北工大2017热处理工艺与设备复习资料

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《热处理工艺及设备》期末复习试题含答案.docx

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四川理工学院试卷(2009至2010学年第1学期)答案课程名称:热处理工艺及设备 命题教师:适用班级:金属061、金属062 考试年 月 日共8页注意事项:1、 满分100分。

要求卷面整洁、字迹工整、无错别字。

2、 考生必须将姓名、班级、学号完整、准确、清楚地填写在试卷规定的地方,否则 视为废卷。

3、 考生必须在签到单上签到,若出现遗漏,后果自负。

4、 如有答题纸,答案请全部写在答题纸上,否则不给分;考完请将试卷和答题卷分 别一同交回,否则不给分。

试 题一、填空题(共4题,每空1分,共10分)1. 一般热处理加热方式根据热处理目的不用有: 随炉加热、 预热加热、 高温入炉加热 和到温入炉加热等。

2. 加热炉炉顶按其结构形式分为: 拱顶和 吊顶 。

3. 淬火得到的组织为:下贝氏体或马氏体。

4. 采用滴注式可控气氛渗碳时,在排气阶段,用较高的滴量是为了 尽快排出炉内的空气,扩散期采用较小滴量是为了使气氛保持在最终要求的表面碳含量,防止碳黑生成,在强渗阶段采用很大滴量是为了在短时间内使工件表面浓度高于最终要求的表面碳含量,以增加表里 间浓度差,提高渗碳速度。

□|r> 溯当4|>二、判断题(共5题,每题2分,共10分)1.在实际工件加热过程中,传热方式主要为传导。

(X )2.ZG45铸钢件,外形复杂,机械性能要求高,机械加工前应采用热处理是去应力退火。

(X )3.反映淬火介质冷却能力的是淬火烈度H。

(V )4.按照加热方式分类,热处理炉分为直接加热和间接加热两类。

(V )5.井式炉是周期作业炉。

(V )三、名词解释(共5题,每题4分,共20分)1.碳氮共渗:在钢的表面同时渗入碳和氮的化学热处理工艺。

2.碳势:纯铁在一定温度下于加热炉气中加热时达到既不增碳也不脱碳并与炉气保持平衡时的含碳量。

3.回火:一定温度下保温,使马氏体发生分解,残余奥氏体转变,以及碳化物的转变和聚集长大,随后进行空冷,使不稳定的马氏体组织转变为较稳定的组织的热处理工-4-Po4.二次硬化当钢中含有较多的碳化物形成元素时,在回火第四阶段温度区(约500〜550°C)形成合金渗碳体或特殊碳化物。

热处理工艺复习题(1)

热处理工艺复习题(1)

第1章1.加热介质与工件之间传热的方式及影响因素。

对流传热,热量的传递靠发热体和工件之间流体的流动进行。

)工介t t F Q c c -=(α影响传热系数的因素:⑴流体运动的情况自然对流条件下,传热系数较小;强迫流动条件下,如气体炉用风扇强制气体循环,流体运动加快,传热系数较大。

⑵流体的物理性质流体的导热系数λ、比热容c 及密度ρ越大,传热系数越大;黏度系数越大,传热系数越小。

⑶工件表面形状及其在炉内放置位置 辐射传热,辐射传热时工件表面吸收的热量为F T T c A Q n ⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛=42410100100 A n 相当吸收率,与工件表面黑度、发热体表面黑度、工件相对于发热体的位置及炉内介质有关。

传导传热,其热量的传递不依靠传热物质的定向宏观移动,而仅靠传热物质质点间的相互碰撞。

dxdT q λ-= 综合传热,同时考虑对流传热、辐射传热、传导传热的传热方式的称为综合传热。

2.热处理加热时间确定的经验公式及其中各参数的意义。

生产中 τ=ada ——加热系数,d ——有效厚度,工件最快传热方向上的截面厚度。

3.影响热处理加热速度的因素。

1 加热方式的影响随炉加热(冷装炉)特点:装炉量大,加热速度缓慢,表面与心部的温差ΔT 小。

应用:大型铸锻件、高合金钢、形状复杂,工件如大型轧辊等,生产率低。

到温装炉(热装炉)特点:加热速度↑ ,温差↑,生产率↑应用:如化学热处理、淬火、正火、回火等。

预热加热特点:加热速度较冷装炉↑, ΔT 小。

应用:大型铸锻件、较大截面的高合金,工具钢模具钢淬火加热。

高温装炉特点:炉温比正常加热温度高100~200℃,强化加热,加热速度↑↑,表面与心部温差↑↑,生产率↑应用:锻件退火、正火、碳钢、低合金钢淬火等。

2 加热介质及工件放置方式的影响(影响α的因素)⑴加热介质的影响①固体介质木炭、石墨、氧化铝、石英砂等流态化炉加热特点:以对流为主的综合传热,传热系数↑,加热效率↑↑。

