塑性、韧性越差，尤其是横向力学性能很低，所以钢材如具有明显的层片状缺陷是不合格的。

亮线（亮区）亮线是在纵向断口上呈现结晶发亮的有反射能力的细条线，多数贯穿整个断口，大多数产生在轴心部分。

亮线主要是由于合金偏析造成的。

轻微的亮线对力学性能影响不大，严重的亮线将明显降低材料的塑性和韧性。

过热和过烧（或熔化）
火焰加热淬火的零件在加热过程中，由于火焰焰心的温度高达3000℃左右，如果火焰在零件的某个部位加热时间长，则容易造成处出现过热甚至过烧缺陷，因此要求操作者具有熟练的操作技能，同时对常见材料的淬火温度有感性的认识和颜色辨别能力，从而避免过热现象的发生。

另外如果火焰的移动速度慢或在某处停留，火焰调节不合适等将造成该处组织熔化，尤其是在零件的尖角、孔的边缘等位置，因要特别注意，该缺陷将造成零件的整体报废。

一般情况下过烧是由于加热温度太高,产品产生氧化而形成.过热是由于锻造加热温度高,存在一定的保温,导致晶粒快速张大,而产生的过热组织.但是过热组织还有一种可能,是加热温度很快(比如感应加热),晶粒没有出现快速张大现象,但是锻造过程很快,产品是终锻后温度高,在锻后堆冷的时候晶粒继续张大,而产生过热组织.过烧的零件已经产生晶间裂纹过热主要表现是晶粒过分长大可通过今后的热处理改善。

过烧则是晶粒间发生氧化，属不可逆转的缺陷过热：加热转变终了时所得奥氏体晶粒一般均较细小。

但如果在转变终了继续升高温度，则如前所述，奥氏体晶粒将继续长大。

如果仅仅是晶粒长大而在晶界上并未发生能使晶界弱化的某些变化，则被称为过热。

过热将使随后的缓冷所得的铁素体晶粒、珠光体团以及随后的快冷所得的马氏体组织变粗，这将便钢的强度和韧性变坏。

因此必须用再次热处理来校正由于加热不当而出现的过热现象。

过烧：如果加热温度过高，不仅奥氏体晶粒已经长大，而且在奥氏体晶界上也已发生了某些能使晶界弱化的变化，称之为过烧。

过热与过烧的区别在于奥氏体晶界是否发生弱化。

过热是晶粒粗大,晶界加宽的现象,而过烧是晶界晶粒部分低熔点合金相出现复溶现象,确定发生与否还要看加热的速率及温度过热组织:晶粒粗大,粗大的马氏体,魏氏组织。

过烧:是晶粒间发生氧化且晶界存在裂纹,过烧是严重的过热过热或过烧在金相检查中主要与晶粒和晶界作判定；不同的材料有不同的判定方法，结构钢以晶界出现网状特素体判过热，有孔洞判过烧，高温合金晶粒粗大判过热，晶界有空的孔洞、杂质判过烧。

过热：钢被加热到Ac3（见铁碳相图）以上某一温度，随着奥氏体晶粒的长大，在粗大的奥氏体晶界上，发生了化学成分的明显变化（主要是硫的偏析），在冷却时，或者在原始奥氏体晶界上保持了硫的偏析，或者产生了第二相（主要是硫化物）质点的网状沉积，导致晶界脆化，使钢的拉伸塑性和冲击韧性明显降低的现象。

如果没有硫的析出，不算是过热。

过热、过烧(一)概述锻造工艺过程中，如果加热温度控制不当常常容易引起锻件过热的现象。

过热将引起材料的塑性、冲击韧度、疲劳性能、断裂韧度及抗应力腐蚀能力下降。

例如 18CrZNi4WA钢严重过热后，冲击韧度由0.8～1.OMJ／m2下降为0.5MJ/m2。

一般认为，金属由于加热温度过高或高温保温时间过长而引起晶粒粗大的现象就是过热。

至于晶粒粗大到什么程度算过热，应视具体材料而有所不同。

碳钢（包括亚共折钢和过共折钢）、轴承钢和一些钢合金，过热之后往往出现魏氏组织（图片8-56）；马氏体和贝氏体钢过热之后往往出现晶内织构组织（见图片3-10）； 1Cr18Ni9Ti、1Cr13和Cr17Ni2等不锈钢过热之后α相（或δ铁素体）显著增多；工模具钢（或高合金钢）往往以一次碳化物角状化为特征判定过热组织（见图片3-11）。

