临界冷却速度
临界冷却速度

临界冷却速度:连续冷却中,为使钢件在淬火后得到完全M组织的最低冷却速度,用V c表示。
临界淬火速度主要取决于CCT曲线的位置:使CCT曲线左移的各种因素,使临界淬火速度增大;右移的各种因素,降低临界淬火速度第七章过饱和固溶体的脱溶分解脱溶分解:从过饱和固溶体中析出第二相(沉淀相)或溶质原子聚集区、亚稳定过渡相的过程固溶处理:将合金加热到固溶线以上一定温度保温足够时间,获得均匀的单相固溶体,快冷至室温得到过饱和固溶体,整个过程称为固溶处理时效:将固溶处理的合金加热到固溶线以下某一温度保温一定时间,实现脱溶分解,该过程称为时效。
自然时效:在室温下进行的时效,称为自然时效人工时效:升温至某一温度下进行的时效,称为人工时效。
沉淀强化或时效强化:脱溶分解析出第二相显著提高合金强度和硬度,这种现象称为沉淀强化或时效强化。
它是合金强化的主要方法之一。
连续脱溶:新相形成时,母相的成分连续地、平缓地由过饱和状态逐渐达到饱和状态。
不连续脱溶:也称胞状脱溶,脱溶时两相耦合成长,类似共析转变。
脱溶物中α相与母相α之间的溶质浓度不连续而称为不连续脱溶铝合金的时效经历如下过程:GP区→θ″→θ′→θGP区:具有母相结构,与母相完全共格的溶质原子偏聚区。
θ″:具有正方结构的过渡相θ′:具有正方结构的过渡相,成分接近CuAl2θ:具有复杂体心正方结构相,成分CuAl2回火:将淬火钢件加热到低于临界点A1某一温度,保温一定时间,然后冷却到室温的热处理工艺回火的目的:1)获得所需的组织和性能,达到强韧性的配合;2)消除内应力,降低脆性。
3)稳定组织,稳定尺寸淬火组织是不稳定的,原因有三:①马氏体中的碳是高度过饱和的;②马氏体有很高的应变能和界面能;③与马氏体并存的还有一定数量的残余奥氏体淬火钢在300℃以下回火时,淬火马氏体分解,弥散的e碳化物与条片状、趋于平衡碳含量的α相,称为回火马氏体(M¢),腐蚀易变黑。
回火温度为350-500℃时,在碳钢和低合金钢中将得到条片状铁素体和细粒状的碳化物组织的混合物,称为回火托氏体(T¢)。
工程材料作业及答案汇总 (1)
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1.1 4.简答及综合分析题(1)金属结晶的基本规律是什么?条件是什么?简述晶粒的细化方法。
(2) 什么是同素异构转变?(1)金属结晶的基本规律:形核、长大;条件是具有一定的过冷度;液态金属晶粒的细化方法:增大过冷度、变质处理、附加振动;固态金属晶粒的细化方法:采用热处理、压力加工方法。
(2)金属同素异构性(转变):液态金属结晶后获得具有一定晶格结构的晶体,高温状态下的晶体,在冷却过程中晶格发生改变的现象。
1.2 4.简答及综合分析题(4)简述屈服强度的工程意义。
(5)简述弹性变形与塑性变形的主要区别。
(4)答:屈服强度是工程上最重要的力学性能指标之—。
其工程意义在于:①屈服强度是防止材料因过最塑性变形而导致机件失效的设计和选材依据;②根据屈服强度与抗拉强度之比(屈强比)的大小,衡量材料进一步产生塑性变形的倾向,作为金属材料冷塑性变形加工和确定机件缓解应力集中防止脆性断裂的参考依据。
(5) 答:随外力消除而消失的变形称为弹性变形。
当外力去除时,不能恢复的变形称为塑性变形。
1.3 4.简答题(6)在铁碳相图中存在三种重要的固相,请说明它们的本质和晶体结构(如,δ相是碳在δ-Fe中的固溶体,具有体心立方结构)。
α相是;γ相是;Fe3C相是。
(7)简述Fe—Fe3C相图中共晶反应及共析反应,写出反应式,标出反应温度。
(9)在图3—2 所示的铁碳合金相图中,试解答下列问题:图3—2 铁碳合金相图(1)标上各点的符号;(2)填上各区域的组成相(写在方括号内);(3)填上各区域的组织组成物(写在圆括号内);(4)指出下列各点的含碳量:E( )、C( )、P( )、S( )、K( );(5)在表3-1中填出水平线的温度、反应式、反应产物的名称。
表3-1(6)答:碳在α-Fe中的固溶体,具有体心立方结构;碳在γ—Fe中的固溶体,具有面心立方结构;Fe和C形成的金属化合物,具有复杂结构。
(7)答:共析反应:冷却到727℃时具有S点成分的奥氏体中同时析出具有P点成分的铁素体和渗碳体的两相混合物。
材料组织结构转变原理第五章过冷奥氏体转变动力学图.
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端淬法测定CCT图
端淬法是以往应用比较多的方法之一。端淬试验时,试样各横
3.合金元素的影响
合金元素对TTT图形状的 影响很大。 一般说来,除钴 和铝以外的元素均使C形曲线 右移,即增加过冷奥氏体的 稳定性。其中碳的影响较为 特殊,碳含量在0.8—1.0%, C形曲线处于最右侧,高于或 低于这一含量时,曲线均向 左移动。其中共析碳素钢的 过冷奥氏体相对其它碳素钢 来说是最稳定的。铬含量增 加,珠光体转变移向高温, 而贝氏体转变则向低温移动, 且使贝氏体转变推迟。钨、 钼的作用与此类似。镍和锰 是扩大Fe—c相图中奥氏体区 的元素,使过冷奥氏体的转 变向低温移动。
钢的过冷奥氏体转变动力学图就是研究某一成分的钢的 过冷奥氏体转变产物与温度、时间的关系及其变化规律。 显而易见,在人们的生产实践中更多遇到的是非平衡条件 的相变,因此,掌握过冷奥氏体的非平衡冷却条件下的转 变规律,不仅大大深化了对其本质的认识,而且对热处理 生产的指导意义也更为直接。
本章的主要内容是在加热转变、珠光体转变、贝氏体转 变以及马氏体转变的基础上,对过冷奥氏体的转变动力学 进行综合的讨论。主要介绍过冷奥氏体等温转变动力学图 及连续冷却转变动力学图,并探讨它们在实际应用中的价 值,以及这两种动力学图之间的内在联系.
