金属热处理原理及工艺习题二(参考答案)

《金属热处理原理及工艺》习题二

参考答案

1.真空加热的特点有哪些?

答:

1)加热速度缓慢

2)氧化作用被抑制

3)表面净化

4)脱气作用

5)蒸发现象

2.有一批马氏体不锈钢工件（1Cr13、2Cr13、3Cr13）在真空中加热淬火后发现表面抗

蚀性显著下降，试分析可能的原因。

答:

由于真空加热过程中的金属蒸发，表面Cr含量降低，不再满足1/8定律，从而导致抗蚀性显著下降。

3.试比较退火和正火的异同点。

答：

相同点：均为中间热处理工艺；均获得接近平衡态珠光体类组织。

不同点：冷却速度不同；过冷度不同；正火会发生伪共析转变，对于高碳钢，无先共析相；正火可以作为性能要求不高零件的最终热处理。

4.简述正火和退火工艺的选用原则。

答：

1)Wc＜0.25%低碳钢：正火代替退火（从切削加工性角度考虑）

2)0.25%＜Wc＜0.5%：正火代替退火（从经济性考虑（此时硬度尚可加工））

3)0.5%＜Wc＜0.7%：完全退火（改善加工性）

4)Wc＞0.7%：球化退火（如果有网状渗碳体，先用正火消除）

5)正火可作为性能要求不高零件的最终热处理

6)在满足性能的前提下，尽可能用正火代替退火（经济性角度考虑）

5.根据球化退火的工艺原理，球化退火可分为哪四大类？各自的适用范围是什么？答：

6.淬火介质基本类型划分的依据是什么？其冷却机制上有什么根本区别？

答：

划分依据：淬火介质在冷却过程中有无物态的变化。

无物态变化淬火介质：如熔盐、熔金属等，传热主要靠传导和对流。

有物态变化淬火介质：如水基、油基等，靠汽化带走大量热量。冷却过程一般包括蒸汽膜阶段、沸腾阶段和对流阶段。

7.对淬火用油有哪些基本要求？影响淬火油冷却能力的因素有哪些？

答：

基本要求：粘度适中、闪点高、热稳定性好、价格便宜、来源充分。

影响因素：油温、循环方式、添加剂、纯度等。

8.钢的淬透性、淬硬深度和淬硬性三者之间的区别是什么？分别指出它们各自的影响因

素是什么？

答：

1)淬透性：钢在淬火时获得马氏体的能力－是钢的固有属性，取决于过冷奥氏体稳定

性（或钢的临界淬火速度）

2)淬透层深度（淬硬层深度）：从表面至50%马氏体组织处深度－取决于Vc、冷却介

质、零件尺寸等

3)淬硬性：钢在理想条件下淬火时所获得的最大硬度的能力－与钢的含碳量有关

9.实现表面加热淬火的先决条件是什么？试分析在箱式炉中不能进行表面淬火的原因。答：

先决条件：足够高的热流密度（大于100W/cm2），以确保表层内的温度梯度。

箱式炉的热流密度仅为2.6W/cm2左右，对于直径100mm的钢棒，截面温差仅为30℃，故不能进行表面加热淬火。

10.表面快速加热对相变及以后的热处理有什么影响？试分析45钢、T8钢表面淬火后淬

硬层到心部的典型组织（原始组织全是正火态）。

答：

1)相变临界点-Ac3、Accm升高

2)奥氏体晶粒度-细小

3)奥氏体均匀化-不均匀

4)过冷奥氏体转变-降低残余奥氏体的稳定性；提高Ms；改变M形态

5)回火转变-回火温度一般比普通回火低

45钢：表面为M、心部为珠光体+铁素体

T8钢：表面为M、心部为S（T）

11.简述感应加热的基本原理。

答：

电磁感应、表面效应（集肤效应、趋肤效应）。

12.激光表面加热的原理是什么？激光束如何对零件表面加热淬火？

答：

加热：以光子形式进行能量传输；冷却：自激冷却。

激光表面脉冲加热淬火。

13.什么叫化学热处理？实际生产中按渗入元素种类分哪些类型？

答：

化学热处理：将金属或合金置于一定温度的活性介质中保温，使一种或几种元素渗入工件的表面，从而改变表面层的化学成分、组织核性能的热处理工艺。

分类：渗非金属（C、N、B、O、S、Si、C+N、O+N、O+C+N等）；渗金属（Al、Cr、Ti、V、Nb、Zn、Al+Si、Al+Cr、Al+V、Al+Cr+Si）。

14.渗碳的工艺目的有哪些？常用哪些方法？

答：

工艺目的：获得高的表面强度、硬度，高的接触疲劳和弯曲疲劳强度。

分类：固体渗碳、液体渗碳、气体渗碳

15.渗碳用钢有何特点？钢渗碳后随后的最终热处理工艺有哪些？

答：

渗碳用钢一般含碳量低（保证心部组织和性能），不超过0.25%，可分为低碳钢（含碳量0.15%～0.25%）和低碳合金钢（含碳量0.15%～0.25%）。合金的加入是为了提高淬透性（Cr、Mn、B、Ni）以及细化晶粒（W、Mo、V、Ti）。常用的低碳合金渗碳钢为20CrMnTi。

渗碳后热处理包括：直接淬火+低温回火；一次淬火+低温回火；二次淬火+低温回火。