热加工工艺期末复习资料

热加工工艺期末复习资料

热加工工艺参考复习资料(长大版)1,热处理规范包括哪些参数?温度,速度,保温时间。

2、常见的加热缺陷:欠热,过热,过烧,变形开裂,氧化脱碳。

欠热原因:加热温度不足,加热时间过短。

对于亚共析钢,硬度不足,过共析钢淬透性下降。

过热:加热温度过高或保温时间过长,导致钢的冲击韧性下降及踤火开裂。

过烧:加热温度更高,导致奥式体晶粒晶界的氧化,甚至局部融化,工件报废。

变形开裂:a 工件位置放置不当而自重变形b表心产生温差引起内应力3、等温退火与完全退火的区别:冷却方式的不同。

完全退火在加热到Ac3以上30-50度保温一段时间后缓慢冷却到平衡态,等温退火则是先以较快速度冷到A1以下某一温度然后保温到P转变完后,出炉空冷。

优点:比完全退火获得更为均匀的组织和性能且可以有效缩短退火工艺时间。

4 、20#钢正火目的:获得细小的s,以提高硬度便于切削。

T12钢正火目的:消除网状渗碳体,为球化退火做准备。

5、为什么亚共析钢采用完全淬火,过共析钢采用不完全淬火?答:亚共析钢采用完全淬火是为了避免引起奥氏体晶粒粗化,过共析钢采用不完全淬火是为了避免加热温度过高Fe3C溶入奥氏体,且奥氏体晶粒粗大,含碳量增多,Ms.Mf点下降,得到粗大M及较多A',易开裂。

6. 简述有物态变化的淬火介质冷却的三个阶段。

答:一:有蒸汽膜形成,蒸汽膜阶段二:蒸汽膜破裂,沸腾阶段三:对流阶段7.淬透性与淬硬层深度二者有和联系和区别?影响刚淬透性的因素有哪些?答:淬透性是指钢件淬火是所获得M的能力,是其本身固有属性。

而淬硬层深度是指从表面至半马氏体组织的距离。

淬透性是钢材本身固有属性而不取决于其他外部因素,只和临界冷却速度有关。

而淬硬层深度除取决于淬透性之外,还取决于工件形状、尺寸及冷却介质。

8.以渗碳为例,说明化学热处理的三个的基本过程?答:包括:分解、吸收、扩散。

CH4与CO等渗碳剂在高温下分解含活性碳原子【C】,【C】被工件表面吸收,形成固溶体0(或化合物过量的碳原子则会形成炭黑),吸附在工件表面或炉罐内。

《热处理》复习资料

《热处理》复习资料

热处理复习资料1、钢铁:是Fe与C、Si、Mn、P、S以及少量的其它元素所组成的合金。

其中除Fe外,C的含量对钢铁的机械性能起着主要作用。

2、热处理:通常的金属热处理工艺,一般均由不同的加热、保温和冷却三个阶段组成,从而改变整体或表面组织(但形状不变),获得所需的性能。

3、热处理原理是研究热处理过程中组织转变的规律;热处理工艺是根据原理制定的温度、时间、介质等参数对具体的产品零部件进行处理的过程。

4、热处理工艺类别:整体热处理:退火、正火、淬火、回火;表面热处理:感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火、激光加热表面淬火、化学气相沉积、物理气相沉积;化学热处理:渗碳、渗氮、渗其它元素、多元共渗。

一、加热时组织转变1、钢之所以能够进行热处理,是钢在加热冷却过程中发生固态相变。

加热的目的:使钢形成全部或部分奥氏体组织,并控制奥氏体的化学成分、均匀化程度及晶粒大小等。

2、奥氏体化:奥氏体成核,晶核长大;渗碳体溶解;奥氏体成分均匀化的过程PSK线称为A1线;Acm线:渗碳体在奥氏体中的溶解度曲线ES线;铁素体向奥氏体转变曲线GS线为A3线通常实际加热时的临界温度用脚标C表示,AC1、AC3、ACcm;实际冷却时的临界温度用脚标r表示,Ar1、Ar3、Arcm,以示与平衡转变温度的区别3、共析钢奥氏体的形成:共析钢加热至Ac1 以上时, 发生P(F+Fe3C)→A的转变。

奥氏体形成的热力学条件:必须在A1温度以上,即在一定的过热条件下奥氏体才能形成;只有当P与奥氏体的体积自由能之差能克服界面能和应变能时,珠光体向奥氏体转变才能使系统向低能状态转变,奥氏体才能自发地形成。

4、奥氏体形成过程:(1)奥氏体的形核形核的成分、结构条件:α + Fe3C γC% 0.0218 6.69 0.77结构BCC 复杂正方FCC形核位置:A晶核将在α/Fe3C相界面上优先形成,这是由于:①相界面形核,可以消除部分晶体缺陷而使体系的自由能降低;②相界面两边的碳浓度差大,较易获得与新相奥氏体相适配的碳浓度;③相界面处,原子排列较不规则,易于产生结构起伏。

