1. 热处理加热炉是如何分类的
热处理加热设备的主体是热处理加热炉。其种类很多，通常按下列方式进行分类：
①按热源分类可分为电阻炉和燃料炉。
②按工作温度分类可分为高温炉（工作温度＞1000℃）、中温炉（工作温度650～1000℃）、低温炉（工作温度＜650℃）。
③按加热介质分类可分为空气炉、浴炉、可控气氛炉、流动粒子炉、真空炉等。
④按作业规程分类可分为周期作业炉、半连续作业炉及连续作业炉等。
随热源、用途、工作温度、工件材料及热处理工艺要求的不同，热处理炉的结构形式又有很多种，如箱式炉、井式炉等。
2. 热处理加热炉一般应满足哪些要求
为保证加热质量，适应热处理工艺的需要，热处理加热炉一般应满足如下要求：
①必须有与被加热工件相适应的炉膛尺寸及工作温度；
②炉温均匀，炉膛各处的最大温差不应超出工艺规范所允许的范围。必须配有较精确的测温控温仪表。以便能准确地指示炉膛温度并可靠地将炉温控制在规定的温度范围内；
③必须有足够的加热功率，以保证加热工件能迅速达到所要求的温度。
④炉体结构应具有足够的强度、承载能力和节能效果，炉墙保温性能及炉门的密封性能要好，操作要方便、安全。
3. 与其他类型热处理炉相比，热处理电阻炉有何特点
热处理电阻炉与其他类型的热处理炉相比，具有结构简单，体积小、操作方便、炉温分布均匀及温度控制准确等特点
4. 简述电阻炉的种类、优缺点及适用范围。
电阻炉根据其作业方式可分为周期作业炉和连续作业炉。目前使用较多的周期作业炉，是指工件一次成批装入炉内，待加热、保温完毕后再成批取出的炉子，如箱式炉、井式炉、台车式炉及罩式炉等。周期作业炉的特点是结构简单、便于建造，购置费低，可以完成多种工艺，适用于多品种、小批量生产的各种温度及各种形式的热处理。其缺点是劳动条件较差、工艺过程不易掌握、产品质量也不如连续作业炉稳定。
5. 与中温箱式电阻炉相比，高温箱式电阻炉工作与结构各有哪些特点
①中温箱式电阻炉这种炉子可用于碳钢、合金钢件的退火、正火、淬火和回火以及固体渗碳等。最高使用温度为950℃。RJX系列为旧型号，如RJX－45－9；RX系列为新型号，如RX75－9；而 RXQ系列是可通入保护气体的新型号，如 RXQ－75－9。与旧系列相比，新系列炉子额定功率有所增大，升温时间也缩短，热处理工件的加热质量大大提高。
图14．1是中温箱式电阻炉的结构简图。其炉壳5用角钢或槽钢作骨架，外覆钢板焊接而成。炉门7、门框及工作台用生铁铸成。工作室（炉膛）3用轻质耐火砖砌，侧墙和炉顶耐火砖层与炉壳之间为保温层，用硅藻土砖砌。炉底由炉底板4、炉底板支撑砖、搁砖和耐
火砖及保温砖构成。螺旋状或带状的电热元件安置在炉膛两侧内壁搁砖和炉底搁砖上。电热元件一般采用铁铬铝合金或镍铬合金。炉门内砌有轻质耐火砖及保温砖，炉门中央开有窥视孔。通过手摇或电动链轮8升降炉门，并设置有平衡重锤6，使炉门启闭轻便（目前，新型大功率电阻炉门已多数改用液压控制系统启闭炉门）。为了操作安全，炉门上设有开启时能切断电源的行程开关9。测温热电偶安在热电偶孔2中（大型炉为使整个炉膛内测温、控温的准确，通常在不同部位留有多个热电偶安装孔）。电热元件1的引出棒集中于炉后，外设安全罩。为保证安全操作，炉壳有可靠的接地。
②高温箱式电阻炉这类炉子主要用于高速钢、高铬钢和其他高合金钢的淬火加热。以及一般工件的快速加热和高温固体渗碳。我国生产的高温箱式炉，最高工作温度为1350℃。与中温炉一样，高温炉也有旧型号（RJX系列）与新型号（RX系列）之分。RJX系列有RJX－30－13等；RX系列有RX－14－13等。
高温箱式电阻炉的工作特点是：工件在高温炉中加热。主要靠辐射传热。因此，电热元件直接布置在工作室内，炉膛应有足够的辐射面积。其结构特点是：炉墙较厚、炉门口较深，以减少炉墙热损失和炉门热辐射损失，密封性要求高，炉内不设金属构件，砌筑材料的质量要求较高，常采用高铝砖或碳化硅制品。
高温箱式电阻炉的结构，如图14．2所示。高温电阻炉的电热元件，用得最多的是硅碳棒。硅碳棒4可垂直布置在炉膛的左右两侧，也可水平布置在炉顶和炉底。炉底铺有碳化硅板或重质高铝砖。炉衬5分三层，内层为高铝重质耐火砖，中间层为轻质耐火砖，外层为硅藻土，侧墙有热电偶孔7。由于电热元件的电阻在加热过程中变化很大，为了避免损坏元件，在850℃以下，碳化硅元件的升温速度不能太快。在使用过程中，碳化硅元件会老化，电阻值
随之逐渐增加，功率降低，故配有能分小档调压的调压变压器3，以调节电炉的输入功率。
6. 按工作温度高低，可将电极式盐浴炉分为哪几类各用于何种热处理加热。
电极盐浴炉的规格种类较多，按其最高工作温度可分为高温（额定温度为1300℃）、中温（额定温度为850℃）和低温（额定温度为650℃）三种。高温炉主要用于高速钢或高合金钢工件的淬火加热；中温炉用于碳钢及合金钢工件的淬火加热或高速钢工件的淬火预热；低温炉则用于高速钢工件的预热、分级淬火及一般钢件的回火。
7.简述电极式盐浴炉的结构和工作原理。
电极式盐浴炉是在井状炉膛内插入或在炉墙中埋入电极。当电极接通盐浴炉专用的降压变压器次级线圈后，电极上得到低压（5．5～35伏）、大电流（1000～8000安）的交流电。由于熔盐能导电，并且有一定的电阻，因此当电流通过熔盐时，电能借助熔盐电阻转换为热能，使熔盐达到要求的温度，加热熔盐中的工件。变换变压器上电压档数，即可改变电极上的工作电压以及通过熔盐的电流大小，从而控制盐浴炉的功率以适应各种使用要求。
8.与电阻炉相比，盐浴炉具有哪些优缺点
与电阻炉相比，具有以下主要优点：
①加热速度快、温度均匀，工件氧化脱碳现象减少；
②适应范围广，可完成多种热处理工艺，如正火、淬火、回火、分级淬火、等温淬火、局部加热及化学热处理，特别宜于细长工件的悬挂加热。
③炉体结构简单，制造容易且费用较低。
但是，盐浴炉也有一些缺点：
①起动升温时间长，热损失大，原料（盐）和电力消耗大，不适用于处理大件；
②辅助操作多，需经常捞渣、加脱氧剂及添加新盐。工件绑扎、夹持和进出料等操作复杂，劳动强度较大；
③盐浴挥发气体影响车间卫生状况，并腐蚀设备。
9.简述连续作业热处理炉的一般工作原理和主要特点及适用范围。
连续作业炉借助某些机构连续地或间歇地进行装料和出料，工件顺序地通过不同温度区完成加热过程。连续作业炉一般采用电阻丝加热，也可使用气体或液体燃料加热。使用连续作业炉可以提高热处理工件加热质量，提高劳动生产率，改善劳动条件。
连续作业炉主要用于品种较单一，批量较大的零件。既可进行普通的热处理（正火、淬火、回火等）。也可用于化学热处理。根据传动机构不同，连续作业炉有振底式、推杆式、传动带式、旋转式鼓形炉、转底式和步进式等多种类型。这里介绍振底式和推杆式两种较典型的常用炉型。
10.简述振底式炉的工作原理、特点及适用范围。
振底式是炉底板在振动机构的作用下往复振动的炉子。由于炉底板往返两个方向的运动速度不同，因此炉底板上的工件便靠本身的惯性作用产生相对于炉底板的位移，自进料端脉
动地移向出料端。振底炉一般用于尺寸较小、形状简单、生产批量较大的工件的热处理。大型耐火混凝土底板的振底炉，也可用于尺寸较大的毛坯件的正火及调质。
振底式炉由于炉子结构和振动机构都较简单，且炉底板始终处在炉内，无须料盘，热效率较高，热处理质量较好，且自动化程度和生产效率高，操作维修方便，造价低。稍加改装即可向炉内通入保护气体，进行工件的光亮淬火加热，因此，振底炉广泛用于汽车、拖拉机零件及标准零件等热处理。
11.简述推杆式炉的工作原理、特点及适用范围。
推杆式炉是借助推杆机构推动工件或装有工件的料盘，使其沿着贯通炉膛底部的导轨间断地前进。当推杆从推料端推进一个工件（或料盘）时，就会有一个工件（或料盘）从出料端出炉进入淬火冷却槽，或转入空冷。改变推料周期即可调节工件的加热时间。
推杆炉的特点是结构简单，制造方便，可在较高温度下（＜1000℃）下工作，生产率大，机械化自动化程度高。可用于大、中、小型工件的多种热处理工艺，故推杆炉应用较为广泛。其主要缺点是料盘材料消耗量大，且料盘带走的热量也较多，热损失大。
12.钢在平衡条件下和实际条件下的加热和冷却，其临界点是如何变化的它们各用什么符号表示分别叙述它们的意义。
实际上，钢进行热处理是，组织转变并不在平衡临界温度发生，大多数都有不同程度的滞后现象。实际转变温度与平衡转变温度只差为过热度（加热时）或过冷度（冷却时）。过热度或过冷度随加热冷却速度的增大而增大。通常把加热时的临界温度加注下标“c”，而吧冷却时的临界温度加注下标“r”。
钢在加热和冷却时临界温度的意义如下：
Ac1——加热时P向A转变的开始温度；
Ar1——冷却时A向P转变的开始温度；
Ac3——加热时先共析铁素体全部溶入A的终了温度；
Ar3——冷却时A开始析出先共析铁素体的温度；
A ccm——加热时二次渗碳体全部溶入A的终了温度；
A rcm——冷却时A开始析出二次渗碳体的温度。
13.以共析钢的C曲线为例分析等温温度、转变产物与其性能的关系。
共析钢过冷a等温转变产物组织和性能