4、其它影响因素
—般说来,形变会使奥氏体晶粒细化,或者增加亚结构。 因此,形变通常使C形曲线左移。
此外,奥氏体均匀化程度对TTT固的C形曲线位置也有 影响。奥氏体成分越均匀,新相形核及长大过程中,所 需扩散时间就越长,曲线因此会右移。
显而易见,钢材成分不同,钢中所含元素的种类及数 量就不同,TTT图的形状及位置就不向。另外,热处理 工艺条件不同,合金元素的分布状态不同,奥氏体晶粒 尺寸及均匀化程度就不同,TTT图也有差异。在应用 TTT图应注意这个问题。
工程材料及成形技术基础作业题库机械
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工程材料及成形技术作业题库一. 名词解释1.间隙固溶体:溶质原子分布于溶剂的晶格间隙中所形成的固溶体。
2.过冷度:实际结晶温度Tn及理论结晶温度下Tm的差值称为过冷度3.再结晶:金属发生重新形核和长大而不改变其晶格类型的结晶过程。
4.同素异构性:同一金属在不同温度下具有不同晶格类型的现象。
5.晶体的各向异性:晶体由于其晶格的形状和晶格内分子间距的不同,使晶体在宏观上表现出在不同方向上各种属性的不同。
6.枝晶偏析:金属结晶后晶粒内部的成分不均匀现象。
7.本质晶粒度:指奥氏体晶粒的长大倾向。
8.淬透性:指钢淬火时获得马氏体的能力。
9.淬硬性:指钢淬火后所能达到的最高硬度。
10.临界冷却速度:钢淬火时获得完全马氏体的最低冷却速度。
11.热硬性:指金属材料在高温下保持高硬度的能力。
12.共晶转变:指具有一定成分的液态合金,在一定温度下,同时结晶出两种不同的固相的转变。
13.时效强化:固溶处理后铝合金的强度和硬度随时间变化而发生显著提高的现象。
14.固溶强化:因溶质原子溶入而使固溶体的强度和硬度升高的现象。
15.形变强化:着塑性变形程度的增加,金属的强度、硬度提高,而塑性、韧性下降的现象。
16.调质处理:指淬火及高温回火的热处理工艺。
17.过冷奥氏体:将钢奥氏体化后冷却至A1温度之下尚未分解的奥氏体。
18.变质处理:在金属浇注前添加变质剂来改变晶粒的形状或大小的处理方法。
19.C曲线:过冷奥氏体的等温冷却转变曲线。
20.孕育处理:在浇注前加入孕育剂,促进石墨化,减少白口倾向,使石墨片细化并均匀分布,改善组织和性能的方法。
21.孕育铸铁:经过孕育处理后的灰铸铁。
22.冒口:作为一种补给器,向金属最后凝固部分提供金属液…23.熔模铸造:熔模铸造又称"失蜡铸造",通常是在蜡模表面涂上数层耐火材料,待其硬化干燥后,将其中的蜡模熔去而制成型壳,再经过焙烧,然后进行浇注,而获得铸件的一种方法,由于获得的铸件具有较高的尺寸精度和表面光洁度,故又称"熔模精密铸造"。
钢在加热及冷却时的组织转变
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共析碳钢 曲线与曲线的比较
1、同一成分的钢的曲线位 于C曲线右下方。要获得 同样的组织,连续冷却 转变比等温转变的温度 要低些,孕育期要长些 。
光镜形貌
电镜形貌
形成温度为650600℃,片层较薄, 800-1000倍光镜下可 辨,用符号S 表示。
(3)托 氏 体 形 貌 像
形成温度为600-550℃,片层极薄,电镜下可辨,用符 号T 表示。
电镜形貌
光镜形貌
2)贝氏体型转变 -中温等温转变( 550~230℃ ):
(1)550~350℃: B上; 40~45;脆性大,几乎无价值。
3、奥氏体晶粒长大及其控制措施
钢加热时珠光体向奥氏体转变刚刚结束时,奥氏体晶 粒是比较细小的。如果继续加热或保温,奥氏体晶粒 会变粗大,影响热处理后钢的强度、塑性、韧性较低。 因此,加热时获得细小晶粒的奥氏体对提高热处理效 果和钢的性能有重要的意义。
控制奥氏体晶粒长大措施: 1)合理选择加热温度和保温时间 2)采用快速加热和短时间保温 3)加入一定量合金元素(除锰、磷外)
10
102
103
104
时间(s)
1)、珠光体型转变—高温转变(A1~550 ℃
)
共析碳钢三种珠光体型组织
第一节 钢在加热和冷却时的组织转变
⑴ 珠光体形貌
形成温度为A1~650℃ ,片层较厚,500倍光 镜下可辨,用符号P表示 .
