工程材料及成形技术基础复习(重点完整版)

1、一、二元相图的建立合金的结晶过程比纯金属复杂，常用相图进行分析，相图是用来表示合金系中各 金在缓冷条件下结晶过程的简明图解，又称状态图或平衡图。合金系是指由两个或两个以上元素按不同比例配制的一系列不同成分的合金。组元是指组成合金的最简单、最基本、能够独立存在的物质。多数情况下组元是指组成合金的元素。但对于既不发生分解、又不发生任何反应 的合物也可看作组元，如Fe-C合金中的Fe3C。相图由两条线构成，上面是液相线，下面是固相线。相图被两条线分为三个相区，液相线以上为液相区 L ,固相线以下为a固溶体区，两条线之间为两相共存的两相区（L+ a ）0（3）枝晶偏析 合金的结晶只有在缓慢冷却条件下才

2、能得到成分均匀的固溶体。但实际冷速较快，结晶时固相中的原子来不及扩散，使先结晶出的枝晶轴含有较多的高熔点元素（如Cu-Ni合金中的Ni）,后结晶的枝晶间含有较多的低熔点元素，如Cu-Ni合金中的Cu）。» - ',111 * 1,1.1匚nc在一个枝晶范围内或一个晶粒范围内成分不均匀的现象称作枝晶偏析。与冷速有关而 且与液固相线的间距有关。冷速越大，液固相线间距越大，枝晶偏析越严重枝晶偏析会影 响合金的力学、耐蚀、加工等性能。生产上常将铸件加热到固相线以下100-200 C长时间保温，以使原子充分扩散、成分均匀，消除枝晶偏析，这种热处理工艺称作扩散退火。2、二元共晶相图当两组

3、元在液态下完全互溶，在固态下有限互溶，并发生共晶反应时所构成的相图称 作共晶相图。以P b-Sn相图为例进行分析。1'DC10020D40SOConpcsnion Cm氓 Sn)-OFpQEilontais S门2D4060<EQTfi"OJaJ 三 Ea&llJ-二】tif -1'DO了 5n)(1)相图分析 相：相图中有 La、P三种相，a是溶质Sn在Pb中的固溶体，P是溶质Pb在Sn相区：相图中有三个单相区:L、a、P;三个两相区：L+l、L+P、a + P。中的固溶体。 液固相线：液相线 AEB固相线 ACEDB A B分别为Pb、Sn的熔点。

4、固溶线：溶解度点的连线称固溶线。相图中的CF DG线分别为Sn在Pb中和Pb在Sn中的固溶线。固溶体的溶解度随温度降低而下降。 共晶线：水平线CED叫做共晶线。在共晶线对应的温度下(183 C), E点成分的合金同时结晶出C点成分的a固溶体和D点成分的P固溶体，形成这两个相的机械混合物Le ? gc + Pd)在一定温度下，由一定成分的液相同时结晶出两个成分和结构都不相同的新固相的转变称作共晶转变或共晶反应。一、铁碳合金的组元和相1. 组元：Fe FesC2. 相 铁素体 碳在ot-Fe中的固溶体称铁素体， 用F或a表示碳在a -Fe中的 固溶体用0表示，体心立方间隙固溶体。铁素体的溶碳能力很

5、低，在727C时最大为0.0218%,室温下仅为0.0008%。铁素体的组织为多边形晶粒， 性能与纯铁相似。(2)奥氏体碳在Y-Fe中的固溶体称奥氏体。用A或Y表示。是面心立方晶格的间隙固溶体。溶碳能力比铁素体大，1148 C时最大为2.11%。组织为不规则多面体晶粒，晶界较直。强度低、塑性好，钢材热加工都在Y区进行，碳钢室温组织中无奥氏体。呎-p.-bA < -* 八' + i、但跖;:1"*« JBEbKw rin rC/Jrrs知，舆氏体（3）渗碳体（FesC）含碳6.69%，用Fe3C或Cm表示。FqjC硬度高、强度低 （cb上35MPa）,脆 性大，