热处理工考试考点巩固(题库版)

热处理工考试考点巩固(题库版)

热处理工考试考点巩固(题库版)1、问答题一次、二次、三次渗碳体分别从哪个相中析出?正确答案:一次渗碳体由液相析出,二次渗碳体由奥氏体析出,三次渗碳体由铁素体析出。

2、填空题工件对()性能要求是选择回火温度的根(江南博哥)据。

正确答案:力学3、填空题钢的晶粒度可分为()和()。

正确答案:本质晶粒度、实际晶粒度4、填空题某些高合金钢(如W18Cr4V)回火后会出现硬度的升高或停止下降,这种现象被称为()。

正确答案:二次硬化(或二次淬火)5、填空题在贝氏体高温区域等温转变将获得()贝氏体。

正确答案:上6、判断题板条马氏体的韧性比针状马氏体的好。

正确答案:对7、填空题从金属晶格中的原子是否发生位置改变来说,珠光体相变属于扩散型相变;马氏体相变属于()型相变;而贝氏体相变属于()型相变。

正确答案:非扩散、半扩散;即碳原子扩散而铁原子不扩散8、问答题什么叫弹性变形?正确答案:随外力消除而消失的变形称为弹性变形。

9、单选真空加热炉的主要传热方式是()。

A、对流B、传导C、辐射D、前三者综合正确答案:C10、填空题金属材料的性能包括()性能、()性能、()性能和()性能。

正确答案:力学、物理、化学、工艺11、填空题清洗时所用的清洗剂,工厂中一般采用3%~10%的()水溶液。

正确答案:Na2CO3或NaOH12、单选对于长期在高温下工作的机器工件,应采用()高的材料来制造。

A.疲劳强度B.硬度C.耐腐蚀性D.抗氧化性正确答案:D13、填空题作为绝热材料石棉的熔点为1500℃,但在()℃则变脆,失去保温性能,所以石棉的有效使用温度不得超过()℃。

正确答案:700-800、35014、填空题力学性能指标RP0.2为规定非比例延伸(对应塑性形变量为0.2%时的)强度;Rm为();两个性能指标的量纲均为()。

正确答案:抗拉强度;MPα15、问答题简要概括马氏体转变的特点。

正确答案:1、无扩散;2、它的晶体结构改变是通过所有原子的协力运动进行的。

热处理工专业题库

热处理工专业题库

热处理工专业题库一、填空题:1、决定钢管热处理性能的主要工艺参数有:加热温度、加热时、冷却速度。

2、造成钢管硬度不均匀的主要原因有:加热温度不均匀、冷却不均匀、组织不均匀。

3、我司辊底式无氧化正火炉设计的最高加热温度是1080℃,回火炉最高加热温度850 ℃。

4、金属材料的力学性能包括屈服强度、抗拉强度、延伸率、韧性及疲劳强度。

5、在一定的加热温度下,奥氏体的晶粒将随着加热时间的延长而长大。

6、我公司热处理后六辊冷热矫直机的矫直温度≤550℃℃7、GB/T是国家标准代号、YB/T是行业标准代号、Q/OHAD是企业标准标准代号。

8.一般的油管取样应包括 2 个拉伸样,1个化验样, 3 个冲击样。

9、42MnMo7油管的热处理工艺是920 ℃正火102钢的热处理工1025℃正火+780℃回火。

10、热处理的目的是通过对金属材料进行不同的加热和冷却,获得所需性能的一种工艺方法。

11、热处理方式一般有正火、淬火、回火和退火四种。

12、根据冶炼时脱氧程度的不同,钢可以分为沸腾钢,镇静钢、半镇静钢。

13、钢管内外表面不得有裂纹、轧折、折叠、结疤和离层等五大缺陷。

14、钢中的气体主要指N ,O ,H 。

15、材料的弹性模量通常用 E 表示。

16、冲击断口从内向外分为三个区纤维区、放射区、剪切唇。

17、冷脆转变温度用FATT 表示。

18、钢中的夹杂物检验的主要类别有:硫化物、氧化物、硅酸盐、点状。

19、S 在钢中会造成热脆,主要是与钢中的Fe 生成了FeS 。

20、我公司油管区煤气步进式正火炉最高加热温度是1000 ℃,回火炉最高加热温度750 ℃。

21、我公司套管天然气加热步进式正火炉设计最高加热温度是1050℃,回火炉设计最高加热温度是850 ℃。

22、金属材料的力学性能包括屈服强度、抗拉强度、延伸率、韧性及疲劳强度。

23、常用的管坯加热炉有环形炉、斜底炉和步进炉,它们的共同特点是能连续进料生产。

24、加热炉常用的耐火材料有浇注料、纤维棉、保温砖和镁砖。

热处理工艺与设备第3章习题答案

热处理工艺与设备第3章习题答案

第3章钢的退火与正火1.名词解释扩散退火:将金属铸锭、铸件或锻坯,在略低于固相线的温度下长期加热,消除或减少化学成分偏析及显微组织(枝晶)的不均匀性,已达到均匀化目的的热处理工艺称为扩散退火,又称为均匀化退火。

