第一篇：北科大-熱處理考試重點總結(jié)----熱處理基礎(chǔ)知識收藏

合金元素作用：

淬火——回火鋼作用：除Co外，合金元素降低鋼的Ms溫度。硼在奧氏體晶界處吸附。影響界面能，因而增大淬透性。對殘余奧氏體性能作用：

合金元素通過降低MS溫度，以及錳鎳等FCC元素穩(wěn)定殘余奧氏體。鎳對淬火鋼的韌性有特別好的作用。

合金元素形成碳化物的傾向愈強，其碳化物也愈難溶解。

合金元素在奧氏體中的均勻化，也需要較長時間，因為合金元素的擴散速度，均遠低于碳的擴散速度。

含有較強的碳化物形成元素(如鉬、鎢，釩，鈮、鈦等)的鋼，在奧氏體化加熱時，易于獲得細晶粒的組織。

強烈阻止晶粒粗化的元素：鈦、鈮、釩、鋁等，其中以鈦的作用最強。鎢、鉬、鉻等中強碳化物形成元素，也顯著地阻礙奧氏體晶粒粗化過程。錳和磷是促使奧氏體晶粒粗化的元素。合金元素對馬氏體轉(zhuǎn)變的影響 增加冷卻時間，降低冷卻速度。

提高鋼的回火穩(wěn)定性；產(chǎn)生二次硬化；增大回火脆性

合金元素對碳在奧氏體中的擴散影響

1)Co、Ni增大碳在奧氏體中的擴散系數(shù)，因而加快奧氏體形成速度；

2)碳化物形成元素Cr、Mo、W、V等降低碳在奧氏體中的擴散系數(shù)，且所形成的特殊碳化物較難溶解，所以減慢奧氏體形成速度；

3)Si、Al、Mn等元素對碳在奧氏體中的擴散系數(shù)影響不大，因此對奧氏體形成速度沒有多大影響。

奧氏體等溫形成動力學(xué)的影響因素：

1.加熱溫度：溫度越高，奧氏體形成速度越快。2.碳含量：碳含量越高，奧氏體的形成速度越快。3.原始組織：碳化物的形狀、分散度。

4.合金元素：合金元素的加入對奧氏體的形成機理沒有影響，但是合金元素的存在改變了碳化物的穩(wěn)定性，影響碳在奧氏體中的擴散系數(shù)。另外，合金元素在碳化物與基體之間的分布不均勻，也可影響奧氏體的形成速度、碳化物的溶解以及奧氏體的均勻化。奧氏體晶粒大小的影響因素：

? 加熱溫度和保溫時間:晶粒長大和原子的擴散密切相關(guān)，溫度升高或保溫時間延長，有助于擴散進行，因此奧氏體晶粒變得更加粗大。

? 加熱速度：加熱速度與過熱度有關(guān)，加熱速度越大，過熱度越大，即奧氏體的實際形成溫度越高。高溫下獲得的起始晶粒細小，但很容易長大，因此保溫時間不宜過長。

? 碳含量：碳含量不足以形成過剩碳化物的時候，隨著含量的增加晶粒增大；如果足以形成未溶解的碳化物，阻礙奧氏體晶粒的長大。

? 脫氧劑及合金元素：Al脫氧可以形成AlN顆粒，阻礙晶粒長大；Ti，Nb，V強碳化物形成元素的加入，形成顆粒細小、彌散分布的碳化物，阻礙奧氏體晶粒長大；Mn、P促進奧氏體晶粒的長大。

? 原始組織：原始組織只影響起始晶粒度。原始組織越細，起始晶粒度就越細小。

控制晶粒長大的措施：

? 利用Al脫氧，形成AlN質(zhì)點，細化晶粒；

? 加入強的碳氮化物形成元素，形成難溶的碳氮化物，阻礙奧氏體晶粒長大； ? 采用快速加熱、短時保溫的辦法，獲得細小的晶粒； ? 控制鋼的熱加工工藝和采用預(yù)備熱處理工藝。

過熱：由于加熱工藝不當(加熱溫度過高、保溫時間過長等)而引起實際奧氏體晶粒粗大，在隨后的淬火或正火得到十分粗大的組織，從而使鋼的機械性能嚴重惡化，此現(xiàn)象稱為過熱。

通過正火、退火的重結(jié)晶可以消除過熱組織(非平衡組織則難以消除)。

過燒：由于加熱工藝不當(加熱溫度過高、保溫時間過長等)而引起奧氏體晶界熔化的現(xiàn)象稱為過燒。通過正火、退火的重結(jié)晶不能消除過燒組織。

以共析鋼為例，過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線可以劃分為三個轉(zhuǎn)變區(qū)域：

1）從A1至550℃形成層片狀鐵素體和滲碳體的機械混合物，統(tǒng)稱為珠光體;2）從550℃至Ms形成貝氏體，它是過飽和碳的鐵素體和碳化物的機械混合物。根據(jù)形成溫度高低，又可分為上貝氏體和下貝氏體;3）將奧氏體快冷至Ms以下，在Ms至Mf之間產(chǎn)生馬氏體轉(zhuǎn)變，它是屬于無擴散性相變，得到的過飽和的α固溶體。由此的結(jié)論：

（1）以某一定速度冷卻時，珠光體轉(zhuǎn)變在一個溫度區(qū)間進行。冷速愈大，此區(qū)間也愈大，開始轉(zhuǎn)變的溫度也愈低。

（2）冷卻速度小于下臨界冷卻速度時，轉(zhuǎn)變產(chǎn)物全部為珠光體（P）；冷卻速度大于上臨界冷卻速度時，轉(zhuǎn)變產(chǎn)物為馬氏體（M）及少量殘余奧氏體；

（3）冷卻速度介于上臨界速度與下臨界速度之間時，轉(zhuǎn)變產(chǎn)物為珠光體、馬氏體加少量殘余奧氏體。

魏氏組織：工業(yè)上將具有先共析片（針）狀鐵素體或針（片）狀滲碳體加珠光體的組織，稱為魏氏組織。形成條件：

? 易在粗晶粒的奧氏體中形成； ? 與鋼的化學(xué)成分有關(guān)；

? 在一定的冷卻速度下才能形成。力學(xué)性能：

塑性和沖擊韌性顯著降低；使韌脆轉(zhuǎn)變溫度升高。

馬氏體具有高強度和高硬度的原因如下：

(1)固溶強化：過飽和碳原子間隙式固溶于馬氏體中引起強烈的正方畸變，形成以碳原子為中心的應(yīng)力場，這種應(yīng)力場與位錯交互作用使馬氏體顯著強化。

(2)亞結(jié)構(gòu)強化：板條狀馬氏體內(nèi)的高密度位錯，片狀馬氏體內(nèi)的精細孿晶，產(chǎn)生亞結(jié)構(gòu)強化。

(3)時效強化：馬氏體形成過程中發(fā)生自回火，使碳原子沿晶格缺陷偏聚或碳化物彌散析出，從而產(chǎn)生時效強化。鋼在回火時的轉(zhuǎn)變

一、馬氏體中碳原子的偏聚 100℃以下回火，(1)含碳量小于0.2%的馬氏體中，間隙碳原子全部偏聚到高密度的位錯線上，形成柯氏氣團(2)含碳量大于0.2%的馬氏體中，化學(xué)偏聚。

二、馬氏體的分解與亞穩(wěn)碳化物的形成

在100℃以上回火時，馬氏體將發(fā)生較為明顯的分解，并析出碳化物。在150~250℃回火時，片狀馬氏體將分解為片狀α固溶體和薄片狀ε碳化物的兩相組織，稱為回火馬氏體。

對于含碳量<0.2%的板條狀馬氏體，在100~200℃之間回火時，馬氏體一般不析出ε碳化物，碳原子仍偏聚在位錯線附近。

三、殘余奧氏體的轉(zhuǎn)變

在200~300℃溫度區(qū)間回火時，殘余奧氏體將分解為過飽和α固溶體和薄片狀ε碳化物的兩相組織，一般認為是回火馬氏體或下貝氏體

四、碳化物的轉(zhuǎn)變

形成比ε碳化物更加穩(wěn)定的χ碳化物和θ碳化物。

五、碳化物的聚集長大與α相的回復(fù)、再結(jié)晶

回火溫度高于400℃后，滲碳體明顯聚集長大并球化，α相將發(fā)生回復(fù) 回火溫度高于600℃后，α相將發(fā)生再結(jié)晶。淬火鋼在回火過程中的組織變化為：