6、塑性几乎为零。由于碳在a-Fe中的溶解度很小，因而常温下碳在铁碳合金扶索休钱素休亠二权濛買侔1400700WKf50040031KI1500J.nw121X1I '001000wo£”7% 匚KUOR（>.n2i8%C奥氐休+褸儼坤 '策氏体奥氏;$0AJ53rv fUW%C呃氏件.n4 "c 门."C-G/j/rc饮枳帚朋？tf* 一嶽 I 氏谄蝶偉tC：心肚'L+浮换件 T- F11<. 1t'Jt 一痣朮休讥枣懺悴处JU材能换策-丫知直侔， 菠LUW -氏一叢氏偉EA227X中主要以Fe3C或石墨的形式存在。200

7、00 fl.：0.4（ 0.W 101,52.05 04.05.06.0 勺丽詮碳帰【叩駅）%FeFe3C相图LL+A1148rAShGP+FiPC(A+珞技C )A+ :Lid Ld-i-FesC IFM If : A+Ld+Fc3C J,727°C0.0218%C 0.77%CFe(F-iFeC ) tIKf>: P-LtT+Fgi Uxf Ltf+gCri P +F旳C|i :(P+F&C)_ J_ _43%C6.6g%CFe3C重要知识点五个重要的成份点：P S E、C、F四条重要的线：ECF PSK ES GS三个重要转变：共晶转变反应式、共析转变反应式、包晶

8、转变（本节略）二个重要温度：1148 C、727 C第一节退火和正火一般零件的工艺路线为：毛坯（铸造或锻造）7退火或正火7机械（粗）加工7淬火 回火（或表面热处理）7机械（精）加工。退火与正火常作为预备热处理，其目的是为消除毛坯的组织缺陷，或为以后的加工作 准备；淬火和回火工艺配合可强化钢材，提高零件使用性能，作为最终热处理。一、退火将工件加热到适当温度，保温一定时间，缓慢冷却热处理工艺【目的】根据不同情况，退火的作为可归纳为降低硬度，改善钢的成形和切削加工性能；均匀钢的化学成分和组织；消除内应力等。 调整硬度以便进行切削加工； 消除残余内应力，以防止钢件在淬火时产生变形或开裂； 细化晶粒，改

9、善组织，提高力学性能，为最终热处理作准备。1、退火类型（1）完全退火 完全退火是将工件完全奥氏体化后缓慢冷却，获得接近平衡组织的退火工艺。【工艺】加热温度为 Ac3以上20 C 30C，保温时间依工件的大小和厚度而定，使工件 热透，保证全部得到均匀化的奥氏体，冷却方式可采用随炉缓慢冷却，实际生产时为提高 生产率，退火冷却至 600 C左右即可出炉空冷。（2）球化退火【工艺】球化退火的加热温度为Ac1以上20C 30C，采用随炉缓冷，至 500C 600 C后出炉空冷;Sa完全iS火/V去应力it火0-Z 0,40.8 】.0 L2 1.15(3)去应力退火去除工件塑性变形加工、切削加工或焊接造

10、成的内应力及铸件内存在的残余内应力而 进行的退火工艺。【工艺】去应力退火加热温度较宽，但不超过AC1点，一般在500C 650C之间，铸铁件去应力退火温度一般为500 C 550 C；焊接工件的去应力退火温度一般为500 C600C。去应力退火的保温时间也要根据工件的截面尺寸和装炉量决定。去应力退火后的 冷却应尽量缓慢，以免产生新的应力。(4 )扩散退火为减少铸件或锻坯的化学成分和组织不均匀性，将其加热到略低于固相线(固相线以 下100 C200 C)的温度，长时间保温 (10h15h),并进行缓慢冷却的热处理工艺，称为 扩散退火或均匀化退火。二、正火1、正火的概念【工艺】正火处理的加热温度通

