材料学习题第6章-钢的热处理
机械制造基础第六章合金钢及其热处理习题解答
第六章合金钢及其热处理习题解答6-1 什么是合金元素?按其与碳的作用如何分类?答：1、为了改善钢的组织和性能，在碳钢的基础上，有目的地加入一些元素而制成的钢，加入的元素称为合金元素。
常用的合金元素有锰、铬、镍、硅、钼、钨、钒、钛、锆、钴、铌、铜、铝、硼、稀土(RE) 等。
2、合金元素按其与钢中碳的亲和力的大小，可分为碳化物形成元素和非碳化物形成元素两大类。
常见的非碳化物形成元素有：镍、钴、铜、硅、铝、氮、硼等。
它们不与碳形成碳化物而固溶于铁的晶格中，或形成其它化合物，如氮可在钢中与铁或其它元素形成氮化物。
常见的碳化物形成元素有：铁、锰、铬、钼、钨、钒、铌、锆、钛等(按照与碳亲和力由弱到强排列) 。
通常钒、铌、锆、钛为强碳化物形成元素；锰为弱碳化物形成元素；铬、钼、钨为中强碳化物形成元素。
钢中形成的合金碳化物主要有合金渗碳体和特殊碳化物两类。
6-2 合金元素在钢中的基本作用有哪些?答：合金元素在钢中的基本作用有：强化铁素体、形成合金碳化物、阻碍奥氏体晶粒长大、提高钢的淬透性和提高淬火钢的回火稳定性。
6-3 低合金结构钢的性能有哪些特点?主要用途有哪些?答：低合金结构钢的性能特点是：①具有高的屈服强度与良好的塑性和韧性；②良好的焊接性；③较好的耐蚀性。
低合金结构钢—般在热轧空冷状态下使用，被广泛用于制造桥梁、船舶、车辆、建筑、锅炉、高压容器、输油输气管道等。
6-4 合金结构钢按其用途和热处理特点可分为哪几种?试说明它们的碳含量范围及主要用途。
答：合金结构钢是指用于制造各种机械零件和工程结构的钢。
主要包括低合金结构钢、合金渗碳钢、合金调质钢、合金弹簧钢、滚动轴承钢等。
1、低合金结构钢的成分特点是低碳(w C < 0.20％)，—般在热轧空冷或正火状态下使用，用于制造桥梁、船舶、车辆、建筑、锅炉、高压容器、输油输气管道等。
2、合金渗碳钢的平均w C一般在0.1％～0.25％之间，以保证渗碳件心部有足够高的塑性与韧性。
金属学与热处理第六章 回复与再结晶
第六章回复与再结晶(一)填空题1. 金属再结晶概念的前提是，它与重结晶的主要区别是。
2. 金属的最低再结晶温度是指，它与熔点的大致关系是。
3 钢在常温下的变形加工称，铅在常温下的变形加工称。
4．回复是，再结晶是。
5．临界变形量的定义是，通常临界变形量约在范围内。
6 金属板材深冲压时形成制耳是由于造成的。
7．根据经验公式得知，纯铁的最低再结晶温度为。
(二)判断题1．金属的预先变形越大，其开始再结晶的温度越高。
（）2．变形金属的再结晶退火温度越高，退火后得到的晶粒越粗大。
（）3．金属的热加工是指在室温以上的塑性变形过程。
（）4．金属铸件不能通过再结晶退火来细化晶粒。
（）5．再结晶过程是形核和核长大过程，所以再结晶过程也是相变过程。
（）；6 从金属学的观点看，凡是加热以后的变形为热加工，反之不加热的变形为冷加工。
（）7 在一定范围内增加冷变形金属的变形量，会使再结晶温度下降。
( )8．凡是重要的结构零件一般都应进行锻造加工。
（）9．在冷拔钢丝时，如果总变形量很大，中间需安排几次退火工序。
( )10．从本质上讲，热加工变形不产生加工硬化现象，而冷加工变形会产生加工硬化现象。
这是两者的主要区别。
( )(三)选择题1．变形金属在加热时发生的再结晶过程是一个新晶粒代替旧晶粒的过程，这种新晶粒的晶型( )。
A．与变形前的金属相同 B 与变形后的金属相同C 与再结晶前的金属相同D．形成新的晶型2．金属的再结晶温度是( )A．一个确定的温度值B．一个温度范围 C 一个临界点D．一个最高的温度值3．为了提高大跨距铜导线的强度，可以采取适当的( )。
A．冷塑变形加去应力退火 B 冷塑变形加再结晶退火C 热处理强化D．热加工强化4 下面制造齿轮的方法中，较为理想的方法是( )。
A．用厚钢板切出圆饼再加工成齿轮B用粗钢棒切下圆饼再加工成齿轮C 由圆钢棒热锻成圆饼再加工成齿轮D．由钢液浇注成圆饼再加工成齿轮5．下面说法正确的是( )。
工程材料习题册-打印-答案
第一章 金属的性能一、填空（将正确答案填在横线上。
下同）1、金属材料的性能一般分为两类。
一类是使用性能，它包括物理性能、化学性能和力学性能等。
另一类是工艺性能，它包括铸造性能、锻造性能、焊接性能和切削加工性能等。
2、大小不变或变化很慢的载荷称为静载荷，在短时间内以较高速度作用于零件上的载荷称为冲击载荷，大小和方向随时间发生周期变化的载荷称为交变载荷。
3、变形一般分为弹性变形和塑性变形两种。
不能随载荷的去除而消失的变形称为塑性变形。
4、强度是指金属材料在静载荷作用下，抵抗塑性变形或断裂的能力。
5、强度的常用衡量指标有抗拉强度和屈服强度，分别用符号σb 和σs 表示。
6、如果零件工作时所受的应力低于材料的σb 或σ0.2，则不会产生过量的塑性变形。
