金属学及热处理习题参考答案(1-9章)

五、简答题:

1. T12钢加热到Ac1以上,用如图所示的a、b、c的三种方法冷却。 (1)a 和 c 是何种热处理工艺?

(2)a、b、c的三种方法冷却方式应得到的组织是什么?

回答要点 :(1)a:分级淬火;c:等温淬火。 (2)a: M+Ar;b: 下B+M+Ar;c: 下B。

2. 如图所示为共析钢C曲线图,说出图中各冷却曲

线对应的热处理方法及其最终组织。

回答要点:a: 单介质水淬,马氏体+残余奥氏体;b: 分级淬火,马氏体+残余奥氏体;c: 单介质油淬,屈氏体+马氏体+残余奥氏体;d: 等温淬火,下贝氏体;e: 正火,索氏体;f: 完全退火,珠光体;g: 等温退火,珠光体。

附加思考题:

1. 加热使钢的组织完全转变为奥氏体时,原始组织是粗粒状珠光体为好,还是以细片状珠光体为好?为什么?

2. 简述各种淬火方法及其使用范围。

3. 用示意图表示珠光体、索氏体、屈氏体、上贝氏体、下贝氏体和马氏体在显微镜下的形态特征。

4. 试述马氏体转变的基本特点。

5. 马氏体的本质是什么?它的硬度为什么很高?是什么因素决定了它的脆性? 6. 淬透性和淬透层深度有何联系与区别?影响钢件淬透层深度的主要因素是什么? 7. 正火与退火的主要区别是什么?生产中应如何选择正火与退火?

8. 确定下列钢件的退火方法,并指出退火目的及退火后的组织:

1) 经冷轧后的15钢钢板,要求降低硬度;(再结晶退火。目的:使变形晶粒重新转变为等轴晶粒,以消除加工硬化现象,降低了硬 度,消除内应力。细化晶粒,均匀组织,消除内应力,降低硬度以消除加工硬化现象。组织 : 等轴晶的大量铁素体和少量珠光体。) 2) ZG35发铸造齿轮;(完全退火。经铸造后的齿轮存在晶粒粗大并不均匀现象,且存在残余内应力。因此退火 目的:细化晶粒,均匀组织,消除内应力,降低硬度,改善切削加工性。组织:晶粒均匀细 小的铁素体和珠光体。

3) 锻造过热的60钢锻坯;(完全退火。由于锻造过热后组织晶粒剧烈粗化并分布不均匀,且存在残余内应力。因此 退火目的:细化晶粒,均匀组织,消除内应力,降低硬度,改善切削加工性。组织:晶粒均 匀细小的少量铁素体和大量珠光体。)

4) 改善T12钢的切削加工性能。(球化退火。由于T12钢坯里的渗碳体呈片状,因此不仅硬度高,难以切削加工,而且增大钢的脆性,容易产生淬火变形及开裂。通过球化退火,使层状渗碳体和网状渗碳体变为球 状渗碳体,以降低硬度,均匀组织、改善切削加工性。组织:粒状珠光体和球状渗碳体。)

9. 两个碳含量为1.2%的碳钢薄试样,分别加热到780℃和900℃并保温相同时间奥氏体化后,以大于淬火临界冷却速度的冷却速度冷至室温。试分析:

1) 两个温度加热淬火后马氏体晶粒粗细的比较、马氏体碳含量比较、残余奥氏体数量比较、未溶碳化物数量比较;2)你认为哪个温度加热淬火合适?为什么? 10.

指出下列工件的淬火及回火温度,并说明回火后获得的组织。

1) 45钢小轴(要求综合机械性能好);(840℃淬+500℃回,29HRC左右,回火索氏体;) 2) 60弹簧;(850℃淬+380℃回,42HRC左右,回火屈氏体;) 3) T12钢锉刀(800℃淬+200℃回,62HRC左右,回火马氏体。)。 11.

两根45钢制造的轴,直径分别为10㎜和100㎜,在水中淬火后,横截面上的组织

和硬度分布情况如何? 12.

用T10钢制造形状简单的车刀,其工艺路线为:锻造-热处理-机加工—热处理—

磨削加工。写出其中热处理工序的名称及其作用。

(热处理1要进行球化退火或正火处理,作用是在机加工的时候好加工容易切削。热处理2应该做淬火+低温回火,使T10钢有一定的硬度,从而提高车刀的加工性能。) 13. 14.

试说明表面淬火、渗碳、氮化处理工艺在选用钢种、性能、应用范围等方面的区别。 低碳钢(0.2%C)小件经930℃,5h渗碳后,表面碳含量增至1.0%,试分析以下处

理后表面层和心部的组织:

1) 渗碳后慢冷;

2) 渗碳后直接水淬并低温回火;

3) 有渗碳温度预冷到820℃,保温后水淬,再低温回火;

4) 渗碳后慢冷至室温,再加热到780℃,保温后水淬,再低温回火。

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