脱氢退火:是防止锻造钢件组织中出现白点类氢脆而进行的退火工艺。

再结晶退火:经冷变形后的金属加热到再结晶温度以上,保持适当时间,使形变晶粒重新结晶为均匀的等轴晶粒,以消除形变强化和残余应力的退火工艺称为再结晶退火。

去应力退火:为了消除因塑性变形加工、锻造、焊接等造成的及铸件内存在的残余应力而进行的退火统称为去应力退火。

完全退火:将钢件或钢材加热到Ac3点以上,使之完全奥氏体化,然后缓慢冷却,获得接近于平衡组织的热处理工艺称为完全退火。

不完全退火:将钢件加热到Ac1和Ac3(或Ac cm)之间,经保温并缓慢冷却,以获得接近平衡的组织,这种热处理工艺称为不完全退火。

等温退火:将工件加热到高于Ac3温度并保持适当时间后,较快地冷却到珠光体转变温度区间的某一温度并等温保持,使奥氏体转变为珠光体型组织,然后随炉冷却或在空气中冷却的退火工艺称为等温退火。

球化退火:使钢中的碳化物球状化,或获得“球状珠光体”的退火工艺称为球化退火。

2.退火与正火的目的是什么?答:退火的目的:(1)降低硬度,提高切削加工性能;(2)提高塑性,便于冷变形加工;(3)消除铸、锻、焊件过热组织缺陷,改善性能;(4)改善铸、锻件化学成分偏析;(5)减少固溶于钢中的氢,防止氢脆;(6)球化退火为淬火做良好的组织准备。

正火的目的:(1)细化组织,消除热加工过程造成的过热缺陷,使组织正常化;(2)对于低碳钢,正火可以提高硬度,改善切削加工性能;(2)对于过共析钢,正火可以消除网状二次渗碳体,为球化退火做准备;(3)对于中碳钢,用正火代替调质处理,可以减少调质带来的变形,为高频淬火做组织准备;(4)对于大件用正火代替淬火可简化操作,降低成本。

热处理工应知应会考核复习题

热处理工应知应会考核复习题

前言三百六十行,各行各业对从业人员都有自己特有的职业技能要求。

从业人员必须熟炼地掌握本行业,本岗位的职业技能、具备一定的专业理论和技能,才能胜任工作,把工作做好,为社会做出应有的贡人,实现自己的人生价值。

为此,本人于近期参考《热处理工技能鉴定考核试题库》、《高级热处理工技术》和《热处理工(初级、中级、高级)》以及结合现生产实际情况,并会同一些仁人志士编写了这套复习题,基本可以满足本分厂工人的职业培训的需要,以供大家阅读掌握。

这里面饱含本人一定的心血,愿为提高本行业技术工人的素质贡献自己的微薄之力。

编者:吴会江2009年12月热处理工应知应会考核复习题第一部分公共知识一、解释下列牌号的名称及含义:45——优质碳素结构钢含碳量0.45%20CrMnTi——合金渗碳钢含碳量0.20%、Cr、Mn、Ti均小于1.5%40Cr——合金调质钢含碳量0.40%、Cr小于1.5%0Cr18Ni9——不锈钢含碳量≤0.08%、Cr小于18%、Ni小于9%SAE8620HD——合金渗碳钢(它是美国牌号相当于国内的20CrNiMo)含碳量0.17~0.24%、Si含量0.20~0.35%(是有益元素,可提高钢的强度)、Mn含量0.50~0.95%、Ni含量0.35~0.75%、Cr含量0.35~0.65%、Mo含量0.15~0.25%.65Mn——较高含锰的优质碳素结构钢,含碳量0.65%二、简述18870付中、海狮主被动齿轮、柳州主被动齿轮(以LZB 为例)及GT主被动齿轮(以R217588和R为例)的零件图号、零件名称,使用材料及制定热处理工艺流程三、热传递是物体相互间或同一物体内部热能的传递。

温度是热传递的必要条件。

物体间存在着温度差,必然产生热量的传递。

四、热处理工艺规程:是指用表格的形式将零件的材料牌号、尺寸形状、热处理后的技术要求,以及操作程序、检查方法,所用设备、工艺参数、工时定额、工夹量等制定出来的工艺文件。