三维珠光体如同放在水中的包心菜
长安大学机械工程材料复习资料
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单选题1.欲使冷变形金属的硬度降低、塑性提高,应进行(B,再结晶退火).2.实测的晶体滑移需要的临界分切应力值比理论计算的小,这说明晶体滑移机制是(B,位错在滑移面上运动)。
3.疲劳强度是表示材料抵抗(B,交变应力破坏的能力。
4.为满足钢材切削加工要求,一般要将其硬度范围处理到(A,200HBS(HB200))左右。
5.冷变形是在(C、再结晶温度以下)进行的塑性变形。
6.用金属板冲压杯状零件,出现明显的‘制耳’现象,这说明金属板中存在着(A,形变织构).7.为了提高零件的机械性能,通常将热轧圆钢中的流线(纤维组织)通过(C,锻造使其分布合理).1.铁素体是碳在α-Fe中的(A,间隙)固溶体。
2.渗碳体是(B,间隙化合物).3.珠光体是(C,机械混合物)。
4.低温(变态)莱氏体是由(C,铁素体和渗碳体)两相组成的。
5.Fe-Fe3C相图中,ES线是(C,碳在奥氏体中的固溶线)。
6.Fe-Fe3C相图中,GS线是平衡结晶时(C,奥氏体向铁素体转变)的开始线.7.平衡结晶时,在Fe-Fe3C相图中PSK线上发生的反应是(A,As-→P)。
8.平衡结晶时,在Fe-Fe3C相图ECF线上发生的反应是(B,LC→AE`+Fe3C)。
9.碳钢与白口铸铁的化学成分分界点是(C,2.11)%C。
10.用4%硝酸酒精溶液浸蚀的T12钢的平衡组织,在光学显微镜下,其中的二次渗碳体呈(A,白色网状. 11.共析钢冷至共析温度,共析转变已经开始,但尚未结束,此时存在的相为(A,铁素体+渗碳体+奥氏体). 12.在室温平衡组织中,45钢中的(A,珠光体的相对量)比25钢多.13.在铁碳合金平衡组织中,强度最高的是(D,珠光体)。
14.在铁碳合金平衡组织中,硬度最高的是(B,渗碳体).15.在铁碳合金平衡组织中,塑性最高的是(A,奥氏体)。
16.普通钢、优质钢及高级优质钢在化学成分上的主要区别是含(B,硫、磷)量不同。
17.T8A钢属于(C,高级优质钢)。
2021年工程材料题库及答案
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工程材料及成形技术作业题库一. 名词解释1.间隙固溶体:溶质原子溶入溶剂晶格间隙所形成固溶体。
2.过冷度:理论结晶温度与实际结晶温度之差。
3.同素异构性:同一合金在不同温度下晶格类型不同现象。
4.晶体各向异性:金属各方向具备不同性能现象。
5.枝晶偏析:结晶后晶粒内成分不均匀现象。
6.本质晶粒度:奥氏体晶粒长大倾向。
7.淬透性:钢淬火时获得淬硬层深度能力。
8.淬硬性:钢淬火时得到最大硬度。
9.临界冷却速度:奥氏体完全转变成马氏体最低冷却速度。
10.热硬性:钢在高温下保持高硬度能力。
11.时效强化:经固溶解决后随着时间延长强度不断提高现象。
12.形变强化:由于塑性变形而引起强度提高现象。
13.调质解决:淬火+高温回火得到回火索氏体热解决工艺。
14.变质解决:在浇注是向金属液中加入变质剂,使其形核速度升高长大速度减低,从而实现细化晶粒解决工艺。
15.顺序凝固原则:铸件时使金属按规定从一某些到另一某些逐渐凝固原则。
16.孕育铸铁:通过孕育解决铸铁。
二. 判断正误并加以改正1.细化晶粒虽能提高金属强度,但增大了金属脆性.(×)2.构造钢淬透性,随钢中碳含量增大而增大. (×)3.普通低合金构造钢不能通过热解决进行强化。
(√)4. 单晶体必有各向异性. (√)5. 普通钢和优质钢是按其强度级别来区别. (×)6. 过热钢经再结晶退火后能明显细化晶粒. (×)7. 奥氏体耐热钢也就是奥氏体不锈钢。
(√)8. 马氏体晶体构造和铁素体相似. (×)9. 面心立方金属塑性比体心立方金属好. (√)10. 铁素体是置换固溶体. (×)11. 晶界是金属晶体常用缺陷. (√)12. 渗碳体是钢中常用固溶体相. (×)13. 金属塑性变形重要通过位错滑移进行.(√)14. 金属在进行热加工时,不会产生加工硬化现象. (√)15. 上贝氏体韧性比下贝氏体好 . (×)16. 对过共析钢工件进行完全退火可消除渗碳体网. (×)17. 对低碳低合金钢进行正火解决可提高其硬度. (√)18. 淬火获得马氏体必要条件之一是其淬火冷却速度必要不大于Vk. (×)19. 高锰钢在各种条件下均能体现出良好耐磨性. (×)20. 无限固溶体必是置换固溶体. (√)21. 金属晶粒越细小,其强度越高,但韧性变差. (×)22. 所谓临界冷却速度就是指钢能获得完全马氏体组织最小冷却速度. (√)23. 钢进行分级淬火目是为了得到下贝氏体组织. (×)24. 对奥氏体不锈钢进行固溶解决目是为了提高其强度. (×)25. 弹簧钢最后热解决应是淬火+低温回火. (×)26. 凡间隙固溶体必是有限固溶体. (√)27. 珠光体片层间距越小,其强度越高,其塑性越差. (×)28. 钢临界冷却速度Vk越大,则其淬透性越好. (×)29. 过共析钢正常淬火普通均为不完全淬火. (√)30. 工件经渗碳解决后,随后应进行淬火及低温回火. (√)31. 金属是多晶体,因而绝对不也许产生各向异性. (×)32. 凡能使钢C曲线右移合金元素均能增长钢淬透性. (√)33. 感应加热表面淬火淬硬深度与该钢淬透性没关于系.(√)34. 金属凝固时,过冷度越大,晶体长大速度越大,因而其晶粒粗大. (×)35. 钢淬透性与其实际冷却速度无关. (√)36. 亚共析钢正常淬火普通为不完全淬火. (×)37. 碳钢淬火后回火时普通不会浮现高温回火脆性. (×)38. 工件经氮化解决后不能再进行淬火. (√)39. 对灰铸铁不能进行强化热解决. (√)40. 过共析钢经正常淬火后,马氏体含碳量不大于钢含碳量. (√)41. 