7、有一钢试样其截面积为100mm 2，已知钢试样的M P a S 314=σM P ab 530=σ 。
拉伸试验时，当受到拉力为—————— 试样出现屈服现象，当受到拉力为—————— 时，试样出现缩颈。
8、断裂前金属材料产生永久变形的能力称为塑性。
金属材料的延伸率和断面收缩率的数值越大，表示材料的塑性越好。
9、一拉伸试样的原标距长度为50mm,直径为10mm 拉断后试样的标距长度为79mm ，缩颈处的最小直径为4.9 mm ，此材料的伸长率为—————，断面收缩率为——————。
10．金属材料抵抗冲击载荷作用而不破坏能力。
称为冲击韧性。
11．填出下列力学性能指标的符号：屈服点σs ，抗拉强度σb ，洛氏硬度C 标尺HRC ，伸长率δ，断面收缩率ψ，冲击韧度αk ，疲劳极限σ-1。
二、判断（正确打√，错误打×。
下同）1、弹性变形能随载荷的去除而消失。
（√ ）2、所有金属材料在拉伸试验时都会出现显著的屈服现象。
（× ）3、材料的屈服点越低，则允许的工作应力越高。
（× ）4、洛氏硬度值无单位。
（√ ）5、做布氏硬度试验时，当试验条件相同时，其压痕直径越小，材料的硬度越低。
工程材料练习题钢的热处理练习题
第六章钢的热处理练习题一、填空题1．钢加热时奥氏体形成是由（）、（）、（）和（）四个基本过程所组成。
2．在过冷奥氏体等温转变产物中，珠光体与屈氏体的主要相同点是（ ) ，不同点是（）。
3．用光学显微镜观察，上贝氏体的组织特征呈（）状，而下贝氏体则呈（）状。
4．与共析钢相比，非共析钢C 曲线的特征是（）。
5．马氏体的显微组织形态主要有（）、（）两种，其中（）的韧性较好。
6．钢的淬透性越高，则其C 曲线的位置越（），说明临界冷却速度越（）。
7．钢的热处理工艺是由（）、（）、（）三个阶段组成。
一般来讲，它不改变被处理工件的（），但却改变其（）。
8．利用Fe-Fe3C 相图确定钢完全退火的正常温度范围是（），它只适应于（）钢。
9．球化退火的主要目的是（），它主要适用于（）。
10．钢的正常淬火温度范围，对亚共析钢是（），对过共析钢是（）。
11．当钢中发生奥氏体向马氏体的转变时，原奥氏体中碳含量越高，则MS 点越( )，转变后的残余奥氏体量就越（）。
12．在正常淬火温度下，碳素钢中共析钢的临界冷却速度比亚共析钢和过共析钢的临界冷却速度都（）。
13．钢热处理确定其加热温度的依据是（），而确定过冷奥氏体冷却转变产物的依据是（）。
14．淬火钢进行回火的目的是（），回火温度越高，钢的硬度越（）。
15．钢在回火时的组织转变过程是由（）、（）、（）和（）四个阶段所组成。
16．化学热处理的基本过程包括（）、（）和（）三个阶段。
17．索氏体和回火索氏体在形态上的区别是（），在性能上的区别是（）。
18．参考铁碳合金相图，将45 号钢及T10 钢（已经过退火处理）的小试样经850 ℃ 加热后水冷、850 ℃ 加热后空冷、760 ℃ 加热后水冷、720 ℃ 加热后水冷等处理，把处理后的组织填入表3 -3 -1 。
二、不定项选择题1．钢在淬火后获得的马氏体组织的粗细主要取决于（）。
a．奥氏体的本质晶粒度 b．奥氏体的实际晶粒度c．奥氏体的起始晶粒度 d．奥氏体的最终晶粒度2．奥氏体向珠光体的转变是（）。
《钢的热处理》习题与思考题参考答案
《钢的热处理》习题与思考题参考答案（一）填空题1.板条马氏体具有较高的强度、硬度和一定的塑性和韧性。
2.淬火钢经低温回火后的组织为m硬度、高塑性和韧性零件。
3．马氏体按其组织形态主要分为板条状马氏体和片状马氏体两种。
4．珠光体按层片间距的大小又可分为珠光体、索氏体和托氏体。
5．钢的淬透性越高，则临界冷却却速度越低；其c曲线的位置越右移。
6.钢球化退火的主要目的是降低硬度，改善切削性能，为淬火准备显微组织；主要适用于过共析（高碳钢）钢。
7．淬火钢进行回火的目的是消除内应力，稳定尺寸；改善塑性与韧性；使强度、硬度与塑性和韧性合理配合。
8.T8钢的低温回火温度一般不超过250℃，回火组织为M循环+碳化物+Ar，硬度不低于58hrc。
（2）判断问题1．随奥氏体中碳含量的增高，马氏体转变后，其中片状马氏体减小，板条状马氏增多。
（×）（×）3.高合金钢具有良好的淬透性和淬透性。
（×）4. 为了提高低碳钢的可加工性，常采用正火工艺代替退火工艺。
（√）（×）6．经加工硬化了的金属材料，为了基本恢复材料的原有性能，常进行再结晶退火处理。
（√）（三）选择题1.淬火和回火处理后的钢组织为B。
a．淬火马氏体b．回火索氏体c．回火屈氏体d．索氏体2．若钢中加入合金元素能使c曲线右移，则将使淬透性a。
a、增加B.减少C.不改变D.小样本增加，大样本减少3。
正火以消除碳素工具钢中的网状渗碳体，其加热温度为a。
a．accm+（30~50）℃b．accm-（30~50）℃c．ac1+（30~50）℃d．ac1-（30~50）℃4．钢丝在冷拉过程中必须经b退火。
