《金屬材料熱處理》思考題

7《金屬材料熱處理》思考題〔成型09級〕12章固態(tài)相變概論金屬固態(tài)相變的主要類型、特點金屬固態(tài)相變按〔1〕相變前后熱力學函數〔2〕〔3〕相變方式分為哪幾類？金屬固態(tài)相變主要有哪些變化？金屬固態(tài)相變有哪些特點？固態(tài)相變的驅動力和阻力包括什么？加以說明。固態(tài)相變的過程中形核和長大的方式是什么？加以說明。何謂熱處理？熱處理的目的是什么？熱處理在機械加工過程中作用有那些？熱處理與合金相圖有何關系？說明以下符號的物理意義及加熱速度和冷卻速度對他們的影響？Ａc1、Ａr1、Ａc3、Ａr3、Ａccm、Ａrcm一些概念：固態(tài)相變、熱處理、平衡轉變、不平衡轉變、同素異構轉變、多形性轉變、共析轉變、包析轉變、平衡脫溶沉淀、調幅分解、有序化轉變、偽共析轉變、馬氏體轉變、貝氏體轉變、塊狀轉變、不平衡脫溶沉淀、一級相變、二級相變、集中型相變、非集中型相變、半集中型相變、共格界面、半共格界面、非共格界面、慣習面、位向關系、應變能、界面能、過渡相、均勻形核、非均勻形核、晶界形核、位錯形核、空位形核、界面過程、傳質過程、協同型方式長大、非協同型方式長大、切變機制、臺階機制3章鋼的熱處理原理與工藝11、奧氏體的組織、構造和性能特點。2、從成分和工藝角度說明如何細化奧氏體晶粒?3．以碳集中的觀點說明奧氏體的長大機理。4、共析鋼的奧氏體的形成包括哪幾個過程？為什么說奧氏體形成是受碳集中掌握的？非共析鋼的奧氏體的形成與共析鋼的奧氏體的形成有何異同？為什么有剩余滲碳體溶解過程？5、影響奧氏體轉變速度的因素有哪些？如何影響？合金鋼的奧氏體轉變的有什么特點？6、影響奧氏體晶粒度的因素有哪些？如何影響？留意合金元素的影響。2試設計一種承受金相硬度法測定共析鋼TTT〔測定TTT〕請繪制含碳量為0.77%的鋼的過冷奧氏體等溫轉變圖，并答復以下問題：說明圖中各線、區(qū)的意義。C字形？該鋼的過冷奧氏體在高、中、低溫發(fā)生哪些轉變？轉變產物及組成是什么?各屬何種類型轉變？非共析鋼和共析鋼的TTT圖有什么區(qū)分?〔5〕鋼中的碳和合金元素對TTT圖有何影響?30.77%的鋼的過冷奧氏體連續(xù)冷卻轉變圖，并答復以下問題：說明圖中各線、區(qū)的意義。該圖為何無貝氏體轉變區(qū)？?非共析鋼和共析鋼的CCT圖有什么區(qū)分?何謂臨界淬火冷卻速度3珠光體有哪兩種根本形態(tài)？它們在力學性能上有何差異？珠光體的強度和塑性隨珠光體片層間距降低而增大，為什么？共析鋼的片狀珠光體形成有哪兩個根本過程? 非共析鋼和共析鋼的珠光體的形成有何異同點?簡述粒狀珠光體形成過程。獲得粒狀珠光體的方法。退火、正火的定義、目的和分類完全退火的定義、目的、工藝參數〔過共析鋼不能承受完全退火？〕等溫退火的定義、目的、工藝參數不完全退火的定義、目的、工藝參數球化退火的定義、目的、工藝參數、類型集中退火〔均勻化退火〕的定義、目的、工藝參數、類型去應力退火的定義、目的、工藝參數、類型再結晶退火的定義、目的、工藝參數、類型退火和正火的區(qū)分、選用退火或正火的方法4節(jié)馬氏體和馬氏體轉變的定義。