简述常用热处理工艺的原理与特点教学资料
材料热处理工程师资格考试题+答案
1．何谓钢的球化退火，其目的是什么? 主要适用于哪些钢材?是使钢中碳化物球状化而进行的退火目的：降低硬度、改善切削加工性，为以后淬火做准备，减小工件淬火畸变和开裂；主要用于共析钢、过共析钢的锻轧件及结构钢的冷挤压件等。
2．简述淬火冷却方法(至少说出五种)。
1）水冷：用于形状简单的碳钢工件，主要是调质件；2）油冷：合金钢、合金工具钢工件。
3）延时淬火：工件在浸入冷却剂之前先在空气中降温以减少热应力；4）双介质淬火：工件一般先浸入水中冷却，待冷到马氏体开始转变点附近，然后立即转入油中缓冷；5）马氏体分级淬火：钢材或工件加热奥氏体化，随之浸入稍高或稍低于钢的上马氏体点的液态介质（盐浴或碱浴）中，保持适当时间，待钢件的内、外层都达到介质温度后取出空冷，以获得马氏体组织的淬火工艺。
用于合金工具钢及小截面碳素工具钢，可减少变形与开裂；6）热浴淬火：工件只浸入150-180℃的硝烟或碱浴中冷却，停留时间等于总加热时间的1/3-1/2，最后取出在空气中冷却；7）贝氏体等温淬火：钢材或工件加热奥氏体化，随之快冷到贝氏体转变温度区域（260-400℃）等温保持，使奥氏体转变为贝氏体的淬火工艺。
用于要求变形小、韧性高的合金钢工件3．简述淬透性概念及其影响因素。
钢在淬火时能够获得马氏体的能力即钢被淬透的深度大小称为淬透性。
其影响因素有：1.亚共析钢含碳量↑，C曲线右移，过共析钢含碳量↑，C曲线左移；2.合金元素（除Co外）使C曲线右移；3.奥氏体化温度越高、保温时间越长，碳化物溶解越完全，奥氏体晶粒越粗大，使C曲线右移；4.原始组织越细，使C曲线右移，Ms点下降；5.拉应力加速奥氏体的转变，塑性变形也加速奥氏体的转变。
4．钢的回火分哪几类?说出低温回火的适用性(目的)。
（1）低温：150-250℃，用于工模具、轴承、齿轮等。
（2）中温：250-500℃，用于中等硬度的零件、弹簧等。
（3）高温：500-700℃，用于各种轴累、连杆、螺栓等。
金属热处理正火
金属热处理正火金属热处理是一种通过加热和冷却的方式改变金属材料的物理和化学性质的工艺。
其中，正火是一种常用的金属热处理方法之一。
正火的目的是通过控制加热温度和冷却速率，使金属材料达到理想的组织和性能。
正火的工艺过程包括加热、保温和冷却三个阶段。
在加热阶段，金属材料被加热到一定温度，以使其组织发生相应的变化。
保温阶段是为了保持材料在一定温度下的一段时间，使其达到热平衡。
最后，在冷却阶段，金属材料以一定的速率冷却，形成理想的组织结构。
正火的主要目的是改变金属材料的组织结构和性能。
通过正火处理，可以增加材料的强度、硬度和耐磨性，提高其抗蠕变性和抗疲劳性能。
此外，正火还可以改善材料的可加工性，并减少内应力和变形。
正火的关键是控制加热温度和冷却速率。
加热温度应根据金属材料的组织和性能要求进行选择。
过高的加热温度会导致晶粒长大、晶界清晰度下降，从而降低材料的强度和硬度。
过低的加热温度则可能导致组织不均匀，影响性能。
冷却速率的选择也十分重要，过快或过慢的冷却速率都会对材料的性能产生负面影响。
正火的应用广泛，特别是在钢铁行业。
钢材经过正火处理后，可以改变其组织，提高其硬度和强度，从而满足不同领域的需求。
例如，汽车制造业常用正火处理来提高车辆零部件的耐磨性和强度，以保证其在复杂工况下的可靠性。
机械制造业也广泛应用正火处理来改善机械零件的性能，提高其使用寿命和可靠性。
在正火处理中，除了控制加热温度和冷却速率外，还需要注意一些其他因素。
首先，材料的初始状态和化学成分会对正火效果产生影响。
不同的金属材料和不同的合金元素对正火处理的响应是不同的，需要根据具体情况进行选择和调整。
其次，正火的时间也是一个重要的参数。
保温时间过长或过短都会影响组织的形成和性能的改善。
此外，正火后的材料还需要进行适当的回火处理，以消除残余应力和提高材料的稳定性。
金属热处理正火是一种重要的工艺方法，通过控制加热温度和冷却速率，可以改善金属材料的组织和性能。
《热处理工艺学》实验指导书
《热处理工艺学》实验指导书实验一 钢的淬透性（2课时）一、实验目的1．熟悉用顶端淬火法测定钢的淬透性；2．确定实验用钢的临界淬透直径；3．比较碳钢与合金钢的淬透性。
二、实验原理淬透性是指钢在一定的冷却条件下淬火时获得马氏体组织的能力，通常用淬透性曲线图来表示。
淬透性大小是钢的一种重要技术性能，它是设计机械零件的一项重要数据，因此几乎大部分钢种均要进行淬透性的测定。
测定钢的淬透性方法很多，有顶端淬火法、断口检验法、U 曲线法、临界直径法及计算法等。