11、常在Ac3或Accm以上30C 50C。对于含有 V、Ti、Nb等碳化物形成元素的合金钢，采用更高的加热温度(AC3 + 100C 150C)。正火冷却方式常用的是将钢件从加热炉中取出在空气中自然冷却。对于大件也可采用 吹风、喷雾和调节钢件堆放距离等方法控制钢的冷却速度，达到要求的组织和性能。第二节钢的淬火将亚共析钢加热到 Ac3以上，共析钢与过共析钢加热到Ac1以上，低于 Accm的温度,保温后以大于 Vk的速度快速冷却，使奥氏体转变为马氏体或贝氏体的热处理工艺叫淬火。马氏体强化是钢的主要强化手段，因此淬火的目的就是为了获得马氏体，提高钢的机 械性能。淬火是钢的最重要的热处理工艺也是热处理中

12、应用最广的工艺之一。1、淬火温度的确定淬火温度即钢的奥氏体化温度，是淬火的主要工艺参数之一。选择淬火温度的原则是 获得均匀细小的奥氏体组织。亚共析钢的淬火温度一般为 Ac3以上3050 C,淬火后获得均匀细小的马氏体组织。温度过高，奥氏体晶粒粗大而得到粗大的马氏体组织，而使钢的机械性能恶化，特别 是塑性和韧性降低；淬火温度低于Ac3,淬火组织中会保留未溶铁素体，使钢的强度硬度下降。mu UM"I'_, - J- 7 '【TA il族索活+琛尢命鼻:*拟尊1匚O舒叶聲強壬 I r r '.' '. - '' I . J ?'

13、; I- d' I ' ', ' r咖壬连汎心济匚；二m 亠益菲匕詁:一二" 二T ； L h! 心”75 J*®®-r", -i r <.5 '<- A 5 <r -= -=- F"_丫H?：； : - rn? ； 1 ：；：:粗：睿：:：酱:碱号:“；=；g赶盞呂r -:4、钢的淬透性（1）淬透性与淬硬性的概念钢的淬透性是指奥氏体化后的钢在淬火时获得马氏体的能力（也称为淬透层深度） 其大小用钢在一定条件下淬火获得的淬硬层深度来表示。淬硬层深度指由工件表面到半马氏体区（50%M + 5

14、0% P）的深度。淬硬性是指钢淬火后所能达到的最高硬度，即硬化能力。5C-J26cd3D80距M曲离/mm淬透性与淬硬层深度的关系同一材料的淬硬层深度与工件尺寸、冷却介质有关。工件尺寸小、介质冷却能力强,淬硬层深。 淬透性与工件尺寸、 冷却介质无关。它只用于不同材料之间的比较，通过尺寸、冷却介质相同时的淬硬层深度来确定的。（2）淬透性的测定及其表示方法同一材料的淬硬层深度与工件的尺寸，冷却介质有关，工件尺寸小、冷却能力强， 淬硬层深，工件尺寸小、介质冷却能力强，淬硬层深，而淬透性与工件尺寸、冷却介质无 关，它只用于不同材料之间的比较，是在尺寸、冷却介质相同时，用不同材料的淬硬层深 度进行比较的

15、。淬透性常用末端淬火法测定（如下图所示），将标准化试样奥氏体化后，对末端进行喷水冷却。然后从水冷段开始，每隔一定距离测量一个硬度值，即可得到试样沿 轴向的硬度分布曲线，称为钢的淬透性曲线。即用表示J表示末端淬透性；d表示半马氏体区到水冷端的距离；HRC为半马氏体区的硬度。（3）影响淬透性的因素钢的淬透性取决于临界冷却速度Vk, Vk越小，淬透性越高。Vk取决于C曲线的位置，C曲线越靠右，Vk越小。凡是影响C曲线的因素都是影响淬透性的因素，即除Co 外,凡溶入奥氏体的合金元素都使钢的淬透性提高；奥氏体化温度高、保温时间长也使钢的淬透性提高。影响淬硬层深度的因素工件尺寸淬透性冷却介质对于截面承载均

16、匀的重要件，要全部淬透。如连杆、模具等。对于承受弯曲、扭 转的零件可不必淬透（淬硬层深度一般为半径的1/2-1/3），如轴类、齿轮等。淬硬层深度与工件尺寸有关，设计时应注意尺寸效应。第三节钢的回火回火一一将淬火钢加热到 Ac1以下的某温度保温后冷却的热处理工艺。1、回火的目的消除或减少淬火内应力，防止工件变形或开裂；获得工艺所要求的力学性能；稳定工件尺寸。淬火马氏体和残余奥氏体都是非平衡组织，有自发向平衡组织铁素体加渗碳体 转变的倾向。回火可使马氏体和残余奥氏体转变为平衡或接近平衡的组织，防止使 用时变形。对于未经淬火的钢，回火是没有意义的，而淬火钢不经回火一般也不能直接使用，为避免淬火件在放