在150~250℃之間回火時，片狀馬氏體將分解為片狀α固溶體和薄片狀ε碳化物的兩相組織，稱為回火馬氏體；

在350~500℃之間回火時，碳鋼與低合金鋼將得到板條狀或片狀鐵素體與細顆粒滲碳體組成的混合物，稱為回火屈氏體；

在500~650℃之間回火時，碳鋼與低合金鋼將得到顆粒狀滲碳體分布于等軸狀鐵素體基體上的組織，稱為回火索氏體。

在650℃~A1之間回火時，顆粒狀滲碳體進一步長大，分布于等軸狀鐵素體基體上的組織，稱為粒狀珠光體。a． 影響淬透性的因素：

(1)奧氏體化學(xué)成分：除Co以外的合金元素，當其溶入A后，使C曲線右移，提高鋼的淬透性。

(2)奧氏體化條件：A化溫度越高，保溫時間越長，成分愈均勻，使過冷A越穩(wěn)定，C曲線越右移，鋼的淬透性越好。b． 影響淬透層深度的因素：

(1)鋼的淬透性

(2)零件的形狀與尺寸

(3)淬火介質(zhì)的冷卻能力

鐵素體，奧氏體都有很好的塑性,韌性,珠光體有較高的綜合機械性能;萊氏體滲碳體都是脆性的,硬度高,耐磨性好;索氏體較珠光體有更高的綜合機械性能;馬氏體分2種:低碳M有很高的強韌性,高碳M有更高的耐磨性;屈氏體較索氏體的層片間距更小,屈服強度更高,彈性更好.珠光體

綜合力學(xué)性能好

強度 塑性 韌性 抗疲勞 都不錯

奧氏體

沒有強度硬度

延展性塑性 非常好

馬氏體

具有高硬度 高耐磨的特性 缺點 穩(wěn)定性不好 所以一般淬火后都得回火 滲碳體

含碳高硬度高 脆

固溶強化：利用置換式溶質(zhì)原子和間隙式溶質(zhì)原子與位錯的交互作用。提高屈服強度的方法。間隙比置換好。

形變強化：利用形變使鋼強化的方法。隨著型變量增加，在晶體內(nèi)產(chǎn)生高的位錯密度。時效強化/沉淀強化：過飽和固溶體的脫溶。

彌散強化：利用彌散的超細微粒阻礙位錯的運動，提高材料高溫下的力學(xué)性能。

第二篇：熱處理基礎(chǔ)知識

熱處理

第一節(jié)

1.定義：把金屬材料加熱到一定的溫度并保溫一定時間，然后以一定的進度進行冷卻，得到所需的顯微組織和性能的工藝過程。解釋：

一定溫度：根據(jù)要求的某一溫度。淬火：完全奧氏體化的溫度。

各種鋼的加熱溫度都是根據(jù)臨界點ＡＣ１、AC3來確定的。影響因素，原始組織，加工狀態(tài)，工件尺寸等。

以一定的速度進行冷卻——因為速度不同所獲得的顯微組織不同，因而機械性能不同。

2.熱處理的作用

熱處理這一方法歷史上，例如刀、劍、鋼針加熱——放入水中——用鍋炒——炒。

金屬材料是現(xiàn)代化工業(yè)中的主要材料，例如：汽車齒輪、刀具、機床部件都需進行熱處理。

熱處理作用：A提高硬度

B降低硬度便于切削或其它切削加工

C消除因在各種加工中所引起的內(nèi)應(yīng)力。

D改善金屬的內(nèi)部組織和性質(zhì)，使其滿足不同的要求。

E提高表面耐磨耐腐性。

熱加工的對象是半成品，出現(xiàn)錯誤時會產(chǎn)生廢品，損失大。3.哈量廠的熱處理

哈量生產(chǎn)的產(chǎn)品——通用量具，標準刃具、精密量儀、數(shù)控刀具、數(shù)控機床。97%的零部件都需要經(jīng)過熱處理。熱處理分廠有160人，除了一些輔助工段有3個主要工段。

1）合金鋼工段——主要處理量具，儀器配件、數(shù)控機床配件。所用鋼種：T10A——優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼（游標卡尺）

GCr15——軸承鋼（換塞規(guī)，塊規(guī)）

9SiCr——合金工具鋼（板牙、自用工具）

40Cr——合金結(jié)構(gòu)鋼（機床配件）

45#——碳素結(jié)構(gòu)鋼（板牙）

20CrMnTi——合金結(jié)構(gòu)鋼（滲碳件、數(shù)控刀柄）

2）高速鋼工段：W6Mo5Cr4V2、W9Mo5Cr4V、W18Cr4V——產(chǎn)品：鉆頭、絲錐、銑刀。

3）綜合處理工段：滲碳、真空淬火、多用爐淬火。第二節(jié)：鋼的分類

鋼是由Fe+C的合金元素組成

鐵碳合金按其含碳量的質(zhì)量分數(shù)表示： 鋼——Wc=0.0218%~2.11% 工業(yè)純鐵——Wc<0.0218% 鑄鐵——Wc>2.11% 按化學(xué)成分分類

1.碳素鋼：碳的質(zhì)量分數(shù)小于2.11%而不含有特意加入的合金元素的鋼稱 為碳素鋼，簡稱碳鋼

按鋼的含碳量分1）低碳鋼Wc≤0.25%

例如；20Cr鋼，0.17~0.24

2）中碳鋼0.25%

例如：45#，0.42~0.49

3）高碳鋼Wc>0.06

例如：T10A，0.95~1.04

2.合金鋼：

低合金鋼：按合金元素的總質(zhì)量分數(shù)小于等于5%如40Cr、20Cr。中合金鋼：按合金元素的總質(zhì)量分數(shù)大于等于5%小于10%例如：38CrMoAl 高合金鋼：按合金元素的總質(zhì)量分數(shù)大于等于10%例W6Mo5Cr4V2。二按用途分類：

1.結(jié)構(gòu)鋼：用作機器零件和工程結(jié)構(gòu)鋼。例做橋梁、船舶、齒輪軸。1）碳素機構(gòu)鋼：45#、65#、65Mn。

2）合金結(jié)構(gòu)鋼：20CrMnTi、40Cr、42CrMn。2.工具鋼（C>0.7%）：

1）碳素工具鋼：T10A、T12A 2）合金工具鋼：W6Mo5Cr4V2、W18Cr4V 3.特殊鋼：具有特殊的物理、化學(xué)、機械性能的鋼。例如：不銹鋼、耐磨鋼 和磁鋼。

第二節(jié)熱處理工藝制定原則及典型熱處理工藝

熱處理工藝規(guī)程的編制是零件工藝中最主要、最基本的工作內(nèi)容。也是充分發(fā)揮材料的力學(xué)性能和零件的服役能力的基本保證。因此確切的說，工藝規(guī)程的編制工作屬于工程設(shè)計的范疇。是工程工作中重要的一個環(huán)節(jié)。

一．工藝編制要遵守以下原則 1.工藝的先進性

采用新工藝、新技術(shù)。熱處理設(shè)備的更新與改造。例（晶體管主頻，無觸點、數(shù)字控溫、變頻變壓器。）采用新型工藝材料。

目的：提高產(chǎn)品熱處理質(zhì)量、提高生產(chǎn)能力、降低成本、提高熱處理后工件的表面質(zhì)量，安全、環(huán)保。

2.工藝的合理性。

A工藝安排的合理性：前后序安排要合理，減少后序加工的難度，與機械加 工要協(xié)調(diào)，降低生產(chǎn)成本。

B零件熱處理要求合理性

熱處理工藝應(yīng)與材料的特征相適應(yīng)，零件的幾何尺寸和形狀應(yīng)與熱處理的工藝相適應(yīng)

C工藝方法及工藝參數(shù)的合理性

選擇合適的工藝參數(shù)，工藝方法應(yīng)簡單適用，減少生產(chǎn)成本，便于操作。選擇工藝參數(shù)應(yīng)根據(jù)相關(guān)標準，與標準不同的工藝參數(shù)應(yīng)有試驗根據(jù)。