珠光体类型（高温转变产物）：
共析钢a过冷到723℃—550℃之间a等温转变产物属于p型组织。
贝氏体形转变（中温转变产物）
a在550℃--230℃保温转变为贝氏体型转变，其组织类型为贝氏体组织。——它是由含碳过饱和的f+ｆｅ3ｃ两相混合物。
马氏体型转变（低温转变产物）：
230℃—— -60℃保温转变为马氏体型转变，其组织类型为马氏体组织。分为板状和片状马氏体
马氏体是碳在α-ｆｅ中的过饱和固溶体。
14.影响钢的C曲线主要有哪些因素含碳量不同，钢的C曲线是如何变化的
含碳质量分数，合金元素的影响，奥氏体状态的影响。
亚共析钢过冷奥氏体等温转变曲线中的A-P转变部分随奥氏体中的质量分数的增加逐渐向右移，过共析钢中的渗碳体、P转变部分则随质量分数的增加逐渐向左移。贝氏体转变部分则都随含碳质量分数的增加向右移。另外，随A中含碳质量分数的增加，点Ms及点Mf降低。
15.如何利用C曲线来近似分析钢的奥氏体连续冷却时的转变产物
在共析钢过冷A的连续冷却转变曲线（CCT曲线)中，共析钢以大于V k（上临界冷却速度）的速度冷却时, 得到的组织为马氏体。冷却速度小于V k′（下临界冷却速度）时, 钢将全部转变为珠光体型组织。共析钢过冷A在连续冷却转变时得不到贝氏体组织。
16.什么是钢的临界冷却速度它与孕育期的关系如何
当奥氏体化的钢由高温冷却时，是奥氏体不分解成铁素体与渗碳体的机械混合物，而转变为马氏体所需要的最低冷却速度，成为钢的临界冷却速度。
17.何谓钢的退火其目的是什么
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。
退火目的：
目的在于均匀化学成分，达到改善机械性能及工艺性能，消除或减少内应力，并为零件最终热处理准备合适的内部组织。
18.常用的退火有哪些各有什么用途
一、扩散退火：
1、定义：扩散退火又称均匀化退火。将金属铸锭或锻坯，在稍低于固相线的温度下长期加热，消除或减少化学成分偏析及显维组织的不均匀性，以达到均匀化的目的的热处理工艺。
二、完全退火
1、定义：将钢件或钢材加热到Ac3点以上，使之完全奥氏体化，然后缓慢冷却，获得接近于平衡组织的热处理工艺。
2、目的：细化晶粒，降低硬度，改善切削性能以及消除内力。适用于含碳较高的中碳钢。
三、不完全退火
1、定义：将钢件加热至Ac1和Ac3（或Accm）之间，经保温并缓慢冷却，以获得接近平衡的组织。这种热处理工艺称为不完全退火。
四、球化退火
定义：将钢中的碳化物球状化，或获得‘球状珠光体’的退火工艺称为球化退火。
五、再结晶退火和消除应力退火
1、再结晶退火定义：经过冷变形后的金属加热到再结晶温度以上，保持适当时间，使形变晶粒重新转变为均匀的等轴晶粒，以消除形变强化和残余应力的热处理工艺，称为再结晶退火。
19.亚共析钢常采用完全退火，过共析钢一般采用不完全退火，其原因是什么
由于过共析钢加热至Accm以上奥氏体状态后缓冷退火时，有网状二次渗碳体析出，使钢的强度、塑性和冲击韧性显著降低，因此完全退火不能用于过共析钢
20.何谓钢的正火其目的是什么
正火是工业上常用的热处理工艺之一，正火既可作为预备热处理工艺，为下续热处理工艺提供适宜的组织状态，例如为过共析钢的球化退火提供细片状珠光体，消除网状碳化物等；也可作为最终热处理工艺，提供合适的机械性能，例如碳素结构钢零件的正火处理等。此外，正火处理也常用来消除某些处理缺陷。例如，消除粗大铁素体块，消除魏氏组织等。
一般正火加热温度为Ac3+(30—50℃)。因为正火时一般采用热炉装料，加热过程中工件内温差较大，为了缩短工件在高温时的停留时间，而心部又能达到要求的加热温度，所以采用稍高于完全退火的温度。一般正火保温时间以工件透烧(即心部达到要求的加热温度)为准。
21.退火与正火有何异同如何正确地选择退火或正火
退火一般是在炉内换冷，正火一般是在空气中冷却。（1）冷却速度：正火空冷活风冷，退火炉冷活低温（650~750℃）退火后空冷；（2）温度：一般正火温度高，退火温度稍低；（3）退火目的：降低硬度，正火保持力学性能。
选择：
（1）从切削加工性上考虑
切削加工性又包括硬度，切削脆性，表面粗糙度及对刀具的磨损等。
一般金属的硬度在HB170～230范围内，切削性能较好。高于它过硬，难以加工，且刀具磨损快；过低则切屑不易断，造成刀具发热和磨损，加工后的零件表面粗糙度很大。对于低、中碳结构钢以正火作为预先热处理比较合适，高碳结构钢和工具钢则以退火为宜。至于合金钢，由于合金元素的加入，使钢的硬度有所提高，故中碳以上的合金钢一般都采用退火以改善切削性。
（2）从使用性能上考虑
如工件性能要求不太高，随后不再进行淬火和回火，那么往往用正火来提高其机械性能，但若零件的形状比较复杂，正火的冷却速度有形成裂纹的危险，应采用退火。
（3）从经济上考虑
正火比退火的生产周期短，耗能少，且操作简便，故在可能的条件下，应优先考虑以正火代替退火。
22.何谓淬火钢淬火的目的主要是什么
定义:
把钢加热到临界点Ac1，或Ac3以上，保温并随之以大于临界冷却速度 (Vc)冷却，以得到介稳状的马氏体或下贝氏体组织的热处理工艺方法称为淬火。
目的:
(1)提高工具、渗碳零件和其它高强度耐磨机器零件等的硬度、强度和耐磨性；
(2)结构钢通过淬火和回火之后获得良好的综合机械性能；
(3)还有很少数的一部分工件是为了改善钢的物理和化学性能。如提高磁钢的磁性，不锈钢淬火以消除第二相，从而改善其耐蚀性等。
23.按照冷却形式的不同，淬火分哪几种各有什么特点和用途
1、单液淬火法
它是最简单的淬火方法。把已加热到淬火温度的工件淬入一种淬火介质，使其完全冷却。这种方法常用于形状简单的碳钢和合金钢工件。对碳钢而言，直径大于3—5mm的工件应于水中淬火，更小的可在油中淬火。对各种牌号的合金钢，则以油为常用淬火介质。
由过冷奥氏体转变(等温或连续冷却)动力学曲线看出，过冷奥氏体在A1点附近的温度区是比较稳定的。为了减少工件与淬火介质之间的温差，减小内应力，可以把欲淬火工件在淬入淬火介质之前，先空冷一段时间。这种方法叫预冷淬火法。
2、中断淬火法(双淬火介质淬火法)
该种方法是把加热到淬火温度的工件先在冷却能力强的淬火介质中冷却至接近Ms 点，然后转入慢冷的淬火介质中冷却至室温，以达到不同淬火冷却温度区间，并有比较理想的淬火冷却速度．这样既保证了获得较高的硬度层和淬硬层深度，又可减少内应力及防止发生淬火开裂。一般用水作快冷淬火介质，用油或空气作慢冷淬火介质，但较少采用空气。
这种方法的缺点是：对于各种工件很难确定其应在快冷介质中停留的时间，而对于同种工件，这时间也难控制。在水中冷却时间过长，将使工件某些部分冷到马氏体点以下，发生马氏体转变，结果可能导致变形和开裂。反之，如果在水中停留的时间不够，工件尚未冷却到低于奥氏体最不稳定的温度，发生珠光体型转变，导致淬火硬度不足。
此外，还应考虑：当工件自水中取出后，由于心部温度总是高于表面温度，若取出过早，心部储存的热量过多，将会阻止表面冷却，使表面温度回升，致使已淬成的马氏体回火，未转变的奥氏体发生珠光体或贝氏体转变。由于迄今仍未找到兼有水、油优点的淬火介质，所以尽管这种方法在水中保持的时间较难确定和控制，但对只能在水中淬硬的碳素工具钢仍多采用此法。当然，这就要求淬火操作者有足够熟炼的技术。在水中停留时间为每5～6mm 有效厚度约1秒钟。
中断淬火法也可以另种方式进行，即把工件从奥氏体化温度直接淬入水中，保持一定时间后，取出在空气中停留，由于心部热量的外传使表面又被加热回火，同时沿工件截面温差减小，然后再将工件淬入水中保持很短时间，再取出在空气中停留，如此往复数次，最后在油中或空气中冷却。这种方法主要用于碳钢制的大型工件，以减少在水中淬火时的内应力。显然这种方法不能得到很高的硬度。
3、喷射淬火法
这种方法就是向工件喷射水流的淬火方法。水流可大可小，视所要求的淬火深度而定。用这种方法淬火，不会在工件表面形成蒸汽膜，这样就能够保证得到比普通水中淬火更深的淬硬层。为了消除因水流之间冷却能力不同所造成的冷却不均匀现象，水流应细密，最好同时工件上下运动或旋转．这种方法主要用于局部淬火。用于局部淬火时，因未经水冷的
部分冷却较慢，为了避免已淬火部分受未淬火部分残留热量的影响，工件一旦全黑，立即将整个工件淬入水中或油中．
4、分级淬火法．
把工件由奥氏体化温度淬入高于该种钢马氏体开始转变温度的淬火介质中，在其中冷却直至工件各部分温度达到淬火介质的温度，然后缓冷至室温，发生马氏体转变．这种方法不仅减少了热应力，而且由于马氏体转变前工件各部分温度已趋于匀匀，因而马氏体转变的不同时现象也减少。分级淬火只适用于尺寸较小的工件。对于较大的工件，由于冷却介质的温度较高，工件冷却较缓慢，因而很难达到其临界淬火速度。某些临界淬火速度较小的合金钢没有必要采用此法，因为在油中淬火也不致于造成很大内应力。反之，若采用分级淬火来代替油淬，其生产效率并不能显著提高。