钛合金过热后出现明显的β晶界和平直细长的魏氏组织（图片8-423），这些通过金相检查便可以判定。

对铝合金的过热现在没有明确的判定标准。

图片8-56过热的魏氏组织100×图片3-10 20Cr2Ni4A钢模锻件晶内织构320×图片3-11 W18Cr4V钢的过热组织500×图片8-423 过热的魏氏组织500×一般过热的结构钢经正常热处理（正火、淬火）之后，组织可以得到改善，性能也随之恢复。

但是Cr—Ni、C—Ni—Mo、Cr—Ni—W、Cr—Ni—Mo—V系多数合金结构钢严重过热之后，冲击韧度大幅度下降，而且用正常热处理工艺，组织也极难改善，因此对过热组织，按照用正常热处理工艺消除的难易程度，可以分为不稳定过热和稳定过热两种情况。

不稳定过热是用热处理方法能消除所产生的过热组织，亦称一般过热；稳定过热是指经一般的正火（包括高温正火）、退火或淬火处理后，过热组织不能完全消除。

合金结构钢的严重过热常常表现为稳定过热。

碳钢、9Cr18不锈钢、轴承钢、弹簧钢中也发生类似情况。

一般情况下过烧是由于加热温度太高,产品产生氧化而形成.过热是由于锻造加热温度高,存在一定的保温,导致晶粒快速张大,而产生的过热组织.但是过热组织还有一种可能,是加热温度很快(比如感应加热),晶粒没有出现快速张大现象,但是锻造过程很快,产品是终锻后温度高,在锻后堆冷的时候晶粒继续张大,而产生过热组织.过烧的零件已经产生晶间裂纹过热主要表现是晶粒过分长大可通过今后的热处理改善。

过烧则是晶粒间发生氧化，属不可逆转的缺陷过热：加热转变终了时所得奥氏体晶粒一般均较细小。

但如果在转变终了继续升高温度，则如前所述，奥氏体晶粒将继续长大。

如果仅仅是晶粒长大而在晶界上并未发生能使晶界弱化的某些变化，则被称为过热。

过热将使随后的缓冷所得的铁素体晶粒、珠光体团以及随后的快冷所得的马氏体组织变粗，这将便钢的强度和韧性变坏。

因此必须用再次热处理来校正由于加热不当而出现的过热现象。

过烧：如果加热温度过高，不仅奥氏体晶粒已经长大，而且在奥氏体晶界上也已发生了某些能使晶界弱化的变化，称之为过烧。

过热与过烧的区别在于奥氏体晶界是否发生弱化。

过热是晶粒粗大,晶界加宽的现象,而过烧是晶界晶粒部分低熔点合金相出现复溶现象,确定发生与否还要看加热的速率及温度过热组织:晶粒粗大,粗大的马氏体,魏氏组织。

过烧:是晶粒间发生氧化且晶界存在裂纹,过烧是严重的过热过热或过烧在金相检查中主要与晶粒和晶界作判定；不同的材料有不同的判定方法，结构钢以晶界出现网状特素体判过热，有孔洞判过烧，高温合金晶粒粗大判过热，晶界有空的孔洞、杂质判过烧。

过热：钢被加热到Ac3（见铁碳相图）以上某一温度，随着奥氏体晶粒的长大，在粗大的奥氏体晶界上，发生了化学成分的明显变化（主要是硫的偏析），在冷却时，或者在原始奥氏体晶界上保持了硫的偏析，或者产生了第二相（主要是硫化物）质点的网状沉积，导致晶界脆化，使钢的拉伸塑性和冲击韧性明显降低的现象。

