第一篇：熱處理考點(diǎn)1介紹

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1、金屬固態(tài)相變基礎(chǔ)

1．什么是金屬熱處理？什么是金屬固態(tài)相變？二者有什么關(guān)系？

金屬熱處理：是將固態(tài)金屬通過(guò)特定的加熱和冷卻 方法，使之得到工程技

術(shù)上所需要性能的一種工藝過(guò)程的總稱。

固態(tài)相變：固態(tài)金屬在溫度和壓力改變時(shí)其組織和結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生變化的通稱。熱處理就是利用金屬固態(tài)相變的原理來(lái)得到相應(yīng)的特性。

2．金屬固態(tài)相變分為平衡相變與非平衡相變兩大類，它們各包括哪些常見的固態(tài)相變類型？在這些固態(tài)相變類型中，哪些相變只有結(jié)構(gòu)的變化？哪些相變既具有結(jié)構(gòu)的變化也具有成分的變化？

平衡相變：同素異晶轉(zhuǎn)變 多形性轉(zhuǎn)變平衡脫溶轉(zhuǎn)變 共析轉(zhuǎn)變 調(diào)幅分解

有序化轉(zhuǎn)變

非平衡相變：偽共析轉(zhuǎn)變、馬氏體轉(zhuǎn)變、貝氏體轉(zhuǎn)變、非平衡脫溶沉淀

只有結(jié)構(gòu)變化：同素異晶轉(zhuǎn)變、多形性轉(zhuǎn)變、馬氏體轉(zhuǎn)變

兼有結(jié)構(gòu)成分的變化：共析轉(zhuǎn)變、偽共析轉(zhuǎn)變、平衡脫溶轉(zhuǎn)變、非平衡脫溶轉(zhuǎn)變、貝氏體轉(zhuǎn)變

只有成分的變化：調(diào)幅分解

3．簡(jiǎn)述固態(tài)相變的一般特點(diǎn)

1.相變阻力大，相變需要較大的過(guò)冷度。

2.新相與母相之間存在一定的晶體學(xué)位向關(guān)系，導(dǎo)致母相對(duì)新相的組織

有一定的遺傳性。

3.母相的晶體缺陷對(duì)相變起促進(jìn)作用。

4.擴(kuò)散過(guò)程是固態(tài)相變的控制因素，在溫度較低時(shí)還可能改變轉(zhuǎn)變的類

型，如從擴(kuò)散型改變?yōu)閰f(xié)同型。

5.易出現(xiàn)過(guò)渡相，有些反應(yīng)不能進(jìn)行到底，過(guò)渡相可以長(zhǎng)期保留。

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2、熱處理原理之加熱轉(zhuǎn)變

1.簡(jiǎn)述珠光體奧氏體化的一般過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中耗時(shí)最多的是那些階段？

奧氏體晶核的形成 奧氏體的長(zhǎng)大 殘余滲碳體的溶解 奧氏體成分的均勻化

2.簡(jiǎn)述奧氏體晶核在α/Fe3C界面上優(yōu)先形核的原因

① 在α/Fe3C界面處的濃度起伏較大，有利于達(dá)到奧氏體形核所需要的碳

濃度；

② 在α/Fe3C界面處，原子排列不規(guī)則，有利于鐵原子通過(guò)短程擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)

晶體結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變；

③ 在α/Fe3C界面處，存在著其它晶體缺陷及雜質(zhì)等，能量起伏較大，有

利于形核。

3.鋼中含碳量越高，奧氏體的形成速度越快，為什么？

①含碳量增高，滲碳體增多，α/Fe3C的相界面積增加

奧氏體的形核率提高

②含碳量增高，碳原子的擴(kuò)散能力增大

以上兩方面導(dǎo)致奧氏體形成速度增加，所以鋼中含碳量越高，奧氏體的形成 速度越快。

4.簡(jiǎn)述奧氏體等溫形成的動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)。

① 奧氏體形成需要一定的孕育期

② 等溫轉(zhuǎn)變開始階段，轉(zhuǎn)變速度 逐漸增大，在轉(zhuǎn)變量約為50％ 時(shí)達(dá)到最

快，然后逐漸減慢。

③ 轉(zhuǎn)變溫度越高，奧氏體的形成速度越快。

5.什么是奧氏體起始晶粒度、奧氏體實(shí)際晶粒度和奧氏體本質(zhì)晶粒度？

奧氏體起始晶粒度：將鋼加熱至臨界溫度以上，奧氏體轉(zhuǎn)變剛剛完成、其晶

粒邊界剛剛相互接觸時(shí)的晶粒大小，稱為奧氏體起始晶粒度。

奧氏體實(shí)際晶粒度：在一定熱處理加熱、焊接或熱加工制度下，所獲得 的奧

氏體晶粒大小，稱為奧氏體實(shí)際晶粒度。

奧氏體本質(zhì)晶粒度：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法規(guī)定，將鋼材加熱至930±10 ℃，保

溫3～8小時(shí)，然后冷卻至室溫，測(cè)得的奧 氏體晶粒大小，稱為奧氏

體本質(zhì)晶粒度。

6.簡(jiǎn)述生產(chǎn)中控制奧氏體晶粒度的方法。

①利用AlN顆粒細(xì)化晶粒

②利用過(guò)渡族金屬的碳化物或氮化物來(lái)細(xì)化晶粒 ③ 采用加熱制度和保溫時(shí)間的影響來(lái)細(xì)化晶粒 ④ 采用預(yù)先熱處理工藝細(xì)化晶粒

7.什么是組織遺傳，消除組織遺傳的方法和具體措施。

組織遺傳：鋼過(guò)熱后冷卻，得到的原始組織為馬 氏體、貝氏體等組織時(shí)，在再次正常 加熱后，形成的奧氏體仍然保留原來(lái) 的粗大晶粒、甚至原來(lái)的晶體學(xué)取向關(guān)系和晶界，這種現(xiàn)象稱為組織遺傳

消除組織遺傳的方法：

破壞第二次轉(zhuǎn)變中新相、母相之間嚴(yán)格的晶體學(xué)取向關(guān)系。

具體措施：

① 避免由不平衡組織直接加熱A化，先進(jìn)行一次高溫回火或中間退火；

② 避免新的A以無(wú)擴(kuò)散機(jī)理形成，可控制加熱速度和加熱溫度，以防止

M逆轉(zhuǎn)變的發(fā)生；

③ 通過(guò)加熱-冷卻的多次循環(huán)，來(lái)破壞新舊相間的取向關(guān)系。

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3、熱處理原理之冷卻轉(zhuǎn)變

1．簡(jiǎn)述共析碳鋼C-曲線的建立步驟

① 把具有相同組織、相同尺寸(φ10×1.5mm)的試 樣，分成若干組，每組有多個(gè)試樣；

② 將各組試樣都在相同條件下奧氏體化，以獲得比較均勻的奧氏體；

③ 迅速將奧氏體化后的各組試樣過(guò)冷到Ar1點(diǎn)以下不同溫度(如650℃、600℃、500℃、350℃、230℃ 等)的等溫鹽浴爐中、保溫一系列時(shí)間，進(jìn)行等溫轉(zhuǎn)變；

④ 每隔一定時(shí)間取出其中一個(gè)試樣淬于水中，將不同時(shí)刻的等溫狀態(tài)固

定到室溫；

⑤ 將各個(gè)試樣用硝酸酒精刻蝕，在顯微鏡下觀察組織變化并測(cè)定組織轉(zhuǎn) 變量；

2．簡(jiǎn)述碳濃度對(duì)過(guò)冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變的影響規(guī)律。

① 亞共析鋼的C-曲線上多出一條γ→α轉(zhuǎn)變的開始線，過(guò)共析鋼的C-曲

線上多出一條γ→Fe3C轉(zhuǎn)變的開始線；

② P轉(zhuǎn)變區(qū)域：共析碳濃度的A最穩(wěn)定，碳濃度離共析成分越遠(yuǎn)，則A→P 的轉(zhuǎn)變?cè)娇欤?/p>

③ B轉(zhuǎn)變區(qū)域：A碳濃度越小，A→B轉(zhuǎn)變?cè)娇欤?④ 隨著碳濃度的增高，Ms點(diǎn)逐漸降低。

3． 試說(shuō)明亞共析鋼C－曲線中Ms線右端下斜、而過(guò)共析鋼C－曲線中Ms線右端上翹的原因。

亞共析鋼Ms線右端下斜的原因：由于鐵素體析出和貝氏體轉(zhuǎn)變都使周圍奧

氏體富碳，因而使Ms點(diǎn)降低。鐵素體和貝氏體的形成量越多，則奧氏體富

碳越多，因而Ms點(diǎn)降低越多。

過(guò)共析鋼Ms線右端上翹的原因：這是由于 二次滲碳體的析出，使周圍奧

氏體貧碳，奧氏體貧碳越多，Ms點(diǎn)升高越厲害。

4． 試說(shuō)明過(guò)冷奧氏體轉(zhuǎn)變曲線在工業(yè)生產(chǎn)中有哪些應(yīng)用。

①制定熱處理工藝 ②分析轉(zhuǎn)變產(chǎn)物 ③選用焊接方法并分析產(chǎn)生裂紋的傾向 §

4、熱處理原理之珠光體轉(zhuǎn)變

1．什么是珠光體？珠光體分類的依據(jù)是什么？珠光體分為哪幾類珠光體？其中最常見的珠光體是哪兩類？這兩類珠光體的性能各有什么特點(diǎn)？ 珠光體是滲碳體和鐵素體片層相間、交替排列形 成的機(jī)械混合物。珠光體分類的依據(jù)是滲碳體形態(tài)不同，分為三類：片狀珠光體 粒狀珠光體 針狀珠光體，其中最常見的是片狀珠光體和粒狀珠光體。

片狀珠光體的強(qiáng)度、硬度較高，但塑性較差；

粒狀珠光體的強(qiáng)度、硬度稍低，但塑性較好。2．什么是珠光體的片層間距？珠光體片間距S0與過(guò)冷度ΔT之間存在怎樣的定量關(guān)系？簡(jiǎn)要說(shuō)明珠光體片間距S0與過(guò)冷度ΔT之間必然存在一定定量關(guān)系的理由。

珠光體的片層間距：在片狀珠光體中，一片鐵素體和一片滲碳體的總厚度或

相鄰兩片滲碳體或鐵素體中心之間的距離，稱為珠光體的片間距離。S0=C/△T S和△T存在一定定量關(guān)系的理由：

①一方面，珠光體型相變?yōu)閿U(kuò)散型相變，鐵素體片和 滲碳體片的長(zhǎng)大是受碳、鐵原子的擴(kuò)散控制的。

②另一方面，在過(guò)冷度△T一定的情況下S不可能過(guò)小。

3．什么是珠光體的片層間距？根據(jù)珠光體片間距S0的大小可把珠光體分為哪幾類？它們的強(qiáng)度與硬度有何特點(diǎn)，并說(shuō)明理由。

普通珠光體P、索氏體S和屈氏體T P： S0>0.25μm，能清晰分辨出片層結(jié)構(gòu)； S： S0=0.25~0.08μm，很難分辨出片層結(jié)構(gòu)； T： S0<0.08μm，無(wú)法分辨片層結(jié)構(gòu)