淬火介质的温度可高于或略低于马氏体点，当低于马氏体点时，由于温度比较低，冷却较剧烈，故可用于较大工件的淬火。各种碳索工具钢和合金工具钢(Ms=200—250℃)淬火时，分级温度选择在250℃附近，但更经常选用120—150℃，甚至100℃。分级温度选在低于Ms点，是否还谓之分级淬火，尚有待商榷。因为一般分级淬火的概念是在分级温度等温后，取出缓冷时才发生马氏体转变，但在低于Ms点以下的温度等温后已发生了大量马氏体转变。
分极保持时间应短于在该分级温度下奥氏体等温分解的孕育期，但应尽量使工件内外强度均匀。
分级后处于奥氏体状态的工件，具有较大的塑性(相变超塑性)，因而创造了进行工件的矫直和矫正的条件。这对工具具有特别重要的意义。因而高于Ms点分级温度的分级淬火，广泛地应用于工具制造业。对碳钢来说，这种分级淬火适用于直径8—lOmm的工具。
若分级淬火温度低于Ms点，因工件自淬火剂中取出时，已有一部分奥氏体转变成马氏体，上述奥氏体状态下的矫直就不能利用。但这种方法用于尺寸较大的工件(碳钢工具可达10—15mm直径)时，不引起应力及淬火裂缝，故仍被广泛利用。
5、等温淬火法
工件淬火加热后，若长期保持在下贝氏体转变区的温度，使之完成奥氏体的等温转变，获得下贝氏体组织，这种淬火称为等温淬火。等温淬火与分级淬火的区别在于前者获得下贝氏体组织，进行等温淬火的目的是为了获得变形少、硬度较高并兼有良好韧性的工件。因为下贝氏体的硬度较高而韧性又好，在等温淬火时冷却又较慢，贝氏体的比容也比较小，热应力、组织应力均很小，故形状变形和体积变形也较小。
等温淬火用的淬火介质与分级淬火相同。等温温度主要由钢的C曲线及工件要求的组织性能而定。等温温度越低，硬度越高，比容增大，体积变形也相应增加。因此，调整等温温度可以改变淬火钢的机械性能和变形规律，一般认为在Mc～Ms点+30℃温度区间等温可获得良好的强度和韧性。
24.何谓钢的淬硬性和淬透性它们各自的主要影响因素是什么
钢的淬透性——指钢材被淬透的能力，或者说钢的淬透性是指表征钢材淬火时获得马氏体的能力的特性。
淬透性系指淬火时获得马氏体难易程度。它主要和钢的过冷奥氏体的稳定性有关，或者说与钢的临界淬火冷却速度有关，而淬硬性指淬成马氏体可能得到的硬度，因此它主要和钢中含碳量有关。
淬透性影响因素
1、钢的化学成分
a）当加热温度低于Acm点时，含C量低于1％以下，随含碳量增加，临界冷却速度下降，淬透性提高，含C量高于1％时，则相反，当加热温度高于Ac3或Acm时，则随含碳量增加，临界冷却速度下降。
b）合金元素除Ti，Zr，和Co外所有元素提高淬透性。
2、奥氏体晶粒度
奥氏体晶粒尺寸增大，淬透性提高。
3、奥氏体化温度
提高奥氏体化温度，不仅使奥氏体晶粒粗大，促使碳化物及其它非金属夹杂物流入，并使奥氏体成分均匀化，提高过冷奥氏体稳定性，从而提高淬透性。
4、第二相及其分布
奥氏体中未溶的非金属夹杂物和碳化物的存在以及其大小和分布，影响过冷奥氏体的稳定性，从而影响淬透性。
25.亚共折钢和过共折钢的淬火温度是如何确定的为什么
对亚共析钢，一般选用淬火加热温度为Ac3+（30—50℃)，过共析钢则为Ac1+(30—50℃)。之所以这样确定，因为对亚共析钢来说，若加热温度低于Ac3，则加热状态为奥氏体与铁素体二相组成，淬火冷却后铁素体保存下来，使得零件淬火后硬度不均匀，强度和硬度降低。比Ac3点高30—50℃的目的是为了使工件心部在规定加热时间内保证达到Ac3点以上的温度，铁素体能完全溶解于奥氏体中，奥氏体成分比较均匀，而奥氏体晶粒又不致于粗大。对过共析钢来说，淬火加热温度在Ac1～Ac3之间时，加热状态为细小奥氏体晶粒和未溶解碳化物，淬火后得到隐晶马氏体和均匀分布的球状碳物。这种组织不仅有高的强度和硬度、高的耐磨性，而且也有较好的韧性。如果淬火加热温度过高，碳化物溶解，奥氏体晶粒长大，淬火后得到片状马氏体(孪晶马氐体)，其显微裂纹增加，脆性增大，淬火开裂倾向也增大。由于碳化物的溶解，奥氏体中含碳量增加，淬火后残余奥氏体量增多，钢的硬度和耐磨性降低。高于Ac1点30—50℃的目的和亚共析钢类似，是为了保证工件内各部分温度均高于Ac1。
26.回火温度与回火转变产物及性能有何规律
(1) 低温回火(指温度低于250℃的回火)低温回火一般用于以下几种情况：
(a) 工、量具钢的回火
一般工具、量具要求硬度高、耐磨，足够的强度和韧性。此外，如滚动轴承，除了上述要求外，还要求有高的接触疲劳强度，从而有高的使用寿命。对这些工、量具和机器零件一般均用碳素工具钢或低合金工具钢制造，淬火后具有较高的强度和硬度。其淬火组织主要为韧性极差的孪晶马氏体，有较大的淬火内应力和较多的微裂纹，故应及时回火。这类钢一般采用180—200℃的温度回火。因为：在200℃回火能使挛晶马氏体中过饱和固溶的碳原子沉淀析出弥散分布的ε碳化物，既可提高钢的韧性，又保持钢的硬度、强度和耐磨性；在200℃回火大部分微裂纹已经焊合，可大大减轻工件脆裂倾向。低温回火以后得到隐晶的回火马氏体及在其上分布的均匀细小的碳化物颗粒，硬度为HRC(61—65)。对高碳轴承钢，例GCrl5、GSiMnV等钢通常采用155～165℃的低温回火，可保证一定硬度条件下有较好的综合机械性能及尺寸稳定性。对有些精密轴承，为了进一步减少残余奥氏体量以保持工作条件下尺寸和性能稳定性，最近试验采用较高温度(200—250℃)和较长回火时间(约8h)的低温回火来代替冷处理取得良好效果。
(b) 精密量具和高精度配合的结构零件
在淬火后进行120—150℃ (12小时，甚至几十小时)回火。目的是稳定组织及最大限度地减少内应力，从而使尺寸稳定。为了消除加工应力，多次研磨，还要多次回火。这种低温回火，常被称作时效。
(c) 低碳马氏体的低温回火
低碳位错型马氏体具有较高的强度和韧性，经低温回火后，可以减少内应力，进一步提高强度和塑性。因此，低碳钢淬火以获得板条(位错型)马氏体火目的，淬火后均经低温回火。
(d) 渗碳钢淬火回火
渗碳淬火工件要求表面具有高碳钢性能和心部具有低碳马氏体的性能。这两种情况都要求低温回火，一般回火温度不超过200℃。这样，其表面具有高的硬度和耐磨牲，而心部具有高的强度、良好的塑性和韧性。
(2) 中温回火(350—500℃)
主要用于处理弹簧钢。回火后得到回火屈氏体组织。中温回火相当于一般碳钢及低合金钢回火的第三阶段温度区。此时，碳化物已经开始集聚，基体也开始恢复，第二类内应力趋于基本消失，因而有较高的弹性极限，又有较高的塑性和韧性。
应该根据所采用的钢种选择回火温度以获得最高弹性极限，以及与疲劳极限良好的配合。例如65碳钢，在380℃回火，可得最高弹性极限；而55SiMn在480℃回火，可获得疲劳极限，弹性极限及强度与韧性的良好配合。为了避免第一类回火脆性，不应采用在300℃左右的温度回火。
(3) 高温回火(>500℃)
在这一温度区间回火的工件，常见的有如下几类：
(a) 调质处理
即淬火加高温回火，以获得回火索氏体组织。这种处理称为调质处理，主要用于中碳碳素结构钢或低合金结构钢以获得良好的综合机械性能。一般调质处理的回火温度选有600℃以上。与正火处理相比，钢经调质处理后，在硬度相同条件下，钢的屈服强度、韧性和塑性明显地提高。
一般中碳钢及中碳低合金钢的淬透性有限，在调质处理淬火时常不能完全淬透。因此，在高温回火时，实际上为混合组织的回火。非马氏体组织在回火加热时仍发生变化，仅其速度比马氏体慢。这种变化对片状珠光体来说，就是其中的渗碳体片球化。如所周知，在单位体积内渗碳体相界面积相同的情况下，球状珠光体的综合机械性能优于片状珠光体的，因此对未淬透部分来说，经高温回火后其综合机械性能也应高于正火的。调质处理一般用于发动机曲轴、连杆、连杆螺栓、汽车拖拉机半轴、机床主轴及齿轮等要求具有综合机械性能的零件。
(b) 二次硬化型钢的回火
对一些具有二次硬化作用的高合金钢，如高速钢等，在淬火以后，需要利用高温回火来获得二次硬化的效果。从产生二次硬化的原因考虑，二次硬化必须在一定温度和时间条件下发生，因此有一最佳回火温度范围，需视具体钢种而定。
(c) 高合金渗碳钢的回火
高合金渗碳钢渗碳以后，由于其奥氏体非常稳定，即使在缓慢冷却条件下，也会转变成马氏体，并存在着大量残余奥氏体。渗碳后进行高温回火的目的是使马氏体和残余奥氏体分解，使渗碳层中的一部分碳和合金元素以碳化物形式析出，并集聚球化，得到回火索氏体组织，使钢的硬度降低，便于切削加工，同时还可减少后续淬火工序淬火后渗层中的残余奥氏体量。
高合金钢渗碳层中残余奥氏体全的分解可以按两种方式进行：
一种是按奥氏体分解成珠光体的形式进行，此时回火温度应选择在珠光体转变“C”曲线的鼻部，以缩短回火时间，例如20Cr2Ni4钢渗碳后在600—680℃温度进行回火；
另一种是以二次淬火的方式使残余奥氏体转变成马氏体，例如渗碳18Cr2Ni4WA钢一般如此，因为18Cr2Ni4WA钢没有珠光体转变，故其残余奥氏体不能以珠光体转变的方式分解，此时若考虑残余奥氏体的转变，应该选用有利于促进马氏体转变的温度回火。