a、扩散退火B.消除应力退火C.再结晶退火D.再结晶退火5．工件焊接后应进行b。
a．重结晶退火b．去应力退火c．再结晶退火d．扩散退火回来（+碳化物+ar），其目的是使钢具有高的强度和硬度；中温回火后的结构为T型背，一般用于高温σE）结构构件；高温回火后的组织为s循环，用于要求足够高的强度2．马氏体是碳在a-fe中所形成的过饱和间隙固溶体。
金属工艺第5-7章答案
作业第六章钢的热处理一、名词解释1、钢的热处理—是采用适当的方式对金属材料或工件进行加热、保温和冷却，以获得预期的组织结构与性能的工艺。
2、等温冷却转变—工件奥氏体化后，冷却到临界点以下的某一温度区间等温保持时，过冷奥氏体发生的相变。
3、连续冷却转变—工件奥氏体化后，以不同冷速连续冷却时过冷奥氏体发生的相变。
4、马氏体—碳或合金元素在α—Fe中的过饱和固溶体。
5、退火—将工件加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。
6、正火—工件加热奥氏体化后在空气中冷却的热处理工艺。
7、淬火—工件加热奥氏体化后，以适当方式冷却获得马氏体或（和）贝氏体组织的热处理工艺。
8、回火—工件淬硬后，加热到Ac1以下的某一温度，保持一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺。
9、表面热处理—为了改变工件表面的组织和性能，仅对其表面进行热处理的工艺。
10、真空热处理—在低于一个大气压（10-1～10-3Pa）的环境中加热的热处理工艺。
11、渗碳—为了提高工件表面碳的质量分数，并在其中形成一定的碳含量梯度，将工件在渗碳介质中加热、保温，使碳原子渗入的化学热处理工艺。
12、渗氮—在一定温度下，与一定介质中，使氮原子渗入工件表面的化学热处理工艺。
二、填空题1、整体热处理分为退火、正火、淬火和回火等。
2、表面淬火的方法有感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火、接触电阻加热表面淬火、电解液表面淬火等。
3、化学热处理包括渗碳、渗氮、碳氮共渗和渗硼等。
4、热处理工艺过程由加热、保温和冷却三个阶段组成。
5、共析钢在等温转变过程中，其高温转变产物有： P(珠光体) 、 S(索氏体) 和 T(托氏体) 。
6、贝氏体分上贝氏体和下贝氏体两种。
7、淬火方法有：单液淬火、双液淬火、马氏体分级淬火和贝氏体等温淬火等。
8、常用的退火方法有：完全退火、球化退火和去应力退火等。
9、常用的冷却介质有油、水、空气等。
10、常见的淬火缺陷有过热与过烧、氧化与脱碳、硬度不足与软点、变形与开裂等11、感应加热表面淬火，按电流频率的不同，可分为高频感应加热、中频感应加热和工频感应加热三种。
钢的热处理试题
钢的热处理试题第六章钢的热处理一、选择题1.钢的低温回火的温度为（）。
A．400℃B．350℃C．300℃D．250℃2.可逆回火脆性的温度范围是（）。
A．150℃～200℃B．250℃～400℃C．400℃～550℃D．550℃～650℃3.不可逆回火脆性的温度范围是（）。
A．150℃～200℃B．250℃～400℃C．400℃～550℃D．550℃～650℃4.加热是钢进行热处理的第一步，其目的是使钢获得（）。
A．均匀的基体组织B．均匀的A体组织C．均匀的P体组织D．均匀的M体组织5.钢的高温回火的温度为（）。
A．500℃B．450℃C．400℃D．350℃6.钢的中温回火的温度为（）。
A．350℃B．300℃C．250℃D．200℃7.碳钢的淬火工艺是将其工件加热到一定温度，保温一段时间，然后采用的冷却方式是（）。
A．随炉冷却B．在风中冷却C．在空气中冷却D．在水中冷却8.正火是将工件加热到一定温度，保温一段时间，然后采用的冷却方式是（）。
A．随炉冷却B．在油中冷却C．在空气中冷却D．在水中冷却9.完全退火主要用于（）。
A．亚共析钢B．共析钢C．过共析钢D．所有钢种10.共析钢在奥氏体的连续冷却转变产物中，不可能出现的组织是（）。
A．PB．SC．BD．M11.退火是将工件加热到一定温度，保温一段时间，然后采用的冷却方式是（）。
A．随炉冷却B．在油中冷却C．在空气中冷却D．在水中冷却二、是非题1. 完全退火是将工件加热到Acm以上30～50℃，保温一定的时间后，随炉缓慢冷却的一种热处理工艺。
2. 合金元素溶于奥氏体后，均能增加过冷奥氏体的稳定性。
3. 渗氮处理是将活性氮原子渗入工件表层，然后再进行淬火和低温回火的一种热处理方法。
4. 马氏体转变温度区的位置主要与钢的化学成分有关，而与冷却速度无关。
三、填空题1. 共析钢中奥氏体的形成过程是：（），（），残余Fe3C溶解，奥氏体均匀化。
2. 氰化处理是将（），（）同时渗入工件表面的一种化学热处理方法。
第六章 钢的热处理参考答案
第六章钢的热处理习题参考答案一、解释下列名词答：1、奥氏体：碳在γ-Fe中形成的间隙固溶体。