馬氏體有哪兩種根本形態(tài)？它們在力學性能上有什么差異?為什么?比較低碳馬氏體和高碳馬氏體的組織形態(tài)、亞構造和力學性能。Ms點有什么物理意義？Ms點為什么很低？馬氏體的形成條件什么？馬氏體轉變有哪些主要特點？馬氏體的力學性能有何特點？為什么〔馬氏體相變強化機制〕?馬氏體的強度和韌性與含碳量及亞構造的有什么關系？什么叫淬火?淬火的目的和必要條件是什么?如何選擇〔亞共析鋼及過共析鋼〕淬火加熱溫度?剩余應力分類、形成緣由和變化規(guī)律、剩余應力分布淬火工藝參數選擇的原則、選擇的依據、確定的方法(亞共析碳鋼為什么要加熱到Ac3以上完全Ａ化后淬火呢？過共析鋼的淬火加熱溫度為什么選擇在Ac1～Ac345750℃淬火，硬度低的緣由。從獲得組織及性能方面考慮亞共析鋼及過共析鋼淬火加熱溫度應如何選擇？如何選擇淬火法淬透性、淬硬性與淬硬層深度的區(qū)分淬火加熱時有哪些缺陷？如何防止？14.有退火態(tài)的45鋼〔臨界點Ac1=730℃，Ac3=780℃〕T12A鋼〔臨界點Ac=730℃、Accm=820℃〕的試樣,700℃，750℃，850℃保溫后淬水，相應得到什么組織?你認為哪個溫度適合淬火加熱溫度？含碳量為1.2%的碳鋼，其原始組織為片狀珠光體和網狀滲碳體，欲得到回火馬氏體和粒狀碳化物組織，〔Ac1=730℃,Accm=830℃〕比較45鋼分別加熱到700℃、750℃和840℃水冷后硬度值的凹凸，并說明緣由。5節(jié)1、淬火鋼在回火過程中組織變化如何？2、淬火鋼在回火過程中力學性能發(fā)生什么變化？3、回火類型有哪些? 回火后的組織形態(tài)和性能有什么特點?〔說明回火的溫度范圍、回火后的組織和性能有什么特點？〕4、淬火鋼在回火過程中碳化物的轉變方式有哪幾種？試舉例說明。5、何謂第一、其次類回火脆性？它們各有什么特征？如何避開或消退？6、對碳鋼承受何種熱處理工藝可獲得(a)索氏體；(b)回火索氏體，并說明這兩種組織形態(tài)、力學性能和熱處理工藝上有何差異。6節(jié)1上貝氏體和下貝氏體在組織形態(tài)和力學性能上有什么差異？比較上貝氏體和下貝氏體的組織形態(tài)。貝氏體的形成機理。在實際生產中常承受等溫淬火的方法得到下貝氏體組織，而不是上貝氏體組織,為什么?魏氏組織對鋼的力學性能的影響。比較珠光體轉變、馬氏體轉變、貝氏體轉變的形成溫度、轉變過程、領先相、切變共格性、集中性、轉變的完全性、轉變的產物及其形態(tài)和組成、產物的硬度。試就合金元素對鋼的鐵素體性能影響，碳化物形成傾向，淬透性，回火穩(wěn)定性，回火脆性，奧氏體晶粒長大傾向等六個方面總結下述元素在鋼中所起的作用：Si，Mn,Cr,Mo,V,Ti,Ni7節(jié)1、以氣體滲碳為例說明化學熱處理原理.2、外表淬火的定義、目的和特點。外表淬火與化學熱處理的區(qū)分3、滲碳、滲氮、碳氮共滲、滲硼的定義、滲層組織、性能特點Ф5mmT8760℃并保溫足夠時間，問承受什么樣的冷卻工藝可得到如下組織：珠光體，索氏體，托氏體，上貝氏體，下貝氏體，托氏體+馬氏體，馬氏體+少量剩余奧氏體。請畫出C曲線并在其上描繪出工藝曲線示意圖。20鋼齒輪；⑵45鋼小軸；⑶T12鋼銼刀。