如果没有硫的析出，不算是过热。

一、概念1、温度场：是加热和冷却过程中某一瞬间的温度分布。

2、凝固：将固体材料加热到液态，然后使其按人们预定的尺寸、形状及组织形态再次冷却到固态的过程称为凝固。

3、粘度：原子承接相互阻碍运动的内摩擦力。

影响粘度因素：温度、表面活性元素、非表面活性元素。

4、体积成形：是在塑性成形过程中靠体积的转移和重新分配来实现的。

体积成形有自由锻造、模锻、轧制、挤压、拉拔等。

5、轧制：将金属坯料通过两个旋转轧辊间的特定孔形，使其形成一定截面形状的方法。

6、挤压：挤压是使大截面的毛坯在凸模的强大压力作用下产生塑性流动，迫使金属从模具型腔中挤出，从而获得一定形状和较小截面尺寸的工作。

7、拉拔：拉拔是将金属坯料的前端施以一定的拉力，使它通过锥形的凹模型腔，改变其截面的形状和尺寸的一种加工方法。

8、板料成形一般称为冲压，可分为落料、冲孔（分离工序，简称冲裁）、弯曲、拉深等工序。

9、加工硬化：冷态变形时，随着变形程度的增加，材料强度、硬度提高，塑性、韧性下降现象。

二、简答题1、材料加工的三要素：材料、能量、信息2、选择零件加工方法的原则：要考虑零件的形状、特征、工作条件及使用要求、生产批量和制造成本、现有环境条件等多因素，以达到技术上可行、质量可靠和经济上合理。

3、冷塑性变形的实质：多晶体变形主要是晶内变形，晶间变形起次要作用，而且需要有其他变形和机制相协调这是由于晶界强度高于晶内，其变形比晶内难，如发生晶界变形易引起晶界破坏和产生裂纹。

4、冷塑性变形特点：1.不是同时性；2.晶粒变形的相互协调性；3．晶粒之间和晶粒内部与晶界附近区域之间变形的不均匀性。

5、塑性板料成形方面发展方向：a.大批量向高速化、自动化发展。

b.发展多工位压力机。

c.发展冲压生产线。

d.小批量生产时期朝简易化、通用化发展，提高加工的“柔性”。

e.工艺过程模拟化和模具CAD/CAM。

6、柔性加工单元包括：开式双柱宽台面压力机、机器人、模具自动仓库、供料装置、堆垛起重机、成品传送带、废品传送带、操纵台等。

焊后热处理常见缺陷及防止措施
过热和过烧
应热处理温度过高或保温时间过长而引起晶粒显著粗化的现象称为过热。

在实际焊接热处理中，过热可能是热电偶固定不当或测温不准确而造成的。

过热可使金属材料的强度降低，塑性变差。

过热可用正火来消除。

因热处理温度过高，不仅造成晶粒粗大、而且引起晶界局部融化的现象称为过烧。

过烧可使金属材料的强度显著降低，塑性级差。

过烧是无法消除的，因而只能是材料报废。

变形和开裂
变形和开裂是热处理中很难避免的一种缺陷。

当焊接残余应力、焊后热处理引起的附加热应力以及工件结构因素造成的应力集中等的合应力超过材料的屈服强度时，蒋银企工件变形，超过材料的抗拉强度时，蒋
银企工件的断裂。

因此，工件内部严重的组织缺陷、截面设计不合理、冷却过快或冷却方式不合理、淬火后未及时回火等，都会增加变形及开裂的可能性。

防止焊件变形和开裂正是焊接热处理的主要任务。

回火缺陷回火缺陷主要包括硬度偏高、硬度不足、回火脆性以及去应力效果不佳等，它是有与焊后热处理过低、过高或在回火脆性区加热造成的。

可以按照正确的工艺重新回火进行返修。

非马氏体钢中出现马氏体组织
非马氏体钢出现马氏体组织是有与焊后热处理冷却速度过快造成的，它的存在围堰赤裂纹的产生提供了条件。

可通过预热、焊后保温冷却等措施该组织的出现，对已出现马氏体组织的焊件，可通过焊后热处理来改善。

金属热处理：所谓金属热处理，是借助于一定的热作用（有时兼之以机械作用、化学作用或其他作用）来人为地改变金属合金内部的组织和结构，从而获得所需要的性能的工艺操作。

均匀化退火：扩散退火，是用于消除或减少铸态合金非平衡状态的热处理。

基于回复、再结晶的退火：将冷变形后的金属加热到一定的温度，会发生回复、再结晶，变形织构也会发生变化，从而在一定程度上消除了由冷变形造成的亚稳定状态，使金属材料获得所需组织、结构和性能。