隨著珠光體片間距離的減小，珠光體的強(qiáng)度、硬度和塑性均升高。

理由：由于鐵素體與滲碳體片薄時(shí)，相界面增多，阻礙 位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)；需要協(xié)調(diào)的具有同位向的晶粒越多，在外力作用下，抵抗塑性變形的能力增高；

4.在共析鋼中，滲碳體和鐵素體作領(lǐng)先相的趨勢(shì)是相同的，為什么一般認(rèn)為其珠光體形成時(shí)的領(lǐng)先相是滲碳體？

①珠光體中的滲碳體與從奧氏體中析出的先共析滲碳體具有相同的晶體位向

②珠光體中的滲碳體與從奧氏體中析出的先共析滲碳體具有組織連續(xù)性

③奧氏體中未溶解的滲碳體有促進(jìn)珠光體形成的作 用，而先共析鐵素體的存在，對(duì)珠光體的形成 則無(wú)明顯的影響。

5.在共析鋼的珠光體轉(zhuǎn)變過(guò)程中，領(lǐng)先相是什么組織及領(lǐng)先相形核的位置？領(lǐng)先相形核時(shí)呈什么形態(tài)并說(shuō)明理由。領(lǐng)先相是滲碳體，形核位置：母相成分均勻時(shí)，優(yōu)先在原A相界面上形核；

母相成分不均勻時(shí)，則可能在晶粒內(nèi)的亞晶界或缺陷處形核。呈片狀形核：新相產(chǎn)生時(shí)引起的應(yīng)變能較小；片狀伸展時(shí)獲得碳原子的面

積增大;碳原子的擴(kuò)散距離相對(duì)縮短。

6．簡(jiǎn)述粒狀珠光體中的粒狀滲碳體通過(guò)片狀珠光體中片狀滲碳體的球狀化而得的機(jī)理。

根據(jù)膠態(tài)平衡理論，第二相顆粒的溶解度，與其曲率半徑有關(guān)。靠近非球狀

滲碳體的尖角處（曲率半 徑小的部分）的固溶體具有較高的C濃度，而靠

近平面處（曲率半徑大的部分）的固溶體具有較低的C濃度，這就引起了C 的擴(kuò)散，因而打破了碳濃度的膠態(tài)平衡。結(jié)果導(dǎo)致尖角處的滲碳體溶解，而在平面處析出滲碳體（為了保持C濃度的平衡）。如此不斷進(jìn)行，最后形

成了各處曲率半徑相近的球狀滲碳體。

7．合金元素對(duì)珠光體轉(zhuǎn)變有怎樣的影響規(guī)律？合金元素是從哪些方面對(duì)珠光體轉(zhuǎn)變產(chǎn)生影響的？

影響規(guī)律：

除Co和大于2.5％的Al 以外，所有常用合金元素皆使珠光體的鼻子右移，先共析鐵素體的鼻子右移。

除Ni以外，所有的常用合金元素皆使這兩個(gè)鼻子移向高溫區(qū)，并大幅降低 C的擴(kuò)散系數(shù)。

從以下五方面產(chǎn)生影響： A)合金元素自擴(kuò)散的影響 B)合金元素對(duì)碳原子擴(kuò)散的影響 C)合金元素對(duì)鐵原子擴(kuò)散的影響 D)合金元素改變共析點(diǎn)的位置 E)合金元素對(duì)γ/α相界面的拖曳作用

8．試說(shuō)明奧氏體化條件影響隨后冷卻過(guò)程中珠光體轉(zhuǎn)變的規(guī)律。

鋼的加熱溫度和保溫時(shí)間，直接影響鋼的奧氏體化均勻性和晶粒大小。

提高加熱溫度或延長(zhǎng)保溫時(shí)間，一方面促進(jìn)滲碳體的進(jìn)一步溶解和奧氏體的均勻化，導(dǎo)致珠光體成核率減小；另一方面，會(huì)使奧氏體晶粒粗大，從而降低珠光體形核率。最終導(dǎo)致珠光體形成速度降低。

9．什么是滲碳體魏氏體組織，簡(jiǎn)述滲碳體魏氏體組織的危害，并說(shuō)明消除滲碳體魏氏體組織的方法及原理。

工業(yè)上將具有先共析針片狀滲碳體＋珠光體的組織，稱為滲碳體魏氏體組織。危害：魏氏體組織及經(jīng)常與其伴生的粗大晶粒組織，會(huì)導(dǎo)致鋼的機(jī)械性能變

壞，尤其是塑性和沖擊性能顯著降低，并使鋼的韌脆轉(zhuǎn)變溫度升高。消除魏氏體組織及粗大晶粒組織，常用的熱處理方法是采用細(xì)化晶粒的正火、退火等。

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5、熱處理原理之馬氏體轉(zhuǎn)變

1．簡(jiǎn)述馬氏體轉(zhuǎn)變的主要特點(diǎn)。⑴ 馬氏體轉(zhuǎn)變的切變共格和表面浮凸現(xiàn)象 ⑵ 馬氏體轉(zhuǎn)變的無(wú)擴(kuò)散性

⑶ 馬氏體轉(zhuǎn)變具有特定的位向關(guān)系和慣習(xí)面 ⑷ 馬氏體轉(zhuǎn)變的不完全性 ⑸ 馬氏體轉(zhuǎn)變的可逆性

2．根據(jù)馬氏體的組織形態(tài)，通常將馬氏體分為哪幾類？其中最常見的兩類馬氏體是什么，并簡(jiǎn)述它們的組織形態(tài)及亞結(jié)構(gòu)。

板條狀M 片狀M 蝶狀M 薄板狀M 薄片狀M 其中板條馬氏體和片狀馬氏體最為常見。板條狀馬氏體是由許多成群的、相互平行排列的板條所組成，一個(gè)原A晶粒內(nèi)可包 含3～5個(gè)板條群，一個(gè)板條群由尺寸大致相同、排列方向一定、且大致平行的M板條所組成；板條M的亞結(jié)構(gòu)主要是高密度位錯(cuò)纏結(jié)構(gòu)成的位錯(cuò)胞，位錯(cuò)密度可高達(dá)3～9×1011/cm2，板條邊緣有少量孿晶。

片狀馬氏體中M片大小不一，M片間不平行且互成一定夾角，第一片M形成時(shí)慣穿整個(gè)奧氏體晶粒，形成明顯的中脊，后形成的M片逐漸變小，即M形成時(shí)具有分割?yuàn)W氏體晶粒的作用；片狀馬氏體的主要亞結(jié)構(gòu)是孿晶，這是片狀馬氏體的重要特征。孿晶的寬度大約為50?，一般不擴(kuò)展到馬氏體片的邊界上，在馬氏體片的邊緣則為復(fù)雜的位錯(cuò)組列。

3.什么是慣習(xí)面？鋼在馬氏體相變時(shí)有哪些常見的慣習(xí)面？這些慣習(xí)面受什么因素影響？并簡(jiǎn)述其影響規(guī)律。

馬氏體轉(zhuǎn)變時(shí)，不僅新相和母相之間具有嚴(yán)格的位 向關(guān)系，而且馬氏體總是

在母相的一定晶面上開始形成，這個(gè)晶面稱為慣習(xí)面，通常以母相的晶面指

數(shù)表示。

鋼中常見的慣習(xí)面有三種：(111)γ、(225)γ、(259)γ。

慣習(xí)面隨含碳量和形成溫度不同而不同：

C%<0.6%為(111)γ，0.6-1.4%C為(225)γ，C%>1.4%為(259)γ。

慣習(xí)面指數(shù)隨M形成 溫度的降低而增大。

4.簡(jiǎn)述鐵碳合金中碳含量及馬氏體形成溫度影響馬氏體形態(tài)及其內(nèi)部亞結(jié)構(gòu)的規(guī)律。

① 碳含量的影響

在Fe-C合金中：C% <0.3%：為板條M；0.3～1%：為板M和片M的混合組

織；>1%：為片狀M。

在Fe-Ni-C合金中：馬氏體的形態(tài)也是隨著C含量的增加，由板條狀向片

狀以及薄片狀轉(zhuǎn)化。

② Ｍ形成的溫度的影響

隨著 M 形成溫度的降低，M形態(tài)依次為板條狀、薄板狀、片狀、蝶狀 M亞結(jié)構(gòu)由以位錯(cuò)為主轉(zhuǎn)變到以孿晶為主。

5.簡(jiǎn)述研究某個(gè)鋼種的馬氏體開始轉(zhuǎn)變溫度Ms對(duì)實(shí)際生產(chǎn)的意義。

①制定分級(jí)淬火工藝制度的依據(jù) ②鋼在工作溫度時(shí)的使用組織 ③淬火馬氏體的亞結(jié)構(gòu)和性能 ④淬火后得到的殘余奧氏體的量

6.簡(jiǎn)要說(shuō)明C、N強(qiáng)烈降低馬氏體開始轉(zhuǎn)變溫度Ms點(diǎn)的原因。

①N、C在鋼中都形成間隙固溶體，對(duì)γ相和α 相都有固溶強(qiáng)化作用，其中對(duì)

α相的強(qiáng)化作用更為顯著，因而增大了馬氏體轉(zhuǎn)變的切變阻力，使相變需要的驅(qū)動(dòng)力增大；

②C、N都是穩(wěn)定γ相的元素，它們降低奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變的平衡溫度T0。

7.鋼中馬氏體最重要的特點(diǎn)是什么？并簡(jiǎn)要闡述鋼中馬氏體具有這種特點(diǎn)的機(jī)理。

鋼中馬氏體最重要的特點(diǎn)是具有高硬度和高強(qiáng)度。

馬氏體高硬度、高強(qiáng)度的本質(zhì)： 固溶強(qiáng)化、時(shí)效強(qiáng)化、相變強(qiáng)化

⑴ 固溶強(qiáng)化：C原子溶入M點(diǎn)陣中，使其扁八面體短軸伸長(zhǎng)36%，而長(zhǎng)軸則收縮4%，形成以C原子為中心的強(qiáng)烈應(yīng)力場(chǎng)，這個(gè)應(yīng)力場(chǎng)與位錯(cuò)產(chǎn)生交互作用而成為碳釘扎位錯(cuò)，從而使M的強(qiáng)度提高；

⑵時(shí)效強(qiáng)化：C原子擴(kuò)散引起碳原子的偏聚和析出，從而對(duì)位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生釘扎作用而產(chǎn)生時(shí)效強(qiáng)化；

⑶ 相變強(qiáng)化：M相變的切變特性，造成在馬氏體晶體內(nèi)產(chǎn)生大量微觀缺陷，如位錯(cuò)、孿晶等亞結(jié)構(gòu)，從而使M強(qiáng)化。

8.什么是奧氏體的熱穩(wěn)定化，簡(jiǎn)述奧氏體熱穩(wěn)定化的機(jī)制，并簡(jiǎn)要說(shuō)明生產(chǎn)中可采用哪些方法來(lái)使奧氏體產(chǎn)生熱穩(wěn)定化。