目前国内外广泛应用的是顶端淬火法。
顶端淬火法比较简便，适用范围较广，通常用于结构钢淬透性的测定，也可用于弹簧钢、轴承钢及合金工具钢等。
我国国家标准中规定的两个淬透性检验方法为：GB227-63碳素工具钢淬透性试验法，GB225-63结构钢顶端淬透性试验法。
本次实验课只做顶端淬透性试验。
顶端淬透性试验法：顶端淬透性试验法是将一圆柱形标准试样加热到淬火温度，然后在试样的一个端面喷水淬火，故称为顶端淬火法。
喷水端冷却速度最大，随着距喷水端距离的增加，冷却速度逐渐减小。
由于冷却速度不同，试样的不同部位转变为不同的组织。
不同的组织反映出性能上的差异；测出沿试样长度方向硬度值的变化，根据硬度值绘成的曲线即为淬透性曲线。
具体试验方法如下：1．试样——标准试样尺寸为直径25mm ，长度100mm 的圆柱形试样；2．加热——加热是在温度均匀的电炉中进行，40钢加热温度830-850℃，40Cr 钢加热温度840-860℃。
保温时间30~50分钟。
为保持试样表面不发生脱碳及氧化，试样通常是装进保护盒子内再放入加热炉中进行加热的，试样周围填充铁屑及木炭，末端处可铺放少量的石墨粉。
按保护盒的大小应适当增长保温时间，以保证试样本身仍能有足够的保温时间。
3．顶端淬火——淬火是在特制的淬火器上进行的。
喷水口的内径为12.5mm ，试样末端与喷水口的距离为12.5mm 。
淬火前将喷水柱的自由高度调节到65±10mm ，调整后，用玻璃板将喷水柱盖住，如试样架上有水应檫干；准备好后将试样由炉中取出放入淬火支架上，立即抽掉玻璃板开始往试样喷水淬火。
纳米材料的退火及热处理工艺讲解
纳米材料的退火及热处理工艺讲解纳米材料的退火及热处理工艺是一项关键技术，可以对纳米材料的结构和性能进行调控和优化。
在纳米材料制备和应用中，退火和热处理是常见的工艺步骤，利用高温处理来改变材料的相结构、晶粒尺寸以及其他微观结构参数，从而调整材料的力学性能、热学性能以及电学性能等。
一、退火工艺1. 退火的原理与效果退火是一种通过加热材料到高温并保持一段时间，然后缓慢冷却的热处理过程。
通过退火，可以消除制备过程中产生的缺陷和残余应力，增加材料的晶界移动度，促进材料的晶粒长大和再结晶。
其效果主要有：（1）晶体再排列：退火过程中，晶体的原子重新排列，有助于减少晶界面的数量和增大晶粒尺寸，提高材料的晶界清晰度和晶体的有序性。
（2）应力释放：通过退火，材料中的内应力得以释放，减小材料的变形，提高材料的形变补偿能力和抗变形性能。
（3）残余缺陷处理：退火还可以消除材料中的缺陷，如晶界缺陷、空洞、夹杂物等，提高材料的均匀性和完整性。
2. 不同退火方式和工艺常见的退火方式主要包括恒温退火、等温退火、空气退火、气体保护退火、真空退火等，根据材料的特性和应用需求，选择合适的退火方式。
（1）恒温退火：将材料加热到设定的恒定温度并保持一段时间，然后缓慢冷却。
恒温退火一般用于对晶粒生长和晶界的调控，使其达到较大的晶粒尺寸和较少的晶界数量。
（2）等温退火：将材料加热到设定的温度，并精确控制温度在该值附近波动，保持一定的时间后缓慢冷却。
等温退火主要用于消除残余应力和缺陷，提高材料的力学性能。
（3）空气退火：在常气条件下进行退火，一般用于非氧化物的退火处理。
该退火方式成本较低，但会引入氧化等杂质，影响材料的性能。
（4）气体保护退火：在退火过程中用惰性气体如氮气或氢气代替空气，以减少氧化反应的发生，提高退火效果和材料的质量。
（5）真空退火：在高真空环境下进行退火处理，可避免材料表面与气体的反应，从而保持材料的纯度和质量。
真空退火常用于对氧化物和易挥发性材料的退火处理。
2012.7（3）材料工程师资格考试练习题（第一、二单元）
2012.7（3）材料⼯程师资格考试练习题（第⼀、⼆单元）材料热处理⼯程师资格考试（2012.7）（3）综合素质与技能（第⼀单元）⼀、单项选择题1.奥⽒体晶粒度是表⽰奥⽒体晶粒的⼤⼩，通常按标准试验⽅法在930±10℃保温⾜够时间后测定的晶粒⼤⼩称为□A）起始晶粒度□B）实际晶粒度□C）本质晶粒度□D）特种晶粒度2.去应⼒退⽕的加热温度范围是□A）Ac1以上30～50℃□B）Ac1以下某温度□C）Ac m以上□D）Ac3以上3.碳钢淬⽕、⾼温回⽕后获得的组织为□A）回⽕马⽒体□B）回⽕索⽒体□C）回⽕托⽒体□D）珠光体4.钢中马⽒体⼒学性能的显著特点是具有⾼硬度和⾼强度，马⽒体硬度主要取决于□A）钢中合⾦元素量□B）马⽒体中含碳量□C）钢的加热温度□D）钢的冷却速度5.