基于固态相变的退火：这是一种以固态金属合金经高温保温和冷却所发生的扩散型相变为基础的热处理。

淬火：将金属合金从固态下的高温状态以过冷或过饱和形式固定到室温，或使高温相在冷却时转变成另一种晶体结构的亚稳状态，称为淬火。

淬火过程中晶体结构不发生变化叫无多型性转变的淬火，若淬火时金属合金的晶体结构类型发生改变，则称为有多型性转变的淬火。

时效或回火：室温保持或加热使过饱和固溶体分解的热处理。

化学热处理：将热作用和化学作用有机地结合起来的一种热处理。

形变热处理：是一种将塑性变形的形变强化和热处理时的相变强化结合，使成型工艺与获得最终性能统一起来的一种综合工艺。

临界浓度：凡组元浓度大于k的合金，在该种铸造的冷却条件下均会出现非平衡过剩相。

k浓度称为临界浓度。

聚集与球化：所谓聚集就是过剩相质点粗化过程，其特征是小尺寸质点溶解而大尺寸质点长大。

球化是聚集的一种特殊形式，即非等轴的过剩相质点转变为接近于等轴的形状。

淬火效应：金属工件加热到一定温度后，浸入冷却剂（油、水等）中，经过冷却处理，工件的性能更好，更稳定。

冷变形储能：冷变形后金属的自由能增量，它是冷变形金属发生组织变化的驱动力。

回复：回复过程的本质是点缺陷运动和位错运动与重新组合。

原位再结晶：随着退火温度升高或退火时间延长，多边化和胞状亚组织形成的亚晶会通过亚晶界迁移和亚晶粒合并的方式逐渐粗化。

在一定条件下，亚晶可长到很大尺寸，这种情况称为原位再结晶。

低温退火的硬化效应：某些金属及合金在回复退火温度下，硬度、强度特别是屈服极限和弹性极限不仅不降低，反而升高，这种现象称为低温退火的硬化效应。

材料成型基本原理习题整理完成版一、概念1、温度场：是加热和冷却过程中某一瞬间的温度分布。

2、凝固：将固体材料加热到液态，然后使其按人们预定的尺寸、形状及组织形态再次冷却到固态的过程称为凝固。

3、粘度：原子承接相互阻碍运动的内摩擦力。

影响粘度因素：温度、表面活性元素、非表面活性元素。

4、体积成形：是在塑性成形过程中靠体积的转移和重新分配来实现的。

体积成形有自由锻造、模锻、轧制、挤压、拉拔等。

5、轧制：将金属坯料通过两个旋转轧辊间的特定孔形，使其形成一定截面形状的方法。

6、挤压：挤压是使大截面的毛坯在凸模的强大压力作用下产生塑性流动，迫使金属从模具型腔中挤出，从而获得一定形状和较小截面尺寸的工作。

7、拉拔：拉拔是将金属坯料的前端施以一定的拉力，使它通过锥形的凹模型腔，改变其截面的形状和尺寸的一种加工方法。

8、板料成形一般称为冲压，可分为落料、冲孔（分离工序，简称冲裁）、弯曲、拉深等工序。

9、加工硬化：冷态变形时，随着变形程度的增加，材料强度、硬度提高，塑性、韧性下降现象。

二、简答题1、材料加工的三要素：材料、能量、信息2、选择零件加工方法的原则：要考虑零件的形状、特征、工作条件及使用要求、生产批量和制造成本、现有环境条件等多因素，以达到技术上可行、质量可靠和经济上合理。

3、冷塑性变形的实质：多晶体变形主要是晶内变形，晶间变形起次要作用，而且需要有其他变形和机制相协调这是由于晶界强度高于晶内，其变形比晶内难，如发生晶界变形易引起晶界破坏和产生裂纹。