17、置过程中发生变形或开裂，钢件经淬火后应及时回火。3、回火工艺（1）低温回火（250 C）低温回火后得到回火马氏体组织。其目的是降低钢的淬火应力和脆性，回火马氏体具 有高的硬度（一般为 5864HRC）、强度和良好耐磨性。低温回火特别适用于刀具、量具、 滚动轴承、渗碳件及高频表面淬火等工求高硬度和耐磨性的工件。（2）中温回火（350-500 C）中温回火时发生如下变化，得到T回组织，即为在保持马氏体形态的铁素体基体上分布着细粒状渗碳体的组织。 使钢具有高的弹性极限，较高的强度和硬度（一般为35 50HRC）, 良好的塑性和韧性。中温回火主要用于各种弹性元件及热作模具。(3)高温回火(>50

18、0C)高温回火后得到回火索氏体组织，即为在多边性铁素体基体上分布着颗粒状Fe3C的组织。工件淬火并高温回火的复合热处理工艺称为调质。高温回火主要适用于中碳结构钢 或低合金结构钢制作的曲轴、连杆、螺栓、汽车半轴、等重要的机器零件。低温回火中温回火高温回火回火温度150-2501C350-500X3500-650X：回火组织M回T回S回回火目的在保留高硬度、 高耐磨性的同时 ,降低内应力，提高刍及ds，同 时使工件具有一 定韧性，敦得良好的综合力学性能 *即在保持较高的强度同 时，具有良好的塑性和韧 性.应用适用于各种高碳 钢.渗碳件及表 面淬火件.适用于 弹簧热处理广泛用于各种结构件如轴 、齿轮

19、等热处理a也可作 为要求较高精密件、量具 等预备热处理.4、回火时的性能变化回火时力学性能变化总的趋势是随回火温度提高，钢的强度、硬度下降，塑性、 韧性提咼。5、回火脆性淬火钢的韧性并不总是随温度升高而提高。在某些温度范围内回火时，会出现冲击韧 性下降的现象。(1) 低温回火脆性淬火钢在250 C350 C范围内回火时出现的脆性叫做低温回火脆性。几乎所有的钢都存在这类脆性。这是一种不可逆回火脆性，目前尚无有效办法完全消除这类回火脆性。所 以一般都不在 250C350C这个温度范围内回火。(2) 高温回火脆性淬火钢在500C650C范围内回火时出现的脆性称为高温回火脆性，称为第二类回火 脆性。这

20、种脆性主要发生在含Cr、Ni、S、Mn等合金元素的结构钢中。这种脆性与加热、冷却条件有关。加热至600 C以上后，以缓慢的冷却速度通过脆化温度区时，出现脆性；快速通过脆化区时，则不出现脆性。此类回火脆性是可逆的，在出 现第二类回火脆性后，重新加热至600 C以上快冷，可消除脆性。第四节钢的表面淬火钢的表面热处理有两大类：一类是表面加热淬火热处理，通过对零件表面快速加热及 快速冷却使零件表层获得马氏体组织，从而增强零件的表层硬度，提高其抗磨损性能。另 一类是化学热处理，通过改变零件表层的化学成分，从而改变表层的组织，使其表层的机 械性能发生变化。1、表面淬火表面具有高的强度、硬度和耐磨性，不易产