过冷奥氏体：处于临界点A1以下的不稳定的将要发生分解的奥氏体称为过冷奥氏体。
残余奥氏体：M转变结束后剩余的奥氏体。
2、珠光体：铁素体和渗碳体的机械混合物。
索氏体：在650～600℃温度范围内形成层片较细的珠光体。
屈氏体：在600～550℃温度范围内形成片层极细的珠光体。
贝氏体：过饱和的铁素体和渗碳体组成的混合物。
马氏体：碳在α-Fe中的过饱和固溶体。
3、临界冷却速度V K：淬火时获得全部马氏体组织的最小冷却速度。
4、退火：将工件加热到临界点以上或在临界点以下某一温度保温一定时间后，以十分缓慢的冷却速度（炉冷、坑冷、灰冷）进行冷却的一种操作。
正火：将工件加热到A c3或A ccm以上30～80℃，保温后从炉中取出在空气中冷却。
淬火：将钢件加热到Ac3或Ac1以上30～50℃，保温一定时间，然后快速冷却（一般为油冷或水冷），从而得马氏体的一种操作。
回火：将淬火钢重新加热到A1点以下的某一温度，保温一定时间后，冷却到室温的一种操作。
冷处理：把冷到室温的淬火钢继续放到深冷剂中冷却，以减少残余奥氏体的操作。
时效处理：为使二次淬火层的组织稳定，在110～150℃经过6～36小时的人工时效处理，以使组织稳定。
5、调质处理：淬火后再进行的高温回火或淬火加高温回火6、淬透性：钢在淬火后获得淬硬层深度大小的能力。
淬硬性：钢在淬火后获得马氏体的最高硬度。
7、回火马氏体：过饱和的α固溶体（铁素体）和与其晶格相联系的ε碳化物组成的混合物。
回火索氏体：在F基体上有粒状均匀分布的渗碳体。
回火屈氏体：F和细小的碳化物所组成的混合物。
8、第一类回火脆性：淬火钢在250℃～400℃间回火时出现的回火脆性。
第二类回火脆性：淬火钢在450℃～650℃间回火时出现的回火脆性。
10、表面淬火：采用快速加热的方法，将工件表层A化后，淬硬到一定深度，而心部仍保持未淬火状态的一种局部淬火法。
钢的热处理(含答案)
第五章钢的热处理〔含答案〕一、填空题〔在空白处填上正确的内容〕1、将钢加热到，保温肯定时间，随后在中冷却下来的热处理工艺叫正火。
答案：Ac 或Ac 以上50℃、空气3 cm2、钢的热处理是通过钢在固态下、和的操作来转变其内部，从而获得所需性能的一种工艺。
答案：加热、保温、冷却、组织3、钢淬火时获得淬硬层深度的力量叫，钢淬火时获得淬硬层硬度的力量叫。
答案：淬透性、淬硬性4、将后的钢加热到以下某一温度，保温肯定时间，然后冷却到室温，这种热处理方法叫回火。
答案：淬火、Ac15、钢在肯定条件下淬火时形成的力量称为钢的淬透性。
淬透层深度通常以工件到的距离来表示。
淬透层越深，表示钢的越好。
答案：马氏体〔M〕、外表、半马氏体区、淬透性6、热处理之所以能使钢的性能发生变化，其根本缘由是由于铁具有转变，从而使钢在加热和冷却过程中，其内部发生变化的结果。
答案：同素异构、组织7、将钢加热到，保温肯定时间，随后在中冷却下来的热处理工艺叫正火。
答案：Ac 或Ac 以上30℃～50℃、空气3 cm8、钢的渗碳是将零件置于介质中加热和保温，使活性渗入钢的外表，以提高钢的外表的化学热处理工艺。
答案：渗碳、碳原子、碳含量9、共析钢加热到Ac 以上时，珠光体开头向转变，通常产生于铁素体和1渗碳体的。
答案：奥氏体〔A〕、奥氏体晶核、相界面处10、将工件放在肯定的活性介质中，使某些元素渗入工件外表，以转变化学成分和，从而改善外表性能的热处理工艺叫化学热处理。
答案：加热和保温、组织11、退火是将组织偏离平衡状态的钢加热到适当温度，保温肯定时间，然后冷却，以获得接近组织的热处理工艺。
答案：缓慢〔随炉〕、平衡状态12、将钢加热到温度，保温肯定时间，然后冷却到室温，这一热处理工艺叫退火。
答案：适当、缓慢〔随炉〕13、V 是获得的最小冷却速度，影响临界冷却速度的主要因素是。
临答案：全部马氏体〔全部M〕、钢的化学成分14、钢的热处理是将钢在肯定介质中、和，使它的整体或外表发生变化，从而获得所需性能的一种工艺。
第六章 热处理简答题
第六章钢的热处理1、什么是钢的热处理？钢的热处理的特点和目的是什么？答：钢的热处理是将固态金属或合金采用适当的方式进行加热、保温和冷却，以获得所需的组织结构和性能的工艺。
钢的热处理的特点是在固态下,通过加热、保温和冷却，来改变零件或毛坯的内部组织，而不改变其形状和尺寸的热加工工艺。
钢的热处理的目的是改善零件或毛坯的使用性能及工艺性能.2、从相图上看，怎样的合金才能通过热处理强化？答:通过热处理能强化的材料必须是加热和冷却过程中组织结构能够发生变化的材料,通常是指：（1）有固态相变的材料;（2）经受冷加工使组织结构处于热力学不稳定状态的材料; （3）表面能被活性介质的原子渗入。
从而改变表面化学成分的材料。
3、什么是退火?其目的是什么？答：退火是将金属或合金加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。