4、冷塑性变形特点：1.不是同时性；2.晶粒变形的相互协调性；3．晶粒之间和晶粒内部与晶界附近区域之间变形的不均匀性。

5、塑性板料成形方面发展方向：a.大批量向高速化、自动化发展。

b.发展多工位压力机。

c.发展冲压生产线。

d.小批量生产时期朝简易化、通用化发展，提高加工的“柔性”。

e.工艺过程模拟化和模具CAD/CAM。

6、柔性加工单元包括：开式双柱宽台面压力机、机器人、模具自动仓库、供料装置、堆垛起重机、成品传送带、废品传送带、操纵台等。

金属热加工工艺1，热处理规范包括哪些参数？温度，速度，保温时间。

2常见的加热缺陷：欠热，过热，过烧，变形开裂，氧化脱碳。

欠热原因：加热温度不足，加热时间过短。

对于亚共析钢，硬度不足，过共析钢卒透性下降。

过热：加热温度过高或保温时间过长，导致钢的冲击韧性下降及踤火开裂。

过烧：加热温度更高，导致奥式体晶粒晶界的氧化，甚至局部融化，工件报废。

变形开裂：a 工件位置放置不当而自重变形b表心产生温差引起内应力3等温退火与完全退火的区别：冷却方式的不同。

完全退火在加热到Ac3以上30-50度保温一段时间后缓慢冷却到平衡态，等温退火则是先以较快速度冷到A1以下某一温度然后保温到P转变完后，出炉空冷。

优点：比完全退火获得更为均匀的组织和性能且可以有效缩短退火工艺时间。

20#钢正火目的：获得细小的s，以提高硬度便于切削。

T12钢正火目的：消除网状渗碳体，为球化退火做准备。

5.为什么亚共析钢采用完全淬火，过共析钢采用不完全淬火？答：亚共析钢采用完全淬火是为了避免引起奥氏体晶粒粗化，过共析钢采用不完全淬火是为了避免加热温度过高Fe3C溶入奥氏体，且奥氏体晶粒粗大，含碳量增多，Ms. Mf点下降，得到粗大M及较多A',易开裂。

6.简述有物态变化的淬火介质冷却的三个阶段。

答：一：有蒸汽膜形成，蒸汽膜阶段二：蒸汽膜破裂，沸腾阶段三：对流阶段7.淬透性与淬硬层深度二者有和联系和区别？影响刚淬透性的因素有哪些？答：淬透性是指钢件淬火是所获得M的能力，是其本身固有属性。

而淬硬层深度是指从表面至半马氏体组织的距离。

淬透性是钢材本身固有属性而不取决于其他外部因素，只和临界冷却速度有关。

而淬硬层深度除取决于淬透性之外，还取决于工件形状、尺寸及冷却介质。

8.以渗碳为例，僬侥说明化学热处理的三个的基本过程？答：包括：分解、吸收、扩散。

CH4与CO等渗碳剂在高温下分解含活性碳原子【C】，【C】被工件表面吸收，形成固溶体0（或化合物过量的碳原子则会形成炭黑），吸附在工件表面或炉罐内。

钢丝热处理缺陷及其危害一、过热与过烧过热是指加热温度过高或保温时间过长，致使奥氏体晶粒显著粗化现象，这种现象在随后冷却的结果是线材内部晶粒粗大，钢丝的力学性能差，韧性很差。

过烧是指加热温度接近于某些低熔点相的熔化温度时，使处在晶界处的这些低熔点相发生熔化现象。

过烧使得晶界被破坏，影响到晶粒与晶粒的结合力，因而钢丝强度很低，脆性极大。

过热与过烧都是由于加热温度过高或保温时间过长引起的。

因此，其预防办法是严格按工艺要求控制钢丝加热温度和保温时间，并经常检查热工仪表的准确性。

二、氧化与脱碳氧化是指钢丝在加热时，炉内的一些氧化性气体与钢丝中的铁起化学反应，在钢丝表面生成一层松脆的氧化铁皮。

其化学反应如下：2Fe+O2→2FeOFe+H20→FeO+H2↑Fe+COz→FeO+CO↑脱碳是指钢丝在加热时，钢丝表层溶于奥氏体的碳或渗碳体里的碳与氧结合，脱离钢丝表层，即钢丝表层的碳被烧掉。