D熱處理前零件的尺寸形狀的合理性，防止變形、開裂等缺陷 E熱處理前工作狀態(tài)的合理性

鑄、鍛件應(yīng)退火，機械加工應(yīng)去除應(yīng)力。3.工藝的可行性

A企業(yè)的熱處理條件、人員結(jié)構(gòu)及素質(zhì)、熱處理設(shè)備配備程度、設(shè)備的精度。B操作人員的專業(yè)技術(shù)水平，人員的文化程度、專業(yè)技術(shù)水平及對工藝操作的熟練程度。

C工藝技術(shù)的合理性：保證工藝的制定有法可依。4.工藝的經(jīng)濟性

A能源利用：減少能源消耗，選用節(jié)能設(shè)備。

B設(shè)備工裝的使用：合理利用空間，采用機械化，自動化生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效 率。

C工藝方法應(yīng)簡便，減少不必要的程序，縮短生產(chǎn)周期。D利用現(xiàn)有設(shè)備設(shè)計輔助工裝及輔助工序。

化學(xué)熱處理——滲碳，真空熱處理 5.工藝可檢查性 A工藝參數(shù)的追溯，溫度時間的記錄，產(chǎn)品數(shù)量規(guī)格的記錄，操作者的記錄。B檢查結(jié)論的追溯，含金相，硬度，終檢記錄。6.工藝的安全性

A工藝本身的安全性：1）爆干后預(yù)熱2）加熱包鹽3）各種壓力容器的安 全措施

B控制有害作業(yè)，不采用有害工藝，如氰化物的使用等。

C環(huán)保：生產(chǎn)場所避免有害氣體排放，防止廢棄物污染對排放物進行處理。二.典型熱處理工藝

（一）φ10直柄麻花鉆，材料W6Mo5Cr4V2.技術(shù)要求：刃溝長L4/5,硬度≥63HRC，徑向跳動≤0.22mm。

1.淬火：裝量88件卡具 a烘干200~300℃，b一次預(yù)熱800~830℃，2分10秒，c二次預(yù)熱800~830℃，2分10秒。d加熱

1235~1240℃，2分10秒 e分級冷卻580~630℃，2分10秒 f空冷到室溫 2.清洗

3.回火，三次550~560℃，三次每次1小時，每次空冷到室溫再回火。4.清洗 5.噴砂 6.防銹 7.調(diào)直 8.檢查

(二)150卡尺測尺熱處理

材料T10A，技術(shù)要求：兩面58~63HRC，其余40~48HRC，平面度大小

面0.12mm。

1.淬火裝卡具（20件）裝量60件 a烘干200~300℃，6分 b預(yù)熱650~700℃，6分 c加熱780~790℃，6分

d冷卻（硝鹽，NaNO2）150~180℃，6分 2.清洗 3.尺爪退火 4.回火420~450℃，2小時 5.檢查

6.量面淬火（高頻）過飽和NaNO3水溶液。7.回火200~210℃，2h 8.檢查 9.調(diào)直 10.檢查

（三）125mm量塊熱處理工藝

材料：GCr15 硬度≥64HRC，磁性≥95% 1.淬火：綁串，數(shù)量72件 a烘干200~300℃，15秒 b預(yù)熱650~700℃，15秒 c加熱860~865℃，15秒 d冷卻：油

2.冷處理：-80℃，3h 3.清洗 4.回火 5.清洗 6.檢查 7.噴砂

8.檢查:0級±0.3u

1級±0.6u 第三節(jié)：熱處理爐的分類

一.按熱源分：電阻爐、煤氣爐、油爐、煤爐 二.按工作溫度分：高溫爐（>1000℃）；中溫爐（650~1000℃）；低溫爐(<650℃)三.按工藝用途分：退火爐、淬火爐、回火爐、滲碳、氮化爐、實驗爐

四.按加熱介質(zhì)分：自然氣氛爐、浴爐、可換氣氛爐、真空爐、流動粒子爐。五.按爐型結(jié)構(gòu)分：廂式爐、井式爐、臺車式爐、罩式爐、傳送帶式爐等 真空爐：隨著我國科研生產(chǎn)技術(shù)快速發(fā)展，真空熱處理技術(shù)的應(yīng)用近些年來明顯增加。

特點：工件無氧化，無脫碳，表面質(zhì)量好，畸變小，熱處理零件綜合性 能好，以及無污染，無公害，自動化程度高等一系列優(yōu)點。投入大，生產(chǎn)周期長，批量大是其缺點。

抽真空度：機械泵6.6x10-2Pa

羅茨泵1.33x10-2Pa 加熱條件1.3x10-2Pa~6.6x10-2Pa 淬火介質(zhì)

1.空氣：高速鋼 2.油：32#變壓器油

3.水：10~15%NaNo3水溶液 4.堿或鹽?。?50~180℃NaNo2 5.新型的有機聚合物淬火介質(zhì)：聚乙烯醇（PVA）、聚二醇（PAG）等。工件冷卻均勻，避免軟點，減少變形與開裂。無毒無煙，無腐蝕，冷卻速度范圍寬等優(yōu)點。

熱處理過程的定義

1.退火：將組織偏離平衡狀態(tài)的金屬或合金加熱到適當?shù)臏囟缺３忠欢〞r間，然后緩慢冷卻以獲得接近平衡狀態(tài)組織結(jié)構(gòu)的熱處理工藝稱為退火。

目的：a消除偏析，均勻化學(xué)成分

b降低硬度，便于切削加工

c消除或減少內(nèi)應(yīng)力，消除加工硬化，以便進一步冷變形加工

d細化晶粒，改善組織或消除組織缺陷

e改善高碳鋼中碳化物形態(tài)和分布，為零件最終熱處理做好組織準備。2.正火：將鋼材或鋼件加熱到AC3（ACｍ）以上適當溫度后，空中冷卻，得到珠光體類型組織的熱處理工藝稱為正火。正火是退火的一個特例，其目的基本相同。

3.淬火：將鋼加熱到臨界點AC1或AC3以上一定溫度保溫一定時間，然后以大于臨界淬火速度的速度冷卻使過冷奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體或下貝體組織的熱處理工藝稱為淬火。淬火后的零件必須回火。

目的：（淬火+回火）

a提高鋼的硬度和耐磨性，延長使用壽命。b提高鋼的彈性極限。

C提高鋼的綜合力學(xué)性能。

d改善鋼的特殊性能——永久磁鐵。淬火：整體、局部、表面淬火。

冷卻方式：單液淬火、雙液淬火、分級、等溫淬火。

介質(zhì)不同：鹽浴淬火、高頻淬火、火焰淬火。

淬硬性：鋼在理想條件下進行淬火硬化所能達到的最高硬度能力。45#——水，50HRC。

淬透性：指在規(guī)定條件下，決定鋼材淬硬深度和硬度分布的特性。

水冷

油冷

5#13~16.5mm

6~9.5mm T10A

10~15mm

<8mm 40Cr

30~38mm

19~28mm 鹽浴加熱爐成分：高溫爐100%BaCl2

合金鋼淬火：66% BaCl2+34%KCl 合金元素在鋼中的作用 合金鋼性能優(yōu)良，在于鋼中合金元素的作用。合金元素在鋼中可以與鐵和碳形成固溶體（包括合金奧氏體、合金鐵素體、合金馬氏體）和碳化物（包括合金滲碳體、特殊碳化物）。

作用：(1)合金元素改善鋼的熱處理工藝性能

①細化奧氏體晶粒，Ti、V、Nb、Zr、Al阻礙奧氏體晶粒長大，Mn 除外

②提高淬透性，除Co外，幾乎所有的合金元素固溶于奧氏體中增加奧氏體中的穩(wěn)定性，從而減慢過冷奧氏體的分解速度，使C曲線右移，因而降低了鋼淬火時的臨界冷卻速度，提高了淬透性。