热处理工初级题库与答案完整版

热处理工初级题库与答案完整版

热处理工(初级)题库与答案(完整版)一、【填空题】1)通常把液态金属转变为固态金属的相变过程称为,如果得到的固态金属为晶体,则此相变过程称为。

【答案】:凝固、结晶2)铁素体是以体心立方结构的为溶剂,原子作为间隙式溶质溶于其中所组成的固溶体。

【答案】:铁、碳3)碳钢中的是碳在a-Fe中的过饱和间隙固溶体,是一种亚稳定相,是碳钢淬火的产物。

【答案】:马氏体4)金属学中把不含石墨碳的生铁称为。

【答案]白口铁5)在晶体中由物质质点所组成的平面称为,物质质点所组成的直线称为。

【答案工晶面、晶向6)晶体发生弹性形变时,应变和应力成关系,去掉外力后,应变完全消失,晶体回到未变形状态。

【答案】:线性(正比)7)表明合金在某一温度、某一压力下的存在状态或者说各相之间的关系的热力学平衡图叫。

【答案】:相图8)一般金属发生塑性形变后,进一步塑性形变需要更大的应力,这种现象称为。

【答案工加工硬化(冷作硬化)9)定律可用来计算处于两相平衡的二元合金中每个相的重量百分数或两个相的重量比。

【答案】:杠杆10)为了使经冷塑性变形的金属恢复到变形前的状态,需要将金属加热,进行退火处理,冷变形金属在加热时会发生、和晶粒长大等过程。

【答案】:回复、再结晶11)将具有马氏体组织的钢加热到共析温度以下改善其性能的热处理操作叫做。

【答案工回火12)很多元素可以具有多种类型的晶体结构,这种性能叫做性,或称多形性。

【答案]同素异晶(构)13)所谓固溶体是以一种元素作为,另一种或多种元素作为的。

固溶体保持的晶格。

【答案工溶剂、溶质、溶剂14)14.金属结晶时,实际结晶温度与与熔点之差称为。

【答案]过冷度15)。

46在约769℃发生磁性转变,即由高温的顺磁性转变为低温的铁磁性状态,这一磁性转变温度称为铁的点。

【答案工居里16)金属学中把奥氏体与Fe3c组成的两相共晶体称为。

【答案]莱氏体17)在拉伸实验中,常用的强度指标有和。

【答案】:屈服强度、抗拉强度18)合金元素,按照它们与碳之间的相互作用,首先可分为—、—两大类。

2017考研哈尔滨工业大学金属学及热处理真题

2017考研哈尔滨工业大学金属学及热处理真题

2017考研哈尔滨工业大学金属学及热处理真题2017年___金属学及热处理考研真题一、(10分)写出体心立方晶格、面心立方晶格和密排六方晶格晶体的滑移面、滑移方向和滑移系数目。

在其他条件相同时,哪种晶体结构的晶体塑性最好?哪种最差?为什么?体心立方晶格的滑移面为{110},滑移方向为[111],滑移系数目为48;面心立方晶格的滑移面为{111},滑移方向为[110],滑移系数目为12;密排六方晶格的滑移面为{0001},滑移方向为,滑移系数目为3.在其他条件相同时,密排六方晶格的晶体塑性最好,因为其滑移面和滑移方向最多,滑移系数目最小;面心立方晶格次之,体心立方晶格最差,因为它们的滑移面和滑移方向较少,滑移系数目较大。

二、(15分)滑移是什么?请绘图说明在拉伸变形时,晶体滑移过程中的转动机制。

滑移是晶体中原子沿着特定的晶面和晶向移动的过程,是晶体塑性形变的基本机制。

在拉伸变形时,晶体沿着滑移面和滑移方向发生滑移,滑移过程中晶体中的晶粒会发生转动,使得滑移方向与晶体中某些晶向的夹角发生变化。

三、(15分)制造机床主轴所需的预备热处理及最终热处理工艺规程应包括哪些工艺名称和具体工艺参数?请分别说明预备热处理及最终热处理后获得的显微组织。

(Ac1=730℃,Ac3=800℃)预备热处理应包括退火和正火两个工艺名称。

具体工艺参数为:退火温度为750-780℃,保温时间为2小时,冷却速率为30℃/h;正火温度为830-860℃,保温时间为2小时,冷却速率为水淬。

预备热处理后获得的显微组织为珠光体和少量贝氏体。

最终热处理应包括回火和淬火两个工艺名称。

具体工艺参数为:回火温度为550-600℃,保温时间为2小时,冷却速率为自然冷却;淬火温度为820-850℃,保温时间为2小时,冷却速率为水淬。

最终热处理后获得的显微组织为马氏体。

四、(15分)A、B、C三组元的熔点tA>tB>tC,三个二元共晶温度tE1>tE2>tE3,tC>tE1。

北工大热处理工艺及设备复习题(2018)

北工大热处理工艺及设备复习题(2018)