凡能使钢临界冷却速度增大合金元素均能减小钢淬透性. (√)42. 高速钢淬火后经回火可进一步提高其硬度. (√)43. 马氏体强度和硬度总是不不大于珠光体. (×)44. 纯铁在室温下晶体构造为面心立方晶格. (×)45. 马氏体硬度重要取决于淬火时冷却速度. (×)46. 等温淬火目是为了获得下贝氏体组织. (√)47. 对普通低合金钢件进行淬火强化效果不明显.(√)48. 高锰钢性能特点是硬度高,脆性大. (×)49. 马氏体是碳溶入γ-Fe中所形成过饱和固溶体. (×)50. 间隙固溶体溶质原子直径小,其强化效果远比置换固溶体差. (×)51. 钢经热解决后,其组织和性能必然会变化. (×)52. 纯金属都是在恒温下结晶. (√)53. 所谓白口铸铁是指碳所有以石墨形式存在铸铁. (×)54. 白口铸铁铁水凝固时不会发生共析转变. (×)55. 铸件可用再结晶退火细化晶粒. (×)56. 冷热加工所形成`纤维组织'都能使金属浮现各向异性. (√)57. 奥氏体塑性比铁素体高.(√)58. 马氏体转变是通过切变完毕,而不是通过形核和长大来完毕.(×)59. 金属中固态相变过程,都是晶粒重新形核和长大过程.(√)60. 对金属进行冷、热加工都会产生加工硬化.(×)61. 在共析温度下,奥氏体最低含碳量是0.77%.(√)62. 亚共析钢经正火后,组织中珠光体含量高于其退火组织中.(√)63. 合金强度和硬度普通都比纯金属高.(√)64. 白口铸铁在室温下相构成都为铁素体和渗碳体.(√)65. 过共析钢平衡组织中没有铁素体相.(×)66. 过共析钢用球化解决办法可消除其网状渗碳体.(×)67. 采用等温淬火可获得晶粒大小均匀马氏体.(×)68. 形状复杂,机械性能规定不高零件最佳选用球铁制造.(×)69. 可锻铸铁碳当量一定比灰口铸铁低.(√)70. 铝合金淬火后其晶格类型不会变化.(√)71. 同一钢材在相似加热条件下,水淬比油淬淬透性好.(×)72. 同一钢材在相似加热条件下,小件比大件淬透性好.(×)73. 工具钢淬火时,冷却速度越快,则所得组织中残存奥氏体越多.(√)74. 黄铜耐蚀性比青铜差. (√)75. 对常用铝合金仅进行淬火,强化效果不明显. (√)76. 贝氏体转变是非扩散性转变. (×)77. 马氏体转变是非扩散性转变.(√)78. 金属晶粒越细小,其强度越高,其塑性越好。
临界冷却速度

临界冷却速度
临界冷却速度,又称临界点冷却速度,是指物质从临界点开始冷却后,物质的温度降低的速度。
临界冷却速度用来衡量物质状态的变化速度,它是重要的物质特性,它的确定可以帮助我们了解物质的物化特性,从而发现和开发出新的利用物质的方法。
临界冷却速度可以用来衡量物质的可塑性,反应性和结构的变化,它也可以用来衡量物质的凝固和液体状态下的冷却速度。
它能够帮助我们了解冷却过程中物质的变化,从而提供物料凝固控制、反应物分离控制和可塑性控制等方面的信息。
临界冷却速度的确定依赖于温度和密度的变化,这些变化需要连续不断的检测,以便得到准确的数据。
通过使用不同的仪器,可以确定物质临界冷却速度。
其中,最常用的仪器是激光折射仪,它可以测量温度和密度的变化。
此外,还有其他仪器,如气体过滤仪和热释电探头,也可以用来确定临界冷却速度。
临界冷却速度的确定可以帮助我们更好的理解物质的性质,并可以提高利用这种物质的效率。
例如,在食品加工中,通过测定临界冷却速度,可以更好地控制食品的成型、口感和可视性等特性,从而获得最佳食品质量。
此外,临界冷却速度的确定也有助于我们改善制造工艺、提高产品质量,减少原料的损耗,从而降低制造成本。
在现代工业中,临界冷却速度的重要性已经得到越来越多的重视,而如何确定临界冷却速度已经成为许多公司和研究机构所关注
的热点。
科学家们也正在努力开发更好的测量方法,以更精确地测量和确定临界冷却速度,以期更好地利用物质。
总之,临界冷却速度是一个重要的物质特性,它是理解物质状态变化的关键,并有助于我们从物质中获取最佳的应用效果。
上临界冷却速度和下临界冷却速度

上临界冷却速度和下临界冷却速度上临界冷却速度和下临界冷却速度是热物理学中的两个重要概念。
理解这两个概念对于热能利用和热传导的研究具有重要的意义。
在本文中,我将从深度和广度的角度对上临界冷却速度和下临界冷却速度进行评估,并探讨它们的应用和意义。
让我们先来了解一下上临界冷却速度和下临界冷却速度的概念。
上临界冷却速度是指物质在高温环境下散热的最大速度。
当物质的散热速度超过上临界冷却速度时,物质将无法保持稳定性,并可能引发其他热现象。
而下临界冷却速度则是指物质在低温环境下散热的最小速度。
当物质的散热速度低于下临界冷却速度时,物质可能变得过热,导致其热传导性能下降。
上临界冷却速度和下临界冷却速度在许多领域都有广泛的应用。
以汽车发动机为例,发动机的散热速度必须在上临界冷却速度的范围内,以保证发动机的正常运行。
如果散热速度过低或过高,将会导致发动机的过热或散热不足,从而影响到发动机的性能和寿命。
上临界冷却速度和下临界冷却速度还在电子设备散热、化工过程控制等领域中发挥着重要作用。
考虑到上临界冷却速度和下临界冷却速度的重要性,研究人员一直致力于寻找方法来优化物质的散热性能。
其中一个方法是通过改变物质的结构和组成来提高其散热速度。
增加散热面积、改变热传导材料的导热性能等都可以提高物质的散热速度。
研究人员还发现,在一些特殊的条件下,适当调节散热环境的温度和压力等参数,也可以有效地改变物质的散热性能。
个人观点上临界冷却速度和下临界冷却速度是热传导研究中的重要概念,对于热能利用和节能减排等问题具有重要意义。
通过对这两个概念的深入理解和应用,可以更好地优化物质的散热性能,提高能源利用效率,从而促进可持续发展。
我认为未来在热传导领域的研究中,应继续深入探索上临界冷却速度和下临界冷却速度的机制及其影响因素,并寻找更多优化散热性能的方法。