③提高回火抗力，產(chǎn)生二次硬化。回火抗力是指淬火鋼在回火過程中抵抗硬度下降的能力，又稱回火穩(wěn)定性。

（2）合金元素提高鋼的使用性能 ①合金元素使鋼得到強化

②合金元素使鋼獲得特殊性能，獲得耐腐蝕、耐熱等特殊性能。A1、A2、Acm稱為碳素鋼加熱或冷卻過程中組織轉(zhuǎn)變的臨界溫度。A1——共析鋼加熱冷卻時，珠光體與奧氏體相互轉(zhuǎn)變臨界溫度。A2——亞共析鋼加熱冷卻時，鐵素體與奧氏體相互轉(zhuǎn)變臨界溫度。Acm——過共析鋼加熱冷卻時，滲碳體與奧氏體相互轉(zhuǎn)變臨界溫度。

第三篇：熱處理總結(jié)

熱處理基礎(chǔ)知識培訓(xùn)

——學(xué)習(xí)總結(jié)

一、熱處理定義

熱處理是將金屬材料放在一定的介質(zhì)內(nèi)加熱、保溫、冷卻，通過改變材料表面或內(nèi)部的金相組織結(jié)構(gòu),來控制其性能的一種金屬熱加工工藝。

二、熱處理工藝的特點 金屬熱處理是機械制造中的重要工藝之一，與其他加工工藝相比，熱處理一般不改變工件的形狀和整體的化學(xué)成分，而是通過改變工件內(nèi)部的顯微組織，或改變工件表面的化學(xué)成分，賦予或改善工件的使用性能。其特點是改善工件的內(nèi)在質(zhì)量，而這一般不是肉眼所能看到的。

為使金屬工件具有所需要的力學(xué)性能、物理性能和化學(xué)性能，除合理選用材料和各種成形工藝外，熱處理工藝往往是必不可少的。鋼鐵是機械工業(yè)中應(yīng)用最廣的材料，鋼鐵顯微組織復(fù)雜，可以通過熱處理予以控制，所以鋼鐵的熱處理是金屬熱處理的主要內(nèi)容。另外，鋁、銅、鎂、鈦等及其合金也都可以通過熱處理改變其力學(xué)、物理和化學(xué)性能，以獲得不同的使用性能。

三、常見熱處理概念

1． 正火：將鋼材或鋼件加熱到臨界點上的適當溫度保持一定時間后在空氣中冷卻，得到珠光體類組織的熱處理工藝。2． 退火：將亞共析鋼工件加熱至20—40度，保溫一段時間后，隨爐緩慢冷卻（或埋在砂中或石灰中冷卻）至500度以下在空氣中冷卻的熱處理工藝。

3． 固溶熱處理：將合金加熱至高溫單相區(qū)恒溫保持，使過剩相充分溶解到固溶體中，然后快速冷卻，以得到過飽和固溶體的熱處理工藝。

4． 時效：合金經(jīng)固溶熱處理或冷塑性形變后，在室溫放置或稍高于室溫保持時，其性能隨時間而變化的現(xiàn)象。

5． 固溶處理：使合金中各種相充分溶解，強化固溶體并提高韌性及抗蝕性能，消除應(yīng)力與軟化，以便繼續(xù)加工成型。

6． 時效處理：在強化相析出的溫度加熱并保溫，使強化相沉淀析出，得以硬化，提高強度。

7． 淬火：將鋼奧氏體化后以適當?shù)睦鋮s速度冷卻，使工件在橫截面內(nèi)全部或一定的范圍內(nèi)發(fā)生馬氏體等不穩(wěn)定組織結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的熱處理工藝。

8． 回火：將經(jīng)過淬火的工件加熱到臨界點以下的適當溫度保持一定時間，隨后用符合要求的方法冷卻，以獲得所需要的組織和性能的熱處理工藝。

9． 鋼的碳氮共滲：碳氮共滲是向鋼的表層同時滲入碳和氮的過程。習(xí)慣上碳氮共滲又稱為氰化，目前以中溫氣體碳氮共滲和低溫氣體碳氮共滲（即氣體軟氮化）應(yīng)用較為廣泛。中溫氣體碳氮共滲的主要目的是提高鋼的硬度，耐磨性和疲勞強度。低溫氣體碳氮共滲以滲氮為主，其主要目的是提高鋼的耐磨性和抗咬合性。

10． 調(diào)質(zhì)處理：一般習(xí)慣將淬火加高溫回火相結(jié)合的熱處理稱為調(diào)質(zhì)處理。調(diào)質(zhì)處理廣泛應(yīng)用于各種重要的結(jié)構(gòu)零件，特別是那些在交變負荷下工作的連桿、螺栓、齒輪及軸類等。調(diào)質(zhì)處理后得到回火索氏體組織，它的機械性能均比相同硬度的正火索氏體組織為優(yōu)。它的硬度取決于高溫回火溫度并與鋼的回火穩(wěn)定性和工件截面尺寸有關(guān)，一般在HB200—350之間。

11． 釬焊：用釬料將兩種工件粘合在一起的熱處理工藝。

四、熱處理分類

金屬熱處理工藝大體可分為整體熱處理、表面熱處理和化學(xué)熱處理三大類。根據(jù)加熱介質(zhì)、加熱溫度和冷卻方法的不同，每一大類又可區(qū)分為若干不同的熱處理工藝。同一種金屬采用不同的熱處理工藝，可獲得不同的組織，從而具有不同的性能。鋼鐵是工業(yè)上應(yīng)用最廣的金屬，而且鋼鐵顯微組織也最為復(fù)雜，因此鋼鐵熱處理工藝種類繁多。

整體熱處理是對工件整體加熱，然后以適當?shù)乃俣壤鋮s，獲得需要的金相組織，以改變其整體力學(xué)性能的金屬熱處理工藝。鋼鐵整體熱處理大致有退火、正火、淬火和回火四種基本工藝。

第四篇：熱處理總結(jié)

第九章

熱處理三要素：加熱溫度 + 保溫時間 + 冷卻方式

合金元素的總結(jié)

對奧氏體晶粒影響方面，1、能形成碳化物，減少鋼中和奧氏體中碳濃度的合金元素，Cr、Mo、W、V、Ti、Zr、Nb。

2、Mn、N、P、C會粗化晶粒（另外，P使鋼冷脆，S使鋼熱脆，因此，鋼中常常以N、P、S的多少衡量是否為優(yōu)質(zhì)鋼）。

3、其他元素則基本上對晶粒無影響。

4、Al、Si、Cu、Co、Ni通常溶于鐵素體或奧氏體中，起固溶強化作用，有的可能形成非金屬夾雜物和金屬間化合物，如Al2O3、AlN、SiO2、Ni3Al。

5、除了加1中合金元素細化奧氏體晶粒外，工藝上方法（也是熱處理獲得細晶粒組織的原理）：允許的范圍內(nèi)奧氏體化溫度盡量低+快速加熱（增加過熱度，使形核率>長大速度來獲得細晶粒）+短時保溫+快速冷卻（多次快速加熱快速冷卻效果更好）的方法來獲得非常細小的奧氏體晶粒。

6、增加回火脆性的元素：Cr、Mn、Ni、B。

7、降低回火脆性的元素：WMo。

冷卻方式總結(jié)

冷卻方式總的分為等溫和連續(xù)兩種方式。

等溫冷卻（TTT曲線）產(chǎn)物：粗珠光體（700~650℃保溫），索氏體（650~600℃保溫），托氏體（600~550℃保溫）；

上貝氏體（550~350℃保溫），下貝氏體（350~Ms共析鋼（0.77%）大概230℃左右保溫，Ms點和含碳量成反比：0.1%-500℃，0.6%-280℃，0.8%-230℃，1.0%-200℃）板條馬氏體（Ms~200℃保溫），片狀馬氏體（200~Mf℃保溫），一般我們想盡可能多的獲得板條狀Ms，方法是減少奧氏體中的含碳量。因此，中低碳鋼易形成板條狀Ms，高碳鋼易形成片狀Ms。

對中碳鋼，由于含有板條和片狀Ms的混合物，可采取均勻奧氏體成分，消除富碳區(qū)的方法（高溫加熱使奧氏體成分均勻后—快速淬火冷卻），來得到幾乎全部的板條Ms。

對高碳鋼，由于奧氏體中碳含量很高，因此只能采取盡可能使碳少溶解在奧

氏體中的方法（較低溫度快速、短時間加熱淬火），獲得較多板條Ms。

相反，奧氏體中的合金元素會細化晶粒，因此會增大形成片狀Ms可能性。

常見符號總結(jié)