奧氏體的熱穩(wěn)定化：在淬火冷卻過(guò)程中時(shí)，因冷卻緩慢或途中等溫停留而引

起Ａ向Ｍ轉(zhuǎn)變呈現(xiàn)遲滯的現(xiàn)象。

機(jī)制：一般認(rèn)為，奧氏體的熱穩(wěn)定化，是由于在適當(dāng)溫度停留過(guò)程中，奧氏

體中的Ｃ、Ｎ原子與位錯(cuò)相互作用，形成了釘扎位錯(cuò)即柯氏氣團(tuán)，因而

強(qiáng)化了奧氏體，使馬氏體轉(zhuǎn)變的切變阻力增大所致。也有人認(rèn)為，在適

當(dāng)溫度停留過(guò)程中，奧氏體中的Ｃ、Ｎ原子向點(diǎn)陣缺陷處偏聚，形成柯

氏氣團(tuán)，阻礙了晶胚的長(zhǎng)大，從而引起穩(wěn)定化。

方法：① 分級(jí)淬火；② 等溫淬火；③ 提高A化溫度。

9.什么是奧氏體的穩(wěn)定化？它包括那兩種穩(wěn)定化？并簡(jiǎn)述各自產(chǎn)生穩(wěn)定化的機(jī)機(jī)理。奧氏體的穩(wěn)定化：是指Ａ在外界因素的作用下，由于其內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生了某種變化而使Ａ向Ｍ轉(zhuǎn)變呈現(xiàn)遲滯的現(xiàn)象。包括熱穩(wěn)定化和機(jī)械穩(wěn)定化。

A熱穩(wěn)定化的機(jī)理：在適當(dāng)溫度停留過(guò)程中，奧氏體中的Ｃ、Ｎ原子與位錯(cuò)相互作用，形成了釘扎位錯(cuò)即柯氏氣團(tuán)，因而強(qiáng)化了奧氏體，使馬氏體轉(zhuǎn)變的切變阻力增大所致。

A體機(jī)械穩(wěn)定化的機(jī)理：當(dāng)變形量較大時(shí)，A中將形成大量的高密度位錯(cuò)區(qū)和亞晶界，使母相強(qiáng)化，從而引起A的穩(wěn)定化；此外，在M的形成過(guò)程中，因M的形成而引起其相鄰A的協(xié)作形變，以及M形成時(shí)伴有3％左右的體積膨脹，均使未轉(zhuǎn)變Ａ處于受壓狀態(tài)，從而造成A 的機(jī)械穩(wěn)定化。

10.在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，如何通過(guò)奧氏體的穩(wěn)定化或反穩(wěn)定化來(lái)提高熱處理工件的強(qiáng)度和硬度。

① 普通淬火：采用冷卻較快的普通淬火（油淬或水淬），它可以使A具有最小的穩(wěn)定化程度，但這僅適用于形狀簡(jiǎn)單的工件；

② 分級(jí)淬火：采用在Ms點(diǎn)附近作短時(shí)停留的分級(jí)淬火，這時(shí)A穩(wěn)定化程度比在較高溫度的分級(jí)淬火來(lái)得要小，從而減少殘余A的量；

③ 淬火后冷處理：在確保不發(fā)生開裂的前提下，冷處理時(shí)兩者的時(shí)間間隔應(yīng)盡

量縮短，使A進(jìn)一步轉(zhuǎn)變成M；

④ 淬火后回火：淬火后在一定溫度下回火，使殘 余A發(fā)生反穩(wěn)定化，在隨后的回火冷卻中轉(zhuǎn)變?yōu)?M，以提高鋼的硬度和強(qiáng)度、尺寸穩(wěn)定性。

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6、熱處理原理之貝氏體轉(zhuǎn)變

1．什么是貝氏體？簡(jiǎn)述貝氏體轉(zhuǎn)變一般不能進(jìn)行到底的原因。

奧氏體冷卻時(shí)，中溫轉(zhuǎn)變所得產(chǎn)物則稱為貝氏體。B轉(zhuǎn)變的不完全：

一方面，B總是優(yōu)先在A中貧碳區(qū)形成，隨著B轉(zhuǎn)變量的增加，碳不斷向A中擴(kuò)散而使得未轉(zhuǎn)變A中的碳濃度越來(lái)越高，從而增加未轉(zhuǎn)變A的穩(wěn)定性，進(jìn)而導(dǎo)致B轉(zhuǎn)變難以進(jìn)行。

另一方面，B的比容比A大，產(chǎn)生 A的機(jī)械穩(wěn)定化作用，也不利于B轉(zhuǎn)變的繼續(xù)進(jìn)行。

2．什么是貝氏體轉(zhuǎn)變？在貝氏體轉(zhuǎn)變過(guò)程中，貝氏體轉(zhuǎn)變的轉(zhuǎn)變程度隨溫度的升高具有什么趨勢(shì)，并簡(jiǎn)述其原因。

貝氏體轉(zhuǎn)變：是過(guò)冷奧氏體在介于珠光體轉(zhuǎn)變和馬氏體轉(zhuǎn)變溫度區(qū)間的一種轉(zhuǎn)變。

隨轉(zhuǎn)變溫度升高，B轉(zhuǎn)變的不完全程度增大：

①溫度越高，A與B之間的自由能差減小，從而使得轉(zhuǎn)變的驅(qū)動(dòng)力減小； ②溫度越高，越有利于C的擴(kuò)散而形成柯氏氣團(tuán)，從而增加未轉(zhuǎn)變A的熱穩(wěn)定性

3．簡(jiǎn)述貝氏體轉(zhuǎn)變的基本特征。

⑴ B由α相與碳化物組成的非層片狀機(jī)械混合物；

⑵ B轉(zhuǎn)變有一個(gè)溫度范圍；

⑶ B轉(zhuǎn)變也是一個(gè)形核和長(zhǎng)大過(guò)程；（可略去）

⑷ B轉(zhuǎn)變過(guò)程中只有碳原子的擴(kuò)散；

⑸ 能產(chǎn)生表面浮凸：M是N形，B上大致平行，B下為∧形；

⑹ B中鐵素體具有一定的慣習(xí)面，并與母相A之間保持一定的晶體學(xué)位向關(guān)系；

⑺ B轉(zhuǎn)變具有不完全性；通常隨轉(zhuǎn)變溫度的升高，轉(zhuǎn)變的不完全程度增大。

4．根據(jù)貝氏體的組織形態(tài)，通常將貝氏體分為哪幾類？其中最常見的兩類貝氏體是什么，并簡(jiǎn)述它們的組織形態(tài)及亞結(jié)構(gòu)。

無(wú)碳化物、粒狀貝氏體、上貝氏體、反常貝氏體、下貝氏體、柱狀貝氏體，上貝氏體、下貝氏體最常見。

上貝氏體：是一種兩相組織，是由板條狀F與粒狀或 條狀碳化物組成的非層片

狀機(jī)械混合物。F板條自A晶粒晶界(一側(cè)或兩側(cè))向A晶粒內(nèi)部長(zhǎng)大，粒狀或條狀滲碳體(有時(shí)還有殘余A)分布于F板條之間，整體呈羽毛

狀。亞結(jié)構(gòu)為位錯(cuò)，位錯(cuò)密度較高，能形成纏結(jié)。

下貝氏體：由針狀或片狀F與分布其中的細(xì)片狀或粒狀碳化物組成，F(xiàn)相呈片狀

或針狀，與片M相似。形核部位大多在A晶界上，也有相當(dāng)數(shù)量位于 A晶內(nèi)。碳化物呈細(xì)片狀或顆粒狀，約以55-60°角度與下貝氏體的長(zhǎng)

軸相交。亞結(jié)構(gòu)為為位錯(cuò)，無(wú)孿晶。

5．簡(jiǎn)述貝氏體轉(zhuǎn)變所需要過(guò)冷度比馬氏體轉(zhuǎn)變所需過(guò)冷度小很多的原因。B轉(zhuǎn)變的驅(qū)動(dòng)力同樣是新舊兩相之間的自由能之差：△G=-V△Gv+Sσ+Vε-△Gd ①B轉(zhuǎn)變時(shí)A中碳發(fā)生了再分配，使貧碳A區(qū)中碳含量 降低導(dǎo)致貧碳A的自由能 降低，從而△GV增大；

②B與A的之間的比容差，小于M與A之間的比容差，因此ε減小 因而B轉(zhuǎn)變不需要M轉(zhuǎn)變那樣大的過(guò)冷度。

6.什么是上貝氏體？什么是下貝氏體？簡(jiǎn)述下貝氏體比上貝氏體具有更好韌性的原因。

①在B上中，存在粗大碳化物顆粒或短桿狀碳化物，所以容易形成大于臨界尺寸的裂紋，并且裂紋一旦擴(kuò)展，便不能由BF之間的小角晶界來(lái)阻止，而只能由大角度BF“束”界或原A晶界來(lái)阻止，因此B上中裂紋擴(kuò)展迅速。

②在B下組織中，較小的碳化物顆粒不易形成裂紋，即使形成裂紋也難以達(dá)到臨界尺寸。即使形成裂紋，裂紋的擴(kuò)展將受到大量彌散碳化物顆粒和位錯(cuò)的阻止，因此形成的裂紋不易擴(kuò)展。

7.在相同強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，哪些情況下貝氏體組織的韌性比回火馬氏體的韌性更好。

①在B下形成溫度范圍的中、上區(qū)域，所形成B的韌性優(yōu)于同強(qiáng)度回火M的韌性。②在具有回火脆性的鋼中，B的韌性高于回火M的韌性。③在高碳鋼中，回火M的韌性低于同強(qiáng)度B的韌性。

8.試比較（馬氏體+貝氏體）混合組織與（馬氏體或貝氏體）單一組織之間的韌性，并簡(jiǎn)述理由。

由于鋼的淬透性的不同，某些鋼淬火時(shí)往 往獲得M和B混合組織。對(duì)這種混合組織的韌性研究的結(jié)果表明：M和B混合組織的韌性優(yōu)于單一M和單一B組織的韌性。

這是由于先形成的B分割原A晶粒，使得隨后形成 的M條束變小。

§

7、鋼的加熱、退火與正火

1.鋼在加熱過(guò)程中產(chǎn)生的加熱缺陷有哪些？其中哪兩種是最容易產(chǎn)生的加熱缺陷？給出這兩種最容易產(chǎn)生的加熱缺陷的預(yù)防措施。氧化、脫碳、欠熱、過(guò)熱、過(guò)燒。氧化、脫碳最易產(chǎn)生。

預(yù)防措施：鹽浴加熱、真空加熱、可控氣氛加熱、高溫短時(shí)快速加熱、清除工件表面的水漬和銹斑。

2.鋼在650℃以下加熱與在650℃以上加熱形成的氧化膜的結(jié)構(gòu)有何不同的特點(diǎn)，它們?cè)诟咛间摶蚋咛己辖痄摰募訜徇^(guò)程中有何應(yīng)用。

鋼在560℃以下加熱時(shí)，表面氧化膜由兩層構(gòu)成：Fe2O3|Fe3O4|基體；由于這種氧化膜結(jié)構(gòu)致密，且與基體結(jié)合牢固，可使鋼表面與氧化性氣氛隔離，阻止鋼表面進(jìn)一步氧化，此時(shí)可以不考慮防止氧化的問(wèn)題。

在560℃以上加熱時(shí)，表面氧化膜由三層構(gòu)成：Fe2O3|Fe3O4|FeO|基體。主要由FeO組成。FeO是缺位固溶體，結(jié)構(gòu)疏松，與基體結(jié)合不牢，易剝落，所以這種氧化膜不起防護(hù)作用，氧很容易穿過(guò)氧化膜向里氧化。因而鋼鐵表面一旦生成 FeO，就會(huì)使氧化速度大大增加，且溫度越高，氧化越厲害。