热处理工艺及设备复习题(2018)名词解释***等温淬火:钢材奥氏体化后以大于临界冷却速度快冷至Ms点以上等温获得下贝氏体热处理工艺。

**热应力:表层与心部温差引起膨胀不均匀产生,产生金属内部的作用力称为热应力。

**深冷处理:钢件淬火到室温后,继续在0C以下介质中冷却处理的工艺,降低残余奥氏体。

**碳势:表征含碳气氛在一定温度下改变工件表面含碳量能力的参数,用低碳钢箔在含碳气氛中的平衡含碳量来表示。

*脱碳:热处理加热过程中,由于加热介质中含有氧化性气氛,造成钢铁零件表面碳元素氧化烧损,表面含碳量下降。

*淬透性:钢在淬火后获得淬硬层深度大小的能力。

其大小用规定条件下获得的淬硬层深度表示。

*组织应力:快速冷却表层与心部相变不同时进行产生的应力。

*调质:淬火加高温回火,以获得回火索氏体组织。

其目的是获得强度,硬度和塑性,韧性都较好的综合机械性能。

*二类回火脆性:(450~650℃之间)钢在较高温度回火后缓冷通过450~650℃温度区间将产生。

再次加热后快速冷却可以消除,并可再次出现(可逆)。

*双液淬火:淬火过程中,奥氏体工件首先放入冷却能力强的冷却介质中冷却至Ms温度,后转入冷却能力相对较弱冷却介质中冷却完成马氏体相变。

采用双液淬火可以显著降低组织应力。

均匀化退火:将钢加热到固相线温度(AC3或Accm以上150-300°C),长时间保温(10-15h),然后随炉冷却,以使钢的化学成分和组织均匀化。

再结晶退火:将进行过冷变形加工的工件加热至再结晶温度以上,保温一定时间后冷却,使工件发生再结晶,从而消除加工硬化的工艺。

等温退火:以较快的速度冷却到A1以下某一温度,保温一定时间使奥氏体转变为珠光体组织,然后空冷。

去应力退火:将工件加热至较低温度,保温一定时间后冷却,使工件发生回复,从而消除残内应力的工艺称为去应力退火。

球化退火:使钢中碳化物球化而进行的退火工艺。

将工件加热到Ac1以上20—30°C,保温一段时间,然后缓慢冷却,得到铁素体基体上均匀分布的球状或颗粒状碳化物组织。

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金属的加热与及冷却1.指出A1、A3、Acm;Ac1、Ac3、A1平衡状态下共析转变温度;A3AcmAc1、Ac3、AccmAr1、Ar3、Arcm加热速度越快Ac1、Ac3、Accm越快Ar1、Ar3、Arcm越低。

2.在加热规范中,加热温度、加热速度及保温时间是基本工艺参数。

他们决定了加热后金属内部的组织结构及各相的成分。

加热温度:根据具体的热处理工艺而定。

总的来说,加热温度高,能耗高,设备要求高,晶粒容易粗大,热处理后的力学性能差,加热温度低,加热不足,不能够达到最终的热处理效果。

加热速度:加热速度快,工件内外温差大,零件容易变形甚至开裂,加热速度慢,生产周期长,生产效率低,耗电量较大,成本高。

保温时间:时间长,能耗高,晶粒容易粗大,热处理后的力学性能差,时间短,加热不足,零件不能够透热,最终达不到技术要求。

冷却速度或冷却方式:每一种热处理工艺,都有对应的冷却速度和冷却方式,影响各不相同,具体问题具体分析。

3.钢在加热时会出现哪些缺陷?如何防止?1)缺陷:钢铁在加热过程中与大气或燃烧产物气体(氧、二氧化碳、水蒸汽、硫等)相互作用使工件表面腐蚀。

最常见的气体腐蚀形式是氧化、脱碳现象。

①氧化材料中金属元素在加热过程中与氧化性气氛形成金属氧化物层。

金属的氧化过程往往伴随脱碳,当氧化速度很大时,氧化皮不断开裂、破落,脱碳不明显。

②内氧化内氧化是在工件内部沿晶界形成的氧化物相或脱碳区,其深度可达十几微米。

③生铁肿胀铸铁工件在氧化性介质中加热时,沿着表层下的晶界及石墨夹杂迅速发生氧化,从而导致铸件体积增大(12-15%)现象。

是一种特殊的内氧化现象。

④脱碳脱碳是指工件在加热过程中表层的碳与介质中的脱碳气体(氧、氢、二氧化碳、水蒸汽)相互作用而烧损的现象。

脱碳也是材料的氧化过程,当炉温在700-850℃时容易发生。

上述常见缺陷超过允许限度时,将严重影响使用性能,甚至造成不可挽救的废品。

这些缺陷的产生和发展受到介质的成分、状态、以及加热温度、加热及保温时间、加热方式等的影响,同时也和金属材料的成分及表面加工状态有关。

2)控制①在可控气氛中无氧加热可以有效防止金属加热过程中的氧化脱碳,并准确控制工件表面碳含量。

②在熔融浴炉中无氧化加热正确控制浴槽成分和脱氧规范,可以防止金属加热过程中的氧化脱碳。

常用的液体加热介质有:盐浴、金属浴等。

③真空加热在真空中加热由于氧分压降低可以防止加热工件表面氧化。

满足上述要求,真空度要高于0.1Pa(10-3Torr)。

④防氧化涂层在工件表面涂覆防氧化涂料,具有简便易行、不受工件形状限制特点。

4.什么是过冷奥氏体连续冷却转变曲线(CCT图)?试比较共析钢的TTT图和CCT图有何相同与不同?过冷奥氏体连续冷却转变曲线可综合反应过冷奥氏体在不同过冷度下的等温转变过程:转变开始和转变终了时间、转变产物的类型以及转变量与时间、温度之间的关系等。