钢的临界冷却速度是指过冷奥⽒体不发⽣分解直接得到□A）全部珠光体的最低冷却速度□B）全部上贝⽒体（含残余奥⽒体）的最低冷却速度□C）全部下贝⽒体（含残余奥⽒体）的最低冷却速度□D）全部马⽒体（含残余奥⽒体）的最低冷却速度6.消除过共析层⽹状碳化物最简便的热处理⼯艺为□A）完全退⽕□B）不完全退⽕□C）正⽕□D）⾼温回⽕7.⽚状马⽒体的亚结构主要是□A）刃型位错□B）螺型位错□C）层错□D）孪晶8.扩散是钢的化学热处理过程中重要控制因⼦，⽽影响扩散系数的最重要因素是□A）温度□B）扩散⽅式□C）晶格类型□D）固溶体类型9.弹簧钢的常规热处理是□A）淬⽕+⾼温回⽕□B）淬⽕+中温回⽕□C）淬⽕+低温回⽕□D）中频感应加热淬⽕10.球墨铸铁通常的淬⽕⼯艺为□A）860～900℃，油冷□B）860～900℃，⽔冷□C）900～930℃，油冷□D）900～930℃，⽔冷11.变形铝合⾦淬⽕后时效的主要⽬的是□A）消除应⼒□B）提⾼强度□C）降低硬度□D）稳定尺⼨12.下列元素中，不能提⾼钢的淬透性的元素为□A）Si □B）Cr□C）Mn □D）Co13.确定碳钢淬⽕加热温度的基本依据是□A）Fe-Fe3C相图□B）“C”曲线□C）“CCT”曲线□D）淬透性曲线图14.对于T8钢的预备热处理应采⽤□A）完全回⽕□B）扩散退⽕□C）球化退⽕□D）正⽕15中频感应加热淬⽕的频率是□A）50Hz □B）2000～8000 Hz□C）10～100 kHz □D）100～1000 kHz16.钢中加⼊强碳化物形成元素如Ti、Zr、V、Nb、Ta等，对奥⽒体晶粒长⼤□A）有促进作⽤□B）有明显促进作⽤□C）影响不⼤□D）有强烈阻碍作⽤17.钢感应加热表⾯淬⽕的淬硬层深度，主要取决于□A）钢的含碳量□B）冷却介质的冷却能⼒□C）影响不⼤□D）有强烈阻碍作⽤18.常见的铝合⾦热处理强化⽅法是□A）淬⽕+中温回⽕□B）固溶+时效□C）正⽕□D）等温退⽕19.⾼速钢淬⽕冷却时，常常在580～600℃停留10～15分钟，然后在空⽓中冷却，这种操作⽅法叫做□A）双介质淬⽕□B）等温淬⽕□C）分级淬⽕□D）亚温淬⽕20出现第⼀类回⽕脆性的回⽕温度范围是□A）低于200℃□B）200～450℃□C）450～550℃□D）550～650℃⼆、简答题1.指出下列钢的类别：QT600-3、T10A、5CrNiMo、GCr15、65Mn、0Cr13、40CrNiMo、20CrMnTi2.晶体缺陷分为哪三⼤类型？举例说明。
材热工程师试题
准考证编号姓名材料热处理工程师资格考试题第一单元一、单项选择题（每小题1分，共计20分）下列各题A）、B）、C）、D）四个选项中，只有一个选项是正确的，请将正确选项前的方框用铅笔涂黑。
如需改动，用橡皮擦干净后，再涂选其它选项。
1．奥氏体晶粒度是表示奥氏体晶粒的大小，通常按标准试验方法在930±10℃保温足够时间（3~8h）后测定的晶粒大小称为□A) 起始晶粒度□B) 实际晶粒度□C) 本质晶粒度□D) 特种晶粒度2．下贝氏体的韧性远高于上贝氏体主要是因为下贝氏体的□A) 碳化物呈粒细状□B) 碳化物呈细片状□C) 位错密度高□D) 位错密度低3．高碳工具钢或合金工具钢的等温球化退火处理的加热温度通常是□A) Ac1 +20~30℃□B) Ac1-20~30℃□C) Acm+20~30℃□D) Acm-20~30℃4．钢中马氏体形态主要分为板条状马氏体和片状马氏体，获得板条状（位错）马氏体的条件是□A) Ms＞350℃或Wc＜0.2%□B) Ms＜200℃或Wc＞1.0%□C) Ms 200℃～300℃或Wc 0.2～0.5%□D) Ms 300℃～350℃或Wc 0.5～1.0%5．钢中马氏体力学性能的显著特点是具有高硬度和高强度，马氏体硬度主要取决于□A) 钢中合金元素量□B) 马氏体中含碳量□C) 钢的加热温度□D) 钢的冷却速度6．钢的临界冷却速度是指过冷奥氏体不发生分解直接得到□A) 全部珠光体的最低冷却速度□B) 全部上贝氏体（含义残余奥氏体）的最低冷却速度□C) 全部下贝氏体（含义残余奥氏体）的最低冷却速度□D) 全部马氏体（含义残余奥氏体）的最低冷却速度7．某些合金出现第二类回火脆性的回火工艺是□A) 在200℃-400℃温度范围内回火□B) 回火时快冷□C) 回火时慢冷□D）在450℃-650℃温度范围内回火或回火后缓慢冷却通过上述温度范围8．38CrMoAl钢510～520℃+550～560℃两段气体渗氮工艺，氨的分解率可控制在□A) 第一段为60%～75%，第二段为18%～45%□B) 第一段为18%～45%，第二段为60%～75%□C）第一段和第二段均为60%～75%□D) 第一段和第二段均为18%～45%9．