生產中常用增加鋼中珠光體量的方法來提高來亞共析鋼的強度，問用何種熱處理工藝？為什么？45→鍛造→正火→粗機械加工→調質→精機械加工→高頻感應加熱淬火+低溫回火→磨削。請說明各熱處理工序的目的及熱處理后的組織。9．選擇以下零件的熱處理方法并編寫簡明的工藝路線〔選用鍛造毛坯，且鋼材具有足夠的淬透性：⑴某機床變速箱齒輪〔模數m=4〕45鋼；⑵某機床主軸，要求有良好的綜合力學性能，軸頸局部要求耐磨50～55HR，材料選用45鋼；⑶鏜床鏜桿，在重載荷下工作，精度要求極高，并在滑動軸承中運轉，要求鏜桿外表有極高的硬度，心38CrMoAlA。⑷M12絲錐，要求刃部硬度為60～62HRC，柄部硬度為30～40HRC，材料選用T12A。說明經以下熱處理后的組織和性能〔綜合應用，結合現在學的局部〕38CrMoAlA〔〕〕調質處理后滲氮40Cr〔〕〔〕調質處理后軟氮化3〕調質處理后高頻淬火35CrMo、42CrMo〕〔〕調質處理后軟氮化〔3〕調質處理后高頻淬火9SiC、CrWMn、GCr151〕〔〕〔〕完全退火20鋼92℃滲碳后表層碳濃度為1.2〔〕〔〕〕〕低溫回火20Cr鋼制零件〔直徑為ф20mm〕930℃滲碳后表層碳濃度為1.0%，分別〔1〕〔2〕預冷淬火+低溫回火20Cr、18CrMnTi、20CrMnTi、30CrMnTi鋼制零件〔ф20mm〕碳氮共滲后〔1〕〔2〕淬火并低溫回火45鋼〔1〕〔2〕不完全退火65Mn、60Si2Mn淬火后中溫回火W18Cr4V、Cr12MoV、4Cr13奧氏體化后空冷第五局部比較概念奧氏體起始晶粒度、本質晶粒度和實際晶粒度片狀珠光體和粒狀珠光體珠光體、屈氏體和索氏體板條馬氏體和片狀馬氏體相變強化、固溶強化和時效強化奧氏體、過冷奧氏體和剩余奧氏體下貝氏體、高碳回火馬氏體和高碳馬氏體上貝氏體和下貝氏體索氏體和回火索氏體屈氏體、回火屈氏體粒狀珠光體、回火索氏體回火抗力、二次淬火和二次硬化原位析出和離位析出第一類回火脆性和其次類回火脆性TTT圖和CCT圖〔過冷奧氏體等溫轉變圖和過冷奧氏體連續(xù)冷卻轉變圖〕先共析鐵素體、無碳化物貝氏體和魏氏體鐵素體組織淬透性、淬硬性和淬透層深度熱應力、組織應力和剩余應力等溫冷卻轉變、等溫退火和等溫淬火外表淬火和化學熱處理調質處理與變質處理球化退火與完全退火完全退火與不完全退火正火與完全退火過熱與過燒6章鋼的合金化及其熱處理1、鋼材的分類方法，鋼材編號原則和方法2、合金元素在鋼中的存在形式、作用3〔1〕合金元素與鐵和碳的相互作用2〕合金元素對F－FC合金元素對鋼加熱轉變的影響〔〕合金元素對鋼過冷A5〕合金元素對鋼回火轉變的影響4、依據所學學問談談金屬材料如何獲得細小的晶粒？5、說明鉻、鉬元素在以下鋼中的作用：(1)35CrMo (2)38CrMoAlA (3)W6Mo5Cr4V2 (4)12Cr1MoV(5)5CrMnMo6、常用的鋼種:上課時列舉的鋼號7、構件用鋼的工作特點、性能要求和設計選擇原則8、一般低合金高強度鋼的合金化原則9、調質鋼的性能要求、成分和合金化〔合金化原則〕特點、常用牌號和熱處理特點.10、彈簧鋼鋼的性能要求、成分和合金化〔合金化原則〕.11、滾動軸承鋼的性能要求、成分和合金化〔合金化原則〕特點、常用牌號和熱處理特點.12、滲碳鋼的的性能要求、成分和合金化〔合金化原則〕.