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、表面热处理

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 —表面能，△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部分碳化物没有溶解？

（1）奥氏体的形核；（2）奥氏体的长大；（3）残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/Fe

3

C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/Fe

3C界面向Fe

3

C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部分渗碳体没有溶解。

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。

7、共析碳钢IT图

8、扩散型、非扩散型、半扩散型特点

扩散型相变：相变过程中伴随着原子的扩散，相变过程受原子扩散控制。

半扩散型相变：相变过程中有原子扩散，相变部分受原子扩散控制。

非扩散型相变：相变过程中无原子扩散。

9、退火定义、目的（作用）、种类

退火定义：退火是将钢加热到适当的温度，经过保温后以适当的速度冷却以降低硬度、改善组织、提高加工性的一种热处理工艺。

⑴完全退火（亚共析钢温度高于Ac3；过共析钢温度高于Accm）

完全退火后可获得接近平衡状态的组织。（过共析钢不能采用完全退火，因为这样的加热并慢冷后会出现网状渗碳体。）

⑵等温退火（Ar1以下的某一温度等温停留）

等温退火可以缩短退火时间，所以可以得到均匀的组织。

⑶球化退火(珠光体低于并接近A1的温度，奥氏体 Ac1以上)

主要对高碳工具钢、模具钢和轴承钢等进行，目的是改善碳化物分布，并使碳化物球化为细小圆形颗粒分布在马氏体基体，提高塑性和韧性，改善切削加工性能和减少最终热处理的变形和开裂。

⑷扩散退火（一般为1100～1200℃）

目的：改善和消除在冶金过程中形成成分不均匀性

⑸低温退火（碳钢和低合金钢的低温退火温度为550～650℃，高合金钢和高速钢为600～750℃，时间约为1～2小时。）

目的：消除铸、锻、焊及切削加工过程内应力。

⑹再结晶退火（650℃或稍高，时间为0.5～1h）

目的：为了使冷形变钢通过再结晶而恢复塑性，降低硬度，有利于随后的再形变或获得稳定的组织。（再结晶退火常用于冷轧低碳钢板和钢带）

10、退火温度范围、适用范围、得到组织（见9题）

11、球化退火、球化途径、工艺流程

获得球化体的途径主要有三种：

⑴珠光体的球化；

珠光体在高于亚临界温度（即低于并接近A1的温度）长时间保温得到球化体组织。

⑵由奥氏体转变为球化体；

退火工艺有三种：①加热到Ac1以上20℃左右，然后以3～5℃/h的速度控制冷却到Ar1一下一定温度，即一般的球化退火；②加热到Ac1以上20℃左右，然后在略低于A1的温度等温保持，随后在略低于A1的温度等温保持，随后冷却之，又称等温球化退火；③在A1上、下20℃左右交替保温，随后冷却之，又称周期球化退火

⑶马氏体低于并接近A1的温度分解。

12、正火定义、目的（作用）

定义：将铁碳合金加热到临界点Acs以上适当温度并保持一定的时间，然后在空气中冷却的工艺叫正火

目的：消除网状碳化物、改善切削性能；使铸、锻件过热晶粒细化；消除内应力

13、退火与正火的选择（表）（钢给出温度范围选工艺、排号和碳钢）

14、马氏体定义、结构、结构特点、转变特点

定义：马氏体是碳在α－Fe中的过饱和固溶体

结构：体心正方晶格

结构特点：C% 越高，正方度越大，正方畸变越严重。

当＜0.25%C时，c/a=1，此时马氏体为体心立方晶格

马氏体转变特点：

（1）表面浮凸效应和切变共格性

（2）无扩散性

（3）新相与母相间具有一定的晶体学关系（取向关系及惯习面）

（4）转变的不完全性

（5）转变的可逆性

15、板条马氏体、片状马氏体，形貌特点、组织结构、机械性能、亚结构

板条马氏体：板条状，亚结构：位错（又称位错马氏体）

片状马氏体：片状，亚结构：孪晶（又称孪晶马氏体）

含碳量<0.2%几乎全是条状马氏体，含碳量0.2%~0.4%时以条状马氏体为主，含碳量0.4%~0.8%时则是混合组织，含碳量>1%完全为片状马氏体。

片状马氏体强度比板条马氏体高（马氏体强度主要取决于含碳量），板条马氏体