27.什么叫表面淬火钢的表面淬火方法主要有几种
表面淬火是指被处理工件在表面有限深度范围内加热至相变点以上，然后迅速冷却，在工件表面一定深度范围内达到淬火目的的热处理工艺。因此，从加热角度考虑，表面淬火仅是在工件表面有限深度范围内加热到相变点以上。
1、感应加热表面淬火
即以电磁感应原理在工件表面产生电流密度很高的涡流来加热工件表面的淬火方法。根据所产生交流电流的频率不同，可分为高频淬火，中频淬火及高频脉冲淬火(即微感应淬火)三类。
2、火焰淬火
即用温度极高的可燃气体火焰直接加热工件表面的表面淬火方法。
3、电接触加热表面淬火
即为当低电压大电流的电极引入工件并与之接触，以电极与工件表面的接触电阻发热来加热工件表面的淬火方法。
4、电解液加热表面淬火
即工件作为一个电极（阴极）插入电解液中，利用阴极效应来加热工件表面的淬火方法。
5、激光加热表面淬火
6、电子束加热表面淬火
7、等离子束加热表面淬火
28.电流频率对工件感应加热有什么影响
当工件放在通有交变电流的感应圈中，在交变电流所产生的交变磁场作用下将产生感应电动势。电流透入深度随着工件材料的电阻率的增加而增加，随工件材料的导磁率及电流频率的增加而减小。
29.什么叫化学热处理与表面淬火相比有何特点各适用与什么成分的钢
（1）化学热处理过程是一个比较复杂的过程。一般常把它看成由渗剂中的反应、渗剂中的扩散、渗剂与被渗金属表面的界面反应、被渗元素原子的扩散和扩散过程中相变等过程所构成。
（2）化学热处理是将工件表面渗进了某些化学元素的原子，改变了表层的化学成份，使表面能得到高硬度或某些特殊的物理、化学性能。而心部组织成份不变，仍保留原来的高塑性。高韧性的性能，这样在工件截面上就有截然不同的化学成份与组织性能。化学热处理生产周期长，不便于实现机械化、自动化生产，工艺复杂，质量不够稳定，辅助材料消耗多、费用大、成本高，许多情况下还需要贵重的合金钢。化学热处理只在获得表面层的更高硬度与某些特殊性能及心部的高韧性等方面优于表面淬火。
（3）化学热处理适用于什么成分的钢：见教材96页表
表面淬火：广泛应用于低中碳调制刚或球墨铸铁制的机器零件。
30.试诉化学热处理的三个基本过程。
如渗碳的相界面反应
CH4＝2H2十［C]
产生活性碳原子，作为钢表面渗碳碳原子的来源。
又如气体渗氮时，通人氨气与钢表面产生相界面反应
2NH3＝3H2十2［N]
产生活性氮原子，渗入钢件表面进行渗氮。
31.什么叫渗碳主要目的是什么主要应用于哪些工件
定义：钢的渗碳就是钢件在渗碳介质中加热和保温，使碳原子渗入表面，获得一定的表面含碳量和一定碳浓度梯度的工艺。
目的：渗碳的目的是使机器零件获得高的表面硬度、耐磨性及高的接触疲劳强度和弯曲疲劳强度。
渗碳主要适用于承受磨损、交变接触应力或弯曲应力和冲击载荷的及其零件，如轴、活塞销、齿轮、凸轮轴等，亦即表明要求有很高的硬度及心部要求有足够的强度和韧性。渗碳一般用于碳的质量分数为%~%的低碳钢和低碳合金钢。
32.什么叫渗氮其主要目的是什么与渗碳相比，渗氮有哪些主要优缺点
向金属表面渗入氮元素的工艺称为渗氮，通常也称为氮化。
钢渗氮可以获得比渗碳更高的表面硬度和耐磨性，渗氮后的表面硬度可以高达HV950—1200(相当于HRC65～72)，而且到600℃仍可维持相当高的硬度。渗氮还可获得比渗碳更高的弯曲疲劳强度。此外，由于渗氮温度较低(500-570℃之间)，故变形很小。渗氮也可以提高工件的抗腐蚀性能。但是渗氮工艺过程较长，渗层也较薄，不能承受太大的接触应力。目前除了钢以外，其它如钛、钼等难熔金属及其合金也广泛地采用渗氮。
钢渗氮可以获得比渗碳更高的表面硬度和耐磨性，渗氮后的表面硬度可以高达
HV950~1200（相当于HRV65-72），而且到600℃仍可维持相当高的硬度。渗氮还可获得比渗碳更高的弯曲疲劳强度，也可以提高工件的抗腐蚀性能。此外，由于渗碳温度较低
（500~570℃），故变形很小。但是渗碳工艺过程较长，渗层也较薄，不能承受太大的接触应力。（P124）
金属工艺学试题 一、填空题：25% 1．在切削加工过程中，工件上会形成三个表面，它们是待加工表面、过度表面·已加工表面。 2．切削运动主要包括_主运动和进给运动两类。 3．切削用量包括________、________和_________________。 4．切削液的作用是________、________、________、和清洗作用。 5．_________________是材料抵抗变形和断裂的能力。 6．α—Fe是_________________立方晶格 7．合金在固态下，组元间仍能互相溶解而形成的均匀相称为_________________ 8．珠光体是________和________的机械混合物 9．含碳量处于0.0218%~~~2.11%的铁碳合金称为________ 10．钢的热处理工艺一般由________、________、________三个阶段组成。 11．分别填出下列铁碳合金组织的符号。 奥氏体________ 铁素体________ 珠光体________ 12．45钢按用途分类属于________ 13．钢的热处理一般由________、________、________三个阶段组成。 14．金属材料的性能包括___________性能、___________性能、___________性能和___________性能。15．原子规则排列的物质叫_________________，一般固态金属都属于___________。 16．固态合金的相结构可分为___________和___________两大类。 17．分别填出下列铁碳合金组织的符号。 奥氏体___________ 铁素体___________ 渗碳体___________ 珠光体___________ 18．钢的热处理一般由___________、___________、___________三个阶段组成。 19．奥氏体转变为马氏体，需要很大过冷度，其冷却速度应___________，而且必须过冷到_________________温度以下。 20．_________________是材料抵抗变形和断裂的能力。 21．_________________是材料产生变形而又不破坏的性能。 22．珠光体是___________和___________的机械混合物 23．目前常用的硬质合金是_________________和_________________。 二、选择题30% 1、在拉伸试验中，试样拉断前能承受的最大应力称为材料的（） A．屈服极限 B 抗拉强度 C 弹性极限 2、洛氏硬度C标尺所用的压头是（） A．淬硬钢球 B 金刚石圆锥体 C 硬质合金球 3、纯铁在700摄氏度时称为（） A B C 4．铁素体为（）晶格 A 面心立方 B 体心立方 C 密排元方 D 复杂的人面体 5．铁碳合金状态图上的共析线是（） A ECF线 B ACD线 C PSK线 6、从奥氏体中析出的渗碳体为（） A 一次渗碳体 B 二次渗碳体 C 芫晶渗碳体 7、在下列三种钢中，（）钢弹性最好。 A T10 B 20 C 65Mn 8、选择齿轮的材料为（）
【最新整理，下载后即可编辑】 5.实际晶体中的点缺陷，线缺陷和面缺陷对金属性能有何影响？ 答：如果金属中无晶体缺陷时，通过理论计算具有极高的强度，随着晶体中缺陷的增加，金属的强度迅速下降，当缺陷增加到一定值后，金属的强度又随晶体缺陷的增加而增加。因此，无论点缺陷，线缺陷和面缺陷都会造成晶格崎变，从而使晶体强度增加。同时晶体缺陷的存在还会增加金属的电阻，降低金属的抗腐蚀性能。 6.为何单晶体具有各向异性，而多晶体在一般情况下不显示出各向异性？ 答：因为单晶体内各个方向上原子排列密度不同，造成原子间结合力不同，因而表现出各向异性；而多晶体是由很多个单晶体所组成，它在各个方向上的力相互抵消平衡，因而表现各向同性。 7.过冷度与冷却速度有何关系？它对金属结晶过程有何影响？对铸件晶粒大小有何影响？ 答：①冷却速度越大，则过冷度也越大。②随着冷却速度的增大，则晶体内形核率和长大速度都加快，加速结晶过程的进行，但当冷速达到一定值以后则结晶过程将减慢，因为这时原子的扩散能力减弱。③过冷度增大，ΔF大，结晶驱动力大，形核率和长大速度都大，且N的增加比G增加得快，提高了N与G的比值，晶粒变细，但过冷度过大，对晶粒细化不利，结晶发生困难。 8.金属结晶的基本规律是什么？晶核的形成率和成长率受到哪些因素的影响？答：①金属结晶的基本规律是形核和核长大。②受到过冷度的影响，随着过冷度的增大，晶核的形成率和成长率都增大，但形成率的增长比成长率的增长快；同时外来难熔杂质以及振动和搅拌的方法也会增大形核率。 9.在铸造生产中，采用哪些措施控制晶粒大小？在生产中如何应用变质处理？答：①采用的方法：变质处理，钢模铸造以及在砂模中加冷铁以加快冷却速度的方法来控制晶粒大小。②变质处理：在液态金属结晶前，特意加入某些难熔固态颗粒，造成大量可以成为非自发晶核的固态质点，使结晶时的晶核数目大大增加，从而提高了形核率，细化晶粒。③机械振动、搅拌。 第二章金属的塑性变形与再结晶 2．产生加工硬化的原因是什么？加工硬化在金属加工中有什么利弊？ 答：①随着变形的增加，晶粒逐渐被拉长，直至破碎，这样使各晶粒都破碎成细碎的亚晶粒，变形愈大，晶粒破碎的程度愈大，这样使位错密度显著增加；同时细碎的亚晶粒也随着晶粒的拉长而被拉长。因此，随着变形量的增加，由于晶粒破碎和位错密度的增加，金属的塑性变形抗力将迅速增大，即强度和