其目的可概括为“四化”,即软化（降低硬度适应切削加工和冷冲压要求）；均匀化（消除偏析使成分和组织均匀化)；稳定化（消除内应力、稳定组织保证零件的形状和尺寸）;细化（细化晶粒、提高力学性能）。
4、亚共析钢热处理时，快速加热可显著提高屈服强度和冲击韧性，为什么？答：快速加热可获得较大的过热度，使奥氏体形核率增加，得到细小的奥氏体晶粒，冷却后的组织晶粒也细小.细晶粒组织可显著提高钢的屈服强度和韧性。
5、热轧空冷的45钢在正常加热超过临界点A c3后再冷却下来，组织为什么能细化？答：热轧空冷的45钢室温组织为F+P,碳化物弥散度较大,重新加热超过临界点A c3后，奥氏体形核率大,起始晶粒细小,冷却后的组织可获得细化。
7、确定下列钢件的退火方法，并指出退火的目的及退火后的组织。
（1）经冷轧后的15钢钢板，要求降低硬度;（2）ZG35的铸造齿轮;（3）改善T12钢的切削加工性能; （4)锻造过热的60钢坯。
答：（1)再结晶退火，消除加工硬化及内应力,退火组织为P+F。
（2）去应力退火，消除铸造内应力，组织为P+F.（3）球化退火，降低硬度，改善切削性能,为淬火作组织准备，组织为球状Fe3C+F.（4）完全退火,细化晶粒，组织为P+F。
热处理第6章 钢的过冷奥氏体转变图-40
将A1(或A3)至Ms点的温度范围划分成一定数量的等温 温度间隔，每一等温温度使用一个试样。测定时，将
试样加热奥氏体化，随后迅速转入预先控制好的等温
炉中，作等温停留，由膨胀仪自动记录出等温转变时
所引起的膨胀效应与时间的关系曲线。
冷却收缩
转变结束 转变过程
孕育期
转变开始
图6.4 等温转变时膨胀－时间曲线
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优点：试样少、测试时间短和易于确定各转 变产物达到一定百分数时所需的时间。
缺点：不能测出过共析钢的先共析产物的析 出线和亚共析钢珠光体转变的开始线。
原因—渗碳体的居里点为230oC，在高于该温 度析出时无磁性表现；而铁素体与珠光体都 具有铁磁性，使两者在转变过程中无法区分。
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降低珠光体和贝氏体转变速度，同时 使珠光体转变C曲线移向高温和贝氏体转变 C曲线移向低温。当钢中合金元素含量较高 时，将出现双C曲线的特征。
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Cr 的 影 响 。 Cr 显 著提高过冷奥氏体 的稳定性，使转变 孕育期延长；铬含 量超过3％，两曲线 完全分离；铬对贝 氏体转变的推迟作 用大于对珠光体转 变的推迟作用。当 Cr 含 量 相 近 时 ， 碳 含量高的其孕育期 将更长一些。
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3. 塑性变形 原因：由于中温形变时将
原在化上无氏于因奥亚破体形论：氏结坏亚变在由体构了于晶，晶稳可高高粒这粒定促温温中在取区使(形 产 一 向指)碳变生定的下奥时多程延和对氏将边度续铁奥体原氏稳在而奥有子体定奥促氏利的进氏进体于区扩体碳中贝行)还中原一氏散塑形 子定体是，性成扩的的低因形大散应形温量力核，而变(位状，加指将，错态从之加奥由 性速，珠使光贝氏体体的转转变变时铁，素使形而成加珠速光了转体变的过孕程。育期缩 体减短的慢；共转格变成过长程受。到阻碍而
工程材料 第六章 钢的热处理.ppt
汽车、拖拉机行业中需要进行热处理的零件占70%~80%； 机床行业中占60%~70%； 轴承及各种模具则占100%。
2021/3/10
二、热处理的分类
概述
1. 整体热处理 是指对热处理工件进行穿透性加热，以改善整体的
组织和性能的工艺。
2. 表面热处理 是指仅对工件表层进行热处理，以改变其组织和性能
第六章 钢的热处理
§6.1 钢的加热及组织转变 §6.2 钢的冷却及组织转变 §6.3 退火和正火 §6.4 淬火（zhan通蘸）与回火 §6.5 钢的表面热处理和化学热处理工艺
§6.6 热处理新技术和新工艺
2021/3/10
一、热处理的概念及其在机械制造中的地位
概述
1. 热处理定义 材料（主要是金属材料）在固态下采用适当的方式进行
2021/3/10
二、过冷奥氏体转变产物的组织与性§6.能2钢的冷却及组织转变 M性能取决于M的碳含量与形态。具体而言：
因珠光体的层片间距越小，强度、硬度越高，塑性、韧性也越好。
2021/3/10
二、过冷奥氏体转变产物的组织与性§6.能2钢的冷却及组织转变
a. 珠光体 3800 ×
b. 索氏体 8000 ×
2021/3/10
c. 托氏体 8000 ×
二、过冷奥氏体转变产物的组织与性§6.能2钢的冷却及组织转变
按渗碳体形态的不同，珠光体可分为层片状珠光体和球状珠光体 若在 A1 附近长时间保温，片状渗碳体会球化，得到 球状珠光体。
2021/3/10