3.什么是完全退火？闡述低碳鋼和過(guò)共析鋼不宜采用完全退火的理由。完全退火：將亞共析鋼加熱到 Ac3+(30～50)℃，完全A化后保溫緩冷，以獲得

接近平衡狀態(tài)的組織的熱處理工藝。低碳鋼：完全退火后 硬度偏低，不利于切削加工

過(guò)共析鋼：加熱至Accm以上奧氏體狀態(tài)緩冷退火時(shí)，有網(wǎng)狀二次滲碳體析出，使鋼的強(qiáng)度、塑性和沖擊韌性顯著降低。

4.什么是退火，什么是正火，二者有何異同，實(shí)際生產(chǎn)中如何選擇退火或正火？ 退火：將金屬加熱到一定溫度，保溫適當(dāng)時(shí)間后緩慢冷卻，以獲得接近平衡狀

態(tài)組織的熱處理工藝。

正火：將鋼件加熱到Ac3(或Accm)以上30～50℃，保溫適當(dāng)時(shí)間后，在空氣

中冷卻的熱處理工藝。

主要區(qū)別：正火的冷卻速度比退火稍快，過(guò)冷度較大，發(fā)生的是偽共析轉(zhuǎn)變；

正火后所得到的組織比較細(xì)，強(qiáng)度和硬度比退火高一些。退火與正火的選擇：

① 含碳量＜0.25％的低碳鋼，常采用正火代替退火 ② 含碳量在 0.25～0.5％之間的中碳鋼也可用正火代替退火 ③ 含碳量在 0.5～0.75％之間的鋼一般采用完全退火

④ 含碳量＞0.75％的高碳鋼或工具鋼，一般均采用球化退火作為預(yù)備熱處理，如有網(wǎng)狀二次滲碳體 存在，則應(yīng)先進(jìn)行正火消除。⑤ 正火只適用于碳素鋼及低、中合金鋼，而不適應(yīng)于高合金鋼

⑥ 對(duì)于某些不太重要的工件，可在正火狀態(tài)使用，因?yàn)檎鸬玫降腟組織具有

較好的機(jī)械性能。

⑦ 從經(jīng)濟(jì)性角度考慮，在滿足性能的前提下，盡可能用正火代替退火。§

8、鋼的淬火

1．簡(jiǎn)述確定亞共析鋼淬火加熱溫度的原則與理由。

亞共析碳鋼在Ac3＋30～50℃加熱，是為了獲得晶 粒細(xì)小的A，淬火后可獲得細(xì)小的M組織。

若加熱溫度過(guò)高，奧氏體晶粒粗化，馬氏體組織也粗大，鋼的性能嚴(yán)重脆化； 若加熱溫度過(guò)低，奧氏體+鐵素體轉(zhuǎn)變?yōu)镸+F(+殘余A)，淬火后硬度不足。

2.試說(shuō)明共析鋼和過(guò)共析鋼的淬火加熱溫度確定為Ac1＋30～50的理由，溫度過(guò)高有什么危害。

①滲碳體融入A中的數(shù)量增大，使得未溶滲碳體顆粒減少和Ms點(diǎn)下降、殘A增

多，從而降低鋼的硬度和耐磨性；

②奧氏體晶粒粗大，片狀M也就粗大，顯微裂紋增多導(dǎo)致鋼的脆性增加，淬火應(yīng)

力增加導(dǎo)致淬火變形和開裂傾向增大； ③氧化和脫碳加劇； ④縮短爐子的使用壽命。

3．簡(jiǎn)述影響淬火加熱的因素及其影響規(guī)律。

①鋼的成分：碳含量和合金元素含量增多，由于導(dǎo)熱性下降、合金元素比碳擴(kuò)散慢，高碳鋼比低碳鋼、合金鋼比碳素鋼、高合金鋼比低合金鋼的保溫時(shí)間要長(zhǎng)； ②工件的形狀與尺寸：有效厚度增大、形狀復(fù)雜，保溫時(shí)間延長(zhǎng)；

形狀復(fù)雜或尺寸較大的碳素工具鋼及合金工具鋼，常在淬火加熱前采用預(yù)熱，以消除殘余內(nèi)應(yīng)力，縮短高溫下保溫時(shí)間以減輕氧化和脫碳及過(guò)熱傾向； ③加熱介質(zhì)：不同加熱介質(zhì)的加熱速度不同，保溫時(shí)間不同； ④裝爐情況：在爐中的放置及排列情況不同，保溫時(shí)間也隨之不同； ⑤爐溫：提高爐溫，縮短保溫時(shí)間。

4．簡(jiǎn)述有物態(tài)變化的淬火介質(zhì)的冷卻過(guò)程。① 蒸汽膜內(nèi)冷卻階段（簡(jiǎn)稱蒸氣膜階段）

初期，由于工件放出的熱量大于介質(zhì)從蒸氣膜吸走的熱量，所以膜不斷增厚。隨冷卻的進(jìn)行，工件溫度不斷下降，膜的厚度及其穩(wěn)定性也逐漸變小，直至破裂而消失；

② 沸騰冷卻階段（簡(jiǎn)稱沸騰階段）

當(dāng)蒸氣膜破裂時(shí)，工件就與介質(zhì)直接接觸，介質(zhì)在工件表面激烈沸騰，不斷逸出的氣泡帶走了大量的熱量，以至工件的冷卻速度很大。此階段直到工件冷卻至介質(zhì)的沸點(diǎn)為止；

③ 對(duì)流冷卻階段（簡(jiǎn)稱對(duì)流階段）

當(dāng)工件冷到低至介質(zhì)的沸點(diǎn)時(shí)，主要只能靠對(duì)流傳熱的方式進(jìn)行冷卻，工件的冷卻速度甚至比蒸氣膜階段還要緩慢，而且隨工件表面與介質(zhì)的溫差不斷減小冷速越來(lái)越小。

5．畫出鋼的理想淬火冷卻曲線，并說(shuō)明理由。650℃以上緩冷，以降低熱應(yīng)力。650℃～400℃快冷，保證全部A不分解。400℃以下緩冷，減少M(fèi) 轉(zhuǎn)變時(shí)的相變應(yīng)力。

6．簡(jiǎn)述影響鋼的淬透性的因素，并說(shuō)明各因素的影響規(guī)律。①碳含量：

在碳鋼中，共析鋼的臨界冷速最小，淬透性最好；非共析鋼中，碳含量偏離共

析成分越遠(yuǎn)，淬透性越低。②合金元素：

除Co和大于2.5％Al以外，其余合金元素溶于奧氏 體后，都使過(guò)冷奧氏體的轉(zhuǎn)變曲線右移，提高鋼的 淬透性，因此合金鋼的淬透性往往比碳鋼要好。③奧氏體成分均勻性及晶粒度：

A成分越均勻、晶粒度越大，過(guò)冷A的穩(wěn)定性越好，因而降低鋼的臨界冷卻速

度，增加其淬透性。④鋼中未溶第二相：

鋼中未溶第二相會(huì)成為A分解的非自發(fā)形核核心，使臨界冷卻速度增大，降低

淬透性。⑤ 奧氏體化溫度：

提高鋼材的A化溫度，將使A成分均勻、晶粒長(zhǎng)大，因而可增加其淬透性。7．試說(shuō)明淬透性和淬硬性的差異。淬透性：是指鋼在淬火時(shí)獲得M的能力，主要取決于鋼的臨界冷卻速度，鋼的臨界冷卻速度又取決于過(guò)冷奧氏體的穩(wěn)定性。

淬硬性：是指鋼淬火后形成的M組織所能達(dá)到的硬度，主要取決于馬氏體中的含碳量。

8．簡(jiǎn)述防止工件氧化和脫碳的有效措施。

①在保證組織轉(zhuǎn)變的前提下，加熱溫度應(yīng)盡可能低，保溫時(shí)間應(yīng)盡可能短；

②采用脫氧良好的鹽浴爐、保護(hù)氣氛爐或真空爐加熱；

③若采用空氣電爐或燃燒爐加熱時(shí)，必須采用適當(dāng)保護(hù)措施，如包套、裝箱、控制爐氣等

§

9、鋼在回火時(shí)的轉(zhuǎn)變與回火 1．簡(jiǎn)述回火的三個(gè)基本目的。

①提高淬火鋼的塑性和韌性，降低其脆性

②降低或消除淬火所引起的殘余應(yīng)力，防止零件的變形和開裂 ③促使淬火后的馬氏體和殘余奧氏體的轉(zhuǎn)變，穩(wěn)定工件尺寸

2．為什么說(shuō)淬火組織是高度不穩(wěn)定的。

淬火鋼的組織由馬氏體和殘余奧氏體組成，M中的碳是高度過(guò)飽和的并且M具有很高的應(yīng)變能和界面能，一定數(shù)量的殘A一旦具備動(dòng)力學(xué)條件（就是使原子具有足夠的活動(dòng)能力），M轉(zhuǎn)變就會(huì)自發(fā)進(jìn)行，所以說(shuō)淬火組織是高度不穩(wěn)定的。

3．簡(jiǎn)述二次硬化產(chǎn)生的原因。

①合金鋼在回火過(guò)程中，由于合金元素的擴(kuò)散能力很低，新生成的特殊碳化物彌散度極高；

②新生成的特殊碳化物與α相保持共格，隨回火溫度的升高，特殊碳化物尺寸增大且數(shù)量增多，從而使α相的共格畸變?cè)龃蟆?/p>

4．什么是二次淬火？什么是二次硬化？二者有何異同？它們?cè)谏a(chǎn)實(shí)踐中有何意義。

二次淬火：由于殘A本身的穩(wěn)定性高，它在P和B區(qū)之間比較穩(wěn)定的區(qū)域保溫時(shí)

可以不發(fā)生分解，而在隨后的冷卻過(guò)程中轉(zhuǎn)變?yōu)镸，從而提高材料的強(qiáng)度和硬度的現(xiàn)象。

二次硬化：當(dāng)M中含有足夠量強(qiáng)碳化物形成元素時(shí)，在500℃以上回火時(shí)將析出

細(xì)小的特殊碳化物，導(dǎo)致因回火溫度升高、滲碳體粗化而軟化的鋼再

度硬化，這種現(xiàn)象稱為二次硬化。

合金鋼具有較高的回火穩(wěn)定性，同時(shí)由于回火時(shí)可以出現(xiàn)二次淬火和二次硬化現(xiàn)象，使零件回火后仍具有較高的硬度和強(qiáng)度，使鋼具有紅硬性和熱強(qiáng)性，這對(duì)高溫下工作的零件是非常重要的。

5．簡(jiǎn)述淬火鋼回火時(shí)彈性極限在300～400℃間出現(xiàn)峰值的原因及應(yīng)用。低溫回火后的彈性極限值低是由于內(nèi)應(yīng)力未得到充分消除； 而高溫回火后的彈性極限值低，是因?yàn)楦邷鼗鼗鸷箐摰膹?qiáng)度太低。應(yīng)用：彈簧鋼一般在 300～400℃回火。

6.什么是第一類回火脆性，它有哪些主要特征？可采取哪些措施減輕第一類回火脆性？

在200～350℃之間出現(xiàn)的回火脆性稱為第一類回火脆性（低溫回火脆性）； 主要特征：①具有不可逆性 ②與回火后的冷卻速度無(wú)關(guān) ③斷口為沿晶脆性斷口 減輕措施：