浙江 X X 重型锻造有限公司 热处理中心 文件名称：热处理工艺规程 文件编号：HT/GC-01-A 制定：日期：2010.9.10 审核：日期：2010.9.12 批准：日期：2010.9.15 版次：A/0 共12页受控号：生效日期：2010.9.15
热处理工艺规程 1.0热处理工艺规范 1.1退火及其目的 把钢加热到其一适当温度并保温，然后缓慢冷却的热处理方法，称为退火。根据退火的目的和工艺特点，可分为去应力退火，再结晶退火、完全退火、不完全退火、等温退火、球化退火和均匀化退火等。 退火的目的主要有以下几点： （1）降低硬度，改善切削加工性能。 （2）细化晶粒，改善钢中碳化物的形态和分布，为最终热处理做好组织准备。 （3）消除内应力，消除由于塑性变形加工、切削加工或焊接造成的内应力以及铸件内残留的内应力，以减小变形和防止开裂。 （4）使碳化物球状化．降低硬度。 （5）改善或消除钢在铸造、锻造和焊接过程中形成的各种组织缺陷，防止产生白点。 在大多数情况下，退火一般为预备热处理，通常安排在铸造或锻造之后．粗加工之前，目的是为了降低硬度．改善切削加工性能，细化组织，为最终热处理做组织准备。对于一些要求不很高的工件，退火也可作为最终热处理。消除内应力退火往往在铸造、焊接、压力加工或粗加工之后。 1.2均匀化退火 （1）定义： 均匀化退火也称扩散退火，是把钢加热到远高于Ac3或Acm的温度，经长时间保温，然后缓慢冷却的热处理工艺。 （2）目的： 是使钢的成分均匀化，消除成分偏析。在高温下，钢中原子具有大的活动能量，有利于原子进行充分的扩散，从而消除成分偏析及组织的不均匀性。以减轻钢在热加工时产生脆裂的倾向和消除铸钢件内应力，并提高其力学性能。 （3）范围： 适用于铸钢件及具有成份偏析的锻轧件。 （4）工艺： 加热温度为Ac3+150～200℃，保温时间为10～20h ,随炉缓冷至350 ℃以下出炉。由于退火的加热温度很高，保温时间又长，很容易引起晶粒长大，需在退火后进行细化晶粒的处理，如进行压力加工使晶粒碎化，或通过完全退火、正火使晶较细化。 1.3再结晶退火 （1）目的： A、消除加工硬化，降低硬度。 B、消除冷塑性变形后的内应力。 （2）范围： 主要用于冷变形加工的工件。如工件经冷冲压或拉伸后，为降低硬度，便于继续进行冷变形加工，均需进行再结晶退火，也称工序间退火。对于某些冷变形加工零件，为消除加工硬化及内应力，再结晶退火也可作为最终热处理。 （3）工艺： 再结晶退火温度 Ac1－50～150℃。碳钢的再结晶退火温度一般为600～700℃。由于再结晶温度与钢的化学成分及冷塑性变形量有关，因此应根据具体情况确定。温度太高，晶粒会明显长大；温度过低，再结晶过程不能完全进行，晶粒大小不均匀。保温后空冷。 1.4去应力退火 （1）定义：
1. 热处理加热炉是如何分类的 热处理加热设备的主体是热处理加热炉。其种类很多，通常按下列方式进行分类： ①按热源分类可分为电阻炉和燃料炉。 ②按工作温度分类可分为高温炉（工作温度＞1000℃）、中温炉（工作温度650～1000℃）、低温炉（工作温度＜650℃）。 ③按加热介质分类可分为空气炉、浴炉、可控气氛炉、流动粒子炉、真空炉等。 ④按作业规程分类可分为周期作业炉、半连续作业炉及连续作业炉等。 随热源、用途、工作温度、工件材料及热处理工艺要求的不同，热处理炉的结构形式又有很多种，如箱式炉、井式炉等。 2. 热处理加热炉一般应满足哪些要求 为保证加热质量，适应热处理工艺的需要，热处理加热炉一般应满足如下要求： ①必须有与被加热工件相适应的炉膛尺寸及工作温度； ②炉温均匀，炉膛各处的最大温差不应超出工艺规范所允许的范围。必须配有较精确的测温控温仪表。以便能准确地指示炉膛温度并可靠地将炉温控制在规定的温度范围内； ③必须有足够的加热功率，以保证加热工件能迅速达到所要求的温度。 ④炉体结构应具有足够的强度、承载能力和节能效果，炉墙保温性能及炉门的密封性能要好，操作要方便、安全。 3. 与其他类型热处理炉相比，热处理电阻炉有何特点 热处理电阻炉与其他类型的热处理炉相比，具有结构简单，体积小、操作方便、炉温分布均匀及温度控制准确等特点 4. 简述电阻炉的种类、优缺点及适用范围。 电阻炉根据其作业方式可分为周期作业炉和连续作业炉。目前使用较多的周期作业炉，是指工件一次成批装入炉内，待加热、保温完毕后再成批取出的炉子，如箱式炉、井式炉、台车式炉及罩式炉等。周期作业炉的特点是结构简单、便于建造，购置费低，可以完成多种工艺，适用于多品种、小批量生产的各种温度及各种形式的热处理。其缺点是劳动条件较差、工艺过程不易掌握、产品质量也不如连续作业炉稳定。 5. 与中温箱式电阻炉相比，高温箱式电阻炉工作与结构各有哪些特点 ①中温箱式电阻炉这种炉子可用于碳钢、合金钢件的退火、正火、淬火和回火以及固体渗碳等。最高使用温度为950℃。RJX系列为旧型号，如RJX－45－9；RX系列为新型号，如RX75－9；而 RXQ系列是可通入保护气体的新型号，如 RXQ－75－9。与旧系列相比，新系列炉子额定功率有所增大，升温时间也缩短，热处理工件的加热质量大大提高。 图14．1是中温箱式电阻炉的结构简图。其炉壳5用角钢或槽钢作骨架，外覆钢板焊接而成。炉门7、门框及工作台用生铁铸成。工作室（炉膛）3用轻质耐火砖砌，侧墙和炉顶耐火砖层与炉壳之间为保温层，用硅藻土砖砌。炉底由炉底板4、炉底板支撑砖、搁砖和耐
第一章金属材料基础知识 一、填空题 1．金属材料一般可分为钢铁材料和非铁金属两类。 2. 钢铁材料是铁和碳的合金。 3．钢铁材料按其碳的质量分数w（C）(含碳量)进行分类，可分为工业纯铁；钢和白口铸铁或（生铁）。 4．生铁是由铁矿石原料经高炉冶炼而得的。高炉生铁一般分为炼钢生铁和铸造生铁两种。 5．现代炼钢方法主要有氧气转炉炼钢法和电弧炉炼钢法。 6．根据钢液的脱氧程度不同，可分为沸腾钢、半镇静钢、镇静钢和特殊镇静钢。 7．机械产品的制造一般分为设计、制造与使用三个阶段。 8．钢锭经过轧制最终会形成板材、管材、型材、线材和其他材料等产品。 9．金属材料的性能包括使用性能和工艺性能。 10．使用性能包括力学性能、物理性能和化学性能。 11．洛氏硬度按选用的总试验力及压头类型的不同，常用的标尺有A、B和C。 12．500HBW5/750表示用直径为5 mm的压头，压头材质为硬质合金，在750 kgf( 7.355 kN)压力下，保持10～15秒，测得的布氏硬度值为500。 13．填出下列力学性能指标的符号：屈服点σs、洛氏硬度A标尺HRC、断后伸长率δ5或δ10、断面收缩率ψ、对称弯曲疲劳强度σ-1。 14．吸收能量的符号是K，其单位为J。 15．金属疲劳断裂的断口由裂纹源、裂纹扩展区和最后断裂区组成。 16．铁和铜的密度较大，称为重金属；铝的密度较小，则称为轻金属。 17．根据金属材料在磁场中受到磁化程度的不同，金属材料可分为：铁磁性材料和非铁磁性材料。 18．金属的化学性能包括耐蚀性、抗氧化性和化学稳定性等。 19．工艺性能包括铸造性能、锻造性能、焊接性能、热处理性能及切削加工性能等。 20．晶体与非晶体的根本区别在于组成微粒（原子、离子或分子）呈规则排列。 21．金属晶格的基本类型有体心立方晶格、面心立方晶格与密排立方晶格三种。
第四章有色金属热处理原理与工艺 一、概述 热处理是有色加工的重要组成部分 有色金属材料：黑色金属以外的所有金属及其合金。 分类：轻有色、重有色、稀有色、贵金属 作用：改善工艺性能，保证后续工序顺利进行；提高使用性能，充分发挥材料潜力。 类型：退火、淬火、时效、形变热处理 退火：加热到适当温度，保温一定时间，缓慢速度冷却。 有色中的退火：去应力退火、再结晶退火、均匀化退火 二、均匀化退火 对象：铸锭、铸件—→浇铸冷速大，造成成分偏析以及内应力 目的：提高铸件的性能，消除内应力，稳定尺寸与组织，消除偏析枝晶，改善性能。 非平衡铸态组织特征：晶内偏析or枝晶偏析；伪共晶or离异共晶；非平衡第二相；最大固溶度偏移。非平衡组织对性能的影响：枝晶偏析&非平衡脆性相—→塑性↓； 晶内偏析、浓度差微电池—→耐腐蚀性↓； 粗大的枝晶和严重的偏析—→各向异性&晶间断裂倾向↑； 非平衡针状组织—→性能不稳定。 固相线以下100~200℃长时间保温—→也称为扩散退火 组织变化：获得均匀的单相、晶粒长大、过饱和固溶体的分解、第二相聚集与球化 性能变化：塑性↑、改善冷变形的工艺性能、耐蚀性↑、尺寸形状稳定、消除残余应力 缺点：加热温度高，时间长，耗时耗能；高温长时间出现变形、氧化以及吸气缺陷；产品强度下降。制定均匀化推过规程的原则： （1）加热温度：温度越高，原子扩散越快，均匀化过程越快，但不宜过高，易发生过烧。一般为 0.90~0.95T m ①高温均匀化退火：在非平衡相线温度以上但在平衡固相线温度以下进行均匀化退火。 适用：大截面工件or铝合金 ②分级加热均匀化退火：现在低于非平衡固相线温度加热，待非平衡相部分溶解及固溶体 内成分不均匀部分降低，从而非平衡固相线温度升高后，再加热 至更高温度保温，在此温度下完成均匀化退火过程。 目的：均匀化更迅速、更彻底，且避免过烧 适用：镁合金 （2）保温时间：包括非平衡相溶解及消除晶内偏析所需的时间 取决于退火温度：T↑，D↑，时间↓； 铸锭原始组织特征：合金化程度、第二相分散度、尺寸 铸锭的致密程度 （3）加热速度与冷却速度 原则：铸锭不产生裂纹和大的变形，不能过快or过慢 主要采用均匀化退火的合金：Al合金、Mg合金、Cu合金中的锡磷青铜、白铜