21、生疲劳破坏，而心部则要求有足够的塑性 和韧性。采用表面淬火可使钢的表面得到强化，满足工件这种表硬心韧”的性能要求。(1) 表面淬火目的使表面具有高的硬度、耐磨性和疲劳极限；心部在保持一定的强度、硬度的条件下，具有足够的塑性和韧性。适用于承受弯曲、扭转、摩擦和冲击零件(2) 表面淬火用材料0.4-0.5%C的中碳钢。含碳量过低，则表面硬度、耐磨性下降含碳量过高, 心部韧性下降；铸铁提高其表面耐磨性。(3) 预备热处理工艺对于结构钢为调质或正火。前者性能高，用于要求高的重要件，后者用于要求不 高的普通件。目的 为表面淬火作组织准备 获得最终心部组织。表面淬火后的回火采用低温回火，温度不高于200

22、C。目的为降低内应力保留淬火高硬度耐磨性。表面淬火+低温回火后的组织：表层组织为M回；心部组织为S回(调质)或 F+S正火)。第五节化学热处理化学热处理是将钢件置于一定温度的活性介质中保温，使一种或几种元素渗入它的表面，改变其化学成分和组织，达到改进表面性能，满足技术要求热处理过程。【目的】1、提高渗层硬度和耐磨性，如渗碳、氮等；2、提高零件接触疲劳强度和提高抗擦伤能力，渗氮等；3、提高零件抗氧化、耐高温性能，如渗入铝、铬等；4、提高零件抗蚀性，如渗入硅、铬等。 化学热处理基本过程(1) 介质的分解 一即加热时介质中的化合物分子发生分解并释放出活性原子；(2) 工件表面的吸收一即活性原子向固溶

23、体中溶解或与钢中某些元素形成化合物；(3) 原子向内部扩散 一即溶入的元素原子在浓度梯度的作用下由表层向钢内部的 扩散。1、渗碳原理渗碳是指向钢表面渗入碳原子的过程。渗碳是为了使低碳钢工件(含碳量为0.1%0.25%)表面获得高的碳浓度 0.85%1.05%，从而提高工件表面的硬度、耐磨性及 疲劳强度，同时保持心部良好的韧性和塑性。若采用中碳以上的钢渗碳，则将降低工件心部的韧性。渗碳主要用于那些对 耐磨性要求较高、同时承受较大冲击载荷的零件。(2)渗碳件用钢20、20Cr、一般采用碳质量分数为0.1%0.25%的低碳钢或低碳合金钢，20CrMnTi等。可使渗碳件表面高硬度、耐磨，心部高强韧性、

24、承受较大冲击。(3 )渗碳后的热处理及性能渗碳缓冷后组织：表层为 P+网状Fe3Cn ;心部为F+P;中间为过渡区。 渗碳后必须经淬火+低温回火后才能满足使用性能的要求。热处理后使渗碳件 表面具有马氏体和碳化物的组织，表面硬度5864HRCo而心部根据采用钢材淬透性的大小和零件尺寸大小，获得低碳马氏体或其他非马氏体组织，具有心部良好强韧性。常用方法是渗碳缓冷后，重新加热到AC1+30-50C淬火+低温回火。表层： M回+颗粒状碳化物+A'少量)，心部：淬透时，M回+F。2、渗氮渗氮是在一定温度下于一定介质中使氮原子渗入工件表层的化学 热处理工艺。方法主要有气体渗氮和离子渗氮等。(1)气

25、体渗氮渗氮温度一般为 500560 C,时间一般为 2050小时，采用氨气 (NH3)作渗氮介质。氨气在 450 C以上温度时即发生分解，产生活性氮原子：2NH3 3H2+2N(2)渗氮的特点渗氮件的表面硬度高达，相当于65HRC72HRCo并可保持到 560600C而不降低。氮化后钢件不需其他热处理，渗氮件的变形小。渗氮后具有良好的耐腐蚀性能。这是由于渗氮后表面形成致密的氮化物薄膜，气体渗氮所需时间很长，渗氮层也较薄一般为 0.3-0.6mm , 38CrMoAl钢制压缩机活塞杆为获得0.4-0.6mm的渗氮层深度气体渗氮保温时间需60h左右。【氮化缺点】工艺复杂，成本高，氮化层薄。用于耐磨