① 降低鋼中雜質(zhì)元素的含量；

② 用Al脫氧，或加入Nb、V、Ti等合金元素細(xì)化 A晶粒；

③ 加入Mo、W等可以減輕；

④ 加入Cr、Si調(diào)整溫度范圍（推向高溫）；

⑤ 采用等溫淬火代替淬火回火工藝。

7.什么是第二類回火脆性，它有哪些主要特征？可采取哪些措施減輕第二類回火脆性？

在450～600℃之間出現(xiàn)的回火脆性稱為第二類回火脆性（高溫回火脆性）； 主要特征：①具有可逆性 ②對(duì)回火后冷速敏感 ③斷口為沿晶(晶間)斷裂 減輕措施：

①選用高純度鋼種，盡量降低鋼中雜質(zhì)元素含量；

②加入能細(xì)化A晶粒的合金元素(如Nb、V、Ti等)以細(xì)化奧氏體晶粒，增

加晶界面積，降低單位面積雜質(zhì)元素的含量；

③采用高溫形變熱處理，使晶粒細(xì)化，晶界面積增大，降低雜質(zhì)元素在晶

界的偏聚濃度；

④對(duì)亞共析鋼采用亞溫淬火(Ac1～Ac3)，在淬火加熱時(shí)使P等元素溶入F，降低P等元素在奧氏體晶界的偏聚濃度；

⑤加入適量的能扼制第二類回火脆性的合金元素，如Mo、W等；

⑥避免在450～650℃范圍內(nèi)回火，在650℃以上回火后應(yīng)采取快冷。

⑦把已經(jīng)產(chǎn)生回火脆性的鋼材加熱到發(fā)生回火脆性以上的溫度重新回火后

采取快冷。

§

10、鋼的化學(xué)熱處理

1．什么是化學(xué)熱處理，簡(jiǎn)述化學(xué)熱處理的目的，并列舉四種以上常見的化學(xué)熱處理類型。

鋼的化學(xué)熱處理：是將鋼件置于特定的活性介質(zhì)中加熱保溫，使一種或幾種元素滲入鋼件表層，從而改變鋼件表層化學(xué)成分和組織，達(dá)到改進(jìn)表面性能、滿足技術(shù)要求的熱處理過(guò)程。

目的：提高耐磨性、提高疲勞強(qiáng)度、提高抗蝕性、提高抗高溫氧化性 類型：滲碳、滲氮、滲硫、滲硼、滲鋁、滲釩、滲鉻等

2．簡(jiǎn)述采用化學(xué)熱處理方法進(jìn)行表面硬化的優(yōu)勢(shì)

①能更好地解決鋼件硬化與其韌性的矛盾，提高表面硬度時(shí)，仍能保持心部處于

較好的韌性狀態(tài)

②比表面淬火硬化方法的效果更好，化學(xué)熱處理同時(shí)改變鋼件表層的化學(xué)成分與

組織

③如果滲入元素選擇適當(dāng)，可獲得適應(yīng)零件多種性能要求的表面層

3．簡(jiǎn)述化學(xué)熱處理的基本過(guò)程。

①分解：鋼件周圍的介質(zhì)分解，形成滲入元素的活性原子

②吸收：活性原子被鋼件吸收，其先決條件是活性原子能夠溶解于鋼件表層金

屬中

③擴(kuò)散：滲入原子在基體金屬中的擴(kuò)散，是化學(xué)熱處理得以進(jìn)行和獲得一定深

度滲層的保證

4．試寫出固體滲碳時(shí)以BaCO3作為催滲劑進(jìn)行滲碳所發(fā)生的四個(gè)反應(yīng)方程式。

5．鋼件滲碳后常采用何種熱處理，并簡(jiǎn)述鋼件滲碳后必須進(jìn)行熱處理的目的。滲碳后必須進(jìn)行熱處理，即進(jìn)行淬火和回火。工件滲碳后熱處理的目的：

①提高滲層表面的強(qiáng)度、硬度和耐磨性

②提高心部的強(qiáng)度和韌性

③細(xì)化晶粒

④消除網(wǎng)狀滲碳體和減少殘A

6．簡(jiǎn)述鋼件經(jīng)滲碳處理后、其疲勞強(qiáng)度顯著提高的原因。

① 表面碳含量越高，Ms點(diǎn)越低，表面M的量小于表層內(nèi)部M的量，在表面層得

到的殘余壓應(yīng)力越大，它可以抵消相當(dāng)部分由外加負(fù)載引起的拉應(yīng)力，從而

提高疲勞強(qiáng)度；

② 一定層深的高硬度滲碳層，可以提高抵抗微裂紋形成和擴(kuò)展的能力，從而提

高疲勞強(qiáng)度。

7．簡(jiǎn)述離子氮化的原理

離子氮化是利用輝光放電這一物理現(xiàn)象對(duì)金屬材料表面強(qiáng)化的氮化法。在低壓的氮?dú)饣虬睔獾葰夥罩校鳛殛?yáng)極的爐體和作為陰極的被處理工件之間加以直流電壓，使氣體產(chǎn)生輝光放電。

氣體中的正離子向陰極移動(dòng)，當(dāng)接近工件表面時(shí)，由于工件表面數(shù)毫米處的急劇電壓降而被強(qiáng)烈加速，正離子轟擊工件表面，離子具有的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芏訜岜惶幚砉ぜ瑫r(shí)一部分離子直接注入工件表面；

與此同時(shí)，部分離子引起陰極濺射，從工件表面濺射出電子和原子，濺出的Fe原子和N原子相結(jié)合形成 FeN，F(xiàn)eN由于受到高溫和離子轟擊而很快地分解為 低價(jià)氮化物而放出氮。一部分失去氮的Fe又被濺射到輝光等離子氣體中與新的N原子結(jié)合，促進(jìn)氮化

§

11、鋼的特種熱處理

1．簡(jiǎn)述感應(yīng)加熱時(shí)既可以保證零件具有一定的淬硬層深而又不容易使表層過(guò)熱的原因。

隨著電流透入深度增大，整個(gè)電流透入層的電流密度迅速降低，從而使表層加熱速度變緩，導(dǎo)致溫度沿?cái)嗝娴姆植荚诒韺虞^為平緩，這樣既可以保證零件具有一定的淬硬層深，又不容易使表層過(guò)熱。

2．簡(jiǎn)述經(jīng)高頻感應(yīng)加熱淬火后鋼件的表面硬度比普通淬火要高的原因。

①表層存在較大的壓應(yīng)力； ②M晶粒細(xì)小；

③高碳M在低碳M中彌散分布；

④較少的殘A。

3．簡(jiǎn)述感應(yīng)加熱淬火的基本原理，以及感應(yīng)加熱淬火時(shí)鋼的相變特點(diǎn)。基本原理：感應(yīng)線圈通以交流電時(shí)，就會(huì)在它的內(nèi)部和周圍產(chǎn)生與交流電頻率相同的交變磁場(chǎng)。若把工件置于感應(yīng)磁場(chǎng)中，則其內(nèi)部將產(chǎn)生感應(yīng)電流并由于電阻的作用被加熱。（電磁感應(yīng)）感應(yīng)電流在工件表層密度最大，而心部幾乎為零，這種現(xiàn)象稱為集膚效應(yīng)。（表面效應(yīng)）相變特點(diǎn)：

① 臨界溫度(Ac1和Ac3)升高，轉(zhuǎn)變?cè)谝粋€(gè)較寬的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。加熱速

度越快，臨界溫度升高越厲害。

② 奧氏體晶粒細(xì)小

③奧氏體成分不均勻，有時(shí)組織中還殘存第二相

4．真空熱處理有哪些特異效果和伴生現(xiàn)象

表面保護(hù)作用、表面凈化作用、脫脂作用、脫氣作用、元素的蒸發(fā)現(xiàn)象、真空加熱油淬引起鋼件滲碳

5．簡(jiǎn)述真空滲碳的優(yōu)缺點(diǎn)。

優(yōu)點(diǎn)：①滲碳時(shí)間顯著縮短 ②滲碳質(zhì)量好 ③作業(yè)條件好 缺點(diǎn)：①設(shè)備投資大 ②成本高 ③周期式生產(chǎn)的產(chǎn)量低

6．什么是形變熱處理，并簡(jiǎn)述形變熱處理的強(qiáng)韌化機(jī)理。

形變熱處理：是將壓力加工與熱處理相結(jié)合，對(duì)金屬材料進(jìn)行形變強(qiáng)化和相變強(qiáng)化的一種綜合強(qiáng)化工藝。

鋼經(jīng)過(guò)形變熱處理后，能夠獲得良好的強(qiáng)韌性，是由其顯微組織和亞結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)所決定的。形變熱處理強(qiáng)韌化的機(jī)理大致可以歸納為：顯微組織細(xì)化、位錯(cuò)密度和亞結(jié)構(gòu)的變化以及碳化物的彌散強(qiáng)化作用。7.簡(jiǎn)述時(shí)效的一般原理，以及時(shí)效發(fā)生的必備條件。

原理：如果在室溫或者某一高溫下溶質(zhì)原子仍具有一定的擴(kuò)散能力，那么隨著時(shí)間的延續(xù)，過(guò)飽和固溶體中的溶質(zhì)元素將發(fā)生脫溶或析出，從而使鋼或者合金的性能發(fā)生變化。必備條件：

① 溶質(zhì)元素在固溶體中應(yīng)具有一定的固溶度，并隨 溫度的下降而減少； ② 經(jīng)高溫固溶處理后，溶質(zhì)元素處于過(guò)飽和狀態(tài)； ③ 在較低溫度下溶質(zhì)原子仍具有一定的擴(kuò)散能力。

第二篇：熱處理爐考點(diǎn)總結(jié)(同上)=。=

1、傳熱的方式及其共同性和特殊性。

傳熱三種基本的方式：傳導(dǎo)傳熱、對(duì)流傳熱、輻射傳熱

傳導(dǎo)傳熱：通過(guò)熱振動(dòng)和碰撞中發(fā)生能量傳遞，熱量從物體的高溫部分傳導(dǎo)低溫部分。對(duì)流傳熱：依靠流流體質(zhì)點(diǎn)的導(dǎo)熱作用和位移而進(jìn)行的熱量傳遞。輻射傳熱：

①輻射傳熱不需要任何介質(zhì)；

②輻射傳熱伴隨著能量的轉(zhuǎn)化 ：熱能→輻射能→熱能；

③輻射體之間能同時(shí)向?qū)Ψ捷椛淠芰亢臀諏?duì)方投射來(lái)的輻射能量； ④ “對(duì)等性”——無(wú)論物體(氣體)溫度高低都向外輻射。

2、不同傳熱求解時(shí)要測(cè)量的主要參數(shù)，如反映材料熱傳導(dǎo)能力大小的熱導(dǎo)率；

傳導(dǎo)傳熱計(jì)算：

q?Qdt???(W/m2)Fdn

其中，F(xiàn)—與熱流方向垂直的傳熱面積（m2）

λ—比例系數(shù)，稱為熱導(dǎo)率，[W/（m·℃）] dt dn —溫度梯度，（℃/m）

對(duì)流傳熱計(jì)算：

Q?a(t1?t2)F 式中：Q一單位時(shí)間內(nèi)對(duì)流換熱量，即熱流量(w)；

t1-t2一流體與固體表面的溫度差(℃)；

F一流體與固體的接觸面積(m2)；

a一對(duì)流換熱系數(shù)[w／(m2·℃)]，它表示流體與固體表面之間的溫度差為1℃ 時(shí),每秒鐘通過(guò)1m2面積所傳遞的熱量。輻射傳熱計(jì)算：