热处理工艺规范 一、淬火、回火工艺规范 1．淬火、回火准备工作：1）检查设备，仪表是否正常；2）正确选择夹具；3）检查零件表面是否有碰伤、裂纹、锈斑等缺陷；4）确认零件要求的淬火部位硬度、变形等的技术要求，核对零件的形状、材料的加工状态是否与图样及工艺文件相符合；5）表面不允许氧化、脱碳的零件，当在空气炉加热时，应采取防氧化脱碳剂装箱保护或采用真空炉加热；6）易开裂的部位如尖角靠边的孔，应采取预防措施，如塞石棉、耐火泥等。 2．常见材料淬火、回火工艺规范 1）加热温度 表1 常用材料的常规淬火、回火规范 注：Cr12Mo1V1 即 D2（美国）、1.2379（德国）、SLD（日立）、SKD11（日本）、K110（奥地利）； 9CrWMn 即 O1（美国）、1.2510（德国）、K460（奥地利）； 4Cr5MoSiV1 即 H13（美国）、1.2344（德国）、8407/8402（一胜百）、W302（奥地利）； 7Cr7Mo3V2Si 即 LD1；
HS-1是高级火焰淬火，多用模具钢； 除45号钢或特别说明均采用回火两次的工艺。 2）淬火保温时间t =8～10 min+kαD k——装炉系数（1～1.5）；α——保温系数（见表2）；D——零件有效厚度。 表2 淬火保温系数 3）回火保温时间 ①工件有效厚度d<=50mm，保温2小时； ②工件有效厚度d>50mm，按照保温时间t=d/25（小时）计算； ③每次回火后空冷至室温，再进行下次回火。 4）去应力（入炉时效） ①高合金钢550~650℃，热透后，保温时间>3小时； 3．淬火和回火设备 1）淬火设备——真空淬火炉、中温箱式炉、高温箱式炉。 2）回火设备——真空回火炉、中温箱式炉。 3）冷却设备——水槽、油槽、风箱。 4．操作方法 1）零件应均匀摆放于炉内有效加热区，在箱式炉中一般为单层排列加热，工件间适当间隙。 小件可适当堆放，但要酌情增加保温时间。 2）细长零件加热要考虑装炉方法，以减少工件变形，如垂直吊挂，侧立放平支稳等。
金属热处理工艺学
金属热处理工艺学 第一类 退火 扩散化退火 球化退火 完全退火 正火 再结晶退火 去应力退火 马氏体分级淬火 等温淬火 淬透性 淬硬性 表面淬火 分级淬火 碳势 调质处理 传导传热 化学热处理 临界淬火冷却速度 热应力
组织应力 反应扩散 渗氮 二次硬化 离子氮化 软氮化 预热加热 随炉加热 到温入炉加热 高温入炉加热 第二类 1、化学热处理一般常将它看成由渗剂中的反应， 渗剂中的扩散，渗剂与被渗金属表面的界面反应，被渗元素原子的扩散和扩散过程中相变等过程所构成。 2、钢的热处理工艺由、、三个阶段所组成。 3、利用铁碳相图确定钢完全退火的正常温度范围是，它只适应于钢。 4、球化退火的主要目的是，它主要适用于。 5、钢的正常淬火温度范围，对亚共析钢是，，对过共析钢是。
6、淬火钢进行回火时回火温度越高，钢的强度与硬度越低。 7、汽车板簧淬火后，应采用中温回火，获得回 火屈氏体组织，具有较高的弹性极限和塑性、韧性性能。 8、钢的表面淬火是为了满足表硬里韧的性能要 求，最常用的表面淬火工艺是感应加热表面淬火。 9、钢的淬透性主要决定于钢的过冷奥氏体稳定 性，钢的淬硬性主要决定于马氏体中的含碳量。 10、一般热处理加热方式根据热处理目的不同有 随炉加热，预热加热，到温入炉加热和高温入炉加热等数种。 11、实现淬火过程的必要条件是加热温度必须高 于临界点以上获得奥氏体组织，其后的冷却速度必须大于临界冷却速度得到马氏体，或下贝氏体组织。 12、常用淬火介质有水及其溶液、油、乳化液以及低熔点熔盐。 13、淬透性的实验测定方法临界直径法，端淬法等。
第一章（p11） 1、什么是应力？什么是应变？ 答：应力是试样单位横截面的拉力； 应变是试样在应力作用下单位长度的伸长量。 2、缩颈现象 在拉伸实验中当载荷超过拉断前所承受的最大载荷时，试样上有部分开始变细，出现了“缩颈”。 缩颈发生在拉伸曲线上bk段。 不是，塑性变形在产生缩颈现象前就已经发生，如果没有出现缩颈现象也不表示没有出现塑性变形。 4、布氏硬度法和洛氏硬度法各有什么优缺点？下列材料或零件通常采用哪种方法检查其硬度？ “库存钢材、硬质合金刀头、锻件、台虎钳钳口” 答：洛氏硬度法测试简便，缺点是测量费时，且压痕较大，不适于成品检验。 布氏硬度法测试值较稳定，准确度较洛氏法高。 迅速，因压痕小，不损伤零件，可用于成品检验。 其缺点是测得的硬度值重复性较差，需在不同部位测量数次。 硬质合金刀头，台虎钳钳口用洛氏硬度法检验。 库存钢材和锻件用布氏硬度法检验。 5、下列符号所表示的力学性能指标名称和含义是什么? 答： b——抗拉强度：它是指金属材料在拉断前所能承受的最大应力
σs——屈服点：它是指拉伸试样产生屈服时的应力。 σ0.2——规定残余拉伸强度 σ-1——疲劳强度：它是指金属材料在应力可经受无数次应力循 环不发生疲劳断裂，此应力称为材料的疲劳强度。 σ——应力：它指试样单位横截面的拉力。 ak——冲击韧度：它是指金属材料断裂前吸收的变形能量的能力 韧性。 HRC——洛氏硬度：它是指将金刚石圆锥体施以100N的初始压力，使得压头与试样始终保持紧密接触，然后，向压头施加主载荷，保持数秒后卸除主载荷。以残余压痕深度计算其硬度值。 HBS——布氏硬度：它是指用钢球直径为10mm，载荷为3000N为压头测试出的金属的布氏硬度。 HBW——布氏硬度：它是指以硬质合金球为压头的新型布氏度计。 第二章（p23） (1)什么是“过冷现象”?过冷度指什么？ 答：实际结晶温度低于理论结晶温度（平衡结晶温度），这种线性称为“过冷”。 理论结晶温度与实际结晶温度之差，称为过冷度。 （2）金属的晶粒粗细对其力学性能有什么影响？细化晶粒的途径有哪些？ 答：金属的晶粒粗细对其力学性能有很大影响。一般来说，同一成分
金属工艺学课后答案 1、什么是应力？什么是应变？ 答：试样单位截面上的拉力，称为应力，用符号ζ表示，单位是MPa。 试样单位长度上的伸长量，称为应变，用符号ε表示。 2、画出低碳钢拉伸曲线图，并指出缩颈现象发生在拉伸图上哪一点？若没有出现缩颈现象，是否表示试样没有发生塑性变形？ 答：b 点发生缩颈现象。若没有出现缩颈现象，试样并不是没有发生塑性变形，而是没有产生明显的塑性变形。 3、将钟表发条拉直是弹性变形还是塑性变形？怎样判断它的变形性质？ 答：将钟表发条拉直是弹性变形，因为当时钟停止时，钟表发条恢复了原状，故属弹性变形。 4、布氏硬度法和洛氏硬度法各有什么优缺点？各适用于何种场合。下列情况应采用哪种硬 度法测定其硬度？ 答：布氏硬度法：（1）优点：压痕面积大，硬度值比较稳定，故测试数据重复性好，准确度 较洛氏硬度法高。（2）缺点：测试费时，且压痕较大，不适于成品检验。 （3）应用：硬度值HB 小于450 的毛坯材料。 洛氏硬度法：（1）优点：设备简单，测试简单、迅速，并不损坏被测零件。 （2）缺点：测得的硬度值重复性较差，对组织偏析材料尤为明显。 （3）应用：一般淬火件，调质件。 库存钢材——布氏硬度锻件——布氏硬度 硬质合金刀头——洛氏硬度台虎钳钳口——洛氏硬度。 5、下列符号所表示的力学性能指标的名称、含义和单位是什么？ ζ：强度，表示材料在外加拉应力的作用下，抵抗塑性变形和断裂的能力，单位MPa。 ζs：屈服强度，指金属材料开始发生明显塑性变形时的应力，单位MPa。 ζb：抗拉强度，指金属材料在拉断前可能承受的最大应力，单位MPa。 ζ0.2：屈服强度，试样在产生0.2%塑性变形时的应力，单位MPa。 ζ-1：疲劳强度，表示金属材料在无数次的循环载荷作用下不致引起断裂的最大应力，单位MPa。 δ：伸长率，试样产生塑性变形而发生破坏是的最大伸长量。 αk：冲击韧性，金属材料在一次性、大能量冲击下，发生断裂，断口处面积所承受的冲击功，单位是J/cm2 HRC：洛氏硬度，无单位。 HBS：布氏硬度，无单位。表示金属材料在受外加压力作用下，抵抗局部塑性变形的能力。HBW：布氏硬度，无单位。 1、金属的晶粒粗细对其力学性能有什么影响？ 答：晶粒越细小，ζb、HB、αk 越高；晶粒越粗，ζb、HB,、αk,、δ下降。 2、什么是同素异晶转变？试画出纯铁的冷却曲线，并指出室温和1100℃时的纯铁晶格有什 么不同？ 答：随温度的改变，固态金属晶格也随之改变的现象，称为同素异
