* * 大 学
热处理原理与工艺课程设计
题目： 50Si2Mn弹簧钢的热处理工艺设计
院（系）： 机械工程学院
专业班级： **
学号： *******
学生姓名： **
指导教师： **
起止时间： 2014-12-15至2014-12-19
课程设计任务及评语
院（系）：机械工程学院 教研室：材料教研室
学 号 ******* 学生姓名 ** 专业班级 ***
课程设计题 目 50Si2Mn弹簧钢的热处理工艺设计
课程设计要求与任务 一、课设要求
熟悉设计题目，查阅相关文献资料，概述50Si2Mn弹簧钢的热处理工艺，制定出热处理工艺路线，完成工艺设计；分析50Si2Mn弹簧钢的成分特性；阐述50Si2Mn弹簧钢淬火、回火热处理工艺理论基础；阐述各热处理工序中材料的组织和性能；阐明弹簧钢的热处理处理常见缺陷的预防及补救方法；选择设备；给出所用参考文献。
二、课设任务
1.选定相应的热处理方法；
2.制定热处理工艺参数；
3.画出热处理工艺曲线图；
4分析各热处理工序中材料的组织和性能；
5.选择热处理设备
三、设计说明书要求
设计说明书包括三部分：1）概述；2）设计内容；3）参考文献。
工作计划 集中学习0.5天，资料查阅与学习，讨论0.5天，设计6天：1）概述0.5天，2）服役条件与性能要求0.5天，3）失效形式、材料的选择0.5天，4）结构形状与热处理工艺性0.5天，5）冷热加工工序安排0.5天，6）工艺流程图0.5天，7）热处理工艺设计1.5天，8）工艺的理论基础、原则0.5天， 09）可能出现的问题分析及防止措施0.5天，10）热处理质量分析0.5天，设计验收1天。
指导教师评语及成绩
成绩： 学生签字： 指导教师签字：
年 月 日 ** 大 学 课 程 设 计 说 明 书
热处理原理与工艺习题
班级 金属一班 学号 20081410213 姓名 马永富
一、选择题
1、过冷奥氏体是指过冷到（ C ）温度以下，尚未转变的奥氏体。
A、Ms B、Mr C、A1
2、确定碳钢淬火加热温度的主要依据是（ B）。
A、C曲线 B、铁碳相图 C、钢的Ms线
3、淬火介质的冷却速度必须（ A ）临界冷却速度。
A、大于 B、小于 C、等于
4、T12钢的淬火加热温度为（ C ）。
A、Accm+30-50°C B、Ac3+30-50°C C、Ac1+30-50°C
5、钢的淬透性主要取决于钢的（ B ）。
A、含硫量 B、临界冷却速度 C、含碳量 D、含硅量
6、钢的热硬性是指钢在高温下保持（ C ）的能力。
A、高抗氧化性 B、高强度 C、高硬度和高耐磨性
7、钢的淬硬性主要取决于钢的（ C ）。
A、含硫量 B、含锰量 C、含碳量 D、含硅量
8、一般来说，碳素钢淬火应选择（ C ）作为冷却介质。
A、矿物油 B、20°C自来水 C、20°C的10%食盐水溶液
9、钢在一定条件下淬火后，获得淬硬层深度的能力，称为( B ).
