金属热处理知识要点2011

7、下列场合宜采用何种热处理方法（解释原因） • 提高低碳钢的切削加工性能 • 降低高碳工模具钢的硬度，以便切削加工，且为最终淬 火作组织准备。 • 为表面淬火工件（要求心部具有良好的综合机械性能） 作组织准备。 • 纠正60钢锻造过热的粗大组织，为切削加工作准备。 • 降低冷冲压件的硬度，提高塑性，以便进一步拉伸。 • 消除某量规在研磨过程中产生的应力，稳定尺寸 • 经冷轧后的15钢钢板，要求降低硬度 8．重载汽车变速箱齿轮选用20CrMnTi钢制造，其工艺 路线为： 下料－锻造－正火－机加工－渗碳－预冷淬火－低温回 火－喷丸－精磨。 说明各热处理工序的目的和处理后的组织。
第一类
退火 扩散化退火 球化退火 完全 退火 正火 再结晶退火 去应力退火 马氏体分级淬火 等温淬火 淬透性 淬硬性 表面淬火 分级淬火 碳势 调质处理 传导传热 化学热处理 临界淬火冷却速度 热应力 组织应 力 反应扩散 渗氮 二次硬 化 离子氮化 软氮化 预热加热 随炉加热 到温入炉加热 高温入炉加 热
13、淬火的目的是什么？亚共析碳钢及过共析碳钢 淬火加热温度的一般原则应如何选择？试从获得的 组织及性能等方面加以说明。 14、说明45钢试样（Ф 10mm）经下列温度加热、保 温并在水中冷却得到的室温组织： 700℃，760℃，840℃，1100℃ 15、指出下列工件的淬火及回火温度，并说明其回 火后获得的组织和大致硬度： （1）60钢弹簧 （2）45钢小轴（要求综合机 械性能） （3）T12钢锉刀
27，实现淬火过程的必要条件是加热温度 必须高于临界点以上获得奥氏体组织，其 后的冷却速度必须大于临界冷却速度得到 马氏体，或下贝氏体组织。 28，常用淬火介质有水及其溶液、油、乳 化液以及低熔点熔盐。 29，淬透性的实验测定方法临界直径法， 端淬法等。 30，工件淬火冷却时，如其瞬时内应力超 过该时钢材的断裂强度，则将产生淬火裂 纹。




19.钢的淬火加热温度范围的一般原则： 对亚共析钢是 ，对过共析钢 是 。 20.工件淬火冷却时，如其瞬时内应力超 过该时钢材的断裂强度，则将产生 。 21.感应加热表面淬火前的预先热处理， 对心部要求较好综合机械性能的结构钢零 件采用 ，对心部要求不高的结构钢 零件采用 。