相同点:a.横纵坐标一样,都可以表示在同一坐标系中,均位于A1线和Mf线之间;b.都是制定合理热处理工艺的重要依据,都可以反映不同热处理后金相组织与性能。

不同点:a.在连续冷却过程中,珠光体转变所需的孕育时间比相应的过冷度下的等温转变略长,而且是在一定温度范围中发生的,有转变终止点;b.共析钢在连续冷却时一般不会得到贝氏体组织;c.连续冷却转变曲线位于等温转变曲线的右下方。

5.共析钢加热奥氏体化后,以不同冷却速度冷却均得不到贝氏体,说明其原因及获得贝氏体的方法。

原因是共析钢贝氏体转变的孕育期很长,当过冷奥氏体连续冷却通过贝氏体转变区内尚未发生转变时,就已过冷到Ms点而发生马氏体转变。

使过冷奥氏体在中温转变区等温转变(根据共析钢的TTT曲线)常用热处理加热设备1.比较说明箱式电阻炉与井式电阻炉的相同与不同,各适合何种热处理?相同:完成热处理加热工序所用的设备不同:结构不同,箱式电阻炉炉门在前面,井式电阻炉炉门在上端箱式电阻炉:1)中温箱式电阻炉:可用于碳钢、合金钢的退火、淬火、正火和固体渗碳。

最高使用温度为950℃2)高温箱式电阻炉:用于高速钢刃具、高铬钢模具和高合金钢的淬火加热、零件快速加热、高温固体渗碳。

最高使用温度为1300℃3)低温箱式电阻炉:用于回火加热,也可用于有色金属热处理。

最高使用温度一般为650℃井式电阻炉:1)中温井式电阻炉:主要用于轴类等长形零件的退火、正火、淬火加热高速钢拉刀的淬火预热及回火等。

最高使用温度为950℃2)低温井式电阻炉:主要用于各类零件的回火,最高使用温度为650℃2.盐浴炉加热具有什么特点?适于何种热处理?常用的盐主要分为哪几类?特点:1)工件在浴炉中加热具有加热速度块、温度均匀、不易氧化脱碳。

2)结构简单、在1300℃仍具有较长的使用寿命。

3)与电阻炉相比热损失大、启动困难、消耗盐碱材料、劳动条件差。

热处理:浴炉工作范围很宽(60-1350℃),可用于淬火、回火、分级淬火、等温淬火、局部热处理以及化学热处理。

常用盐分类:1)硝酸盐、亚硝酸盐或其混合盐,使用温度600℃以下。

2)氢氧化钠、氢氧化钾或其混合物,使用温度600℃以下。

3)氯化钠、氯化钙或其混合物,使用温度1000℃以下。

4)氯化钡使用温度在1100-1350℃。

3.可控气氛炉结构具有哪些特点?气氛种类有哪些?使用可控气氛炉可以进行何种热处理?可控气氛炉结构特点:可控气氛炉为防止炉外空气入侵和炉内空气的溢出,一般要求炉内维持10-30mm 水柱正压。