HRB屈服強度HRC洛氏硬度HBW布氏硬度（一般HRC=HBW/10σb抗拉強度σs 屈服強度δ延伸率（δ>5%為塑性材料）ψ斷面收縮率σe 彈性極限a k沖擊韌性值（鋼材一般為34）

第十章

一般材料加工流程

冶煉—澆鑄—均勻化退火（如果鑄件有成分偏析或者枝晶偏析）—鍛造扎制（熱加工，常產(chǎn)生魏氏組織、帶狀組織、晶粒粗大等缺陷，P122）—預(yù)備熱處理（正火或退火，便于下步加工）—機械加工（不是塑性加工，只是改變尺寸）—最終熱處理（淬火+回火，調(diào)節(jié)強韌度、硬度、耐磨性等）—精加工—穩(wěn)定化處理（包括尺寸、精確度等，如對應(yīng)力或精度要求極高的工件進行去應(yīng)力退火）

熱處理工藝總結(jié)

1、一般情況下，熱處理工藝分為：①預(yù)備熱處理（正火或退火，正火優(yōu)先）目的是使鑄件、焊件、鍛件的成分均勻和消除內(nèi)應(yīng)力，提供合適的切削加工硬度（180~250HBW切屑性能較好），為下道工序做準備；但是受力不大、性能要求不高的零件，選正火作最終熱處理。②最終熱處理（淬火+回火）。

2、熱處理工藝定義。正火：將鋼加熱到奧氏體化溫度30~50℃，保溫后空冷得到珠光體類組織的熱處理工藝。

退火：將鋼加熱到Ac1溫度以上或以下，保溫后爐冷（或爐冷到600℃以下空冷）得到室溫平衡狀態(tài)組織（相圖）的熱處理工藝。

淬火：將鋼加熱到Ac3或Ac1以上一定溫度（得到細小的奧氏體為依據(jù)），保溫后以大于臨界冷卻速度冷卻得到馬氏體（或下貝氏體）的熱處理工藝。

回火：將淬火鋼加熱到A1以下，使其轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的回火組織，并以適當?shù)姆绞嚼鋮s的工藝過程。

退火、正火工藝總結(jié)

正火：（壓共析鋼：Ac3+30~50℃，（過）共析鋼：Accm+30~50℃，合金鋼：Ac3+100~150℃），保溫時間：T= K?D min（K為1.5~2min/mm，D為工件有效厚度），采用空冷，室溫組織：鐵素體（少量）+珠光體（較細，因為冷速較快），提高硬度，便于機械加工；消除魏氏組織（針片狀）、帶狀組織，細化晶粒。均勻化退火:（Ac3或Acm以上150~300℃）。碳鋼一般為1100~1200℃，合金鋼一般為1200~1300℃，保溫時間一般為10~15h成本高，除非成分有區(qū)域偏析或較大的枝晶偏析才用，后加正火補充。完全退火:（Ac3+20~30℃），保溫時間：T= K?D min（K為1.5~2min/mm，D為工件有效厚度），采用爐冷，室溫組織：鐵素體+珠光體。用于消除魏氏組織（針片狀）、帶狀組織，細化晶粒（相對組織而言）；亞共析鋼的預(yù)備熱處理，均勻成分，消除加工硬化，降低硬度，為下一步切削加工做準備。

球化退火:（Ac1+20~30℃，即：750~780℃），一般保溫2~4h，采用空冷。效果分為一次退火＜等溫退火＜往復(fù)退火三種，室溫組織：球狀珠光體（粗珠光體，因為冷速慢）。用于（過）共析鋼或合金鋼的預(yù)備熱處理，均勻成分，消除加工硬化，降低硬度，為下一步切削加工做準備。

再結(jié)晶退火:（0.35~0.4）Tm（K）+100~200（℃），一般鋼材650~700℃，保溫1~3h，采用空冷。室溫組織：變形晶粒變成原始的等軸晶。用于鋼材或合金冷變形的中間退火，消除加工硬化，降低硬度，但是如果變形量過大或處于臨界變形度（2%~10%）時，要采用正火或完全退火代替便于消除加工硬化。

去應(yīng)力退火:在再結(jié)晶溫度以下，一般鋼為500~600℃，保溫3min/mm；一般鑄鐵為500~550℃，保溫6min/mm，去應(yīng)力退火冷卻要盡量緩慢，以免產(chǎn)生新應(yīng)力。室溫組織：珠光體（索氏體）。去應(yīng)力退火用于消除鍛件、鑄件、焊件、鋼件冷加工等消除應(yīng)力，防止工件變形或開裂。

退火、正火工藝選用總結(jié)

1、含碳量小于0.5%成本低；

2、含碳量0.5%~0.75%的亞共析鋼預(yù)備熱處理：完全退火；

3、（過）共析鋼或合金鋼預(yù)備熱處理：球化退火（無網(wǎng)狀碳化物），正火+球化退火（有網(wǎng)狀碳化物）。

4、工件對受力、性能要求不高的，即不必進行調(diào)質(zhì)處理的，直接用正火作為最終熱處理。

5、鋼的使用性能和工藝性能滿足的條件下，應(yīng)盡可能的用正火代替退火。

鋼的淬火總結(jié)

1、淬火加熱溫度。總的來說淬火加熱溫度的選擇應(yīng)以得到均勻細小的奧氏體晶粒為原則。亞共析鋼：Ac3+30~50℃，（過）共析鋼：Ac1+30~50℃（原因見書P285），低合金鋼：比相應(yīng)碳鋼高50℃左右，高合金鋼更高，因為奧氏體化更困難。

2、保溫時間：T= a k′?D min（碳鋼a為1.5~2min/mm，同前面的K，k′為裝爐系數(shù)，一般箱式爐為1.0~1.5min/mm，視不同爐子和裝入量而定，D為工件有效厚度。）

3、淬火介質(zhì)?？偟膩碚f，碳鋼為水冷，合金鋼為油冷。

4、淬火方式。分為：單液淬火，雙液淬火，分級淬火，等溫淬火。一般來說用單液淬火，只有形狀復(fù)雜、尺寸很小的工件才用分級淬火或等溫淬火。

5、淬透性、淬透層深度、淬硬性區(qū)別。

鋼的回火總結(jié)

1、回火溫度 P324。

150~250℃，回火馬氏體；最好在200℃稍高，防止生成片狀Ms（有顯微裂紋，脆性大），過高會發(fā)生第一類淬火脆性（250~350℃之間）。

應(yīng)用：低碳（合金）鋼選用低溫回火，得到回火Ms，綜合性能較好，用于鍋爐和壓力用器；

高碳鋼低溫回火，得到回火Ms，得到高強度、高硬度、高耐磨性，但塑形差，用于工具、量具、滾動軸承（需耐磨）、滲碳件等材料。

在條件允許下，用等溫淬火得到下貝氏體比低溫回火性能好得多，但是成本高，因此用于低溫回火脆性的鋼種。

350~500℃，回火托氏體，淬火應(yīng)力基本消除。

應(yīng)用：高碳（合金）鋼選用中溫回火（350℃）得到彈性較高，因此一些彈性鋼件都要采用中溫回火，也用于熱鍛模具。

500~650℃，回火索氏體；防止發(fā)生第二類淬火脆性，應(yīng)用：中碳（合金）鋼常采用調(diào)質(zhì)處理，得到很好的綜合性能。一般用于中碳鋼和低合金鋼制作重要零件，比如，軸類、齒類、機床主軸等。

2、回火冷卻方式。

①一般工件回火后一般采用空冷；

②一些重要零件，為了防止產(chǎn)生新應(yīng)力、變形、開裂等，采用爐冷等緩慢冷卻；

第十一章

鋼的分類總結(jié)

鋼按用途分類：結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼、特殊性能鋼；

結(jié)構(gòu)鋼：又分為工程用鋼[碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金高強度用鋼]和