Q12?C導(dǎo)[(T14T)?(2)4].F2.?21100100

C導(dǎo) ——輻射系數(shù)，與兩物體為灰體或黑體相關(guān)； T1、T2—— 兩物體的溫度；

?21 ——物體2對(duì)物體1的角度系數(shù)

F2——物體2的面積。

3、黑體輻射基本定律：普朗克定律、斯蒂芬-波爾茲曼定律、灰體和實(shí)際物體的輻射力、克希荷夫定律。

4、分析不同情況下的傳熱方式，如描述工件和爐墻的綜合傳熱過(guò)程。實(shí)際熱處理加熱過(guò)程，熱源和工件表面主要進(jìn)行輻射換熱和對(duì)流換熱。

Q?Q對(duì)?Q輻?a對(duì)(t1-t2)F?C導(dǎo)[(T14T24)-()]F100100 ?中、高溫電阻爐和真空電阻爐，爐膛傳熱以輻射為主，對(duì)流傳熱可忽略。?低溫空氣循環(huán)電阻爐及鹽浴爐，以對(duì)流換熱為主，其它可忽略。?裝有風(fēng)扇的中溫電阻爐、燃料爐，對(duì)流和輻射都不可忽略。

熱處理爐內(nèi)向車間散熱，傳遞過(guò)程：爐氣以對(duì)流和輻射方式傳給內(nèi)壁，內(nèi)壁以傳導(dǎo)方式傳到外壁，外壁則以輻射方式傳給周圍的空氣。

爐墻傳熱時(shí)的總熱阻等于各層爐墻熱阻＋爐墻外空間的熱阻之和； 要想減小熱量損失，實(shí)質(zhì)是增大熱阻和減少散熱面積。

第二章

1、控制氣體流量的設(shè)備：電磁流量計(jì)，質(zhì)量流量計(jì)和轉(zhuǎn)子流量計(jì)。

2、測(cè)試壓力的設(shè)備可分為：液柱式壓力計(jì)、彈性壓力表、負(fù)荷式壓力計(jì)、壓力傳感器、壓力開關(guān)六種。常見的有 活塞式壓力計(jì)、U型管壓力計(jì)、電阻應(yīng)變片壓力傳感器、霍爾壓力傳感受器、移式壓力開關(guān)等。

3、如何判斷熱處理爐的不同位置發(fā)生溢氣和吸氣？

在相對(duì)零壓面以上，爐氣的靜壓頭為正，越往上其正值越大。如果從爐壁開口會(huì)向外溢氣；同理，在零壓面以下，爐氣的靜壓頭為負(fù)，越往下負(fù)值越大，從爐壁開口處會(huì)吸入冷空氣。★靜壓頭的其實(shí)質(zhì)：

爐內(nèi)熱氣柱的密度小，重力小，爐內(nèi)氣體的絕對(duì)壓力隨高度增加而減小得慢；而爐外空氣柱密度大，重力大，空氣的絕對(duì)壓力隨高度增加而減小得快的緣故。

4、如何判斷爐氣的上浮能力，解釋煙囪的作用；

●位壓頭——用于分析爐氣上浮能力的大小，始終為正。

物理意義是：因爐內(nèi)是熱氣，其重度（密度）小于空氣時(shí)，空氣推著熱氣向上浮升，位壓頭就是這種上（浮）升力大小的度量，兩種氣體重度（密度）差越大，這種升力就越大。排煙原理：熱煙氣在煙囪內(nèi)具有向上浮的趨勢(shì)，這種作用稱為煙囪的抽力。這是煙囪內(nèi)的煙氣重度γ（或密度ρ）小于煙囪外的空氣重度（或密度）的結(jié)果。第三章

1、根據(jù)熱處理處理?xiàng)l件，從耐火材料的高溫化學(xué)穩(wěn)定性等方面解釋選材的原因？

根據(jù)各種熱處理情況如使用溫度熱處理氣氛是否與耐火磚的成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)電熱元件是否與電熱隔磚發(fā)生化學(xué)反應(yīng)等要求對(duì)耐火材料進(jìn)行選用: 由耐火材料的耐火度高溫結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高溫化學(xué)穩(wěn)定性耐急冷急熱性高溫體積穩(wěn)定性等方面選擇考慮。◆制造無(wú)罐氣體滲碳爐時(shí)，高碳?xì)夥諏?duì)普通粘土磚有破壞作用，爐墻內(nèi)襯的耐火材料需用含F(xiàn)e2O3小于1％的耐火磚，即抗?jié)B磚；

◆制造電極鹽溶爐時(shí)，由于熔鹽對(duì)耐火材料的沖刷作用，坩堝材料必須采用重質(zhì)耐火磚或耐火混凝土；

◆電熱元件擱磚不得與電熱元件材料發(fā)生化學(xué)作用，鐵鉻鋁電熱元件要用高鋁磚作擱磚。

2、陶瓷涂料的作用；(1)耐火材料用陶瓷涂料： ◆是氧化鋯加水調(diào)制而成，無(wú)毒、不可燃，在室溫下涂敷于耐火材料表面，在空氣中干燥5分鐘即成。

◆陶瓷材料的輻射能力強(qiáng)，因而爐子升溫速度快、爐溫均勻，可降低能耗15％～30％。

◆涂料的氣孔率低，化學(xué)穩(wěn)定性好，可阻止使耐火材料損壞的各種氧化性氣氛擴(kuò)散滲透，能成倍地提高耐火村料的使用壽命。

◆應(yīng)用范圍廣，除石墨以外的其它耐火材料均可涂這種涂料。使用溫度高達(dá)2482℃。2)金屬構(gòu)件用陶瓷涂料：

◆是用水調(diào)制的硅酸鋁涂料，無(wú)毒、不可燃，可涂敷于電熱元件、輻射管、換熱器、料筐等表面。

特點(diǎn)：

◆不影響爐內(nèi)氣氛、被涂金屬的物理化學(xué)性質(zhì)和力學(xué)性能；

◆可防止被涂金屬氧化、脫碳或滲碳、化學(xué)侵蝕；

◆與金屬間的結(jié)合牢固，耐磨性良好；

◆經(jīng)固化處理之后，表面比基體更細(xì)密，可大幅度地提高金屬構(gòu)件的使用壽命(50％以上)。連續(xù)使用溫度1038℃，間斷使用可達(dá)1204℃。

3、保溫材料的作用? 為減少爐子熱傳導(dǎo)引起的熱損失，節(jié)省熱能，提高爐子的熱效率，改善勞動(dòng)條件，在砌筑中溫或高溫爐時(shí)，均在耐火層外需砌一層保溫材料。

4、爐用金屬材料的要求? 因爐內(nèi)構(gòu)件是在高溫下工作，承受一定載荷，并受高溫介質(zhì)的化學(xué)腐蝕，要求具有良好的抗高溫氧化性和高溫強(qiáng)度。所以要用耐熱鋼來(lái)制造。第四章

1、如何選擇熱處理電阻爐的基本類型？

.根據(jù)不同的金屬材料處理要求選用合適的熱處理電阻爐周期作業(yè)式熱處理電阻爐適用于多品種小批量生產(chǎn)而連續(xù)作業(yè)式電阻爐則適用于大批量生產(chǎn)投資大不易改變工藝。（1）箱式電阻加熱爐（分中高低三種）

中溫箱式電阻爐應(yīng)用于退火、正火、淬火、回火或固體滲碳等。高溫箱式電阻爐用于高速鋼或高合金鋼模具的淬火加熱。低溫箱式電阻爐多用于回火、無(wú)定型產(chǎn)品。

（2）井式電阻加熱爐：圓形，一股適用于細(xì)長(zhǎng)工件的退火、正火淬火及預(yù)熱等，與箱式爐相比，裝爐量少，生產(chǎn)效率地，常用語(yǔ)質(zhì)量要求較高的零件。中溫井式電阻爐主要用于質(zhì)量要求較高的細(xì)長(zhǎng)工件的熱處理。

低溫井式電阻爐廣泛用于鋼件的回火處理，也可用作有色金屬的熱處理。

1200℃高溫井式電阻爐：采用0Cr27Al7Mo2高溫鐵鉻鋁電熱元件加熱。適用于合金鋼長(zhǎng)桿件加熱。

1350℃高溫井式電阻爐：用碳化硅棒為電熱元件。適用于細(xì)長(zhǎng)高速鋼拉刀和高合金鋼長(zhǎng)桿件熱處理。

2、井式電阻加熱爐采取什么措施實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)的溫度均勻? 井式電阻加熱爐爐膛較深，為了爐膛均 勻加熱，常分區(qū)布置電熱元件，各區(qū)單獨(dú)供 電并控制溫度，還可以在爐蓋上裝風(fēng)扇，強(qiáng)迫爐氣對(duì)流循環(huán)，使加熱均勻。第五章

1、根據(jù)工件的特點(diǎn)等情況選擇合適的熱處理爐電阻爐? 既要滿足工藝及產(chǎn)量要求，又技術(shù)先 進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理。從以下六個(gè)方面考慮：

1.工件的特點(diǎn)（形狀，尺寸，質(zhì)量）：加 工細(xì)長(zhǎng)軸類工件，為防止變形宜用井式爐； 加工大中型鑄、鍛毛坯件的退火、正火、回 火等處理，宜用臺(tái)車爐；小型軸承鋼球、滾 子等則選用滾筒式爐。

2.技術(shù)要求：對(duì)加熱溫度、爐膛介質(zhì)、冷 卻速度、冷卻方式、表面狀態(tài)、允許變型量 等有特殊要求時(shí)，如皋合金鋼模具淬火需要 用高溫爐，精加工零件表面要求不氧化則需 要保護(hù)氣氛爐或真空爐（罩式爐），有表面 硬度及化學(xué)熱處理要求的則需滲碳、滲氮爐 等。

3.產(chǎn)量大小。生產(chǎn)量大、品種單

一、工藝 穩(wěn)定情況下，可考慮使用連續(xù)爐；產(chǎn)量不大、品種多、工藝變化大的則可考慮使用箱式爐 或箱式多用爐。

4.勞動(dòng)條件。提高機(jī)械化和自動(dòng)化水平，防止污染。如氣體滲碳時(shí)，處理有毒氣體，空氣流通。

5.爐子性能。爐溫均勻性、準(zhǔn)確性、控制 溫度以及升降溫速度、能耗指標(biāo)等，避免工 件變形。

6.其他因素：車間廠房結(jié)構(gòu)、地基、爐子 建造維修、維護(hù)、資金等，選用通用零件。

2、電熱元件的性能要求? 電熱元件的性能要求； 1.具有良好的耐熱性和性能要求 2.具有較 大的電阻率 3.具有較小的電阻溫度系數(shù)α 4.具有較小的熱膨脹系數(shù)5.具有良好的加工 性和焊接性能（電熱元件的連接）

2、電熱元件引出與焊接的要求? 采用成分與電熱元件相同或相近的焊 條，并嚴(yán)格按照焊接工藝規(guī)程進(jìn)行焊接。（鎳 鉻元件焊接性較好，可采用電弧焊或氣焊。鐵鉻鋁元件，一般質(zhì)量要求的可用電弧焊，質(zhì)量高要求較高時(shí)應(yīng)采用氬弧焊。）元件各 部分之間的焊接常采用搭焊，元件與引出棒 之間采用鉆孔焊或銑槽焊。第六章