其化学反应如下：2C+02→2C0↑C+C02→2C0↑C+H2O→CO↑+H2↑C+2H2→CH4↑钢丝表面氧化不仅损耗金属，而且在酸洗时会增大酸耗。

脱碳会降低钢丝表层的强度和硬度，影响其耐磨性，尤其会影响钢丝的疲劳强度。

为了防止钢丝氧化与脱碳，可采用控制炉内气氛加热钢丝(明火加热时)、或在钢丝加热时采用气体保护。

三、钢丝脆断钢丝脆断的原因是钢丝在冷却时，冷却速度过快，在钢丝局部或通条产生了脆性极大的马氏体组织。

例如，钢丝在正火热处理刚出加热炉时，钢丝若与水或与控制冷却装置的小管(管外为冷水)接触，就会产生马氏体组织。

钢丝在铅淬火处理时，向铅槽入口端覆盖的木炭粉洒水，若水接触到钢丝，也要产生马氏体组织。

四、钢丝通条性能不均其特征是整根钢丝沿长度方向力学性能不均，承受冷变形能力差。

产生钢丝通条性能不均的原因主要有停车卸线、设备运转不正常；或者是钢丝穿线时未及时将钢丝插入铅液；钢丝若采用电接触加热，电压波动也会造成钢丝性能不均。

过烧的概念过烧是指某一物体或系统的温度超过其设计或正常工作温度范围，从而导致不良后果的现象。

过烧通常是由于外部或内部因素的变化引起的，如过高的环境温度、过高的电流或电压、机械故障、设计不当等。

在许多行业和领域中，过烧都是一个非常严重的问题，需要采取措施来有效预防和控制。

过烧可能会对物体或系统产生各种不良后果，包括性能下降、寿命缩短、损坏或破裂等。

具体而言，过烧可能导致以下几个影响：首先，过烧会导致物体或系统的性能下降。

当温度超过物体或系统的设计工作温度范围时，其性能可能会受到影响。

例如，电子设备在过热的情况下可能出现电路故障、数据丢失或性能下降等问题，这会严重影响设备的正常运行。

其次，过烧会缩短物体或系统的寿命。

过高的温度会导致材料的老化和腐蚀，从而加速物体或系统的磨损和损坏。

例如，在汽车发动机中，如果冷却系统出现故障导致发动机过热，就可能会损坏发动机的部件，缩短发动机的使用寿命。

再次，过烧可能导致物体或系统的失效和破裂。

当过热的物体或系统不能承受温度的冲击时，可能会发生破裂或变形。

例如，锅炉的爆炸通常是由于过烧引起的，这不仅造成了设备损坏，还可能对周围环境和人员造成重大危害。

最后，过烧也可能引发火灾。

过高的温度可能使易燃物体燃烧，从而引发火灾。

当温度超过材料的燃点时，就有可能发生自燃或爆炸。

例如，在工业生产中，如果控制不当导致某些物质过热，就可能引发火灾。

为了预防和控制过烧，人们通常采取一系列措施。

首先，正确安装和使用设备非常重要。

正确安装设备，并合理使用设备，能够确保设备可以在设计的工作温度范围内正常运行。

此外，定期进行设备的维护和检修，可以及时发现潜在问题，并采取措施解决。

其次，合理的工艺和设计也是防止过烧的重要手段。

在设计和制造物体或系统时，需要考虑环境温度、电流和电压等因素，确保物体或系统可以在各种条件下正常工作。

例如，在建筑中合理设计通风系统，可以防止房屋过热。

在电子设备设计中，加入散热装置可以有效降低设备的温度。

过热、过烧、脱碳以及氢脆的控制进铸造行业大圈，请扫二维码或长按二维码进入一、过热过热现象我们知道热处理过程中加热过热最易导致奥氏体晶粒的粗大，使零件的机械性能下降。

1.一般过热：加热温度过高或在高温下保温时间过长，引起奥氏体晶粒粗化称为过热。

粗大的奥氏体晶粒会导致钢的强韧性降低，脆性转变温度升高，增加淬火时的变形开裂倾向。

而导致过热的原因是炉温仪表失控或混料（常为不懂工艺发生的）。

过热组织可经退火、正火或多次高温回火后，在正常情况下重新奥氏化使晶粒细化。

2.断口遗传：有过热组织的钢材，重新加热淬火后，虽能使奥氏体晶粒细化，但有时仍出现粗大颗粒状断口。

产生断口遗传的理论争议较多，一般认为曾因加热温度过高而使MnS之类的杂物溶入奥氏体并富集于晶界，而冷却时这些夹杂物又会沿晶界析出，受冲击时易沿粗大奥氏体晶界断裂。