某廠生產的汽車變速齒輪承受20CrMnTi制造，其整個生產工藝路線如下：鍛造→正火→加工齒形→局部鍍銅→滲碳→預冷淬火→→低溫回火→噴丸→磨齒，問：(1)．該工藝路線中承受了幾種熱處理工藝？(2)．每種熱處理工藝的目的是什么？以CA—10B載重汽車變速箱中間軸的三檔齒輪為例〔齒輪材料為20CrMnTi〕說明滲碳鋼加工工藝。其加工工藝流程為：下料→鍛造→正火〔退火〕→機械加工齒形→滲碳〔930℃〕→預冷淬火〔830℃〕→低溫回火〔200℃〕→磨削精加工→裝配。請分析工藝路線，答復以下問題〔〕正火〔或退火〕〔2〕滲碳的目的，預冷淬火后的組織〔3〕低溫回火的目的、回火后的組織和性能。有一塑料模具型腔較為簡單,要求有肯定的強度和耐磨性,承受20CrMnTi鋼制造,其工藝路線如下:下料―→鍛造―→熱處理1`―→粗加工―→高溫回火―→加工成形―→熱處理2請分,〔〕熱處理1的工藝類型、目的、組織及性能2〕熱處理2規(guī)程及處理后的組織和性能特點〔3〕高溫回火的目的調質鋼零件的熱處理例如某型號車床主軸為多階梯中小尺寸軸，工作時承受交變彎曲和扭轉應力，有時有沖擊作用，花鍵等局部常有磕碰或相對滑動，其屬于中速中載有滾動軸承的工作軸，可選45鋼或40Cr鋼。其加工工藝路線為：下料--鍛造--預備熱處理--粗加工--調質--銑鍵槽--局部感應淬火--磨削精加工--裝配?！?〕預備熱處理的目的、工藝類型及處理后的組織〔2〕調質處理的工藝、調質處理后的組織和性能〔3〕外表淬火的目的、組織和性能特點。17、曲軸〔45、42CrMo〕加工工藝路線為：下料—模鍛--預備熱處理--粗加工--調質--銑鍵槽--局部感應淬火--磨削精加工--裝配〔1〕預備熱處理的目的、工藝類型及處理后的組織〔2〕調質處理的工藝、調質處理〔3〕局部感應淬火的目的、組織和性能特點。18〔45W18Cr4V鋼加工工藝路線為→刃部回火―→尾部淬火―→精磨刃部―→發(fā)黑―→成品。19．某一機床齒輪選擇的材質為45鋼,其加工工藝路線如下:下料―→鍛造―→正火―→粗加工―→調質處請分析該工藝路線?答復以下問題〔〕正火的目的、工藝及正火后的組織〔2〕調質處理的工藝及處理后的組織和性能特點〔3〕外表淬火的目的、組織和性能特點。低溫回火的目的、工藝及組織。20、熱成形彈簧工藝路線為:扁鋼剪斷→加熱至奧氏體區(qū)、壓彎熱卷成型后淬火+中溫回火→噴丸→裝配。21GCr15123+冷處理4→低溫回火5→磨削→去應力回火6〔1〕正火1的目的、工藝及正火后的組織、硬度〔2〕球化退火2的目的、大致工藝及退火后的組織、硬度〔3〕淬火3的目的、工藝及淬火組織〔4〕冷處理4〔5〕回火5〔6〕6的目的和工藝。22、工模具鋼的的性能要求、成分和合金化〔合金化原則〕特點、常用牌號和熱處理特點。23、低合金工具鋼的性能要求、成分和合金化〔合金化原則〕特點、常用牌號和熱處理特點。24、冷變形模具鋼的性能要求、成分和合金化〔合金化原則〕特點、常用牌號和熱處理特點。25、熱變形模具鋼的性能要求、成分和合金化〔合金化原則〕特點、常用牌號和熱處理特點。