热处理题及答案

1、1、判断下列说法是否正确：（ 1）钢在奥氏体化后，冷却时形成的组织主要取决于钢的加热温度。错误，钢在奥氏体化后，冷却时形成的组织主要取决于钢的冷却速度。（ 2）低碳钢与高碳钢工件为了便于切削加工，可预先进行球化退火。错误，低碳钢工件为了便于切削加工，预先进行热处理应进行正火（提高 硬度）或完全退火。而高碳钢工件则应进行球化退火（若网状渗碳体严重则在 球化退火前增加一次正火），其目的都是为了将硬度调整到HB200左右并细化晶粒、均匀组织、消除网状渗碳体。（3）钢的实际晶粒度主要取决于钢在加热后的冷却速度。错误，钢的实际晶粒度主要取决于钢的加热温度。（4）过冷奥氏体冷却速度快，钢冷却后的硬度越高错

2、误，钢的硬度主要取决于含碳量。（5）钢中合金元素越多，钢淬火后的硬度越高错误，钢的硬度主要取决于含碳量。（6）同一钢种在相同加热条件下，水淬比油淬的淬透性好，小件比大件的 淬透性好。正确。同一钢种，其C曲线是一定的，因此，冷速快或工件小容易淬成马 氏体。（ 7）钢经过淬火后是处于硬脆状态。基本正确，低碳马氏体韧性要好些，而高碳马氏体硬而脆。（8）冷却速度越快，马氏体的转变点 Ms和Mf越低。正确。(9) 淬火钢回火后的性能主要取决于回火后的冷却速度。错误，淬火钢回火后的性能主要取决于回火温度。(10) 钢中的含碳量就等于马氏体的含碳量错误，钢中的含碳量是否等于马氏体的含碳量，要看加热温度。完全

3、奥氏 体化时，钢的含碳量等于奥氏体含碳量，淬火后即为马氏体含碳量。如果是部 分奥氏体化，钢的含碳量一部分溶入奥氏体，一部分是未溶碳化物，从而可以 减轻马氏体因含碳量过高的脆性，也能细化晶粒，此时马氏体含碳量要低于钢 的含糖碳量。2、将含碳量为1.2%的两个试件，分别加热到760C和900C，保温时间相 同，达到平衡状态后以大于临界冷速的速度快速冷却至室温。问：(1) 哪个温度的试件淬火后晶粒粗大。900 C粗大，处于完全奥氏体化 区，对于过共析钢易造成晶粒粗大。(2) 哪个温度的试件淬火后未溶碳化物较少。900C，处于完全奥氏体化 区。(3) 哪个温度的试件淬火后马氏体的含碳量较多。900C，

4、处于完全奥氏 体化区，奥氏体的含碳量即为马氏体含碳量。(4) 哪个温度的试件淬火后残余奥氏体量多。900C，奥氏体的含碳量越 高， Ms 和 Mf 就越低，残余奥氏体量就越多。(5) 哪个试件的淬火温度较为合理，为什么？ 760C，处于部分奥氏体化 区，加热组织为奥氏体 +未溶碳化物(阻碍晶粒长大)，晶粒细小。同时控制了 奥氏体含碳量，也就控制了马氏体含碳量，降低了马氏体脆性。淬火组织：马氏体 +未溶碳化物 +残余奥氏体，保证了强度、硬度。3、将20钢和60钢同时加热到860C，并保温相同的时间，问那种钢奥氏体晶 粒粗大些 ?20钢和 60 钢都属于亚共析钢，一般加热时要求完全奥氏体化，加热

5、温度应在 A3 以上。依据铁碳相图，20钢含碳量低，A3点高，60钢，含碳量高，A3点低，因 此，同样加热到860C，并保温相同的时间,60钢过热度大，晶粒容易粗大。4、指出10mm的45钢经下列温度加热并水冷后获得的组织700 C 760 C 860 C700 C加热，在A1以下，没有相变，水冷仍为 F+P760 C加热，在A1A3之间，加热组织：F+A， xx， F+M860C加热，在A3以上，加热组织A,水冷，M5、指出下列钢件正火的主要目的：20钢齿轮，45钢小轴，T12钢锂刀20 钢齿轮： 20钢，含碳量低，硬度低，通过正火（空冷）使得珠光体片间距减小即形成索氏体或屈氏体，以提高硬度

6、（HB200左右），满足切削加工的要求。45 钢小轴： 45 钢，含碳量适中，综合机械性能好，因此利用正火，即可作 为最终热处理，满足小轴的使用要求。T12钢锂刀：含碳量 1.2%，若采用退火会产生网状渗碳体，一般采用正火，利用快冷 （空冷），使得渗碳体网析出不完整，再配合球化退火，以彻底消除网状渗碳 体。6、指出下列工件淬火及回火温度 ,并说明回火组织和硬度 :淬火A3以上（860C），回火600C （高温回火）。回火组织：s 回，HRC25（2）65 钢弹簧淬火A3以上（840C），回火400C （中温回火）。回火组织：T 回， HRC40（3）T8钢锂刀淬火A1以上（780C），回火20

7、0C （低温回火）。回火组织：M 回 +未溶碳化物 +少量残余奥氏体， HRC60。7、解释索氏体和回火索氏体 ,马氏体和回火马氏体的主要区别。回火组织，淬火后高温回火，碳化物从过饱和F中正火组织：xxS:属于细珠光析出，称为回火索氏体S回，呈粒状渗碳体，塑、体，其中渗碳体呈片状。韧性更好回火组织 :淬火后低温回火，碳化物开始从 M 中淬火组织 :xx:过饱和 F 析出，成为 M 回。保持高硬度，消除内应力，改善脆性。8、45钢调质后的硬度为240HBS若再进行200C回火，硬度能否提高？为什么？亥钢经淬火和低温回火后硬度 57HRC若再进行高温回火，其硬度可否降 低，为什么？45钢调质后的硬