总结回顾上临界冷却速度和下临界冷却速度是热物理学中的两个重要概念,它们分别指物质在高温和低温环境下散热的极限速度。
热处理原理考试试卷及参考答案

热处理原理考试试卷及参考答案(一)填空题1 起始晶粒度的大小决定于成分及冶炼条件。
2 在钢的各种组织中,马氏体的比容最大,而且随着w(C)的增加而增加。
3.板条状马氏体具有高的强度和硬度及一定的塑性与韧性。
它的强度与奥氏体碳含量有关,马氏体板条群越细(或尺寸越小)则强度越高。
4. 淬火钢低温回火后的组织是低碳过饱和铁素体和粒状碳化物ε—FexC ( x ≈ 2.4 ) ;中温回火后的组织是回火屈氏体,一般用于高弹性的结构件;高温回火后的组织是回火索氏体,用于要求足够高的强度及高的塑韧性的零件。
5.钢在加热时,只有珠光体中出现了浓度起伏和结构起伏时,才有了转变成奥氏体的条件,奥氏体晶核才能形成。
6.马氏体的三个强化包括固溶强化、相变强化强化、时效(沉淀)强化。
7.第二类回火脆性主要产生于含Mn、、Cr、Ni 等合金元素的钢中,其产生的原因是钢中晶粒边界偏聚的杂质元素增加的结果,这种脆性可用快冷来防止,此外在钢中加入W 和Mo及形变(亚温回火)热处理等方法也能防止回火脆性。
8.共析钢加热至稍高于727℃时将发生P→A的转变,其形成过程包括A的形核、A的长大、剩余渗碳体的溶解和A成分均匀化等几个步骤。
9 根据共析钢转变产物的不同,可将C曲线分为珠光体、贝氏体、马氏体三个转变区。
10 根据共析钢相变过程中原子的扩散情况,珠光体转变属于扩散型转变,贝氏体转变属于半扩散型转变,马氏体转变属于非扩散型转变。
11.马氏体按其组织形态主要分为片(针)状马氏体和板条状马氏体两种。
其中板条状马氏体的韧性较好。
12.马氏体按其亚结构主要分为胞状亚结构和孪晶亚结构两种。
13.贝氏体按其形成温度和组织形态,主要分为上贝氏体和下贝氏体两种。
14.珠光体按其组织形态可分为片状珠光体和粒状珠光体;按片间距的大小又可分为珠光体、索氏体和托氏体。
15、描述过冷奥氏体在A1点以下相转变产物规律的曲线有TTT 和CCT 两种;对比这两种曲线可看出,前者指示的转变温度比后者高一些,转变所需的时间前者比后者短一些,临界冷却速度前者比后者大。
热处理原理与工艺复习思考题

热处理原理与工艺复习思考题一、解释名词本质晶粒度、临界冷却速度、马氏体、淬透性、淬硬性、调质处理、固溶处理、时效二、填空题1.钢的热处理工艺由、、三个阶段所组成。
2.钢加热时奥氏体形成是由等四个基本过程所组成。
3.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4.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。
5.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6.钢完全退火的正常温度范围是,它只适应于钢。
7.球化退火的主要目的是,它主要适用于钢。
8.钢的正常淬火温度范围,对亚共析钢是,对过共析钢是9.马氏体的显微组织形态主要有、两种。
其中的韧性较好。
10.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11.高碳淬火马氏体和回火马氏体在形成条件上的区别是,在金相显微镜下观察二者的区别是12.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13.改变钢整体组织的热处理工艺有、、、四种。
14.淬火钢进行回火的目的是,回火温度越高,钢的强度与硬度越15.化学热处理的基本过程包括、、等三个阶段。
16.变形铝合金按热处理性质可分为铝合金和铝合金两类。
17.铝合金的时效方法可分为和两种。
18.变形铝合金的热处理方法有、、19.铝合金淬火后的强度和硬度比时效后的,而塑性比时效后的三、择正确答案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。
2.奥氏体向珠光体的转变是:a.扩散型转变;b.非扩散型转变;c.半扩散型转变。
3.钢经调质处理后获得的组织是:a.回火马氏体;b.回火屈氏体;c.回火索氏体。
4.过共析钢的正常淬火加热温度是:a.Ac1+30—50℃;b.Accm+30—50℃;c.Ac3+30—50℃.5.影响碳钢淬火后残余奥氏体量的主要因素是:a.钢材本身的碳含量;b.钢中奥氏体的碳含量;c.钢中碳化物的含量。
工程材料习题与答案7
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机械工程材料 第七章 钢的热处理
(三)是非题(续)
中 南 大 学 机 电 工 程 学 院
10.因为过冷奥氏体的连续冷却转变曲线位于等温转变曲线 (×) 的右下方,所以连续冷却转变曲线的临界冷却速度比等温转 变曲线的大。 11.高合金钢既具有良好的淬透性,也具有良好的淬硬性。 (×) 12.经退火后再高温回火的钢,能得到回火马氏体组织,具 (×) 有良好的综合机械性能。 (√) 13.钢的淬透性高,则其淬透层的深度也越大。 (√) 14.钢中未溶碳化物的存在,将使钢的淬透性降低。 15.在正常加热淬火条件下,亚共析钢的淬透性随碳的增高 (√) 而增大,过共析钢的淬透性随碳的增高而减小。 16.表面淬火既能改变钢的表面化学成分,也能改善心部的 (×) 组织和性能。
机械工程材料 第七章 钢的热处理
(一)解释名词
– 本质晶粒度 – 临界冷却速度 – 马氏体 – 淬透性 – 淬硬性 – 调质处理
中 南 大 学 机 电 工 程 学 院
机械工程材料 第七章 钢的热处理
(二) 填空题
中 南 大 学 机 电 工 程 学 院