1、燃料燃燒的階段，每個(gè)階段的作用；

1.混合：可燃?xì)怏w與空氣中的氧適當(dāng)混合 是燃燒的前提，燃料燃燒速度，主要取 決于混合速度。2.活化：將可燃物加熱到著火溫度，混合 物活化后才能順利燃燒。3.燃燒反應(yīng)：混合物中的可燃成分急劇與 氧反應(yīng)形成火焰放出大量的熱和強(qiáng)烈的 光的過(guò)程。

2、回火和托火的原因； 回火：可燃?xì)鈬姵鏊俣鹊陀诨鹧鎮(zhèn)鞑ニ俣?脫火：可燃?xì)鈬姵鏊俣却笥诨鹧鎮(zhèn)鞑ニ俣?無(wú)焰燒嘴和有焰燒嘴燃燒特點(diǎn)；

3、無(wú)焰燒嘴和有焰燒嘴燃燒特點(diǎn)； 無(wú)焰：這類燒嘴的燃燒方式式煤氣與空氣預(yù) 先在燒嘴內(nèi)進(jìn)行均勻混合，而后噴出進(jìn)行燃 燒嘴。很易發(fā)生“回火”，甚至有爆炸的危 險(xiǎn) 有焰：這類燒嘴燃燒方法是煤氣與空氣全部 或大部分在燒嘴外混合，邊混合邊燃燒，可 見較長(zhǎng)火焰。不易回火，但管道系統(tǒng)以及儀 表自調(diào)系統(tǒng)復(fù)雜。有焰式燒嘴結(jié)構(gòu)燒嘴若混合氣體噴出速 度過(guò)低會(huì)發(fā)生回火，過(guò)高則可能脫火。

4、提高燃燒爐熱效率的途徑？

1.減少煙氣帶走的熱量：Q 煙=B V n t 煙 c 煙，要減少煙氣帶走的熱量，則需降低煙氣溫 度t 煙或減少煙氣體積V 煙，即控制好過(guò)剩空 氣量

2.有效地利用煙氣余熱：（1）預(yù)熱空氣 或燃料氣；（2）預(yù)熱工件或輔助工具；（3）作為回火爐的熱源；（4）作為廢熱鍋爐生產(chǎn) 蒸氣 熱處理浴爐為何不能進(jìn)行退火處理；

第七章

1、熱處理浴爐為何不能進(jìn)行退火處理；

退火是將鋼加熱到至臨界點(diǎn) Ac1 以上 或以下溫度，保溫以后隨爐緩慢冷卻以獲得近于平衡狀態(tài)組織的熱處理工藝。而鹽浴 爐，鹽類在隨爐冷卻的時(shí)候，也由熔融狀態(tài) 變成固態(tài)，在凝固過(guò)程中，工件也在冷卻中 與鹽類結(jié)合在一起，難以取出，因此熱處理浴爐不能進(jìn)行退火處理。

2、啟動(dòng)電阻的作用？

由于固態(tài)鹽不導(dǎo)電，電極鹽浴爐不能利 用工作電極直接啟動(dòng)，啟動(dòng)時(shí)必須用啟動(dòng)電 阻，將熔鹽加熱到熔融狀態(tài)，鹽浴爐才能工作。

第八章

1、真空熱處理爐的優(yōu)點(diǎn)? 真空熱處理爐使工件具有不氧化、不脫 碳，處理后可保持表面光亮和原有色澤，表 面通常可不加工且工件不變形，提高了耐磨 性和使用壽命，并對(duì)工件有脫脂、脫氣作用。

2、離子氮化爐的工作原理? 離子滲氮爐包括爐體、真空系統(tǒng)、供氣 系統(tǒng)、測(cè)溫系統(tǒng)及控制系統(tǒng)組成。其工作原 理：工件放入爐內(nèi)作為陰極，爐體作為陽(yáng)極，抽真空到 13.3-1.33Pa 后再通入少量氨、氮 或 氮 氬 混 合 氣 體，使 爐 內(nèi) 壓 強(qiáng) 達(dá) 133-1333Pa，然后在兩極間施加一定電壓使 氮電離，氮電離后即以高速?zèng)_擊工件，離子 的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能將工件加熱至滲氮溫度。轟擊表面的一部分氮奪取電子喉直接滲入 工件表面，在工件表面上形成含氮很高的呈 蒸發(fā)狀態(tài)的FeN，并不斷向工件內(nèi)部擴(kuò)散，從而達(dá)到滲氮目的。（應(yīng)用：

1、機(jī)場(chǎng)驅(qū)鳥

2、加電場(chǎng)，防止?fàn)t體受離子沖擊）第九章

1、感應(yīng)熱處理爐的基本原理及中、高頻電流的特點(diǎn)；

原理：當(dāng)感應(yīng)器（施感導(dǎo)體）通過(guò)交變電流（交流變化）時(shí)，在其周圍產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，將工件放入交變磁場(chǎng)中，按電磁感應(yīng)定律，工件內(nèi)將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，感應(yīng) 電流做功，將工件加熱。

特點(diǎn)：（1）熱處理能源選擇的一般原則：熱源選擇用 電或是用燃料或是用何種燃料，一般應(yīng)從生 產(chǎn)成本、能源供應(yīng)情況、操作與控溫的難易 程度、熱處理工藝的特殊性以及環(huán)境保護(hù)等 幾個(gè)方面來(lái)綜合考慮。（2）以電為主，因地制宜。用電作為熱處理設(shè) 備熱源具有許多優(yōu)點(diǎn)： ?隨著水電和核電比例的增加，用電成 本有逐漸下降的趨勢(shì)； ?用電對(duì)環(huán)境不造成污染，有利于創(chuàng)造 良好的熱處理環(huán)境；?用電熱處理設(shè)備控溫容易可靠；④新型的熱處理設(shè)備如電子束加熱設(shè)備，激光加熱設(shè)備等都可以以電為能源。第十章

1、根據(jù)平衡常數(shù)判斷氣體與鋼發(fā)生的是氧化還是還原反應(yīng)?

第十一章

第十二章

1、熱處理節(jié)能途徑；

熱處理節(jié)能途徑； 1.從設(shè)備入手，重點(diǎn)進(jìn)行新型熱處理設(shè)備 的研制、推廣、應(yīng)用和進(jìn)行舊設(shè)備的全 面技術(shù)改造。2.推廣節(jié)能熱處理工藝及材料的研究與應(yīng)用。從實(shí)際出發(fā)，優(yōu)選熱處理工藝方案 的原則有：（1）.合理選擇零件材料，簡(jiǎn)化熱處理工藝；（2 根據(jù)零件的實(shí)際服役條件，合理選擇處 理工藝；（3）根據(jù)不同材料合理確定保溫時(shí)間，達(dá) 到縮短加熱時(shí)間的目的4）提高加熱溫度，縮短加熱時(shí)間（5）充分利用淬火余熱或采用等溫淬火工 藝實(shí)現(xiàn)自回火，酌情省去回火工藝；（6）根據(jù)零件與整機(jī)壽命配比，酌情減少 硬化層深度；（7）鍛造余熱熱處理 3.熱處理生產(chǎn)的節(jié)能管理。

2、熱處理能源選擇的原則；（1）熱處理能源選擇的一般原則：熱源選擇用電或是用燃料或是用何種燃料，一般應(yīng)從生 產(chǎn)成本、能源供應(yīng)情況、操作與控溫的難易程度、熱處理工藝的特殊性以及環(huán)境保護(hù)等幾個(gè)方面來(lái)綜合考慮。（2）以電為主，因地制宜。用電作為熱處理設(shè) 備熱源具有許多優(yōu)點(diǎn)：

1、隨著水電和核電比例的增加，用電成 本有逐漸下降的趨勢(shì)；

2、用電對(duì)環(huán)境不造成污染，有利于創(chuàng)造 良好的熱處理環(huán)境；

3、用電熱處理設(shè)備控溫容易可靠；

4、新型的熱處理設(shè)備如電子束加熱設(shè)備，激光加熱設(shè)備等都可以以電為能源。

第十三章

煉鐵煉鋼設(shè)備、工藝原理

第十四章

連鑄連扎工藝流程及其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

第十五章

常見的塑性成形設(shè)備和原理

試卷結(jié)構(gòu)：

第一大題填空題，1分×10空＝10分 第二大題論述題，6分×10題＝60分； 第三大題論述題，15分×2題＝30分；

答疑時(shí)間，周一~四上午10點(diǎn)～12點(diǎn)，地點(diǎn)工學(xué)四號(hào)館420，先聯(lián)系是否在辦公室***，答疑郵箱：dahutu985@163.com

第三篇：專業(yè)介紹-金屬材料及熱處理技術(shù)

金屬材料及熱處理技術(shù)專業(yè)招生宣傳

1.就業(yè)有保障，國(guó)企央企收入高。2.師資隊(duì)伍強(qiáng)，教學(xué)水平高。3.龍頭專業(yè)領(lǐng)跑，實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)效果好。4.訂單式培養(yǎng)，學(xué)生技能強(qiáng)。5.專業(yè)風(fēng)氣好，學(xué)生素質(zhì)棒。

6.專業(yè)對(duì)口率高，學(xué)一行干一行，職業(yè)發(fā)展好。

金屬材料及熱處理技術(shù)

一、培養(yǎng)目標(biāo)

該專業(yè)培養(yǎng)掌握專業(yè)所需要的基礎(chǔ)知識(shí)、基本理論和操作技能，了解金屬壓力加工行業(yè)管理基礎(chǔ)知識(shí)，具有較強(qiáng)實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神，具備該專業(yè)的綜合職業(yè)能力和素質(zhì)，能適應(yīng)生產(chǎn)、建設(shè)、管理、服務(wù)第一線需要的高技能人才。

二、專業(yè)特色

該專業(yè)以首鋼為依托，堅(jiān)持工學(xué)結(jié)合的訂單式人才培養(yǎng)模式，培養(yǎng)的學(xué)生具有金屬材料加工和機(jī)、電、液壓控制技術(shù)等方面的知識(shí)和技能，擇業(yè)面寬、適應(yīng)能力強(qiáng)。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明：每年該專業(yè)的就業(yè)率都達(dá)到100%，專業(yè)對(duì)口率90%以上。近幾年，該專業(yè)畢業(yè)生都提前半年被首鋼遷鋼公司、首鋼首秦公司、首鋼京唐公司等簽約，各用人單位對(duì)本專業(yè)畢業(yè)生的素質(zhì)和能力均給予了高度評(píng)價(jià)。

三、核心課程

金屬學(xué)及熱處理、機(jī)械工程基礎(chǔ)、工程制圖、電氣技術(shù)、金屬塑性變形與軋制理論、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)等。板帶鋼生產(chǎn)、加熱工藝與設(shè)備、型線材與管材生產(chǎn)、控制軋制和控制冷卻技術(shù)、軋鋼機(jī)械設(shè)備、車間設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、專業(yè)英語(yǔ)、新技術(shù)講座等。

四、畢業(yè)后可適應(yīng)的工作范圍

在金屬材料和熱處理行業(yè)從事：原料準(zhǔn)備、鋼坯加熱、鋼材軋制、熱處理、鋼材精整、質(zhì)量檢驗(yàn)與控制、設(shè)備安裝與維護(hù)、車間生產(chǎn)與管理、產(chǎn)品銷售、計(jì)算機(jī)控制與維護(hù)等工作。適合的工作崗位有技術(shù)員、工藝員、生產(chǎn)操作員、設(shè)備員、質(zhì)量檢驗(yàn)員、材料員、營(yíng)銷員、生產(chǎn)組織及管理的工段長(zhǎng)、班組長(zhǎng)等。