消除过共析层网状碳化物最简便的热处理工艺为□A) 完全退火□B) 不完全退火□C) 正火□D）高温回火10．亚共析碳钢亚温淬火常用的最佳温度为□A) Ac1＋10～20℃□B) Ac3＋10～20℃□C）比Ac3略低□D) 比Ar3略低11．9Mn2V导轨、高速钢拉刀、合金钢机床主轴等常用校直法是□A) 冷压校直□B) 反击校直□C) 加压回火校直□D）热校直12．中碳钢淬火后高温回火称为调质处理，获得的组织是□A) 回火马氏体□B) 回火索氏体□C）回火托(屈)氏体□D) 珠光体13．扩散是钢的化学热处理基本过程中的重要控制因子，而影响扩散系数的最重要的因素是□A) 温度□B）扩散方式□C) 晶格类型□D) 固溶体类型14．化学热处理中，用作提高耐磨和耐腐蚀性的常用工艺是□A) 渗硼□B) 渗铝□C) 渗硫□D）渗碳15．高频加热淬火频率为100-1000KHz，通常达到的淬硬层深度为□A) 0.2-2mm□B) 2-5mm□C）2-8mm□D) 10-15mm16．球墨铸铁通常的淬火工艺为□A) 860～900℃油冷□B) 860～900℃水冷□C) 900～930℃油冷□D) 900～930℃水冷17．变形铝合金淬火后时效的主要目的是□A) 消除应力□B) 提高强度□C) 降低硬度□D) 稳定尺寸18．为尽可能减少高精度量具钢（如CrWMn钢）中残余奥氏体的含量，使其尺寸稳定，常需采用的热处理回火工艺是□A) 一次冷处理和回火□B) 一次回火+稳定化处理□C) 一次冷处理+一次回火+稳定化处理□D) 多次冷处理和回火19．为避免20CrMnTi钢大型锻件产生魏氏组织，改进热处理工艺是□A) 提高正火温度□B) 加快正火冷却速度□C) 二次正火□D) 降温等温工艺20．提高CrWMn冷作模具钢强韧性和耐磨性的细微化热处理工艺是□A) 850℃加热保温后油冷+200℃回火□B) 810℃加热保温后油冷（油温150℃）+200℃回火□C) 840℃加热保温后240℃等温1小时空冷+250℃回火□D) 970℃加热保温后油冷+560℃回火+820℃加热保温后油冷+280℃等温等温1小时空冷+200℃回火。
热处理原理与工艺课后习题
热处理原理与工艺课后习题第一章一．填空题1.奥氏体形成的热力条件（）。
只有在一定的（）条件下才能转变为奥氏体。
（）越大，驱动力越大，奥氏体转变速度越快。
2.共析奥氏体形成过程包括（）（）（）和（）四个阶段。
3.( )钢加热时奥氏体晶粒长大的倾向小，而（）钢加热时奥氏体晶粒长大的倾向小。
4.本质晶粒度是钢的热处理工艺性能之一，对于（）钢可有较宽的热处理加工范围，对于（）钢则必须严格控制加热温度，以免引起晶粒粗化而是性能变坏。
5.（）晶粒度对钢件冷却后的组织和性能影响较大。
6.控制奥氏体晶粒长大的途径主要有（）（）( )( )和（）。
7.（）遗传对热处理工件危害很大，它强烈降低钢的强韧性，使之变脆，必须避免和消除。
、二、判断正误并简述原因1.奥氏体晶核是在珠光体中各处均匀形成的。
（）2.钢中碳含量越高，奥氏体转变速度越快，完全奥氏体化所需时间越短。
（）3.同一种钢，原始组织越细，奥氏体转变速度越慢。
（）4.本质细晶粒钢的晶粒在任何加热条件下均比本质粗晶粒钢细小。
（）5.在一定加热的温度下，随温度时间延长，晶粒将不断长大。
（）6.所有合金元素都可阻止奥氏体晶粒长大，细化奥氏体晶粒。
（）三、选择题1.Ac1、A1、Ar1的关系是__________。
A．.Ac1>A>1Ar1 B. Ar1>A1>Ac1 C.A1>Ar1>Ac1 D.A1>Ac1>Ar12. Ac1、Ac3、Ac cm是实际（）时的临界点。
A. 冷却B.加热C.平衡D.保温3.本质晶粒度是指在规定的条件下测得的奥氏体晶粒（）A.长大速度B. 大小C. 起始尺寸D. 长大极限4.实际上产中，在某一具体加热条件下所得到的奥氏体晶粒大小称为（）A. 起始晶粒度B.本质晶粒度C.实际晶粒度D.名义晶粒度四、简答题1.以共析碳钢为例，说明：1.奥氏体的形成过程；2. 奥氏体晶核为什么优先在铁素体和渗碳体相界面上形成；3. 为什么铁素体消失后还有部分渗碳体未溶解。
简述常用的热处理的方法及时效处理
1简述常用的热处理的方法及时效处理。
答：常用热处理方法：退火,正火,淬火,回火,渗碳,渗氮,碳氮共渗,渗硼。
时效处理有人工时效处理，自然时效处理。
退火，将工件加热至Ac3以上30~50度，保温一定时间后，随炉缓慢冷却至500度一下在空间中冷却。
正火，将钢件加热至Ac3或Acm以上，保温后从炉中取出在空气中冷却的一种操作。