1. 钢加热时奥氏体形成是由 形核、长大,剩余渗碳体的熔解, 奥氏体的均匀化 等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 层间距 点是 都是铁素体与渗碳体的机械混合物 ,不同点是 不同 ,屈氏体较细,珠光体较粗。 。 3. 用光学显微镜观察,上贝氏体的组织特征呈 羽毛 状,而下 贝氏体则呈 针 状。 4. 与共析钢相比,非共析钢C曲线的特征是 C曲线靠左,亚共 析钢左上部多一条共析铁素体析出线,过共析钢多一条二次渗 碳体析出线 。 5. 马氏体的显微组织形态主要有 板条状、针状马氏体 两种。 其中 板条状马氏体 的韧性较好。 6. 高碳淬火马氏体和回火马氏体在形成条件上的区别是 前者是在淬火中形成,后者在低温回火时形成 ,在金相显微镜 下观察二者的区别是 前者为竹叶形,后者为黑色针状 。 7. 目前较普遍采用的测定钢的淬透性的方法是 “端淬试验”即结构钢末端淬透性试验。 8. 钢的淬透性越高,则其C曲线的位置越 靠右,说明临界冷却 速度越 慢 。
连续冷却曲线概要
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炉冷→ F + P 亚共析钢 连续冷却转变 空冷→ F + S 油冷→ T + M 水冷→ M 炉冷→ P + Fe3CⅡ 过共析钢 连续冷却转变
空冷→ S + Fe3CⅡ
油冷→ T + M + A' 水冷→ M + A'
返回
过冷奥氏体连续转变曲线
温度t 只有P、M转变 vk为临界冷却速度
Hale Waihona Puke 随炉冷却T 水 冷A1 P S v1
空冷
油 冷
v2
Ms
马氏体临界冷却 速度 Mf T+M+残余A v3 vk 时间
M+残余A
O
v5
注意点:
1、Vk称马氏体临界冷却速度。它表示钢在淬火时
抑制非马氏体转变所需的最小冷却速度。
2、影响马氏体临界冷却速度的主要因素:是钢的化 学成分。碳 钢的临界冷却速度大,而合金钢的 临界冷却速度要小些。 3、只有P、M转变,vk为临界冷却速度
第六章 钢的热处理
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第六章钢的热处理一、解释下列名词1、奥氏体、过冷奥氏体、残余奥氏体2、珠光体、索氏体、屈氏体、贝氏体、马氏体3、临界冷却速度4、退火、正火、淬火、回火、冷处理、时效5、调质处理6、淬透性、淬硬性7、回火马氏体、回火索氏体、回火屈氏体8、第一类回火脆性、第二类回火脆性10、表面淬火、化学热处理二、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、钢加热时的各临界温度分别用、和表示;冷却时的各临界温度分别用、和表示。
4、加热时,奥氏体的形成速度主要受到、、和的影响。
5、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。
6、一般结构钢的A晶粒度分为级, 级最粗,级最细。
按930℃加热保温 3~8h 后,晶粒度在级的钢称为本质粗晶粒钢,级的钢称为本质细晶粒钢。
7、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。
8、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。
9、影响C曲线的因素主要是和。
10、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。
11、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。
12、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。
13、钢的 C 曲线图实际上是图,也称图,而CCT曲线则为。
14、过冷奥氏体转变成马氏体,仅仅是的改变,而没有改变,所以马氏体是碳在α-Fe 中的。
15、其他条件相同时,A中的C% 愈高,A→M的Ms温度愈,A 量也愈。
16、马氏体晶格的正方度( c/a )表示了,c/a的值随而增大。
工程材料-名词解释
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一、名词解释⒈调质:对钢材作淬火+高温回火处理,称为调质处理。
⒉碳素钢:含碳量≤2.11%的铁碳合金。
⒊SPCD:表示冲压用冷轧碳素钢薄板及钢带,相当于中国08Al(13237)优质碳素结构钢淬透性:钢在淬火时获得的淬硬层深度称为钢的淬透性,其高低用规定条件下的淬硬层深度来表示淬硬性:指钢淬火后所能达到的最高硬度,即硬化能力相:金属或合金中,凡成分相同、结构相同,并与其它部分有晶只界分开的均匀组成部分称为相组织:显微组织实质是指在显微镜下观察到的各相晶粒的形态、数量、大小和分布的组合。
组织应力:由于工件内外温差而引起的奥氏体(γ或A)向马氏体(M)转变时间不一致而产生的应力热应力:由于工件内外温差而引起的胀缩不均匀而产生的应力过热:由于加热温度过高而使奥氏体晶粒长大的现象过烧:由于加热温度过高而使奥氏体晶粒局部熔化或氧化的现象回火脆性:在某些温度范围内回火时,会出现冲击韧性下降的现象,称为回火脆性回火稳定性:又叫耐回火性,即淬火钢在回炎过程中抵抗硬度下降的能力。
马氏体:碳在α-Fe中的过饱和固溶体称为马氏体。
回火马氏体:在回火时,从马氏体中析出的ε-碳化物以细片状分布在马氏体基础上的组织称为回火马氏体。
本质晶粒度:钢在加热时奥氏体晶粒的长大倾向称为本质晶粒度实际晶粒度:在给定温度下奥氏体的晶粒度称为实际晶粒度,它直接影响钢的性能。
化学热处理:将工件置于待定介质中加热保温,使介质中活性原子渗入工件表层,从而改变工件表层化学成分与组织,进而改变其性能的热处理工艺。