26、分析高速鋼的合金化原則及熱處理特點.27、工具鋼的加工工藝過程：坯料——鍛造——預備熱處理——機械加工——最終熱處理——精加工及外表處理——裝配。28、GCr15鍛造--球化退火--機加工--粗磨--淬火+低溫回火--精磨--時效--涂油保存29、用某種W18Cr4V鋼制作刀具，其工藝路線:下料—→鍛造—→退火―→機械粗加工―→機械精加工―→淬火―→回火―→刃磨―→成品,試分析:〔1〕鋼中W、Cr、V的作用是什么?〔2〕對鋼進展鍛造的目的是什么?〔3〕說明退火工藝類型、目的、大致工藝及退火組織〔4〕淬火的目的是什么?工藝有什么特點?淬火組織是什么?〔5〕回火的目的是什么?工藝有什么特點?回火組織是什么?30、分析W6Mo5Cr4V2鋼的〔〔〕?〕工藝的特點，回火后的組織。為什么?31.用Cr12MoV鋼制作冷沖模,其工藝路線:下料—→退火―→粗加工―→精加工―→淬火―→回火―→線切割成型―→成品,試分析:〔1〕退火工藝類型、目的、大致工藝及退火組織〔2〕淬火的目的、工藝及淬火組織。〔3〕回火的目的、工藝及回火組織。32、塑料模具一般較簡單，制造本錢高，而原材料費用只占模具本錢的微小局部，因此一般優(yōu)先選用工藝性能好，性能穩(wěn)定的鋼種。塑料模具用鋼可分以下幾類：(1)適于冷擠壓成形的塑料模用鋼有工業(yè)純鐵和低碳鋼，10，15，20，20Cr鍛造--正火--粗加工成型--滲碳--淬火--回火--拋光--鍍鉻--拋光--裝配。(2)中小尺寸且不很簡單的塑料模具，可選用T7A、T10A、9Mn2V、CrWMn、Cr2鋼等。對于大尺寸且外形簡單4Cr5MoSiV鋼；在要求高耐磨性時也可承受Cr12MoV鋼。其加工工藝路線：鍛造--球化退火--粗加工--調質或高溫回火--精加工--淬火--回火--鉗工拋光--鍍鉻--拋光--裝配。例如：有一塑料模具型腔較為簡單,要求有肯定的強度和耐磨性，承受20CrMnTi鋼制造,其工藝路線如下:下1`2―→拋光―→鍍鉻―→成品--裝〔〕熱處理1〔〕熱處理2工藝規(guī)程及處理后的組織和性能特點〔3〕高溫回火的目的33、高錳耐磨鋼的合金化原則及熱處理特點.34、不銹鋼的合金化原則及熱處理特點.35、耐熱鋼的合金化原則及熱處理特點.36、如何提高耐熱鋼的熱穩(wěn)定性和熱強性?37、如何提高耐熱鋼的抗氧化性？38.以下構件和零件要求材料有哪些主要性能?選用何種材料(舉出牌號)?應選擇何種熱處理?截面積小的汽車板簧 模高大于400㎜的大型錘鍛模坦克履帶板軸承用鋼球 截面積較小的汽車板簧 齒輪高速切削的車刀 汽輪機動葉片 硝酸容器鋁型材熱擠壓模具 手工鋸條、木工工具 鍋爐外科手術刀 汽車拖拉機曲軸 大橋重要調質件,如螺栓齒輪等 氣輪機葉片 鐵道道岔外徑小于250㎜的軸承套 機床床身39、指出以下符號的含義，包括：鋼的種類，碳及合金元素的含量及其作用，熱處理特點，主要用途(指出以下鋼號的類別及應用，成分，常用的熱處理方法、各類鋼的使用狀態(tài)及使用狀態(tài)下的顯微組織和用途。)Q215-A·F16MnW18Cr4VCr17CrWMnQ255-B40Cr60Si2MnT840CrNiMo1520Cr12CrMoY40M