§6.1 钢的加热及组织转变
奥氏体化：将钢加热到Ac3或Ac1点以上，以获得完全或部分A组织。
加热即为获得A，同时，依靠控制加热规范控制A晶粒大小。 A通过不同的冷却方式可以转变为不同的组织，从而获得所需的性
金属学及热处理课后习题答案解析第六章
⾦属学及热处理课后习题答案解析第六章第六章⾦属及合⾦的塑性变形和断裂2）求出屈服载荷下的取向因⼦，作出取向因⼦和屈服应⼒的关系曲线，说明取向因⼦对屈服应⼒的影响。
答：1）需临界临界分切应⼒的计算公式：τk=σs cosφcosλ，σs为屈服强度=屈服载荷/截⾯积需要注意的是：在拉伸试验时，滑移⾯受⼤⼩相等，⽅向相反的⼀对轴向⼒的作⽤。
当载荷与法线夹⾓φ为钝⾓时，则按φ的补⾓做余弦计算。
2）c osφcosλ称作取向因⼦，由表中σs和cosφcosλ的数值可以看出，随着取向因⼦的增⼤，屈服应⼒逐渐减⼩。
cosφcosλ的最⼤值是φ、λ均为45度时，数值为0.5，此时σs为最⼩值，⾦属最易发⽣滑移，这种取向称为软取向。
当外⼒与滑移⾯平⾏（φ=90°）或垂直（λ=90°）时，cosφcosλ为0，则⽆论τk数值如何，σs均为⽆穷⼤，表⽰晶体在此情况下根本⽆法滑移，这种取向称为硬取向。
6-2 画出铜晶体的⼀个晶胞，在晶胞上指出：1）发⽣滑移的⼀个滑移⾯2）在这⼀晶⾯上发⽣滑移的⼀个⽅向3）滑移⾯上的原⼦密度与{001}等其他晶⾯相⽐有何差别4）沿滑移⽅向的原⼦间距与其他⽅向有何差别。
答：解答此题⾸先要知道铜在室温时的晶体结构是⾯⼼⽴⽅。
1）发⽣滑移的滑移⾯通常是晶体的密排⾯，也就是原⼦密度最⼤的晶⾯。
在⾯⼼⽴⽅晶格中的密排⾯是{111}晶⾯。
2）发⽣滑移的滑移⽅向通常是晶体的密排⽅向，也就是原⼦密度最⼤的晶向，在{111}晶⾯中的密排⽅向<110>晶向。
3）{111}晶⾯的原⼦密度为原⼦密度最⼤的晶⾯，其值为2.3/a2，{001}晶⾯的原⼦密度为1.5/a24）滑移⽅向通常是晶体的密排⽅向，也就是原⼦密度⾼于其他晶向，原⼦排列紧密，原⼦间距⼩于其他晶向，其值为1.414/a。
6-3 假定有⼀铜单晶体，其表⾯恰好平⾏于晶体的（001）晶⾯，若在[001]晶向施加应⼒，使该晶体在所有可能的滑移⾯上滑移，并在上述晶⾯上产⽣相应的滑移线，试预计在表⾯上可能看到的滑移线形貌。
机械工程材料复习题
《机械工程材料》复习题第一章：金属得力学性能一、填空1、金属材料的性能包括和；使用性能主要有、、，工艺性能主要有、、。
2、常用的力学性能判据有：、、、和。
3、强度是指金属和的能力，塑性变形是指金属、发生不能，也称为永久变形。
4、强度的主要判据有、和；其符号分别为、和表示。
5、塑性是指金属材料断裂前发生的能力；一般δ或ψ值越大，。
6、硬度的试验方法较多，生产中常用的是、和。
7、500HBW5/750表示用直径为mm，材料为球形压头，在N压力下，保持s，测得硬度值为。
8、写出下列力学性能指标符号：屈服点、抗拉强度、洛氏硬度C标尺、断后伸长率、断面收缩率、冲击韧度及疲劳强度。
二、判断1、弹性变形能随载荷的去除而消失。
（）2、所有金属材料在拉伸试验时都会出现显著的屈服现象。
（）3、材料的屈服点值越小，则允许的工作应力越高。
（）4、做布氏硬度试验时，当试验条件相同时，其压痕直径越小，材料的硬度越低。
（）5、铸铁的铸造性能比钢好，故常用来铸造形状复杂的工件。
（）三、选择1、拉伸试验时，试样拉断前所能承受的最大拉应力称为（）。
A、屈服点B、抗拉强度C、弹性极限2、金属材料抵抗塑性变形或断裂的能力称为（）。
A、塑性B、硬度C、强度四、名词解释1、内力与应力：2、弹性变形与塑性变形：3、屈服点与规定屈服点：4、疲劳强度与抗拉强度：五、问答题P10 1、6、10第二章：纯金属与合金的晶体结构一、填空：1、内部的原子按一定几何形状做有规则的重复排列；内部的原子无规律的堆积在一起。
晶体具有和的特征。
2、常见金属晶格类型有、和三种。
α—Fe属于晶格，γ—Fe 晶格，Zn 晶格。
3、根据晶体缺陷的几何形态、特点，可将其分为以下三类：、、、各种缺陷处及其附近晶格均处于，直接影响到金属的力学性能，使金属的、有所提高。
4、合金是指或、（或金属与非金属元素）组成的具有的新物质。
5、按合金组元间相互作用不同合金在固态下的相结构分为和两类。
第六章 答 案 1.用 45 钢制造机床齿轮,其工艺
第六章 答 案1．用 45 钢制造机床齿轮，其工艺路线为：锻造—正火—粗加工一调 质一精加工—高频感应加热表面淬火一低温回火—磨加工。
说明各热处理 工序的目的及使用状态下的组织。
答：锻造后的 45 钢硬度较高，不利于切削加工，正火后将其硬度控制 在 160-230HBS 范围内， 提高切削加工性能。
组织状态是索氏体。
粗加工后， 调质处理整个提高了 45 钢强度、硬度、塑性和韧性，组织状态是回火索氏 体。
高频感应加热表面淬火是要提高 45 钢表面硬度的同时，保持心部良好 的塑性和韧性。