五、畢業(yè)生所需取得證書

該專業(yè)學(xué)生畢業(yè)時(shí)取得高等職業(yè)教育學(xué)歷證書和軋鋼生產(chǎn)相關(guān)崗位的中、高級(jí)工職業(yè)技能證書。

第四篇：金屬熱處理的工藝過(guò)程介紹

金屬熱處理的工藝過(guò)程介紹 熱處理工藝一般包括加熱、保溫、冷卻三個(gè)過(guò)程，有時(shí)只有加熱和冷卻兩個(gè)過(guò)程。這些過(guò)程互相銜接，不可間斷。

加熱是熱處理的重要工序之一。金屬熱處理的加熱方法很多，最早是采用木炭和煤作為熱源，進(jìn)而應(yīng)用液體和氣體燃料。電的應(yīng)用使加熱易于控制，且無(wú)環(huán)境污染。利用這些熱源可以直接加熱，也可以通過(guò)熔融的鹽或金屬，以至浮動(dòng)粒子進(jìn)行間接加熱。

金屬加熱時(shí)，工件暴露在空氣中，常常發(fā)生氧化、脫碳(即鋼鐵零件表面碳含量降低)，這對(duì)于熱處理后零件的表面性能有很不利的影響。因而金屬通常應(yīng)在可控氣氛或保護(hù)氣氛中、熔融鹽中和真空中加熱，也可用涂料或包裝方法進(jìn)行保護(hù)加熱。，是保證熱處理質(zhì)量的主要問(wèn)題。加熱溫度隨被處理的金屬材料和熱處理的目的不同而異，但一般都是加熱到相變溫度以上，以獲得高溫組織。另外轉(zhuǎn)變需要一定的時(shí)間，因此當(dāng)金屬工件表面達(dá)到要求的加熱溫度時(shí)，還須在此溫度保持一定時(shí)間，使內(nèi)外溫度一致，使顯微組織轉(zhuǎn)變完全，這段時(shí)間稱為保溫時(shí)間。采用高能密度加熱和表面熱處理時(shí)，加熱速度極快，一般就沒(méi)有保溫時(shí)間，而化學(xué)熱處理的保溫時(shí)間往往較長(zhǎng)。

冷卻也是熱處理工藝過(guò)程中不可缺少的步驟，冷卻方法因工藝不同而不同，主要是控制冷卻速度。一般退火的冷卻速度最慢，正火的冷卻速度較快，淬火的冷卻速度更快。但還因鋼種不同而有不同的要求，例如空硬鋼就可以用正火一樣的冷卻速度進(jìn)行淬硬。

金屬熱處理工藝大體可分為整體熱處理、表面熱處理和化學(xué)熱處理三大類。根據(jù)加熱介質(zhì)、加熱溫度和冷卻方法的不同，每一大類又可區(qū)分為若干不同的熱處理工藝。同一種金屬采用不同的熱處理工藝，可獲得不同的組織，從而具有不同的性能。鋼鐵是工業(yè)上應(yīng)用最廣的金屬，而且鋼鐵顯微組織也最為復(fù)雜，因此鋼鐵熱處理工藝種類繁多。

鋼鐵整體熱處理大致有退火、正火、淬火和回火四種基本工藝。

退火是將工件加熱到適當(dāng)溫度，根據(jù)材料和工件尺寸采用不同的保溫時(shí)間，然后進(jìn)行緩慢冷卻，目的是使金屬內(nèi)部組織達(dá)到或接近平衡狀態(tài)，獲得良好的工藝性能和使用性能，或者為進(jìn)一步淬火作組織準(zhǔn)備。正火是將工件加熱到適宜的溫度后在空氣中冷卻，正火的效果同退火相似，只是得到的組織更細(xì)，常用于改善材料的切削性能，也有時(shí)用于對(duì)一些要求不高的零件作為最終熱處理。

淬火是將工件加熱保溫后，在水、油或其他無(wú)機(jī)鹽、有機(jī)水溶液等淬冷介質(zhì)中快速冷卻。淬火后鋼件變硬，但同時(shí)變脆。為了降低鋼件的脆性，將淬火后的鋼件在高于室溫而低于650℃的某一適當(dāng)溫度進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的保溫，再進(jìn)行冷卻，這種工藝稱為回火。退火、正火、淬火、回火是整體熱處理中的“四把火”，其中的淬火與回火關(guān)系密切，常常配合使用，缺一不可。

“四把火”隨著加熱溫度和冷卻方式的不同。為了獲得一定的強(qiáng)度和韌性，把淬火和高溫回火結(jié)合起來(lái)的工藝，稱為調(diào)質(zhì)。某些合金淬火形成過(guò)飽和固溶體后，將其置于室溫或稍高的適當(dāng)溫度下保持較長(zhǎng)時(shí)間，以提高合金的硬度、強(qiáng)度或電性磁性等。這樣的熱處理工藝稱為時(shí)效處理。把壓力加工形變與熱處理有效而緊密地結(jié)合起來(lái)進(jìn)行，使工件獲得很好的強(qiáng)度、韌性配合的方法稱為形變熱處理；在負(fù)壓氣氛或真空中進(jìn)行的熱處理稱為真空熱處理，它不僅能使工件不氧化，不脫碳，保持處理后工件表面光潔，提高工件的性能，還可以通入滲劑進(jìn)行化學(xué)熱處理。

使過(guò)多的熱量傳入工件內(nèi)部，使用的熱源須具有高的能量密度，即在單位面積的工件上給予較大的熱能，使工件表層或局部能短時(shí)或瞬時(shí)達(dá)到高溫。表面熱處理的主要方法有火焰淬火和感應(yīng)加熱熱處理，常用的熱源有氧乙炔或氧丙烷等火焰、感應(yīng)電流、激光和電子束等。

不同之處是后者改變了工件表層的化學(xué)成分。化學(xué)熱處理是將工件放在含碳、氮或其他合金元素的介質(zhì)(氣體、液體、固體)中加熱，保溫較長(zhǎng)時(shí)間，從而使工件表層滲入碳、氮、硼和鉻等元素。滲入元素后，有時(shí)還要進(jìn)行其他熱處理工藝如淬火及回火。化學(xué)熱處理的主要方法有滲碳、滲氮、滲金屬。

熱處理是機(jī)械零件和工模具制造過(guò)程中的重要工序之一。大體來(lái)說(shuō)，它可以保證和提高工件的各種性能，如耐磨、耐腐蝕等。還可以改善毛坯的組織和應(yīng)力狀態(tài)，以利于進(jìn)行各種冷、熱加工。

例如白口鑄鐵經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間退火處理可以獲得可鍛鑄鐵，提高塑性 壽命可以比不經(jīng)熱處理的齒輪成倍或幾十倍地提高；另外，價(jià)廉的碳鋼通過(guò)滲入某些合金元素就具有某些價(jià)昂的合金鋼性能，可以代替某些耐熱鋼、不銹鋼 ；工模具則幾乎全部需要經(jīng)過(guò)熱處理方可使用。

第五篇：熱處理

1．退火：指金屬材料加熱到適當(dāng)?shù)臏囟龋３忠欢ǖ臅r(shí)間，然后緩慢冷卻的熱處理工藝。常見的退火工藝有：再結(jié)晶退火、去應(yīng)力退火、球化退火、完全退火等。退火的目的：主要是降低金屬材料的硬度，提高塑性，以利切削加工或壓力加工，減少殘余應(yīng)力，提高組 織和成分的均勻化，或?yàn)楹蟮罒崽幚碜骱媒M織準(zhǔn)備等。

2．正火：指將鋼材或鋼件加熱到或（鋼的上臨界點(diǎn)溫度）以上，30～50℃保持適當(dāng)時(shí)間后，在靜止的空氣中冷卻的熱處理的工藝。正火的目的：主要是提高低碳鋼的 力學(xué)性能，改善切削加工性，細(xì)化晶粒，消除組織缺陷，為后道熱處理作好組織準(zhǔn)備等。

3．淬火：指將鋼件加熱到 Ac3 或 Ac1（鋼的下臨界點(diǎn)溫度）以上某一溫度，保持一 定的時(shí)間，然后以適當(dāng)?shù)睦鋮s速度，獲得馬氏體（或貝氏體）組織的熱處理工藝。常見的淬 火工藝有鹽浴淬火，馬氏體分級(jí)淬火，貝氏體等溫淬火，表面淬火和局部淬火等。淬火的目 的：使鋼件獲得所需的馬氏體組織，提高工件的硬度，強(qiáng)度和耐磨性，為后道熱處理作好組 織準(zhǔn)備等。

4．回火：指鋼件經(jīng)淬硬后，再加熱到 Ac1 以下的某一溫度，保溫一定時(shí)間，然后冷 卻到室溫的熱處理工藝。常見的回火工藝有：低溫回火，中溫回火，高溫回火和多次回火等。

回火的目的：主要是消除鋼件在淬火時(shí)所產(chǎn)生的應(yīng)力，使鋼件具有高的硬度和耐磨性外，并 具有所需要的塑性和韌性等。

5．調(diào)質(zhì)：指將鋼材或鋼件進(jìn)行淬火及高溫回火的復(fù)合熱處理工藝。使用于調(diào)質(zhì)處理的鋼稱調(diào)質(zhì)鋼。它一般是指中碳結(jié)構(gòu)鋼和中碳合金結(jié)構(gòu)鋼。

6．滲碳：滲碳是指使碳原子滲入到鋼表面層的過(guò)程。也是使低碳鋼的工件具有高碳鋼的表面層，再經(jīng)過(guò)淬火和低溫回火，使工件的表面層具有高硬度和耐磨性，而工件的中心部分仍然保持著低碳鋼的韌性和塑性。

3.固溶熱處理：將合金加熱至高溫單相區(qū)恒溫保持，使過(guò)剩相充分溶解到固溶體中，然后快速冷卻，以得到過(guò)飽和固溶體的熱處理工藝

4.時(shí)效：合金經(jīng)固溶熱處理或冷塑性形變后，在室溫放置或稍高于室溫保持時(shí)，其性能隨時(shí)間而變化的現(xiàn)象。

5.固溶處理：使合金中各種相充分溶解，強(qiáng)化固溶體并提高韌性及抗蝕性能，消除應(yīng)力與軟化，以便繼續(xù)加工成型

6.時(shí)效處理：在強(qiáng)化相析出的溫度加熱并保溫，使強(qiáng)化相沉淀析出，得以硬化，提高強(qiáng)度

9.鋼的碳氮共滲：碳氮共滲是向鋼的表層同時(shí)滲入碳和氮的過(guò)程。習(xí)慣上碳氮共滲又稱為氰化，目前以中溫氣體碳氮共滲和低溫氣體碳氮共滲(即氣體軟氮化)應(yīng)用較為廣泛。中溫氣體碳氮共滲的主要目的是提高鋼的硬度，耐磨性和疲勞強(qiáng)度。低溫氣體碳氮共滲以滲氮為主，其主要目的是提高鋼的耐磨性和抗咬合性。

11.釬焊：用釬料將兩種工件粘合在一起的熱處理工藝