22，淬火钢进行回火时回火温度越高，钢的强度与 硬度越低 。 23，汽车板簧淬火后，应采用中温回火，获得回火 屈氏体组织，具有较高的弹性极限和塑性、韧性性 能。 24，钢的表面淬火是为了满足表硬里韧的性能要求 ，最常用的表面淬火工艺是感应加热表面淬火。 25，钢的淬透性主要决定于 钢的过冷奥氏体稳定 性 ，钢的淬硬性主要决定于马氏体中的含碳量。 26，一般热处理加热方式根据热处理目的不同有随 炉加热，预热加热，到温入炉加热和高温入炉加热 等数种。
3、用15钢制作一要求耐磨的小轴（直径20mm），其工艺 路线为：下料－锻造－热处理1－机加工－热处理2－热处 理3－热处理4－磨削加工。试补充各热处理工序的名称、 目的及使用状态下的组织。 4、某型号柴油机的凸轮要求具有高强度（HRC>50），而 心部具有更好的韧性，本来采用45号钢经调质处理后再在 凸轮表面上进行高频淬火。最后进行低温回火。现因工厂 中库存的45钢已用完，只有15号钢，试说明： 1)原来45钢各热处理工序的目的及组织上的变化 2)改用15钢后，仍按45钢的上述工艺路线进行处理，能 否满足性能要求？为什么？ 3)改用15钢后，如不满足性能要求，应采用什么样的热 处理方案才能满足上述性能要求？为什么？
31，确定感应圈几何形状时必须考虑邻近效 应、环状效应、尖角效应等几种效应。 32，渗碳后的热处理有直接淬火，一次加热 淬火，两次淬火等。 33，强化渗氮中典型渗氮工艺有等温渗氮、 两段渗氮，三段渗氮。 34，心部要求较好综合机械性能的结构钢零 件，感应加热表面淬火前的预先热处理为调 质处理。
第三类
5、T10A钢含碳量约为1.0%，Ac1=730℃， Accm=800℃，Ms=175℃，该钢的原始组织为片状珠 光体加网状渗碳体，若用此钢制作冷冲模的冲头， 说明需要经过那些热处理工序才能满足零件的性能 要求，写出具体热处理工艺名称、加热温度参数、 冷却方式以及各工序加热转变完成后和冷却至室温 时得到的组织。 6、110型柴油机曲轴用QT600－3球墨铸铁制造，其 加工路线为：铸造成型－正火－去应力退火－切削 加工－轴颈表面淬火＋低温回火－磨削。说明各热 处理工序的作用。
5，过共析钢正火的目的是： • 调整硬度改善切削加工性能 2)细化晶粒为淬火 作组织准备 3)消除网状二次渗碳体 6，直径为10mm的45钢钢棒，加热到850℃投入水 中，其显微组织为： • 马氏体2)铁素体＋马氏体 3) 马氏体＋残余奥氏 体4)马氏体＋珠光体 7，若要提高淬火时淬硬层深度，应采取： 1)选择高淬透性钢 2)增大工件截面尺寸 3) 选用比较缓和的冷却介质 8，除Co外，所有合金元素都使C曲线右移，则钢 的淬透性： 1）降低 2）提高 3）不改变
10、解答下列有关45钢的几个问题： ①45钢的淬火温度是多少？其确定依据是什么？淬火后 得到什么组织？ ②假如把某个45钢工件加热到750℃后淬火，则将得 到什么组织？为什么？ ( 45钢Ac1=730℃，Ac3=780℃ ) 11、调质处理后的45钢齿轮，经高频感应加热后的温度 分布如图所示，试分析高频感应加热水淬后，轮齿由表面 至中心各区（1、2、3）的组织变化过程，并画出各区组 织示意图。 12、指出下列零件的锻造毛坯进行正火的主要目的及正 火后的显微组织： （1）20钢齿轮 （2）45钢小轴 （3）T12钢锉 刀
1，完全退火主要适用于： • 亚共析钢 2) 共析钢 3)过共析钢 2，扩散退火的目的： • 1）消除和改善晶内偏析2)消除冷塑性变形后 产生的加工硬化 3)降低硬度便于加工 3，钢的回火处理是在： • 退火后进行 2)正火后进行 3)淬火后进行 4，钢的渗碳温度： 1) 600－650℃ 2) 800－850℃ 3)900－ 950℃ 4)1000－1050℃
13，直径为10mm的45钢钢棒，加热到850℃投入 水中，其显微组织为： 1)马氏体2)铁素体＋马氏体 3) 马氏体＋残余奥 氏体4)马氏体＋珠光体 14，若要提高淬火时淬硬层深度，应采取： 1)选择高淬透性钢 2)增大工件截面尺寸 3)选用比 较缓和的冷却介质 15，对形状复杂，截面变化大的零件进行淬火时， 应选用： 高淬透性钢 中淬透性钢 低淬透性钢 16，对形状复杂，截面变化大的零件进行淬火时， 应选用： 水中淬火 油中淬火 盐水中淬火
30，在正常热处理条件下，随碳含量的增 高，过共析钢的过冷奥氏体越稳定。 31，高合金钢既有良好的淬透性，也具有 良好的淬硬性。 32，经退火后再高温回火的钢，能得到回 火索氏体组织，具有良好的综合机械性能 。 33，钢的淬透性高，则其淬透层的深度也 越大。 34，钢中未溶碳化物的存在，将使钢的淬 透性降低。



12.淬火钢进行回火时回火温度越高 ，钢的强度与硬度越 。 13.钢的淬透性主要决定于—— ， 钢的淬硬性主要决定于 。 14.实现淬火过程的必要条件是加热 温度必须 ，其后的 冷却速度必须 。