低温回火的组织状态是回火马氏体，回火马氏体既保持了 45 钢的高硬度、高强度和良好的耐磨性，又适当提高了韧性。
2．常用的合金元素有哪些？其中非碳化物形成元素有一一一：碳化物 形成元素有一一一；扩大 A区元素有——；缩小 A区元素在一一。
答：常用的合金元素有：锰、铬、钼、钨、钒、铌、锆、钛、镍、硅、 铝、钴、镍、氮等。
其中非碳化物形成元素有：镍、硅、铝、钴等；化物 形成元素有：锰、铬、钼、钨、钒、铌、锆、钛等；扩大 A 区元素有：镍、 锰、碳、氮等；小 A 区元素有：铬、铝、硅、钨等。
3．用 W18Cr4V 钢制作盘形铣刀，试安排其加工工艺路线，说明各热 加工工序的目的，使用状态下的显微组织是什么？为什么淬火温度高达 1280℃？淬火后为什么要经过三次 560℃回火？能否用一次长时间回火代 替？答：工艺路线:锻造十球化退火 → 切削加工→淬火+多次 560℃回火→喷砂→磨削加工→成品热处理工艺：球化退火:高速钢在锻后进行球化退火，以降低硬度，消除锻造应力， 便于切削加工，并为淬火做好组织准备。
球化退火后的组织为球状珠光体。
淬火和回火:高速钢的优越性能需要经正确的淬火回火处理后才能获 得。
淬火温度高（1220-1280℃）的原因是：合金元素只有溶入钢中才能有 效提高红硬性，高速钢中大量的 W、MO、Cr、V 的是难熔碳化物，它们只有 在 1200℃以上才能大量地溶于奥氏体中，使奥氏体中固溶碳和合金元素含 量高，淬透性才会非常好；淬火后的马氏体才会强度高，且较稳定，所以 淬火加热温度一般为 1220-1280℃。
钢的热处理考试知识点
钢的热处理1、钢的热处理工艺主要有几种退火、淬火、正火、回火、外表热处理2、什么是同素异构转变、多形性转变同素异构转变：纯金属在温度和压力变化时，由某一种晶体结构转变为另一种晶体结构的过程称为同素异构转变。
多形性转变：在固溶体中发生的由一种晶体结构转变为另一种晶体结构的过程称为多形性转变。
3、奥氏体及其结构特点奥氏体是碳在γ-Fe中的间隙固溶体，具有面心立方结构。
奥氏体的面心立方结构使其具有高的塑性和低的屈服强度，在相变过程中容易发生塑性变形，产生大量位错或出现孪晶，从而造成相变硬化和随后的再结晶、高温下经历的反常细化以及低温下马氏体相变的一系列特点。
4、共析碳钢在加热转变时，奥氏体优先形核位置及原因奥氏体的形核1〕球状珠光体中：优先在F/Fe3C界面形核2〕片状珠光体中：优先在珠光体团的界面形核,也在F/Fe3C片层界面形核奥氏体在F/Fe3C界面形核原因：(1) 易获得形成A所需浓度起伏，结构起伏和能量起伏.(2) 在相界面形核使界面能和应变能的增加减少。
△G = -△Gv + △Gs + △Ge△Gv—体积自由能差，△Gs —外表能，△Ge —弹性应变能5、珠光体向奥氏体转变的三阶段，并说明为什么铁素体完全转变为奥氏体后仍然有一局部碳化物没有溶解？〔1〕奥氏体的形核；〔2〕奥氏体的长大；〔3〕剩余碳化物的溶解和奥氏体成分的均匀化；奥氏体长大的是通过γ/α界面和γ/Fe3C界面分别向铁素体和渗碳体迁移来实现的。
由于γ/α界面向铁素体的迁移远比γ/Fe3C界面向Fe3C的迁移来的快，因此当铁素体已完全转变为奥氏体后仍然有一局部渗碳体没有溶解。
6、晶粒度概念奥氏体本质晶粒度：根据标准试验方法，在930±10°C保温足够时间后测得的奥氏体晶粒大小。
奥氏体起始晶粒度：在临界温度以上，奥氏体形成刚刚完成，其晶粒边界刚刚相互接触时的晶粒大小奥氏体实际晶粒度：在某一加热条件下所得的实际奥氏体晶粒大小。
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第四章钢的热处理
一、名词概念解释
1、再结晶、重结晶
2、起始晶粒度、实际晶粒度、本质晶粒度
3、奥氏体、过冷奥氏体、残余奥氏体
4、珠光体、索氏体、屈氏体、贝氏体、马氏体
5、临界冷却速度
6、退火、正火、淬火、回火
7、调质处理
8、淬透性、淬硬性
二、思考题
1、何谓热处理? 热处理有哪些基本类型? 举例说明热处理与你所学专业有何联系?
2、加热时, 共析钢奥氏体的形成经历哪几个基本过程? 而亚共析钢和过共析钢奥氏体形成有什么主要特点?
3、奥氏体形成速度受哪些因素影响?
4、如何控制奥氏体晶粒大小?
5、珠光体、贝氏体、马氏体组织各有哪几种基本类型? 它们在形成条件、组织形态和性能方面有何特点?
6、何谓淬火临界冷却速度V
K ? V
K
的大小受什么因素影响? 它与钢的淬透性有何关系?
7、试述退火、正火、淬火、回火的目的, 熟悉它们在零件加工工艺路线中的位置。
8、正火与退火的主要区别是什么?生产中应如何选择正火及退火?
9、常用的淬火方法有哪几种? 说明它们的主要特点及应用范围。
10、常用的淬火冷却介质有哪些? 说明其冷却特性、优缺点及应用范围。
11、为什么工件经淬火后往往会产生变形, 有的甚至开裂? 减少变形及防止开裂有哪些途径?