機器零件、構(gòu)件用鋼，包括：滲碳鋼（表層高強度硬度、耐磨性、抗疲勞強度，心部高強韌性，主要用于齒輪；低碳合金鋼表面滲碳，淬火低溫回火）、調(diào)質(zhì)鋼（綜合性能高，主要用于軸類、連桿，中碳鋼，調(diào)質(zhì)處理）、彈簧鋼（高碳鋼，淬火350℃回火）、軸承鋼（高強度硬度、耐磨性、抗疲勞強度高碳鋼；淬火低溫回火）。

常見的工程結(jié)構(gòu)鋼：型材、棒材、板材、管材、帶材，由于他們都需要冷變形和焊接，采用低碳低合金鋼；由于尺寸大、形狀復(fù)雜，因此大部分工為熱軋空冷（正火），室溫組織：鐵素體加少量珠光體。

工具鋼（高碳鋼，一般均為淬火加低溫回火，但合金含量越高淬火回火溫度越高，強韌度均越好。比如，淬回火溫度：碳素工具鋼（780℃+200℃）<低合金刃具鋼

（830℃+250℃）<高速鋼（1230℃+550℃）；總體要求高硬度、高耐磨性，一定的強度韌性；

高速鋼還需要高熱硬性，熱鍛模具需要高韌性，量具鋼需要尺寸穩(wěn)定性），用于制造各種加工工具，按用途分為：刃具鋼（碳素工具鋼、低合金刃具鋼、高速鋼）模具鋼（冷鍛模具、熱鍛模具：調(diào)質(zhì)處理）、量具鋼（淬火后需冷處理，最后需去應(yīng)力退火）。

特殊性能鋼，不銹鋼（一般為低碳鋼，分馬氏體不銹鋼、奧氏體不銹鋼、鐵

素體不銹鋼，其中奧氏體不銹鋼性能優(yōu)良、最常用）按化學(xué)成分分類：碳素鋼（低碳鋼wc≤0.3%、中碳鋼0.3%≤wc≤0.6%、高

碳鋼wc≥0.6%）、合金鋼（低合金鋼w≤5%、中合金鋼5%≤wc≤10%、高合金鋼wc≥10%）。

按顯微組織分類：珠光體鋼、貝氏體鋼、馬氏體鋼、奧氏體鋼（室溫下為單

相的奧氏體組織）、鐵素體鋼（室溫下為單相的鐵素體組織）等；

按品質(zhì)分類，主要以鋼中含有害雜質(zhì)P、S的含量來分類：普通質(zhì)量鋼、優(yōu)

質(zhì)鋼（優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼wp、ws均≤0.035%、優(yōu)質(zhì)合金結(jié)構(gòu)鋼wp、ws均≤0.035%）高級優(yōu)質(zhì)鋼（高級碳素結(jié)構(gòu)鋼wp、ws均≤0.030%、高級合金結(jié)構(gòu)鋼wp、ws均≤0.025%）、特級優(yōu)質(zhì)鋼；

常見鋼的編號(P307)

碳素結(jié)構(gòu)鋼（Q）低合金高強度鋼（Q）碳素工具鋼（T）

滾動軸承鋼（G）焊接用鋼（H）易切削鋼（Y）

鑄鋼（ZG）鍋爐用鋼（g）橋梁用鋼（q）

沸騰鋼（F）半鎮(zhèn)靜鋼（b）鎮(zhèn)靜鋼（z）

第五篇：熱處理試題總結(jié)[模版]

1、退火與正火的目的是什么？

退火的目的：均勻鋼的化學(xué)成分及組織；細化晶粒；調(diào)整硬度，改善鋼的成形及切削加工性能；消除內(nèi)應(yīng)力和加工硬化；為淬火做好組織準備。

正火的目的：改善鋼的切削加工性能；細化晶粒，消除熱加工缺陷；消除過共析鋼的網(wǎng)狀碳化物，便于球化退火；提高普通結(jié)構(gòu)零件的機械性能

2、論述鋼材在熱處理過程中出現(xiàn)脆化現(xiàn)象的主要原因及解決方法。答：①過共析鋼奧氏體化后冷卻速度較慢出現(xiàn)網(wǎng)狀二次滲碳體時，使鋼的脆性增加，脆性的網(wǎng)狀二次滲碳體在空間上把塑性相分割開，使其變形能力無從發(fā)揮。解決方法，重新加熱正火，增加冷卻速度，抑制脆性相的析出。②淬火馬氏體在低溫回火時會出現(xiàn)第一類回火脆性，高溫回火時有第二類回火脆性，第一類回火脆性不可避免，第二類回火脆性，可重新加熱到原來的回火溫度，然后快冷恢復(fù)韌性。③工件等溫淬火時出現(xiàn)上貝氏體時韌性降低，重新奧氏體化后降低等溫溫度得到下貝氏體可以解解。④奧氏體化溫度過高，晶粒粗大韌性降低。如：過共析鋼淬火溫度偏高，晶粒粗大，獲得粗大的片狀馬氏體時，韌性降低；奧氏體晶粒粗大，出現(xiàn)魏氏組織時脆性增加。通過細化晶?？梢越鉀Q。3、20CrMnTi、40CrNiMo、60Si2Mn、T12屬于哪類鋼？含碳量為多少？鋼中合金元素的主要作用是什么？淬火加熱溫度范圍是多少？常采用的熱處理工藝是什么？最終的組織是什么？性能如何？

20CrMnTi為滲碳鋼，含碳量為0.2%，最終熱處理工藝是淬火加低溫回火，得到回火馬氏體，表面為高碳馬氏體（滲碳后），強度、硬度高，耐磨性好；心部低碳馬氏體（淬透）強韌性好。Mn與Cr 提高淬透性，強化基體，Ti阻止奧氏體晶粒長大，細化晶粒。

40CrNiMo為調(diào)質(zhì)鋼，含碳量為0.4%，最終熱處理工藝是淬火加高溫回火，得到回火索氏體，具有良好的綜合機械性能，Cr、Ni提高淬透性，強化基體，Ni提高鋼的韌性，Mo細化晶粒，抑制第二類回火脆性。

60Si2Mn為彈簧鋼，含碳量為0.6%，最終熱處理工藝是淬火加中溫回火，得到回火托氏體（或回火屈氏體），具有很高的彈性極限，Si、Mn提高淬透性，強化基體，Si提高回火穩(wěn)定性。

T12鋼為碳素工具鋼鋼，含碳量為1.2%，最終熱處理工藝是淬火加低溫回火，得到回火馬氏體＋粒狀Fe3C＋殘余奧氏體（γ'），強度硬度高、耐磨性高，塑性、韌性差。

4、過共析鋼淬火加熱溫度為什么不超過Accm？

過共析鋼淬火加熱溫度為AC1＋30～50℃。加熱溫度超過Accm時，溫度高，容易發(fā)生氧化、脫碳；奧氏體晶粒容易粗大，淬火后馬氏體粗大，產(chǎn)生顯微裂紋，強度下降；滲碳體全部溶解，失去耐磨相，奧氏體中的含碳量高，淬火后殘余奧氏體量多，硬度降低、強度降低。

5、亞共析鋼正火與退火相比哪個硬度高?為什么? 正火后硬度高。正火與退火相比，正火的珠光體是在較大的過冷度下得到的，因而對亞共析鋼來說，析出的先共析鐵素體較少，珠光體數(shù)量較多(偽共析)，珠光體片間距較小。此外由于轉(zhuǎn)變溫度較低，珠光體成核率較大，因而珠光體團的尺寸較小。

6、用T12鋼（鍛后緩冷）做一切削工具，工藝過程為：正火→球化退火→機加工成形→淬火→低溫回火。各熱處理工藝的目的是什么？得到什么組織？各種組織具有什么性能。

正火：消除網(wǎng)狀的二次滲碳體，同時改善鍛造組織、消除鍛造應(yīng)力，得到片狀的珠光體，片狀的珠光體硬度較高，塑性韌性較差。

球化退火：將片狀的珠光體變成粒狀珠光體，降低硬度，便于機械加工；組織為粒狀珠光體，這種組織塑性韌性較好，強度硬度較低。淬火：提高硬度、強度和耐磨性；組織為馬氏體＋粒狀碳化物＋殘余奧氏體；這種組織具有高強度高硬度，塑性韌性差。