内江职业技术学院教案 《金属工艺学》 第三章 金属材料复习思考题参考答案 1.碳钢中的常存元素有哪些？在钢中起什么作用？ 答：碳钢中的常存元素有：主要元素是C ，其余有Si 、Mn 、P S 、O 、H 、N 。Si 、Mn 是有益元素，含量不多时对钢的性能影响不大。P 、S 是有害元素，严重影响性能，P 造成“冷脆”，S 造成“热脆”。O 、H 、N 是有害元素，严重影响性能，使钢的塑性、韧度和 疲劳强度急剧降低，严重时造成裂纹、脆断。 2.现在Q195、Q235B 、Q255B 三种碳素钢，分别用于制造铁钉、 铆钉、高强度销钉，如何合理选材？ 答：Q195用于制造铁钉；Q235B 用于制造铆钉；Q255B 用于制 造高强度销钉。 3.现有08F 、45、65三种优质碳素结构钢，欲制造仪表板、汽 车弹簧、变速箱传动轴等零件，如何选材？ 答：08F 用作制造仪表板；45用作制造变速箱传动轴；65用 作制造汽车弹簧。 4.ZG25、ZG200-400表示什么意义？ 答：ZG25表示含碳量为0.25的铸造碳钢；ZG200-400表示曲 服点是200MPa ，抗拉强度是400Mpa 的铸造碳素钢。 5.合金钢中经常加入的合金元素有哪些？主要起什么作用？ 答：合金钢中经常加入的合金元素有： Mn 、Si 、Cr 、Ni 、Mo 、W 、Ti 、B 、Al 、Nb 、Zr 等。主要作 用有：（1）强化作用。（2）稳定组织、细化晶粒。（3）提 高淬透性。（4）提高抗氧化和耐蚀能力。 6.为什么合金钢的淬透性比碳钢高？ 答：除钴以外的合金元素都能溶如奥氏体，并增加过冷奥氏体的稳定性，使合金钢能在较低的冷却速度下获得马氏体，也 、管路敷设技术通过管线不仅可以解决吊顶层配置不规范高中资料试卷问题，而且可保障各类管路习题到位。在管路敷设过程中，要加强看护关于管路高中资料试卷连接管口处理高中资料试卷弯扁度固定盒位置保护层防腐跨接地线弯曲半径标高等，要求技术交底。管线敷设技术包含线槽、管架等多项方式，为解决高中语文电气课件中管壁薄、接口不严等问题，合理利用管线敷设技术。线缆敷设原则：在分线盒处，当不同电压回路交叉时，应采用金属隔板进行隔开处理；同一线槽内，强电回路须同时切断习题电源，线缆敷设完毕，要进行检查和检测处理。、电气课件中调试对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行 高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料试卷相互作用与相互关系，根据生产工艺高中资料试卷要求，对电气设备进行空载与带负荷下高中资料试卷调控试验；对设备进行调整使其在正常工况下与过度工作下都可以正常工作；对于继电保护进行整核对定值，审核与校对图纸，编写复杂设备与装置高中资料试卷调试方案，编写重要设备高中资料试卷试验方案以及系统启动方案；对整套启动过程中高中资料试卷电气设备进行调试工作并且进行过关运行高中资料试卷技术指导。对于调试过程中高中资料试卷技术问题，作为调试人员，需要在事前掌握图纸资料、设备制造厂家出具高中资料试卷试验报告与相关技术资料，并且了解现场设备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况， 然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。 、电气设备调试高中资料试卷技术电力保护装置调试技术，电力保护高中资料试卷配置技术是指机组在进行继电保护高中资料试卷总体配置时，需要在最大限度内来确保机组高中资料试卷安全，并且尽可能地缩小故障高中资料试卷破坏范围，或者对某些异常高中资料试卷工况进行自动处理，尤其要避免错误高中资料试卷保护装置动作，并且拒绝动作，来避免不必要高中资料试卷突然停机。因此，电力高中资料试卷保护装置调试技术，要求电力保护装置做到准确灵活。对于差动保护装置高中资料试卷调试技术是指发电机一变压器组在发生内部故障时，需要进行外部电源高中资料试卷切除从而采用高中资料试卷主要保护装置。
金属热处理原理与工艺 复习提纲 Document serial number【KKGB-LBS98YT-BS8CB-BSUT-BST108】
一、名词解释 1.正火：把零件加热到临界温度以上30-50℃，保温一段时间，然后在空气中冷却的热处理工艺。 2.退火：将钢加热、保温后，随炉冷却后，获得接近平衡状态组织的热处理工艺。 3.回火：将淬火钢重新加热到A1线以下某一温度，保温一定时间后再冷却到室温的热处理工艺。 4.淬火：将钢加热到AC1或AC3以上某一温度，保温一定时间，以大于临界冷却速度进行快速冷却，获得马氏体或下贝氏体组织的热处理工艺。 5.淬硬性：钢淬火后的硬化能力。 6.淬透性：钢淬火时获得马氏体的能力。 7.贝氏体：过冷奥氏体中温转变的产物。 8.马氏体：C原子溶入 -Fe形成的饱和间隙固溶体。 9.贝氏体转变：奥氏体中温转变得到贝氏体的过程。 10.马氏体转变：将奥氏体快速冷却到Ms点以下得到马氏体组织的过程。 11.脱溶：从过饱和固溶体中析出第二相(沉淀相)、形成溶质原子聚集区以及亚稳定过渡相的过程称为脱溶或沉淀，是一种扩散型相变。 12.固溶：将双相组织加热到固溶度线以上某一温度保温足够时间，获得均匀的单相固溶体的处理工艺。 13.固溶强化：当溶质原子溶入溶剂原子而形成固溶体时，使强度、硬度提高，塑性、韧性下降的现象。 14.渗碳：向钢的表面渗入碳原子的过程。
15.渗氮：向钢的表面渗入氮原子的过程。 16.化学热处理：将零件放在特定的介质中加热、保温，以改变其表层化学成分和组织，从而获得所需力学或化学性能的工艺总称。 17.表面淬火:在不改变钢的化学成分及心部组织情况下，利用快速加热将表层奥氏体化后进行淬火以强化零件表面的热处理方法。 二、简答题 1.材料的强韧化机制及其应用 答：固溶强化； 位错强化； 第二相强化； ④细晶强化。 2.相变应力/组织应力是什么对组织性能有什么影响 3. 答：组织应力又称相变应力：金属制品在加热和冷却时发生相变，由于新旧相之间存在着结构和比容差异，制品各部分又难以同时发生相变，或者各部分的相变产物有所不同，也会引起应力，这种因组织结构转变不均均而产生的应力称为组织应力。 热应力：金属制品在加热和冷却过程中，由于各部分加热速度或冷却速度不同造成制品各部分温度差异，从而热胀冷缩不均匀所引起的内应力。4.奥氏体化的形成及控制（形成过程、机理、及控制措施）其中包含的化学反应有哪些？ 答：奥氏体：C溶于γ–Fe的八面体间隙形成间隙式固溶体
一、选择题 1、下列不是金属力学性能的是（ D ）。 A、强度 B、硬度 C、韧性 D、压力加工性能 2、工程上一般规定，塑性材料的δ为（ B ）。 A、≥1% B、≥5% C、≥10% D、≥15% 3、试样拉断前所承受的最大应力称为（ D ）。 A、抗压强度 B、屈服强度 C、疲劳强度 D、抗拉强度 4、珠光体是（ A ）。 A、铁素体与渗碳体的片层状混合物； B、铁素体与奥氏体的片层状混合物； C、奥氏体与渗碳体的片层状混合物； D、铁素体与莱氏体的片层状混合物。 5、钢的含碳量一般在（ B ）。 A、0.77%以下 B、2.11%以下 C、4.3%以下 D、6.69%以下 6、为了减小淬火内应力和降低脆性，表面淬火后一般要进行（ B ）。 A、正火 B、低温回火 C、中温回火 D、高温回火 7、20Cr是( D ) 。 A、调质合金钢 B、中淬透性钢 C、高淬透性钢 D、低淬透性渗碳钢 8、下列是铸造特点的是（C ）。 A、成本高 B 、精度高 C、适应性广 D 、铸件质量高 9、为防止坯料在镦粗时产生弯曲，坯料原始高度应小于其直径 ( C ) 。 A、1倍 B 、2倍 C、 2.5倍 D、 3倍 10、焊接时，焊接电流主要根据 ( A ) 选择。 A、焊条直径 B、焊接方法 C、焊接接头 D、坡口 11、根据拉伸实验过程中拉伸实验力和伸长量关系，画出的力—伸长曲线（拉伸图）可以确定出金属的（A ）。 A、强度和塑性 B、强度和硬度 C、强度和韧性 D、塑性和韧性 12、共析钢的含碳量为（A ）。 A、Wc=0.77% B、Wc>0.77% C、Wc<0.77% D、Wc=2.11% 13、为保证较好的综合力学性能，对轴、丝杠、齿轮、连杆等重要零件，一般采用的热处理方式是（D ）。 A、淬火 B、正火 C、退火 D、调质 14、目前工业上应用最广泛的是气体渗氮法。它是在渗氮罐中进行加热时，不断通入（B ）介质。 A、氮气 B、氨气 C、一氧化碳 D、二氧化碳 15、45钢是( B ) 。 A、碳素结构钢 B、优质碳素结构钢 C、碳素工具钢 D、优质碳素工具钢 16、机床的床身一般选（C ）。 A 、焊接 B 、锻造 C 、铸造 D 、冲压
