热处理工艺复习资料答案

第一部分热处理原理1.奥氏体形成过程：奥氏体形核，奥氏体长大，剩余渗碳体溶解，奥氏体成分均匀化。控制奥氏体晶粒度的方法：合理选择加热温度和保温时间，采用快速加热方法，利用重结晶细化晶粒，向钢中加入合金元素，控制钢的原始组织。奥氏体转变的形核位置咋爱铁素体和渗碳体的相界面上。奥氏体化温度越高，保温时间越长，加热速度越小，奥氏体晶粒越粗。原始组织越细，奥氏体转变越快，碳含量越高，奥氏体转变速度越快。2.本质细晶粒度：本质细晶粒钢加热时，奥氏体晶粒长大倾向小;本质粗晶粒钢加热时，倾向大。强碳、氮化物形成元素，在钢中形成熔点高、稳定性强、难溶的Ti等化合物，有效阻止晶粒长大。起始晶粒度：加热速度越快，相变温度越高，形核率急剧增大；原始组织弥散度越大，奥氏体起始晶粒也越细。在一定的加热速度下，加热温度越高，保温时间越长，得到的实际奥氏体晶粒越粗大。3.p的片层间距取决于p的形成温度。其力学性能主要取决于两相界面积的大小和渗碳体的形状、分布等。形成温度A1~680°时So（150~450）为p，形成温度680~600°时So（80~150）为S，形成温度600~500°时So（30~80）为T；形成温度越低，So越小，HBW越高。魏氏体组织：沿母相特定晶面析出的针状或片状显微组织。粒状p与片状p比较，在碳含量相同的钢中，粒状p组织中铁素体呈连续分布，位错运动阻力较小，故粒状p的硬度和屈服硬度略低于片状p，但塑性较好。4.M无扩散性相变，贝氏体半扩散型相变，珠光体扩散性相变。5.马氏体分板条M和透镜片状M两种形态，前者含碳量低，亚结构是位错，后面的含碳量高，亚结构是孪晶。M片的粗细取决于A晶粒的尺寸。6.MfMsMdToAsAf7.B分上贝氏体和下贝氏体；贝氏体转变过程受碳原子扩散控制；贝氏体的形成温度越低，强硬度越高，塑韧性越低。8.Ms就是M转变转变开始温度；影响Ms点的因素：A化学成分的影响；A化温度的影响；塑性形变和应力的影响；预先存在的p或B组织转变的影响。9.影响B强度的因素：B铁素体晶粒大小、碳化物的弥散度和分布，B的强度随转变温度降低而升高、碳及位错密度的作用、B的韧性：B铁素体晶粒大小及碳化物的形态和分布。11.金属的强韧化机制：细晶强化、固溶强化、第二相强化、形变强化。12.合金元素如何影响C曲线位置、临界冷却速度、淬透性大小：钢中的合金元素只有溶入A中，才会对过冷A转变产生重要影响、除Co之外，其他常用合金元素均会增加过冷A的稳定性，C曲线右移；当合金元素存在于未溶解的碳化物和夹杂物中，C曲线左移。C曲线靠左，Vc上升，淬透性低、C曲线靠右，Vc降低，淬透性高。第二部分热处理工艺1.原始组织较细时，加热温度取下限；原始组织粗大又不均匀时，取下限。保护气氛：指在给定温度下，能保护被加热的工件表面不发生氧化、脱碳或其他化学成分变化的气氛。可控气氛：指气氛成分可按所要求的氧化—还原、脱碳—增碳效果进行控制的混合气体。其主要区别：保护气氛可是混合气体，也可是单一组分的气体，而可控气氛都是混合气体。单一组分的气体，其成分固定不变，无法控制。加热速度：低温入炉预热加热到温入炉高温入炉2.消除过热：正火或完全退火消除。过烧不可消除，工件只能报废。3.退火的应用：调整硬度、消除应力、改善不良组织、细化、均匀化组织、为最终热处理做组织准备。