8、度为240HBS若再进行200C回火，不能提高硬 度。因为，回火温度越高，硬度下降越多，而调质工艺就是淬火+高温回火，碳化物已经析出，铁素体回复，硬度已经下降了，不能再升高。该钢经淬火和低温回火后硬度 57HRC,若再进行高温回火，硬度可以。因 为，回火温度越高，硬度下降越多。亥钢经低温回火，组织是回火马氏体，碳 化物还未析出，存在过饱和，因此，可继续提高回火温度，使得硬度降低。这 也是为何经低温回火处理的碳素工具钢，不能使用很高的切削速度的原因。高 速切削，摩擦生热，切削温度高于低于回火温度后，就相当于继续回火。9、T12钢经760C加热后，按照图3-26所示的冷却方式进行冷却。问它们各获得

9、何种组织？并比较它们的硬度。（图3-26：庞国星教材 P70）冷速1：相当于xx,组织：XX+未溶碳化物+残余XX，硬度：HRC60冷速2:相当于油冷，组织：索氏体 +未溶碳化物 +马氏体 +残余奥氏体，硬度：不均匀。冷速 3：相当于炉冷，组织：XX+未溶碳化物（二次渗碳体）硬度：HRC20-30冷速4:同冷速3。已经通过转变完成线，保温时间的延长，不影 响组织，但可能晶粒粗大。10、一根直径为6mm的45钢棒，先经860C淬火，160C低温回火后的硬 度55HRC然后从一端加热，使钢棒各点达到如图 3-27，所示温度，问：（图3-27：庞国星教材P70） 45钢棒，先经860C淬火，160C

10、低温回火后 的硬度55HRC组织：回火 XX（ 1）各点的组织是什么？150C 点：低于160C，组织不变，回火xx550 C 点：高于160C，低于A1线，相当于高温回火，组织：回火 XX。750 C 点:高于 A1 线，相当于重新加热，部分奥氏体化，组织：xx+铁素体。840 C 点：高于 A3 线，完全 xx 化，组织:xx。950 C 点：高于 A3 线，完全 xx 化，组织：粗大 xx。（2）从各点的图示温度缓冷到室温后的组织是什么？150C 点：低于 1 60 C ，缓冷到室温后，组织不变，回火马氏体550 C 点：高于160C，低于A1线，相当于高温回火，缓冷到室温后，组织： 回

11、火 xx。750 C 点：高于 A1 线，相当于重新加热，部分奥氏体化，缓冷到室温后，组织： 珠光体 +铁素体。840 C 点：高于A3线，完全xx化，组织：XX。缓冷到室温后，组织:珠光体 +铁素体。950 C 点：高于 A3 线，完全 xx 化，组织：粗大XX。缓冷到室温后，组织：珠光体 +铁素体。 （3）从各点的图示温度水冷到室温后的组织是什么？150C 点：低于160C，水冷到室温后，组织不变，回火马氏体。550 C 点：高于160C，低于A1线，相当于高温回火，水冷到室温后，组织： 回火 XX。750 C 点：高于 A1 线，相当于重新加热，部分奥氏体化，水冷到室温后，组织： xx+

12、铁素体。840 C 点：高于 A3 线，完全 xx 化，组织：xx。 xx 到室温后，组织：xx950C 点：高于 A3 线，完全 xx 化，组织：粗大XX。XX到室温后，组织：粗大 xx11、解释T12和20CrMnTi钢的淬硬性和淬透性之区别钢的淬硬性取决于钢的含碳量（马氏体含碳量），T12:含碳量1.2%,20CrM nTi 钢含碳量0.2%，所以， T 1 2钢的淬硬性高，即淬火后获得马氏体的最高硬度高。钢的淬透性取决于C曲线的位置（过冷奥氏体区的大小， C越靠右侧越 好），20CrMnTi是合金钢，合金元素使得 C曲线显著右移，因此易于淬成马氏 体，淬透性好。12 、选择下列零件的热

13、处理方法，并编写简明的工艺路线（各零件均选用 锻造毛坯，且钢材具有足够淬透性）（ 1 ）某汽车变速齿轮，要求齿面耐磨，心部强韧，材料选用20 钢。锻造-正火-机加工-渗碳，淬火，低温回火 -精加工（ 2）某机床变速齿轮，要求齿面耐磨，心部强韧要求不高，选用45 钢锻造-完全退火 -机加工 -整体调质（淬火 +高温回火） -齿面高频表面淬 火，低温回火 -精加工（磨齿）（ 3）某车床主轴，要求良好的综合机械性能，轴颈部分要求耐磨其硬度 HRC50-55,其余部分硬度为HRC225,请选材，并选择热处理方法，简明的 工艺路线。选择 45 钢,锻造-完全退火 -机加工 -轴整体调质 -轴颈局部高频表面淬火,低温回火 -精加工（磨削）13、用 T12 钢制造锉刀和用 45 钢制造较重要的螺栓,工艺路线均为:锻造 热处理 机加工 热处理 精加工。对两工件:（ 1 ）说明预备的工艺方法和作用（ 2）制订最终热处理的工艺规范（加热温度、冷却介质），并