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。退火的目的在于均匀化学成分，改善机械性能及工艺性能，消除或减少内应力，并为零件最终热处理准备合适的内部组织。 9.钢件退火工艺按加热温度分类：（1）在临界温度以上的退火，又称相变重结晶退火，包括完 全退火，不完全退火。扩散退火和球化退火。（2）在临界温度以下的退火，包括软化退火，再结晶退火及去应力退火。按冷却方式可分为连续冷却退火及等温退火。 10.正火：是将钢材或钢件加热到Ac3(或Accm)以上适当温度，保温适当时间后在空气中冷却， 得到珠光体类组织的热处理工艺。目的是获得一定的硬度，细化晶粒，并获得比较均匀的组织和性能。 11.扩散退火: 将金属铸锭，铸件或锻坯，在略低于固相线的温度下长期加热，消除或减少化学 成分偏析及显微组织（枝晶）的不均匀性，以达到均匀化目的的热处理工艺称为扩散退火，又称均匀化退火。 12.完全退火：将钢件或钢材加热到Ac3点以上，使之完全奥氏体化，然后缓慢冷却，获得接近 于平衡组织的热处理工艺称为完全退火。 13.不完全退火：将钢件加热到Ac1和Ac3之间，经保温并缓慢冷却，以获得接近平衡组织。 14.球化退火：使钢中的碳化物球状化，或获得“球状珠光体”退火工艺称为球化退火。球化退 火的目的：①降低硬度，改善切削性能。②获得均匀组织，改善热处理工艺性能③经淬火，回火后获得良好的综合机械性能。 15.各类铸件在机械加工前应进行消除应力处理。一般正火加热温度为Ac1+(30-50℃)。 16.正火时应考虑的问题：（1）低碳钢正火的目的之一是为了提高切削性能（2）中碳钢的正火 应该根据钢的成分及工件尺寸来确定冷却方式（3）过共析钢正火，一般是为了消除网状碳化物，故加热时必须保证碳化物全部溶入奥氏体中（4）双重正火，有些铸件的过热组织或铸件粗大铸造组织，一次正火不能达到细化组织的目的，为此采用二次正火。 17.退火和正火的缺陷：过烧，黑脆，粗大魏氏组织（>Ac3加热，快冷或慢冷，严重时双重正 火），反常组织（重新退火），网状组织（重新正火），球化不均匀（正火和一次球化退火），
第一章（p11） 1.什么是应力？什么是应变？ 答：应力是试样单位横截面的拉力；应变是试样在应力作用下单位长度的伸长量2．缩颈现象 在拉伸实验中当载荷超过拉断前所承受的最大载荷时，试样上有部分开始变细，出现了“缩颈”。 缩颈发生在拉伸曲线上bk段。 不是，塑性变形在产生缩颈现象前就已经发生，如果没有出现缩颈现象也不表示没有出现塑性变形。 4.布氏硬度法和洛氏硬度法各有什么优缺点？下列材料或零件通常采用哪种 方法检查其硬度？ 库存钢材硬质合金刀头 锻件台虎钳钳口 洛氏硬度法测试简便，缺点是测量费时，且压痕较大，不适于成品检验。 布氏硬度法测试值较稳定，准确度较洛氏法高。；迅速，因压痕小，不损伤零件，可用于成品检验。其缺点是测得的硬度值重复性较差，需在不同部位测量数次。硬质合金刀头，台虎钳钳口用洛氏硬度法检验。 库存钢材和锻件用布氏硬度法检验。 5.下列符号所表示的力学性能指标名称和含义是什么? σb抗拉强度它是指金属材料 在拉断前所能承受的最大应力. σs屈服点它是指拉伸试样产生屈服时的应力。 σ2.0规定残余拉伸强度 σ1-疲劳强度它是指金属材料在 应力可经受无数次应力循环不发生疲劳断裂，此应力称为材料的疲劳强度。σ应力它指试样单位横截面的拉力。a K冲击韧度它是指金属材料断 裂前吸收的变形能量的能力韧性。HRC 洛氏硬度它是指将金刚石圆锥体施以100N的初始压力，使得压头与试样始终保持紧密接触，然后，向压头施加主载荷，保持数秒后卸除主载荷。以残余压痕深度计算其硬度值。HBS 布氏硬度它是指用钢球直径为10mm，载荷为3000N为压头测试出的金属的布氏硬度。 HBW 布氏硬度它是指以硬质合金球为压头的新型布氏度计。 第二章（p23） (1)什么是“过冷现象”?过冷度指什么？ 答：实际结晶温度低于理论结晶温度（平衡结晶温度），这种线性称为“过冷”。理论结晶温度与实际结晶温度之差，称为过冷度。 （2）金属的晶粒粗细对其力学性能有什么影响？细化晶粒的途径有哪些？ 答：金属的晶粒粗细对其力学性能有很大影响。一般来说，同一成分的金属，晶粒愈细，其强度、硬度愈高，而且塑性和韧性也愈好。
金属热处理工艺学 第一类 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，然后缓慢冷却得到接近平衡状态组织的热处理工艺。 扩散退火：将金属铸锭、铸件或锻坯，在略低于固相线的温度下长期加热，消除或减少化学成分偏析及显微组织的不均匀性，已达到均匀化目的的热处理工艺。 球化退火：使钢中的碳化物球状化，或得到“球状P”的退火工艺。 完全退火：将刚件或钢材加热到Ac3点以上，使之完全奥氏体化，然后缓慢冷却，获得接近于平衡组织的热处理工艺。 正火将钢：加热到Ac3或Accm以上（30—50），保温一定时间后在空气中冷却的热处理工艺。 再结晶退火： 去应力退火 马氏体分级淬火 等温淬火 淬透性 淬硬性 表面淬火 分级淬火 碳势 调质处理 传导传热 化学热处理 临界淬火冷却速度 热应力 组织应力 反应扩散 渗氮 二次硬化 离子氮化 软氮化 预热加热 随炉加热 到温入炉加热 高温入炉加热 第二类 1、化学热处理一般常将它看成由渗剂中的反应，渗剂中的扩散，渗剂与被渗金属表面的界 面反应，被渗元素原子的扩散和扩散过程中相变等过程所构成。 2、钢的热处理工艺由、、三个阶段所组成。 3、利用铁碳相图确定钢完全退火的正常温度范围是，它只适应于钢。 4、球化退火的主要目的是，它主要适用于。 5、钢的正常淬火温度范围，对亚共析钢是，，对过共析钢是。 6、淬火钢进行回火时回火温度越高，钢的强度与硬度越低。 7、汽车板簧淬火后，应采用中温回火，获得回火屈氏体组织，具有较高的弹性极限和塑性、
韧性性能。 8、钢的表面淬火是为了满足表硬里韧的性能要求，最常用的表面淬火工艺是感应加热表面 淬火。 9、钢的淬透性主要决定于钢的过冷奥氏体稳定性，钢的淬硬性主要决定于马氏体中的含 碳量。 10、一般热处理加热方式根据热处理目的不同有随炉加热，预热加热，到温入炉加热和高温 入炉加热等数种。 11、实现淬火过程的必要条件是加热温度必须高于临界点以上获得奥氏体组织，其后的冷却 速度必须大于临界冷却速度得到马氏体，或下贝氏体组织。 12、常用淬火介质有水及其溶液、油、乳化液以及低熔点熔盐。 13、淬透性的实验测定方法临界直径法，端淬法等。 14、工件淬火冷却时，如其瞬时内应力超过该时钢材的断裂强度，则将产生淬火裂纹。 15、确定感应圈几何形状时必须考虑邻近效应、环状效应、尖角效应等几种效应。 16、渗碳后的热处理有直接淬火，一次加热淬火，两次淬火等。 17、强化渗氮中典型渗氮工艺有等温渗氮、两段渗氮，三段渗氮。 18、心部要求较好综合机械性能的结构钢零件，感应加热表面淬火前的预先热处理为调质处 理。 第三类 1、完全退火主要适用于：1）亚共析钢2) 共析钢3)过共析钢 2、扩散退火的目的： 1）消除和改善晶内偏析2)消除冷塑性变形后产生的加工硬化3)降低硬度便于加工 3、钢的回火处理是在：1）退火后进行2)正火后进行3)淬火后进行 4、钢的渗碳温度：1) 600－650℃2) 800－850℃3)900－950℃4)1000－1050℃ 5、过共析钢正火的目的是： 1）调整硬度改善切削加工性能2)细化晶粒为淬火作组织准备3)消除网状二次渗碳体6、直径为10mm的45钢钢棒，加热到850℃投入水中，其显微组织为： 1）马氏体2)铁素体＋马氏体3) 马氏体＋残余奥氏体4)马氏体＋珠光体 7、若要提高淬火时淬硬层深度，应采取： 1)选择高淬透性钢2)增大工件截面尺寸3)选用比较缓和的冷却介质 8、除Co外，所有合金元素都使C曲线右移，则钢的淬透性： 1）降低2）提高3）不改变 9、过共析钢球化退火以前需进行： 1）调质处理2）正火3）去应力退火4）再结晶退火 10、再结晶退火的目的： 1）消除和改善晶内偏析2)消除冷塑性变形后产生的加工硬化3)降低硬度便于加工11、钢氮化前的预先热处理一般是： 1）退火2)正火3)淬火4）调质处理 12、钢的渗碳温度是，渗氮温度是是， 1) 500－570℃2) 800－850℃3)900－950℃4)1000－1050℃ 13、高速钢淬火后于560℃三次回火，其目的是 消除大量的残余奥氏体使大量的碳化物溶解消除二次淬火应力 14、化学热处理与其他热处理方法的主要区别是_________。 A．加热温度B．组织变化C．改变表面化学成分 15、淬透性越好的钢，淬火后获得的马氏体数量越多，得到的硬度也越高。