低溫回火：減少或消除淬火應(yīng)力，提高塑形和韌性；組織為回火馬氏體＋粒狀碳化物＋殘余奧氏體?；鼗鸾M織有一定的塑性韌性，強度、硬度高，耐磨性高。

2.軸承外套材料GCr15鋼，技術(shù)要求為：HRC60；顯微組織，隱晶，細小針狀馬氏體，均勻分布細小碳化物及少量殘余奧氏體；脫碳層深度＜0.08mm；淬火、回火后進行磁粉探傷檢查不允許有裂紋。加工工藝流程:下料（熱軋未退火圓鋼）→鍛造成型→熱處理1→球化退火→車削加工→熱處理2→粗磨→補加回火→細磨→精研→成品。

寫出熱處理1和熱處理2的工藝。

1）正火 軸承外套鍛造成型后，抽驗金相組織，若發(fā)現(xiàn)組織中存在粗大碳化物，退火前需先采用保護氣氛箱式爐進行正火，正火溫度為950～980℃，保溫時間45min，隨后出爐吹風(fēng)冷卻（冷速不得小于40-50℃/min）。2）淬火和回火 經(jīng)切削加工的軸承外套，淬火、回火工藝曲線如圖，加熱溫度840±10℃，加熱時間（箱式爐）為40-60min（總加熱時間），在油中淬火。淬火時零件應(yīng)在冷卻液中上下竄動以防止產(chǎn)生軟點。淬火冷卻后，用3%-5%（質(zhì)量分數(shù)）的碳酸鈉水溶液清洗，并立即進行回火，回火溫度150-170℃，保溫3h。

7、某車床主軸（45鋼）加工路線為：

下料→鍛造→正火→機械加工→淬火（淬透）→高溫回火→花鍵高頻表面淬火→低溫回火→半精磨→人工時效→精磨。正火、淬火、高溫回火、人工時效的目的是什么？花鍵高頻表面淬火、低溫回火的目的是什么？表面和心部的組織是什么？ 正火處理是為了得到合適的硬度，以便切削加工，同時改善鍛造組織，消除鍛造應(yīng)力。淬火是為了得到高強度的馬氏體組織，高溫回火是為了得到回火索氏體，淬火＋高溫回火稱為調(diào)質(zhì)，目的是為使主軸得到良好的綜合力學(xué)性能。人工時效主要是為了消除粗磨削加工時產(chǎn)生的殘余應(yīng)力?；ㄦI部分用高頻淬火后低溫回火是為了得到回火馬氏體，增加耐磨性。表面為回火馬氏體，心部為回火索氏體組織。

8、說出低碳鋼（15、20）、中碳鋼（40、45）、共析鋼（T8）獲得良好綜合力學(xué)性能的最終熱處理工藝及組織。

低碳鋼：淬火加低溫回火，組織為回火馬氏體。中碳鋼：淬火加高溫回火，組織為回火索氏體。共析鋼：等溫淬火，組織為下貝氏體。

9、比較回火索氏體與索氏體的主要異同點。

相同點：都是鐵素體與滲碳體的機械的機械混合物。不同點：①滲碳體的形態(tài)不同，回火索氏體的滲碳體的形態(tài)為顆粒狀，索氏體的滲碳體的形態(tài)為片狀；②來源不同，回火索氏體是淬火馬氏體分解的到的，索氏體是奧氏體直接分解得到的；③性能特點不同，回火索氏體具有良好的綜合機械性能，索氏體的抗拉強度高；韌性比回火索氏體低。

10、簡述鋼的表面淬火的目的及應(yīng)用。

鋼的表面淬火的目的是改變鋼的表面的性能，提高表面的強度，硬度和耐磨性，而鋼的芯部仍然保持良好的韌性，從而提高鋼件的綜合性能。（5分）應(yīng)用：齒輪，凸軸，曲軸及各類軸類零件在扭轉(zhuǎn)彎曲燈交變載荷下工作，并承受摩擦和沖擊，其表面要比芯部承受更高的應(yīng)力，因此，要求零件具有高的強度，硬度和耐磨性，要求芯部具有一定的強度，足夠的韌性和塑性。采用表面淬火工藝可以達到這種表硬心韌的性能要求（5分）

11、常見淬火的缺陷與預(yù)防。1）淬火變形，開裂 預(yù)防及補救：（1）盡量做到均勻加熱及正確加熱（2）正確選擇冷卻方法和冷卻介質(zhì)（3）正確選擇淬火工件浸入淬火介質(zhì)的方式和運行方向 基本原則是：（a）淬火時應(yīng)該盡量保證能夠得到最均勻的冷卻（b）以最小阻力方向（4）及時，正確的回火 2）氧化，脫碳，表面腐蝕及過燒

3）硬度不足：由于加熱溫度過高或過低引起的硬度不足，除對已出現(xiàn)缺陷進行回火，再重新加熱淬火補救外，應(yīng)該嚴格管理爐溫測控儀表，定期按計量傳遞系統(tǒng)進行校正及檢修 4）硬度不均勻（軟點）：可以進行一次回火，再次加熱，再恰當?shù)睦鋮s介質(zhì)及冷卻方法的條件下淬火補救，對由于碳濃度不均勻引起的硬度不均勻，對未成形的工件，為了消除碳化物偏析或粗大，可用不同方向的鍛打來改變其分布及形態(tài)，對粗大組織可進行一次退火或正火，使組織細化及均勻化

5）組織缺陷：有些組織缺陷尚和淬火原始組織有關(guān)，列入粗大馬氏體，不僅淬火加熱溫度過高可以產(chǎn)生，還可能由于淬火前的熱加工的過熱組織遺傳下來，因此，在淬火前采用退火等辦法消除過熱組織 12、珠光體、貝氏體、馬氏體的特征、性能特點是什么？

片狀P體，片層間距越小，強度越高，塑性、韌性也越好；粒狀P體，F(xiàn)e3C顆粒越細小，分布越均勻，合金的強度越高。第二相的數(shù)量越多，對塑性的危害越大；片狀與粒狀相比，片狀強度高，塑性、韌性差；上貝氏體為羽毛狀，亞結(jié)構(gòu)為位錯，韌性差；下貝氏體為黑針狀或竹葉狀，亞結(jié)構(gòu)為位錯，位錯密度高于上貝氏體，綜合機械性能好；低碳馬氏體為板條狀，亞結(jié)構(gòu)為位錯，具有良好的綜合機械性能；高碳馬氏體為片狀，亞結(jié)構(gòu)為孿晶，強度硬度高，塑性和韌性差。

13、W18Cr4V是什么鋼？主要性能特點是什么？合金元素在鋼中的主要作用是什么？為什么此鋼淬火加熱的奧氏體化溫度（1280±5℃）非常高？回火工藝是什么？最終組織是什么？

W18Cr4V是高速鋼，主要性能特點是具有很高的紅硬性，高硬度、高耐磨性和高的淬透性。

合金元素在鋼中的主要作用是：①提高淬透性。②形成高硬度碳化物，在回火時彌散析出，產(chǎn)生二次硬化效應(yīng)，顯著提高鋼的紅硬性、硬度和耐磨性。③Cr能提高鋼的抗氧化、脫碳和抗腐蝕能力。

目的是讓鋼中的碳化物形成元素W、Cr、V更多地溶解到奧氏體中，充分發(fā)揮碳和合金元素的作用，淬火后獲得高碳、高合金的馬氏體，回火時以合金碳化物形式析出，從而保證高速鋼獲得高的淬透性、淬硬性和紅硬性。退火狀態(tài)下這些合金元素大部分存在于合金碳化物中，而這些合金碳化物的穩(wěn)定性很高，需要加熱到很高的溫度，才能使其向奧氏體中大量溶解。