淬火，将钢件加热至Ac3或Ac1以上，保温后在水或油等冷却液中快速冷却，已获得不稳定的组织。
回火，将淬火后的钢重新加热到Ac1以下的温度，保温后冷却至室温的热处理工艺。
调质热处理是金属热处理的一种，采用的是淬火加高温回火，已获得回火索氏体组织，在具有强度硬度的同时有比较好的塑性以及韧性。
自然时效处理，将工件放置在室温或自然条件下长时间存放而发生的时效现象，称为自然时效处理。
人工时效处理，采用将工件加热到较高温度，并较短时间进行时效处理的时效处理工艺，叫人工时效处理。
如：人工时效处理：720 ℃保温8 h 后经50 ℃/ h 冷却到620 ℃保温8h，空冷。
2简述钢回火的目的答：回火又称配火。
将经过淬火的工件重新加热到低于下临界温度的适当温度，保温一段时间后在空气或水、油等介质中冷却的金属热处理。
或将淬火后的合金工件加热到适当温度，保温若干时间，然后缓慢或快速冷却。
目的：一般用以减低或消除淬火钢件中的内应力，或降低其硬度和强度，以提高其延性或韧性。
根据不同的要求可采用低温回火、中温回火或高温回火。
通常随着回火温度的升高，硬度和强度降低，延性或韧性逐渐增高。
3简述钢的表面淬火的作用及分类。
答：有些零件在工件时在受扭转和弯曲等交变负荷、冲击负荷的作用下，它的表面层承受着比心部更高的应力。
在受摩擦的场合，表面层还不断地被磨损，因此对一些零件表面层提出高强度、高硬度、高耐磨性和高疲劳极限等要求，只有表面强化才能满足上述要求。
由于表面淬火具有变形小、生产率高等优点，因此在生产中应用极为广泛。
热处理工艺介绍
置循环风扇，保证气体向钢件表面的对流。
渗碳的基本过程
3. 活性碳原子向钢件表面迁移
4. 钢件表面吸收碳 首先要求钢件表面洁净，另外要控制渗碳剂的分解和钢件表面对碳的吸
• 正火是将钢材或钢件加热到临界温度以上，保温后空冷的 热处理工艺。
• 正火（退火）的目的： 1 、降低硬度，便于切削加工。 2 、提高钢的塑性和韧性，以便于冷变形加工。 3 、消除锻件的组织缺陷。 4 、细化晶粒，改善组织，为最终热处理做准备。 5 、消除应力，防止畸变和开裂。
正火工艺简介
• 正火工艺的特点 • 加热温度一般在 AC3 以上 • 保温时间足够长
碳势 Cp=(W2-W1)/ W2 X100%+Co
W2: 钢箔渗碳后的重量 碳量
W1: 钢箔渗碳前的重量
Co: 钢箔的原始含
渗碳剂介绍
1 、井式气体渗碳炉所用介质是煤油，煤油是分子中含有 11~17 个碳原 子的多种烃类的混合物。 850℃ 以下裂解不充分，低分子烃较多，易 产生碳黑和结焦。由于成分不固定，不能作为自动控制的介质使用。
钢材简介
通常所指的钢铁材料是钢和铸铁的总称，指所有的铁碳合金。 • 碳素钢（简称碳钢）是含碳量大于 0.0218% 而小于 2.11% 的铁碳合金。 • 合金钢是在碳钢的基础上，添加某些合金元素，用以保证一定的生产和
加工工艺以及所要求的组织与性能的铁基合金。 • 按钢材的化学成分可分为碳素钢和合金钢两大类。 • 碳素钢（简称碳钢）是含碳量大于 0.0218% 而小于 2.11% 的铁碳合金。
根据毛坯的大小和炉子的加热能力来制订保温时间 • 冷却速度一般较慢
工程材料热处理
1、热处理的定义：主要有三点要注意，一是热处理是在固态范围内进行的，二是有三个过程（加热、保温和冷却），三是热处理是通过改变钢的组织结构来改善其性能的；2、热处理的实质3、热处理的目的：不改变材料的形状的尺寸，改善其性能，包括使用性能和工艺性能，可以充分发挥材料的潜力，提高零件的内在质量；4、热处理的应用：十分广泛；5、热处理的分类：普通热处理，表面热处理，化学热处理6、热处理的三要素：加热温度、保温时间、冷却速度；第一节钢在加热时的转变目的是使原始组织转变为奥氏体，所以也称奥氏体化过程。
然后以奥氏体为母相进行转变。
一、钢的奥氏体化过程2、要使原始组织变为奥氏体，应将钢加热到A1（727℃）温度以上；具体的，亚共析钢应加热到Ac3线以上；共析钢加热到Ac1线以上；过共析钢如果进行完全奥氏体化应加热到Accm线以上。
3、转变过程：1）奥氏体的形核和长大；2）残余渗碳体的溶解；3）奥氏体成分的均匀化；二、奥氏体晶粒度及其控制1、奥氏体晶粒大小对热处理的影响细小的组织力学性能高（塑性变形和再结晶一章中已学过）；另外，如果奥氏体的晶粒细小，那么由其转变的产物也就细小；否则转变产物就比较粗大，或出现缺陷组织，还容易引起变形和开裂，所以要对奥氏体的晶粒大小进行控制。