炉子要有良好的密封性。

气氛种类:放热式气氛、吸热式气氛、氨分解气氛、滴注式气氛、氮基气氛等。

热处理:可控气氛是一种成分、性能可适当控制并能适应多种热处理要求的气氛。

根据工艺要求把适当的可控气氛通入热处理炉内,可以实现光亮热处理、渗碳、氮化等多种热处理工艺。

该种处理工艺方法特别适合大批量、连续自动化处理。

4.真空热处理具有哪些特点?常用的真空系统如何获得?常用的测量方法有哪些?特点:优点:是工件不氧化、脱碳、增碳。

缺点:是辐射传热加热不均匀,处理周期较长。

常用真空的获得:用来获得人工真空的器械都称为真空泵。

人们利用各种原理、采用各种结构型式发明了适应不同压强范围使用的多种类型真空泵,以满足获得人工真空的需求。

1)使用机械方法不断地改变泵内吸气空腔的容积,使被抽容器内气体的体积不断膨胀从而获得真空的泵,称机械真空泵。

2)蒸汽流扩散泵在历史上是最早用来获得高真空的泵,目前仍被广泛使用。

它是利用气体扩散现象来抽气的。

常用的测量方法:1)利用大气压与容器内气压的压强差显示。

例如,各种U形管真空计。

2)利用气体热传导与气体压强的关系在一定的压强范围内气体的热导率k∝P。

例如,电阻式真空计、热偶真空计。

3)利用气体电离后离子流与气体压强的关系。

在一定的压强范围内气体的电离率∝P。

例如,各种电离真空计。

5.离子氮化炉有哪些部分组成,各部分的主要作用是什么?1)炉体炉体为双层壁水冷焊接结构。

由于内壁承压,通常采用厚度大于6mm不锈钢或碳钢制造。

外壁采用大于3mm碳钢制造。

2)供电系统供电电压:0-1000V连续可调直流电。

电源功率:取决于工件起辉面积,一般按2-5W/cm2确定。

3)抽气与供气系统抽气系统:真空泵采用旋片式机械泵,真空测量为电阻真空计或热偶真空计。

供气系统:气源采用氨气或氮氢混合气,采用流量计计量,针阀控制。

退火与正火1.名词解释:均匀化退火,再结晶退火,等温退火,去应力退火,球化退火,正火。

1)均匀化退火:加热至略低于固相线的温度下(Ac3或Accm以上150~300ºC)长时间保温(截面厚度每25mm保温30~60min),后缓慢冷却。

2)再结晶退火:加热至再结晶温度以上(通常为Ac1温度以下),保温适当的时间后,空冷。

3)等温退火:将钢加热到高于Ac3(或Ac1)以上温度,保温适当时间后,较快冷却到珠光体转变温度区间的某一温度(一般低于临界点(30~100℃)等温使其完成珠光体转变,后在空气中冷却。

4)去应力退火:一般在稍低于再结晶温度下进行。

碳钢一般在550~650℃之间,合金钢、高速钢可适当提高到650~750℃之间。

5)球化退火a.在略低于Ar1温度以下长时间保温;b.在加热到Ac1温度以上后,在炉中非常慢地冷却或在略低于Ar1温度等温;c.在略高于Ac1温度和略低于Ar1温度进行交替加热和冷却;6)正火:将钢加热到Ac3(或Accm)以上30~50℃,保温适当时间后,在静止的或轻微搅动的空气中冷却,得到含有珠光体均匀组织的热处理工艺,称为正火。

2.对于大型铸锻件为什么需要均匀化退火?通过热处理能否完全改善钢中的偏析?为什么?大型铸件在结晶过程中会发生偏析现象,造成大型铸件成分差异大,组织与性能不均匀,导致压力加工或热处理时形成废品以及机械性能恶化。

通过过均匀化退火可以有效改善钢中偏析,防止带来危害。

对于未开坯或铸造的大型原件铸态组织未被破坏,无法完全改善钢中的偏析。

3.分析产生下列热处理缺陷的原因及消除办法:(1)一批35钢冷镦螺钉,经再结晶退火后发现晶粒异常长大。

(2)一批45钢锻件完全退火后硬度偏高。

(3)一批T12钢手丝锥坯料,经球化退火后存在网状渗碳体,硬度偏高。

1)原因:退火时加热温度过高;冷却速度太慢消除办法:再进行一次正火处理细化晶粒2)原因:奥氏体化温度低;冷速过快;球化不充分碳化物弥散度大等。

消除办法:二次退火(甚至在此之前先正火一次)3)原因:球化不完全,温度过高或冷却过慢,渗碳体沿晶界析出成网状消除办法:补充低温球化退火(先正火再进行球化退火更有效)4.分析以下不同退火工艺适于对象、工艺及最终组织性能。

(1)等温退火与球化退火(2)完全退火与正火(3)去应力退火与再结晶退火。

等温退火适于对象:特别适于高合金钢、大型零件退火。

工艺:将钢加热到高于Ac3(或Ac1)以上温度,保温适当时间后,较快冷却到珠光体转变温度区间的某一温度(一般低于临界点(30~100℃)等温使其完成珠光体转变,后在空气中冷却。

最终组织性能:工件表面与心部组织比较均匀球化退火适于对象:主要应用于含碳大于0.6%的各种高碳钢、模具钢、轴承钢等预备热处理,有时也可用于中、低碳钢。

工艺:a.在略低于Ar1温度以下长时间保温;b.在加热到Ac1温度以上后,在炉中非常慢地冷却或在略低于Ar1温度等温;c.在略高于Ac1温度和略低于Ar1温度进行交替加热和冷却;最终组织性能:铁素体+球状渗碳体(碳化物)完全退火适于对象:主要用于中碳钢(0.3~0.6%C)的锻件。

工艺:将钢加热到临界温度Ac3以上20~30℃,完全奥氏体化后,采用缓慢冷却获得接近平衡状态组织的热处理工艺称为完全退火。

最终组织性能:接近平衡组织(珠光体+铁素体)正火适于对象:主要用于中碳钢(0.2~0.5%C)的锻件。

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