3.粗大组织的遗传：有粗大马氏体、贝氏体、魏氏体组织的钢件重新奥氏化时，以慢速加热到常规的淬火温度，甚至再低一些，其奥氏体晶粒仍然是粗大的，这种现象称为组织遗传性。

要消除粗大组织的遗传性，可采用中间退火或多次高温回火处理。

二、过烧过烧现象加热温度过高，不仅引起奥氏体晶粒粗大，而且晶界局部出现氧化或熔化，导致晶界弱化，称为过烧。

钢过烧后性能严重恶化，淬火时形成龟裂。

过烧组织无法恢复，只能报废。

因此在工作中要避免过烧的发生。

上图为硬铝合金2A12的过烧三、脱碳氧化钢在加热时，表层的碳与介质（或气氛）中的氧、氢、二氧化碳及水蒸气等发生反应，降低了表层碳浓度称为脱碳，脱碳钢淬火后表面硬度、疲劳强度及耐磨性降低，而且表面形成残余拉应力易形成表面网状裂纹。

加热时，钢表层的铁及合金与元素或介质（或气氛）中的氧、二氧化碳、水蒸气等发生反应生成氧化物膜的现象称为氧化。

高温（一般570度以上）工件氧化后尺寸精度和表面光亮度恶化，具有氧化膜的淬透性差的钢件易出现淬火软点。

为了防止氧化和减少脱碳的措施有：工件表面涂料，用不锈钢箔包装密封加热、采用盐浴炉加热、采用保护气氛加热（如净化后的惰性气体、控制炉内碳势）、火焰燃烧炉（使炉气呈还原性）上图标注位置为脱碳层四、氢脆氢脆现象高强度钢在富氢气氛中加热时出现塑性和韧性降低的现象称为氢脆。

•金属材料的机械性能金属材料的性能一般分为工艺性能和使用性能两类。

所谓工艺性能是指机械零件在加工制造过程中，金属材料在所定的冷、热加工条件下表现出来的性能。

金属材料工艺性能的好坏，决定了它在制造过程中加工成形的适应能力。

由于加工条件不同，要求的工艺性能也就不同，如铸造性能、可焊性、可锻性、热处理性能、切削加工性等。

所谓使用性能是指机械零件在使用条件下，金属材料表现出来的性能，它包括机械性能、物理性能、化学性能等。

金属材料使用性能的好坏，决定了它的使用范围与使用寿命。

在机械制造业中，一般机械零件都是在常温、常压和非强烈腐蚀性介质中使用的，且在使用过程中各机械零件都将承受不同载荷的作用。

金属材料在载荷作用下抵抗破坏的性能，称为机械性能（或称为力学性能）。

金属材料的机械性能是零件的设计和选材时的主要依据。

外加载荷性质不同（例如拉伸、压缩、扭转、冲击、循环载荷等），对金属材料要求的机械性能也将不同。

常用的机械性能包括：强度、塑性、硬度、冲击韧性、多次冲击抗力和疲劳极限等。

下面将分别讨论各种机械性能。

1．强度强度是指金属材料在静荷作用下抵抗破坏（过量塑性变形或断裂）的性能。

由于载荷的作用方式有拉伸、压缩、弯曲、剪切等形式，所以强度也分为抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度等。

各种强度间常有一定的联系，使用中一般较多以抗拉强度作为最基本的强度指针。

2．塑性塑性是指金属材料在载荷作用下，产生塑性变形（永久变形）而不破坏的能力。

3．硬度硬度是衡量金属材料软硬程度的指针。

目前生产中测定硬度方法最常用的是压入硬度法，它是用一定几何形状的压头在一定载荷下压入被测试的金属材料表面，根据被压入程度来测定其硬度值。

常用的方法有布氏硬度（HB）、洛氏硬度（HRA、HRB、HRC）和维氏硬度（HV）等方法。

4．疲劳前面所讨论的强度、塑性、硬度都是金属在静载荷作用下的机械性能指针。

实际上，许多机器零件都是在循环载荷下工作的，在这种条件下零件会产生疲劳。