2、奥氏体晶粒大小的表示方法1）用晶粒的直径d表示；2）用单位面积内的晶粒数目n表示；3、奥氏体晶粒度的控制1）正确制订和执行加热规范；2）选用长大倾向小的钢种，如用Al脱氧的钢，以及含Nb、TI、V等元素的钢；第二节钢在冷却时的转变冷却是热处理的最后一个工序，也是最关键的工序，它决定了钢热处理后的组织和性能。
同一种钢，加热温度和保温时间相同，冷却方法不同，热处理后的性能截然不同。
这是因为过冷奥氏体在冷却过程中转变成了不同的产物。
那么奥氏体在冷却时转变成什么产物？有什么规律呢？这就是本次课的主要内容。
碳钢热处理时的冷却速度一般较大，大多都偏离了平衡状态（除退火外），所以热处理后的组织为非平衡组织。
材料热处理工程师资格考试题+答案
1．何谓钢的球化退火，其目的是什么? 主要适用于哪些钢材?是使钢中碳化物球状化而进行的退火目的：降低硬度、改善切削加工性，为以后淬火做准备，减小工件淬火畸变和开裂；主要用于共析钢、过共析钢的锻轧件及结构钢的冷挤压件等。
2．简述淬火冷却方法(至少说出五种)。
1）水冷：用于形状简单的碳钢工件，主要是调质件；2）油冷：合金钢、合金工具钢工件。
3）延时淬火：工件在浸入冷却剂之前先在空气中降温以减少热应力；4）双介质淬火：工件一般先浸入水中冷却，待冷到马氏体开始转变点附近，然后立即转入油中缓冷；5）马氏体分级淬火：钢材或工件加热奥氏体化，随之浸入稍高或稍低于钢的上马氏体点的液态介质（盐浴或碱浴）中，保持适当时间，待钢件的内、外层都达到介质温度后取出空冷，以获得马氏体组织的淬火工艺。
用于合金工具钢及小截面碳素工具钢，可减少变形与开裂；6）热浴淬火：工件只浸入150-180℃的硝烟或碱浴中冷却，停留时间等于总加热时间的1/3-1/2，最后取出在空气中冷却；7）贝氏体等温淬火：钢材或工件加热奥氏体化，随之快冷到贝氏体转变温度区域（260-400℃）等温保持，使奥氏体转变为贝氏体的淬火工艺。
用于要求变形小、韧性高的合金钢工件3．简述淬透性概念及其影响因素。
钢在淬火时能够获得马氏体的能力即钢被淬透的深度大小称为淬透性。
其影响因素有：1.亚共析钢含碳量↑，C曲线右移，过共析钢含碳量↑，C曲线左移；2.合金元素（除Co外）使C曲线右移；3.奥氏体化温度越高、保温时间越长，碳化物溶解越完全，奥氏体晶粒越粗大，使C曲线右移；4.原始组织越细，使C曲线右移，Ms点下降；5.拉应力加速奥氏体的转变，塑性变形也加速奥氏体的转变。
4．钢的回火分哪几类?说出低温回火的适用性(目的)。
（1）低温：150-250℃，用于工模具、轴承、齿轮等。
（2）中温：250-500℃，用于中等硬度的零件、弹簧等。
（3）高温：500-700℃，用于各种轴累、连杆、螺栓等。
热处理技术培训
热处理技术培训提纲前言一、什么是热处理“钢的热处理”就是将钢件（固态的金属和合金）在一定的介质中加热、保温和冷却以改变其整体或表面的组织，从而获得所需性能的一种工艺方法。
（简述历史上的热处理）二、培训的目的要求：学员应逐步掌握以下六条内容：1．在机械制造中，热处理是影响产品内在质量的重要过程（工序）,是特殊过程。
干好热处理要具备：（1）责任心。
（2）技术。
（3）经验。
2．影响热处理质量的主要因素：（1）原材料及辅料。
（2）工艺、工装、设备。
（3）监控手段。
（4）检验和试验。
（5）相关加工过程的配合。
（6）操作技能等。
3, 找出原因，提出改进和预防措施。
4．在基本理论指导下操作，从实践中自己总结经验，逐步提高理论水平和实际操作水平。
5．熟练地掌握各种设备，包括辅助设施、工装、检测、监控设施的安全操作。
预防人身和设备事故的发生。
6．结合产品实际，探讨新工艺、新方法，以达到提高质量（或稳定质量），降低成本的目的。
三、主要学习内容：（1）内在质量的重要标志——机械性能。
（2）钢铁内部结构。
（3）热处理方法。
（详细内容见培训大纲） 讲课、议论、实验、实践相结合。
第一章 金属材料的机械性能引子：锁接头（标准）、钻杆接头（图纸）内在质量要求：金属材料的机械性能是指金属材料（工件）在各种不同性质的外力作用下所表现出来的抵抗能力。
这些性能指标是机械设计、选择材料、工艺评定及检验的主要依据。
常用的机械性能有：强度、塑性、硬度、韧性、疲劳等。
代用性能指标§1. 强度材料在外力作用下，抵抗塑性变形和断裂的能力称为强度。
由于外力的不同而分为拉伸（σb ）、压缩（σbc ）、弯曲（σbb ）扭转、剪切等。
通常指抗拉强度。
一、抗拉强度（强度极限）材料在拉力作用下，断裂前所承受的最大负荷与材料断面积的比值，称为抗拉强度。
或者说，材料在拉力作用下断裂前所承受的最大拉应力叫抗拉强度。
用σb 表示。
单位MPa 。