15.确定感应圈几何形状时必须考虑 、 、 、 等几种效应。 16.气氛中碳势的测定方法 （举一种 ）。 17.表面淬火的目的是在工件表面一定深 度范围内获得 组织，而心部仍保持 着 的组织状态，以获得表面 ，心部又有足够的 的工件。 18、气体渗碳的工艺过程可分为 、 、 和 四个阶段。
第二类
1，化学热处理一般常将它看成由渗剂中的反应， 渗剂中的扩散，渗剂与被渗金属表面的界面反应， 被渗元素原子的扩散和扩散过程中相变等过程所构 成。 2，钢的热处理工艺由 、 、 三个阶段所组 成。 3，利用铁碳相图确定钢完全退火的正常温度范围 是 ，它只适应于 钢。 4，球化退火的主要目的是 ，它主要适用于 。 5，钢的正常淬火温度范围，对亚共析钢是 ， ，对过共析钢是 。
16、氮化的主要目的是什么？说明氮化的 主要特点。 17、渗碳和氮化都是提高钢件表面硬度、 强度和耐磨性的化学热处理手段，试问它 们的强化机制有何不同？ 18、为什么钢淬火后要及时回火？ 19、简述离子氮化的特点。 20、简述化学热处理的基本过程。 21、简述有物态变化的淬火介质的冷却机 理。
22、选择下列零件的热处理方法，并编写简明的工 艺路线（各零件均选用锻造毛坯，且钢材具有足够 的淬透性） ①某机床变速箱齿轮，要求齿面耐磨，心部强度和 韧性要求不高，材料选用45钢； ②某机床主轴，要求有良好的综合机械性能，轴颈 部分要求耐磨（50～55HRC），材料选用45钢； ③镗床镗杆，在重载荷下工作，精度要求极高，并 在滑动轴承中运转，要求镗杆表面有极高的硬度， 心部有较高的综合机械性能，材料选用38CrMoAlA 。
25，同一钢材，在相同的加热条件下，水冷比油冷 的淬透性好，小件比大件的淬透性好。（ ） 26，为了调整硬度便于机加工，低碳钢、中碳钢和 低碳合金钢在锻造后应采用正火处理。（ ） 27，淬火时组织应力造成的残余应力的特点是表层 压应力、心部拉应力。（ ） 28，当钢中发生奥氏体向马氏体转变时，原奥氏体 中含碳量越高，Ms越低，转变后的残余奥氏体量 越多。（ ） 29，过共析钢的正火温度和淬火温度都是 Ac1+30~50℃。（ ）
35，在正常淬火条件下，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。 36，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。 37，奥氏体晶粒尺寸增大，淬透性提高。 38，除Ti、Zr、Co外，所有合金元素都提 高钢的淬透性。
第四类
1、车床主轴要求轴颈部位硬度56~58HRC，其余部 位为20~24HRC，选用45钢，其加工路线为： 锻造——（ ）——机加工——（ ）— —（ ）——磨削 试写出空白处的热处理工序的名称、作用，并写出 轴颈表面和内部的显微组织。 2、用9SiCr钢制作板牙，其工艺路线如下： 下料 →锻造 →球化退火 →机械加工 → 淬火 →低温回火 试分析各热处理工序的作用，并说明各热处理 后的组织。
17，高速钢淬火后于560℃三次回火，其目 的是 消除大量的残余奥氏体 使大量的 碳化物溶解 消除二次淬火应力 18，化学热处理与其他热处理方法的主要 区别是_________。 A．加热温度 B．组织变化 C ．改变表面化学成分
19，淬透性越好的钢，淬火后获得的马氏体数量越 多，得到的硬度也越高。 20，热应力造成的残余应力的特点：表层拉应力， 心部压应力。 21，钢均可通过再结晶退火恢复塑性，降低硬度。 22，过共析钢的正火温度和淬火温度都是 Ac1+30~50℃。（ ） 23，钢的淬透性越高，则C曲线越左移，临界冷却 速度越小。 24，不论含碳量高低，马氏体都硬而脆。 调质处理是淬火加低温回火。（ ）



6.金属工件在加热炉内加热时，由炉内热 源把热量传给工件表面的过程，可以借 、 和 等方式来实现。 7.在有物态变化的淬火介质中淬火冷却时 ，钢件冷却过程经历 、 和对流三个阶段。 8.按聚集状态不同，淬火介质分为 、 和 三种介质。
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9.淬火介质的冷却能力最常用的表示方法 是用 。冷却能力较大的，其值较 大。 10.化学热处理一般常将它看成由 ， ， ，被渗元素原子的 扩散和扩散过程中相变等过程所构成。 11.汽车板簧淬火后应采用 ，获 得 组织，具有较高的弹性极限和 塑性、韧性性能。
9，过共析钢球化退火以前需进行： 1）调质处理 2）正火 3）去应力退火 4） 再结晶退火 10，再结晶退火的目的： 1)消除和改善晶内偏析2)消除冷塑性变形后产 生的加工硬化 3)降低硬度便于加工 11，钢氮化前的预先热处理一般是： 1)退火 2)正火 3)淬火 4）调质处理 12，钢的渗碳温度是 ，渗氮温度是是 ， 1) 500－570℃ 2) 800－850℃ 3)900－950℃ 4)1000－1050℃