表面淬火::指在不改变钢的化学成分及心部组织的情况下,利用快速加热将表面奥氏休化后进行淬火以强化零件表面的热处理方法。
1.过冷度—理论结晶温度与实际结晶温度之差1.正火—将钢件加热到Ac3或Accm以上30-50℃,保温适当时间后在静止的空气中冷却的热处理工艺,称为正火。
2.奥氏体—碳固溶于γ-Fe中形成的间隙固溶体称为奥氏体,用γ或A表示。
玻璃工艺学复习练习题
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玻璃工艺学复习练习题玻璃工艺学复习练习题一、解释以下概念1.临界冷却温度:能生成玻璃的最小冷却速度。
2.不混溶区:玻璃发生分相的组成-温度范围。
3.晶核:具有一定大小能够稳定生长的结晶区域称为晶核。
4.粘度温度系数:玻璃的粘度温度系数= 粘度变化/温度变化=Δη/ΔT5.色散:折射率随入射光波长的不同而不同的现象称为色散。
6.转变温度:粘度为1012.4帕秒的温度7.软化温度:粘度为106.5-107.2帕秒的温度范围。
8.正常色散:折射率随波长减小而增大,色散随随波长减小而加剧的现象称为正常色散。
9.反常色散:光波波长接近玻璃的吸收带时,玻璃的折射率发生急剧变化,吸收带长波侧的折射率高于短波侧的折射率。
这种现象称为反常色散。
10.结石:玻璃中的结晶质夹杂物称为玻璃结石11.条纹:条纹呈线条状或纤维状,形状和粗细都不规则,与它周围的玻璃有时没有明显的界限,故亦称之为玻璃态夹杂物。
12.疖瘤:疖瘤大多是在高温时形成的液态球滴或球团。
由于这部分玻璃的粘度、表面张力比基体玻璃大,因而易收缩呈圆形或椭圆形。
疖瘤也可看成是条纹的前身,由于扩散不充分而造成。
二. 简答题1.在Na2O-SiO2玻璃中加入二价金属氧化物,玻璃的化学稳定性将怎样变化?既有断网作用,也有积聚作用。
在二元(RO-SiO2)玻璃中,主要起断网作用,使性能劣化。
对碱性氧化物有压制作用。
在碱硅玻璃中加入二价金属氧化物能使性能改善。
玻璃的密度、折射率等性质随二价金属离子半径大小而变化。
2.在Na2O-SiO2玻璃中加入B2O3,玻璃的结构将如何变化?在钠硅玻璃中加入B2O3,玻璃的结构随B2O3增加而逐渐加强,玻璃的性质得到改善。
但B2O3的含量超过某数值时,将出现逆转:随着B2O3的增加,玻璃结构逐渐弱化,玻璃的性质逐渐劣化,在玻璃的性质变化曲线上出现极值。
3.判断玻璃生成能力的三个动力学指标是什么?1.在熔点Tm附近熔体的粘度大小,粘度大,容易生成玻璃2. Tg/Tm比值的大小; Tg/Tm比值大,容易生成玻璃3. 临界冷却速度; 临界冷却速度越小,越容易生成玻璃4.分相结构对玻璃的性质有何影响?对第一类性质的影响:由离子的迁移特性决定的性质,如电阻率、化学稳定性等对玻璃的分相结构十分敏感。
临界冷却速度
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临界冷却速度临界冷却速度是热力学中极具重要意义的概念,它描述了一种物质温度下降时产生热量的速率。
这种情况发生在经历一次改变后,物质急剧降温,但又不失去过多热量的情况下,并且由于热量会影响物质的温度变化,它也会影响其他一些物理量,如压力和熵。
临界冷却速度实际上可以使用热力学方程来定义,即在某一温度下,临界冷却速度可以用如下方程来表示:C = -T(H/T)其中C为临界冷却速度,T为温度,H为热量。
临界冷却速度也是量子物理学中一个重要的概念。
量子物理学中的临界冷却速度是指一种物质温度的变化,当温度下降到一定程度时,物质状态会发生变化,物质对量子效应的反应也会发生变化,并且此时物质的热力学性质也会发生变化,如熵等。
通常情况下,临界冷却速度是温度的指数函数,这意味着,在温度降低时,物质的热力学性质会随着温度的下降而急剧增强。
这就是临界冷却速度的特性,也是其重要性的体现。
临界冷却速度也可以用来衡量物质热力学性质的变化,在某一温度下,临界冷却速度的变化会导致物质的热力学性质发生变化,而这种变化又可以用来衡量物质热力学性质的变化程度。
此外,临界冷却速度也可以用来衡量一种物质在某一温度下的热容量,由于热容量会随物质温度的变化而变化,因此,通过监测临界冷却速度的变化,可以获得一个物质在某一温度下的热容量。
最后,临界冷却速度也可以用来解释经典力学中的许多实验,比如摩擦实验,由于摩擦力会随物质的温度变化而变化,因此,监测物质的温度变化,特别是临界冷却速度的变化,可以对摩擦力产生的影响有更好的认识。
总之,临界冷却速度是热力学和量子物理学的一个重要概念,它可以用来衡量物质温度变化时发生的热力学变化,以及经典力学中的一些实验。
它是一个极具重要意义的概念,可以用来阐明物质状态变化与一些物理实验之间的关系,从而深入研究物质在热力学和量子物理学方面的性质。
临界冷却速度名词解释
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临界冷却速度名词解释
临界冷却速度是指液体在热引发器中达到沸腾点后,恰好能够维持液体的温度稳定在沸点的阈值。
当液体通过热引发器时,热引发器会将液体加热到沸腾点,将液体由液态转化为气态。
在冷却过程中,冷却速度决定了液体能否保持在沸点附近的温度稳定。
如果冷却速度过快,液体的温度会立即下降到沸点以下,无法达到临界冷却速度;反之,如果冷却速度过慢,液体的温度会超过沸点,也无法达到临界冷却速度。
只有在冷却速度适中的情况下,液体才能够维持在沸点附近的温度稳定,达到临界冷却速度。
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临界冷却速度:连续冷却中,为使钢件在淬火后得到完全M组织的最低冷却速度,用V c表示。
临界淬火速度主要取决于CCT曲线的位置:使CCT曲线左移的各种因素,使临界淬火速度增大;右移的各种因素,降低临界淬火速度