σb =S F （Mpa ） 式中：0F ——拉断试样的最大负荷，N 0S ——试样原始截面积，mm 2 例如：45钢正火后做成Ф10拉伸试样σs 或σ0。
简述常用热处理工艺的原理与特点
简述常用热处理工艺的原理与特点常用的热处理工艺包括退火、正火、淬火、回火、淬火回火等。
这些工艺主要通过对金属材料加热和冷却处理，来改变其组织结构和性能，以达到所需的目标。
1.退火工艺：退火是将金属材料加热到一定温度，经过一段时间保温，然后缓慢冷却到室温的工艺。
退火的目的是消除应力、改善金属的塑性和韧性、细化晶粒。
退火具有原子扩散和晶界迁移的特点，能够减少金属内部的位错和缺陷，使金属的晶粒尺寸和晶界的结构得到改善。
2.正火工艺：正火是将金属加热到一定温度，然后迅速冷却到室温的工艺。
正火主要是通过控制冷却速度来改变材料的组织结构和性能。
快速冷却能够使金属内形成硬质和脆性的马氏体组织，从而提高材料的硬度和强度。
正火适用于高碳钢、合金钢等材料的处理。
3.淬火工艺：淬火是将金属材料加热到一定温度，然后迅速放入冷却介质中进行冷却的工艺。
淬火能够使金属内部形成硬质的马氏体组织，从而提高金属的硬度和强度，但也会导致金属变脆。
淬火的冷却速度很快，能够使金属晶粒尺寸变细，但也容易引起温度梯度过大和产生内应力等问题，需要注意冷却介质的选择和处理。
4.回火工艺：回火是将淬火后的金属材料再次加热到一定温度，并保温一段时间后冷却的过程。
回火的目的是消除淬火时产生的内应力和脆性，并且使金属材料的硬度和韧性达到理想的平衡状态。
回火可以显著改善金属的强度和韧性，并且能够调节金属的硬度。
回火温度和时间需要根据具体材料的品种和要求进行合理选择。
5.淬火回火工艺：淬火回火是将金属材料先进行淬火处理，再进行回火处理的工艺。
淬火回火可以在一定程度上兼顾金属的硬度和韧性要求。
通过淬火回火，可以提高金属的强度和硬度，同时又不致使金属太过脆性。
淬火回火是一种综合性的热处理工艺，适用于许多金属材料的处理。
总的来说，热处理工艺通过控制金属材料的加热和冷却过程，改变材料的组织结构和性能，以达到所需的强度、硬度、韧性等要求。
不同的工艺具有不同的原理和特点，需要根据具体材料和要求进行合理选择和操作，以确保最佳的效果。
第四章 钢的热处理及表面强化技术讲解
2．化学镀镍磷
化学镀是指在无外加电流条件下，利用化学方法在金属表面沉积其他金 属或合金的工艺方法。化学镀镍磷合金可提高工件表面的硬度、抗粘着性、 减摩性，从而提高其耐磨性。
2 气相沉积TiN和TiC
气相沉积是指在一定成分的气体中加热至一定温 度，通过化学或物理作用在钢件表面沉积其他金属或 金属化合物的工艺方法。在钢件表面沉积TiN、TiC等 超硬金属化合物，能大大提高其表面的硬度、耐磨性、 耐蚀性和高温抗氧化性。
表 面 热处理
钢加热时的组织转变
钢的预备热处理——退火与正火
钢的最终热处理（一）——淬火与回火 钢的最终热处理（二）——表面热处理 钢的表面强化技术
本 章 要 点
钢的热处理是指将钢在固态下进行 加热、保温和冷却，以获得所需的组织 和性能的工艺方法。通过适当的热处理， 能显著提高钢的力学性能，以满足零件 的使用要求和延长零件的使用寿命；能 改善钢的加工工艺性能（如切削加工性 能、冲压性能等），以提高生产率和加 工质量；还能消除钢在加工（如铸造、 焊接、切削、冷变形等）过程中产生的 残余内应力，以稳定零件的形状和尺寸。
淬火加热后组织 钢种
亚共析钢 Wc≤0.5%
亚共析钢 Wc＞0.5%
淬火温度(℃) Ac3+30～50
Ac3+30～50 Ac1+30～50 Ac1+30～50
残
最终组织 M
M + A残 M + A残 M+Fe3C+A
共析钢 过共析钢
单液淬火 将加热后的零件投入一种冷却剂中冷却至室温。 优点：操作简单，容易实现自动化 缺点：易产生淬火缺陷， 水中淬火易产生变形和 裂纹，油中淬火易产生硬度不足或硬度不均匀等 现象。 应用：碳钢一般用水作冷却介质，合金钢可用油 作冷却介质。
热处理的原理与分类
知识拓展—— 课堂延伸
请仔细阅读下列文字材料：
中国古代热处理，观看激光淬火视频片断。
了解和感受中华民族旳古代文明和当代科技发 展。
铁碳合金相图
旳测绘条件：
极其缓慢加热 或冷却
=
P=F + Fe3C （C +α-Fe）
α-Fe：体心立方 晶格，溶碳量低
t 原因： 因为γ-Fe转变为α-Fe，而α-Fe旳溶C量低，过饱和旳C
原子从α-Fe充分扩散出来，以Fe3C 形式析出。A中同步析出F和Fe3C （即P类物质）。
想一想:冷却速度快时，A冷却转变产物还是P吗?