正火的应用：1细化组织、消除过热缺陷2调整硬度，多用于wc≤0.45的碳钢，3一般工件用正火代替调质处理，4消除过共析钢的网状碳化物、为球化退火和淬火组织作组织准备，5用于淬火返修件，以消除淬火过热组织。均匀化退火对晶粒影响和消除：1、氧化、脱碳严重，2、均匀化退回后应完全退火或正火，细化晶粒；3均匀化退火并非对所有成分、组织不均匀现象都很有效。如对由于合金元素偏析造成的带状组织，应反复锻打，将枝晶打碎后再均匀化退火。正火处理的实质：使工件完全奥化、发生伪共析转变。消除高碳钢的网状二次渗碳体：正火+二次渗碳体。球化退火前的过共析钢进行正火的目的：使p组织增多变细。4.碳钢的淬火加热温度：Ac3+（30°~50°C）。亚共析钢的亚温淬火的组织：M+少量均匀分布的铁素体，性能：提高亚共析钢韧性、强度略有降低。5.高温形变淬火6.P115图单介质淬火所得组织性能：应力大、易开裂。双介质淬火既使工件获得足够硬度、淬硬层深度，又减小应力，使畸变、开裂倾向明显减小。M分级淬火：显著降低淬火应力、硬度低。B等温淬火：下贝氏体硬度较高、有良好韧性，变形开裂倾向极小。水：随水温升高，冷速降低较快；油：低温区冷速较慢，有利减小淬火畸变、开裂，高温区冷速太慢，对环境有污染易失火。理想的淬火介质的冷却速度：高温区冷速慢；中温区冷速快vVc,低温区冷速慢。7.P115图8.P122催入淬火介质的常用方法9.淬硬性：指钢在理想条件下淬火所能达到的最高硬度，是反映钢的淬硬能力的一个指标。其主要取决于M中的碳含量，而与合金元素关系不大。11.二次硬化的原因：由于碳化物弥散析出和（或）残留A转变为M（或B）所致。实质：多次回火后，硬度上升。12.按淬火内应力的形成原因可分为：热应力和相变应力。冷却速度越大，淬火应力越大。残余奥氏体过多时，钢的硬度降低、尺寸增大。消除、降低影响：减少残余奥氏体（Ar）13.低温回火组织：M性能：脆性、内应力下降，硬度提高（55~64HBC）应用：工具钢、滚动轴承、丝杠中温回火组织：T性能：较高硬度、强度（40~50HBC)一定韧性、高的弹性极限。应用：各种弹簧、弹性元件、热模锻和要求较高强度的轴承、刀杆。高温回火组织：S性能：良好的综合力学性能应用：表面强化、预先热处理回火M：保持了淬火M的高硬度、内应力、脆性有所降低回火T：高的弹性极限和抗拉强度，并有一定韧性回火S：强度适中、良好的塑性韧性（颗粒状的渗碳体均匀分布在等轴状α晶粒内）（S：细的p）14.M中碳原子的偏聚（20~100°）、M的分解（100~250°）、残留A转变（200~300°）、碳化物析出与转变（250~400°）、α相的回复、再结晶和渗碳体的聚集长大（400~600°）15.消除第一类回火脆性的方法：降低钢中杂质、细化A晶粒、加入Mo、W等元素、采用等温淬火代替淬火加回火、加入Cr、Si、Mo、W等元素使发生回火脆性的温度避开所需进行的回火温度。消除第二类回火脆性的：降低钢中杂质含量、假如能抑制第二类回火脆性的合金元素、W、Mo等、细化A晶粒，降低单位面积上的杂质偏聚量、避免在脆化温度区间回火，或在脆化温度以上回火加热后快冷、对亚共析钢采用亚温淬火，使杂质元素分布于铁素体中、采用形变热处理，以增大晶界面积。16.硬度偏高解决措施：按回火规范重新回火；硬度偏低解决措施：返修、重新淬火、回火。17.感应淬火常用钢：Wc=0.4%~0.5%的中碳钢或中碳合金钢。钢感应加热表面淬火的淬硬层深度主要取决于频率。