回火工藝是：560℃三次回火，每次1小時。

14、奧氏體穩(wěn)定化概念和奧氏體穩(wěn)定化規(guī)律在生產(chǎn)中的應(yīng)用（1）保留一定Ar量，以減少工件變形，方法：

① 采用分級淬火，在Ms點以上溫度停留，產(chǎn)生奧氏體熱穩(wěn)定化，控制殘留奧氏體量。

② 采用等溫淬火，控制殘留奧氏體量。

③ 提高A化溫度，增加A含碳量，降低Ms點，以增加鋼中的Ar含量。

（2）盡量減少Ar量，提高硬度、耐磨性、尺寸穩(wěn)定性 ① 增加淬火時的冷卻速度；

② 分級淬火時，選擇在Ms點附近，減小A的熱穩(wěn)定化程 度，減少Ar含量。

③ 淬火后，盡量縮短冷處理工藝的間隔時間，增加冷處理后的M含量。

④ 淬火后,在一定T回火，使Ar發(fā)生反穩(wěn)定化，在回火冷卻過程中轉(zhuǎn)變?yōu)镸，以提高鋼的強度和硬度。

15、寫出20Cr2Ni4A鋼重載滲碳齒輪的冷,熱加工工序安排,并說明熱處理工序所起的作用.(C)(1)滲碳件的加工路線一般為:下料一鍛造一正火一機械粗加工、半精加工一局部滲碳時, 不滲碳部位鍍銅(或留防滲余量)一滲碳一淬火、低溫回火一磨削(2)熱處理作用: 對20Cr2Ni4A等高合金滲碳鋼制零件,在滲碳后保留有大量殘余奧氏體,為了滲碳層表面硬度,在一次淬火加熱錢應(yīng)進行高溫回火.回火溫度的選擇應(yīng)最有利于殘余奧氏體的轉(zhuǎn)變?yōu)樵瓌t,對20Cr2Ni4A鋼采用640~680℃、6~8小時的回火,使殘余奧氏體發(fā)生分解,碳化物充分析出和聚集.高溫回火后,在稍高于Ac1的溫度(780~800℃)加熱淬火.由于淬火加熱溫度低,碳化物不能全部溶于奧氏體中,因此殘余奧氏體量較少,提高了滲層強度和韌性.16、有直徑25mm,長125mm光軸一種,離軸端1/3處有5x5x25鍵槽一個,45鋼制,自820度水淬,入水方向為軸線垂直水面,試分析淬火后可能引起的變形.(W)(1)淬火前后組織變化而引起的體積變形45號鋼為亞共析鋼,淬火前的組織為先共析鐵素體和珠光體,即鐵素體和滲碳體的混合組織,而淬火后大部分為為馬氏體組織.由于這些組織的幽邃不同,淬火前后將引起體積變化,體面產(chǎn)生變形.(2)入水方向為軸線垂直水面,結(jié)構(gòu)上含鍵槽,高溫時冷卻不均勻,將會發(fā)生扭曲變形.(3)直徑25MM,大于45號鋼的臨界淬透直徑,故不能完全淬透,所產(chǎn)生的應(yīng)力我與熱應(yīng)力類似,尺寸較大的一方縮小,而尺寸較小的一方剛脹大,對于上述構(gòu)件,長度方向縮短,直徑方向脹大.鍵槽處壁向內(nèi)凸出.17、今有T8鋼工件在極強的氧化氣氛中分別與950度和830度長時間加熱,試述加熱后表層緩冷的組織結(jié)構(gòu),為什么?(H)根據(jù)題意,由于氣氛氧化性強,則爐火碳勢低.在950℃長時間加熱時,加熱過程中工件表面發(fā)生氧化脫碳.工件最外層發(fā)生氧化反應(yīng),往里,由于950℃高于Fe-C狀態(tài)圖中的G點,所以無論氣氛碳勢如何低,脫碳過程中從表面至中心始終處于A狀態(tài),緩冷后,由表面至中心碳濃度由于脫碳和擴散作用,碳含量依次升高直至0.8%,所以組織依次為鐵素體和珠光體逐漸過渡到珠光體,再至相當于碳含量為0.8%的鋼的退火組織(P+C).當工件在830℃加熱時,溫度低于G點,最外層依然會發(fā)生氧化反應(yīng).往里,工件將在該溫度下發(fā)生脫碳.由于氣氛氧化性極強,則碳勢將位于鐵素體和奧氏體的雙相區(qū),所以工件發(fā)生完全脫碳.由外及里的組織在緩冷后依次是鐵素體,鐵素體加珠光體,珠光體加滲碳體.18.用20CrMnTi制造汽車變速箱齒輪，要求齒面硬度HRC58-60，中心硬度HRC30-45，試寫出加工工藝路線，并說明各熱處理的作用目的。答：

加工工藝路線為：下料→鍛造→正火→機械粗加工→滲碳+淬火+低溫回火→噴丸→磨齒

正火處理可使同批毛坯具有相同的硬度（便于切削加工），并使組織細化，均勻；

滲碳后表面含碳量提高，保證淬火后得到高的硬度，提高耐磨性和接觸疲勞強度；

噴丸處理是提高齒輪表層的壓力使表層材料強化，提高抗疲勞能力。

19、45鋼普通車床傳動齒輪,其工藝路線為鍛造---熱處理---機械加工----高頻淬火m回火.試問鍛后應(yīng)進行何種熱處理,為什么?常用淬火介質(zhì)及冷卻特性;(H)進行正火處理,45鋼市中碳鋼,正火后其硬度接近于最佳切削加工的硬度.對45鋼,雖然碳含量較高,硬度稍高,但由于正火生產(chǎn)率高,成本低,隨意采用正火處理.1.低碳鋼及低碳合金鋼制模具 例如，20，20Cr，20CrMnTi等鋼的工藝路線為：下料→鍛造模坯→退火→機械粗加工→冷擠壓成形→再結(jié)晶退火→機械精加工→滲碳→淬火、回火→研磨拋光→裝配。2.高合金滲碳鋼制模具 例如12CrNi3A，12CrNi4A鋼的工藝路線為：下料→鍛造模坯→正火并高溫回火→機械粗加工→高溫回火→精加工→滲碳→淬火、回火→研磨拋光→裝配。

3.調(diào)質(zhì)鋼制模具 例如，45，40Cr等鋼的工藝路線為：下料→鍛造模坯→退火→機械粗加工→調(diào)質(zhì)→機械精加工→修整、拋光→裝配。4.碳素工具鋼及合金工具鋼制模具 例如T7A～T10A，CrWMn，9SiCr等鋼的工藝路線為：下料→鍛成模坯→球化退火→機械粗加工→去應(yīng)力退火→機械半精加工→機械精加工→淬火、回火→研磨拋光→裝配。

20.用T12鋼（鍛后緩冷）做一切削工具，工藝過程為：正火→球化退火→機加工成形→淬火→低溫回火。各熱處理工藝的目的是什么？得到什么組織？各種組織具有什么性能。

① 正火：消除網(wǎng)狀的二次滲碳體，同時改善鍛造組織、消除鍛造應(yīng)力，得到片狀的珠光體，片狀的珠光體硬度較高，塑性韌性較差。

② 球化退火：將片狀的珠光體變成粒狀珠光體，降低硬度，便于機械加工；組織為粒狀珠光體，這種組織塑性韌性較好，強度硬度較低。③ 淬火：提高硬度、強度和耐磨性；組織為馬氏體＋粒狀碳化物＋殘余奧氏體；這種組織具有高強度高硬度，塑性韌性差。

④ 低溫回火：減少或消除淬火應(yīng)力，提高塑形和韌性；組織為回火馬氏體＋粒狀碳化物＋殘余奧氏體。回火組織有一定的塑性韌性，強度、硬度高，耐磨性高。

21某車床主軸（45鋼）加工路線為：

下料→鍛造→正火→機械加工→淬火（淬透）→高溫回火→花鍵高頻表面淬火→低溫回火→半精磨→人工時效→精磨。正火、淬火、高溫回火、人工時效的目的是什么？花鍵高頻表面淬火、低溫回火的目的是什么？表面和心部的組織是什么？

正火處理是為了得到合適的硬度，以便切削加工，同時改善鍛造組織，消除鍛造應(yīng)力。淬火是為了得到高強度的馬氏體組織，高溫回火是為了得到回火索氏體，淬火＋高溫回火稱為調(diào)質(zhì)，目的是為使主軸得到良好的綜合力學(xué)性能。人工時效主要是為了消除粗磨削加工時產(chǎn)生的殘余應(yīng)力?；ㄦI部分用高頻淬火后低溫回火是為了得到回火馬氏體，增加耐磨性。表面為回火馬氏體，心部為回火索氏體組織。