冷却
v2
v3
t
二、热处理旳目旳和分类
机械零件一般加工工艺顺序：
铸锻焊
预备热处理
最终热处理
金属材料
毛坯件
机械粗加工
机械精加工
1、目旳：
消除毛坯中旳缺陷，改善切削加工性能，并为后来旳
热处理做好组织准备——预备热处理。
取得所需旳使用性能——最终热处理。
2、分类（按工艺措施不同）： 退火、正火、淬火、回火、表面热处理
韧，可折弯而不折断。
奇怪， 一样旳 钢片性 能怎么 变了？
请点击画面播放
试验结论
1、我们刚刚已经对一样材质旳弹簧钢片进行了两种 不
同旳热2、处热理处操理作时。冷却旳速度不同，材料旳性能不同。 精髓：冷却速度变化----组织构造变化----材料性能变化
这就是热处 理啊，我也 能变化金属 材料旳性能
热处理简介及成本分析
一、热处理基础知识
• 热处理名词：常见金相组织
• 铁素体：碳在a-Fe（体心立方结构的铁）中 的间隙固溶体。
• 奥氏体：碳在g-Fe（面心立方结构的铁）中 的间隙固溶体。
• 渗碳体：碳和铁形成的稳定化合物（Fe3c） 。
体、金属化合物及纯物质。 •Page合4金：由两种或两种以上金属或金属与非
一、热处理基础知识
• 热处理名词：
• 固溶体：是一个（或几个）组元的原子（ 化合物）溶入另一个组元的晶格中，而仍 保持另一组元的晶格类型的固态金属晶体 ，固溶体分间隙固溶体和置换固溶体两种 。
• 化合物：合金组元间发生化合作用，生成 一种具有金属性能的新的晶体固态结构。
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二、热处理分类
• 表面热处理
• 表面热处理是只加热工件表层，以改变其 表层力学性能的金属热处理工艺。
• 表面热处理包括表面淬火和化学热处理两 种。
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二、热处理分类
• 表面热处理
• 表面淬火原理与整体淬火基本相同，但是 只对表面进行加热。表面加热主要方法有 火焰加热和感应加热，常用的热源有氧乙 炔或氧丙烷等火焰、感应电流、激光和电 子束等。
得细片状珠光体，使硬度提高至140〜190HB，可以改善钢的切削加工 性，提高刀具的寿命和工件的表面光洁程度。 • 2. 消除热加工缺陷：中碳结构钢铸件、锻、轧件以及焊接件在热加工 后易出现魏氏组织、粗大晶粒等过热缺陷和带状组织。通过正火处理 可以消除这些缺陷组织，达到细化晶粒、均匀组织、消除内应力的目 的。 • 3. 消除过共析钢的网状碳化物便于球化退火：过共析钢在淬火之前要 迸行球化退火，以便于机械加工并为淬火作好组织准备。但当过共析 钢中存在严重网 状碳化物时，将达不到良好的球化效果。通过正火 处理可以消除网状碳化物。 • 4. 提高普通结构零件的力学性能：―些受力不大、性能要求不高的碳 钢和合金钢零件采用正火处理，达到一定的综合力学性能，可以代替 调质处理，作为零件的最终热处理。
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简述常用热处理工艺的原理与特点
精品资料
简述常用热处理工艺的原理与特点。
热处理是指材料在固态下，通过加热、保温和冷却的手段，以获得预期组织和性能的一种金属热加工工艺。
热处理工艺原理
1、正火：将钢材或钢件加热到临界点AC3或ACM以上的适当温度保持一定时间后在空气中冷却，得到珠光体类组织的热处理工艺。
2、退火：将亚共析钢工件加热至AC3以上20—40度，保温一段时间后，随炉缓慢冷却(或埋在砂中或石灰中冷却)至500度以下在空气中冷却的热处理工艺。
3、淬火：将钢奥氏体化后以适当的冷却速度冷却，使工件在横截面内全部或一定的范围内发生马氏体等不稳定组织结构转变的热处理工艺。
4、回火：将经过淬火的工件加热到临界点AC1以下的适当温度保持一定时间，随后用符合要求的方法冷却，以获得所需要的组织和性能的热处理工艺。
5、调质处理：一般习惯将淬火加高温回火相结合的热处理称为调质处理。
调质处理广泛应用于各种重要的结构零件，特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等。
调质处理后得到回火索氏体组织，它的机械性能均比相同硬度的正火索氏体组织更优。
它的硬度取决于高温回火温度并与钢的回火稳定性和工件截面尺寸有关，一般在HB200—350之间。
特点：金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，金球的热处理工艺与其他加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。
比较钢材与非金属材料热处理的异同点。
热处理有金属材料热处理和非金属材料热处理
相同点：热处理的原理基本一样，都是一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。
不同点：
1.钢的表面热处理有两大类：一类是表面加热淬火热处理，另一类是化学热处理。
非金属材料的表面热处理：喷漆、着(染)色、抛光、化学镀后再电镀(如ABS)等。
2.金属材料热处理包括：退火、正火、淬火和回火。
非金属材料热处理包括碳纤维预氧化、碳化、石墨化设备，石墨化烧结等；复合材料成形以及空间环境模拟，包括热压罐，热压机，KM系列模拟罐，用户分布于汽车、模具、工具、碳纤维加工和其他高端应用领域。
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