第七章过饱和固溶体的脱溶分解
脱溶分解:从过饱和固溶体中析出第二相(沉淀相)或溶质原子聚集区、亚稳定过渡相的过程
固溶处理:将合金加热到固溶线以上一定温度保温足够时间,获得均匀的单相固溶体,快冷至室温得到过饱和固溶体,整个过程称为固溶处理
时效:将固溶处理的合金加热到固溶线以下某一温度保温一定时间,实现脱溶分解,该过程称为时效。
自然时效:在室温下进行的时效,称为自然时效
人工时效:升温至某一温度下进行的时效,称为人工时效。
沉淀强化或时效强化:脱溶分解析出第二相显著提高合金强度和硬度,这种现象称为沉淀强化或时效强化。
它是合金强化的主要方法之一。
连续脱溶:新相形成时,母相的成分连续地、平缓地由过饱和状态逐渐达到饱和状态。
不连续脱溶:也称胞状脱溶,脱溶时两相耦合成长,类似共析转变。
脱溶物中α相与母相α之间的溶质浓度不连续而称为不连续脱溶
铝合金的时效经历如下过程:
GP区→θ″→θ′→θ
GP区:具有母相结构,与母相完全共格的溶质原子
偏聚区。
θ″:具有正方结构的过渡相
θ′:具有正方结构的过渡相,成分接近CuAl2
θ:具有复杂体心正方结构相,成分CuAl2
回火:将淬火钢件加热到低于临界点A1某一温度,保温一定时间,然后冷却到室温的热处理工艺
回火的目的:
1)获得所需的组织和性能,达到强韧性的配合;
2)消除内应力,降低脆性。
3)稳定组织,稳定尺寸
淬火组织是不稳定的,原因有三:
①马氏体中的碳是高度过饱和的;
②马氏体有很高的应变能和界面能;
③与马氏体并存的还有一定数量的残余奥氏体
淬火钢在300℃以下回火时,淬火马氏体分解,弥散的e碳化物与条片状、趋于平衡碳含量的α相,称为回火马氏体(M¢),腐蚀易变黑。
回火温度为350-500℃时,在碳钢和低合金钢中将得到条片状铁素体和细粒状的碳
化物组织的混合物,称为回火托氏体(T¢)。
500℃以上回火,粒状碳化物进一步聚集,铁素体回复,条片状特征逐步消失,得到的组织为等轴铁素体和较大颗粒碳化物的混合物,称为回火索氏体(S¢)
淬火碳钢回火的主要目的是提高韧性和塑性,获得韧性、塑性和强度、硬度的良好配合,以满足不同工件对性能的要求
合金钢回火时力学性能变化的特点Me对回火转变和组织性能有很大影响,三个方面:①延缓钢的软化,提高淬火钢的回火抗力;②发生二次硬化现象;③影响钢回火后的脆性。
当M中碳化物形成元素含量足够多时,500℃以上回火会析出合金碳化物,细小的弥散分布的合金碳化物将使已经因回火温度升高而下降的硬度重新升高,故称二次硬化
Me对钢低温回火(<250℃)的影响不明显。
在回火的第二、三阶段,表现出提高钢的回火抗力的作用:通过影响碳的扩散,来影响M分解过程及碳化物析出、长大速度,从而影响a相中碳浓度的下降速度。
显然,作用大小与Me与碳的结合力
有很大关系。
除Ni、Mn外,强碳化物形成元素Cr、Mo、W、V、Ti等均提高碳在M中的扩散激活能,降低扩散系数,减慢M分解速度。
非碳化物形成元素Si和Co能溶解到亚稳碳化物中,使其稳定,减慢碳化物聚集,推迟M分解。
碳钢回火时,M过饱和碳完全脱溶温度在300℃左右,加入Me提高100~150℃:合金钢
在较高温度回火,仍可保持a相中一定过饱和碳浓度和细小碳化物,保持高硬度和
强度Fe-0.35C-Mo合金钢回火硬度与回火温度的关系曲线。
0.5%Mo钢可代表一
般低合金钢,与碳钢相比,回火抗力明显改善。
二次硬化现象
当M中碳化物形成元素含量足够多时,500℃以上回
火会析出合金碳化物,细小的弥散分布的合金碳化
物将使已经因回火温度升高而下降的硬度重新升
高,故称二次硬化。
能引起二次硬化的合金碳化物是M2C及MC型碳化物,主要有Mo、W、V、Ti、Nb等。
如高速钢W18Cr4V。
二次硬化效应的大小取决于引起二次硬化的合金碳化物的种类,数量,大小和形态。
通常,淬火钢在回火时,随着回火温度的升高,硬度降低,韧性升高,但是在许多钢的回火温度与冲击韧性的关系曲线中出现了两个低谷一个在200~350℃之间,另一个在450~650℃之间。
回火脆性:随着回火温度的升高,冲击韧性不升反而下降的现象,称为“回火脆性”。
在200 ~ 350℃之间出现的回火脆性称为第一类回火脆性,也称为低温回火脆性;在450 ~ 600℃之间出现的回火脆性称为第二类回火脆性,也称为高温回火脆性。
第一类回火脆性的主要特征
①具有不可逆性
②与回火后的冷却速度无关
③断口为沿晶脆性断口
第一类回火脆性的影响因素
主要是化学成分的影响。
可将钢中元素按其作用分为
①有害杂质元素,如S、P、As、Sb、Cu、N、H、O等。
这些元素时均导致出现第一类回火脆性;
②促进第一类回火脆性的元素,如Mn、Si、Cr、Ni、V等。
这些合金元素还有可能将第一类回火脆性推向较高的温度;
③减弱第一类回火脆性的元素,如Mo、W、Ti、Al等,尤以Mo减弱第一类回火脆性的效果最显著;
④此外,A晶粒愈粗大,残余A量愈多,
第一类回火脆性的防止方法
①降低钢中杂质元素的含量;
②用Al脱氧或加入Nb、V、Ti等合金元素细化A晶粒;
③加入能减轻回火脆性元素(Mo、W);
④加Cr、Si等调整发生第一类回火脆性的温度范围,避开所需回火温度;
⑤用等温淬火代替淬火+低温回火
第二类回火脆性的主要特征
①第二类回火脆性对回火后冷速敏感
②第二类回火脆性具有可逆性
③第二类回火脆性的断口为沿晶(晶间)断裂
第二类回火脆性的影响因素
①化学成分的影响
②热处理工艺参数的影响
③组织因素的影响
第二类回火脆性的防止方法
◆选用高纯度钢种,尽量降低钢中杂质元素的含量;
◆加入能细化奥氏体晶粒的元素(如Nb、V、Ti等)以细化奥氏体晶粒,增加晶界面积,降低单位面积杂质元素的含量;
◆加入适量的能扼制第二类回火脆性的合金元素如Mo、W等;
◆避免在450~650℃范围内回火,在650℃以上回火后应采取快冷。
◆亚温淬火,使P等元素溶入残留F中,降低在A晶界的偏聚浓度。