A、淬硬性 B、淬透性 C、耐磨性
10、钢的回火处理在（ C ）后进行。
A、正火 B、退火 C、淬火
11、调质处理就是（ C ）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
12、化学热处理与其热处理方法的主要区别是（ C ）。
A、加热温度 B、组织变化 C、改变表面化学成分
铝合金热处理原理及工艺
3.1铝合金热处理原理
铝合金铸件得热处理就是选用某一热处理规范，控制加热速度升到某一相应温度下保温一定时间以一定得速度冷却，改变其合金的组织，其主要目的是提高合金的力学性能，增强耐腐蚀性能，改善加工型能，获得尺寸的稳定性。
3.1.1铝合金热处理特点
众所周知，对于含碳量较高的钢，经淬火后立即获得很高的硬度，而塑性则很低。然而对铝合金并不然，铝合金刚淬火后，强度与硬度并不立即升高，至于塑性非但没有下降，反而有所上升。但这种淬火后的合金，放置一段时间（如4～6昼夜后），强度和硬度会显著提高，而塑性则明显降低。淬火后铝合金的强度、硬度随时间增长而显著提高的现象，称为时效。时效可以在常温下发生，称自然时效，也可以在高于室温的某一温度范围（如100～200℃）内发生，称人工时效。
3.1.2铝合金时效强化原理
铝合金的时效硬化是一个相当复杂的过程，它不仅决定于合金的组成、时效工艺，还取决于合金在生产过程中缩造成的缺陷，特别是空位、位错的数量和分布等。目前普遍认为时效硬化是溶质原子偏聚形成硬化区的结果。
铝合金在淬火加热时，合金中形成了空位，在淬火时，由于冷却快，这些空位来不及移出，便被“固定”在晶体内。这些在过饱和固溶体内的空位大多与溶质原子结合在一起。由于过饱和固溶体处于不稳定状态，必然向平衡状态转变，空位的存在，加速了溶质原子的扩散速度，因而加速了溶质原子的偏聚。
硬化区的大小和数量取决于淬火温度与淬火冷却速度。淬火温度越高，空位浓度越大，硬化区的数量也就越多，硬化区的尺寸减小。淬火冷却速度越大，固溶体内所固定的空位越多，有利于增加硬化区的数量，减小硬化区的尺寸。
沉淀硬化合金系的一个基本特征是随温度而变化的平衡固溶度，即随温度增加固溶度增加，大多数可热处理强化的的铝合金都符合这一条件。沉淀硬化所要求的溶解度－温度关系，可用铝铜系的Al－4Cu合金说明合金时效的组成和结构的变化。图3－1铝铜系富铝部分的二元相图，在548℃进行共晶转变L→α＋θ（Al2Cu）。铜在α相中的极限溶解度5.65％（548℃），随着温度的下降，固溶度急剧减小，室温下约为0.05％。
热处理原理与工艺课程试题（一）
一、术语解释（每题4分，共20分）
1．分级淬火：
2．淬透性：
3．TTT曲线：
4．Ms温度：
5．调质处理：
二、填空（每空1分，共20分）
1．大多数热处理工艺都需要将钢件加热到 相变临界点 以上。
2．．在钢的表面同时渗入碳和氮的化学热处理工艺称为 ，其中低温 ，最初主要用于中碳钢的耐磨性及疲劳强度的提高，因为硬度提高不多，故又称为 。
3．奥氏体中的 碳浓度差 是奥氏体在铁素体和渗碳体相界面上形核的必然结果，也是相界面推移的驱动力。
4．钢中产生珠光体转变产物的热处理工艺称为 退火 或 正火 。
5．马氏体相变区别于其他相变最基本的两个特点是： 相变以切变共格方式进行
和 无扩散性。
6．贝氏体相变时随着钢中碳含量的增加，贝氏体相变速度减慢，等温转变C曲线向 右 移。
7．回火第一阶段发生马氏体的 分解 。
8．钢件退火工艺种类很多，按加热温度可分为两大类，一类是在 临界温度(Ac1或AC3)以上的退火，又称相变重结晶退火。
9．有物态的淬火介质淬火冷却过程可分为三个阶段： 蒸气膜 阶段 、 沸腾
阶段和 对流 阶段。
10. 几乎所有的合金元素（除（Co ）、（Al）以外），都使Ms和Mf点（ 降低 ）。
11.随着合金含量的增加（Co等个别元素除外），钢的等温转变曲线右移，淬透性（ 提高 ），比碳钢更容易获得（ 马氏体 ）。
三、选择题（每题2分，共20分） 1、下面对“奥氏体”的描述中正确的是： ( )
A．奥氏体是碳在α－Fe中的过饱和固溶体
B．奥氏体是碳溶于α－Fe形成的固溶体
C．奥氏体是碳溶于γ－Fe所形成的固溶体
D．奥氏体是碳溶于γ－Fe所形成的过饱和固溶体
2、45钢经下列处理后所得组织中，最接近于平衡组织的是：（ ）
A．750℃保温10h后空冷