12、常用的回火操作有哪几种? 指出各种回火操作得到的组织、性能及其应用范围。
三、填空题
1、钢的热处理是通过钢在固态下＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿的操作来改变其＿＿＿＿＿＿＿, 从而获得所需性能的一种工艺。
2、钢在加热时P A的转变过程伴随着铁原子的＿＿＿＿＿＿, 因而是属于＿＿＿＿＿型相变。
3、加热时, 奥氏体的形成速度主要受到＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿＿＿＿的影响。
4、在钢的奥氏体化过程中, 钢的含碳量越高, 奥氏体化的速度越＿＿＿＿＿, 钢中含有合金元素时, 奥氏体化的温度要＿＿＿＿＿一些, 时间要＿＿＿＿＿一些。
5、珠光体、索氏体、屈氏体均属层片状的＿＿＿＿＿和＿＿＿＿的机械混合物, 其差别仅在于＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
6、对于成分相同的钢, 粒状珠光体的硬度、强度比片状珠光体＿＿＿＿＿, 但塑性、韧性较＿＿＿＿＿。
7、根据共析钢相变过程中原子的扩散情况, 珠光体转变属＿＿＿＿＿转变, 贝氏体转变属＿＿＿＿＿＿转变, 马氏体转变属＿＿＿＿＿＿转变。
8、马氏体的组织形态主要有两种基本类型, 一种为＿＿＿＿＿＿马氏体, 是由含碳量＿＿＿＿＿的母相奥氏体形成, 其亚结构是＿＿＿＿＿；另一种为＿＿＿＿＿马氏体, 是由含碳量＿＿＿＿＿＿＿的母相奥氏体形成, 其亚结构是＿＿＿＿＿＿。
9、上贝氏体的渗碳体分布在＿＿＿＿＿＿＿＿＿, 而下贝氏体的渗碳体较细小, 且
分布在＿＿＿＿＿＿＿＿, 所以就强韧性而言, B
下比B
上
＿＿＿＿＿＿＿。
10、其他条件相同时, A中的C% 愈高, A→M的Ms温度愈＿＿＿, A/ 量也愈＿＿＿＿。
11、＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿称为淬火临界冷却速度V
k , V
k
愈
小, 钢的淬透性愈＿＿＿＿＿＿。
12、钢的淬硬性主要决定于＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿, 钢的淬透性主要决定于＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
13、所谓正火, 就是将钢件加热至＿＿＿＿＿＿或＿＿＿＿＿＿以上30~50℃, 保温后＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿冷却的一种操作。
14、某过共析钢TTT曲线如图, 按a、b、c、d冷却规范获得的组织依次为＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿。
（ 28题图）（ 29题图）
15、某亚共析钢CCT曲线如图, 按a、b、c、d速度冷却获得的组织依次为＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿。
四、选择题
1、共析钢加热到Ac
1
以上时, 将发生( )的转变。
A、F→A；
B、Fe
3
C→A； C、P→A；
2、钢的过冷A向B转变时( )。
A、Fe、C原子都不扩散；
B、Fe原子不扩散, C原子扩散；
C、Fe、C原子都扩散。
3、钢的( )直接影响钢的性能。
A、实际晶粒度；
B、起始晶粒度；
C、本质晶粒度
4、原始组织分别为粗片状、细片状、球状珠光体在加热时奥氏体的形成速度大小依次为( )。
A、V
粗片P > V
细片P
> V
球状P
；
B、V
粗片P < V
细片P
< V
球状P
；
C、V
细片P > V
粗片P
> V
球状P
6、过共析钢加热到A
1
-Acm之间时, ( )。
A、奥氏体的含碳量小于钢的含碳量；
B、奥氏体的含碳量大于钢的含碳量；
C、奥氏体的含碳量等于钢的含碳量
7、亚共析钢加热到A
1 -A
3
之间时, 奥氏体的含碳量( )钢的含碳量。
A、小于；
B、大于；
C、等于
8、在过冷奥氏体等温转变图的“鼻子”处孕育期最短, 故( )。
A、过冷奥氏体稳定性最好, 转变速度最快；
B、过冷奥氏体稳定性最好, 转变速度最慢；
C、过冷奥氏体稳定性最差, 转变速度最快；
D、过冷奥氏体稳定性最差, 转变速度最慢
9、钢进行奥氏体化的温度愈高, 保温时间愈长, 则( )。
A、过冷奥氏体愈稳定, C曲线愈靠左；
B、过冷奥氏体愈稳定, C曲线愈靠右；
C、过冷奥氏体愈不稳定, C曲线愈靠左；
10、马氏体的硬度主要取决于( )。
A、马氏体的含碳量；
B、马氏体含合金元素量；
C、冷却速度；
D、奥氏体的晶粒度
11、上贝氏体和下贝氏体的力学性能相比, ( )。
A、上贝氏体具有较高强度和韧性；
B、下贝氏体具有较高强度和韧性；
C、两者均具有较高强度和韧性
12、最常用的淬火冷却介质是清水、盐水和油, 其冷却能力大小依次为：( B )。
A、V
清水> V
盐水
> V
油
； B、V
盐水
> V
清水
> V
油
；
C、 V
油> V
清水
> V
盐水
； D、V
油
> V
盐水
> V
清水
13、( )不宜采用等温淬火工艺。
A、大尺寸的碳钢工件；
B、合金钢工件；
C、形状复杂的小尺寸工件
14、为了消除残余奥氏体, 保证精密工件尺寸长期稳定性, 应采用( )。
A、冷处理；
B、调质处理；
C、时效处理。