26、性、精度要求高的零件 及耐热、耐磨及耐蚀件。表而热处理与化学热处理的比较处理方法表面淬火渗碳1港氮处理过程表面加热淬火 卜低温回丸调质*氮 化生产周期1几秒-几分钟13=9 h30-5 Oh硬化深度（mm）,'0. 5-71d 5-20- 30. 5域高硬度55=6158=6365-70耐橋性较好良好最好1疲劳强度良好较好1最好热处理后变形小较大最小第六节铸铁一、铸铁的成分、组织和性能特点1铸铁的成分特点a.含碳量理论上含C： 2.11% 6.69%的铁碳合金都属于铸铁， 但工业上常用铸铁的含碳量一般在：2.50%4.00% 之间。三、铸铁的分类1、灰口铸铁（普通铸铁）石墨呈片状，典型

27、灰口铸铁，这类铸铁机械性能不高，但生产工艺简单，价格低廉， 工业上所用铸铁几乎全部属于这类铸铁。灰口铸铁又根据第三阶段石墨化程度的不同分为： 铁素体灰铁、F+P灰铁、珠光体灰铁2、白口铸铁（炼钢生铁）第一、二、三阶段石墨化过程完全被抑制，Fe-C合金完全按照 Fe-Fe3C结晶而得到的铸铁，以Fe3C形式存在组织中存在莱氏体组织，断口呈白亮色，故得名白口铸铁。白口铸铁 硬脆，主要作为炼钢原料。3、可锻铸铁（韧性铸铁，玛钢）FOaC分解而得到团絮状石墨组织的石墨呈团絮状，用白口铸铁经长时间高温退火后， 铸铁。由于石墨呈团絮状，对基体的割裂作用比片状石墨小一些，故机械性能（尤其冲击韧 性）高于灰口

28、铸铁。可锻铸铁由于生产工艺复杂，成本较高，应用很少。4、球墨铸铁石墨组织呈球状，这种铸铁强度高，生产工艺比可锻铸铁简单，且可通过热处理进一步提高强度。球墨铸铁既保持了铸铁的特点，又具钢的高强度、高韧性，故应用越来越多。（1）球化处理与孕育处理I球化处理铁水浇铸前，加入一定量的球化剂（镁，硅铁-镁，铜-镁系），以促使石墨结晶时生长成为球状的工艺，称为球化处理。才能促使石墨生长成球状，而球化剂都是（变质处理），往铁水中加入变质剂 （75% Si-Fe。 铝及铝合金n孕育处理（变质处理）球化处理只能在铁水中有石墨核心产生时， 阻碍石墨化的元素，所以必须进行孕育处理第七节熔点低660.4 C，导电导热

29、性能优良。耐大气腐（1 ）性能特点 纯铝银白色金属光泽，密度小2.72,蚀，易于加工成形。具有面心立方晶格。铝合金一般具有有限固溶型共晶相图。可将铝合金分为变形铝合金和铸造铝合金两大MJ°CDaB变形S合金Al F合金元素（）类。（3）形变铝合金的牌号、性能变形铝及铝合金牌号表示方法，国标规定，变形铝及铝合金可直接引用国际四位数字 体系牌号或采用国标规定的四位字符牌号。GB 3190-82中的旧牌号表示方法为LF +序号LY +序号LC +序号LD +序号 分类防锈铝合金: 硬铝合金： 超硬铝合金: 锻铝合金：（4）铸造铝合金牌号、Al- Si系：代号为ZL1+两位数字顺序号Al-C

30、u系：代号为ZL2+两位数字顺序号 Al-Mg系：代号为ZL3+两位数字顺序号 Al-Zn系：代号为ZL4+两位数字顺序号 二、铜及铜合金(1 )性能特点纯铜呈紫红色，又称紫铜，具有面心立方晶格，无同素异构转变，无磁性。纯铜具有优良的导电性和导热性，在大气、淡水和冷凝水中有良好的耐蚀性。塑性好。(2) 黄铜以Zn为主要合金元素的铜合金称为黄铜。黄铜按化学成分可分为普通黄铜和特殊黄 铜。按工艺可分为加工黄铜和铸造黄铜。单相黄铜塑性好，常用牌号有H80、H70、H 68。适于制造冷变形零件，如弹壳、冷凝器管等。(三七黄铜)H62。适于制造受力件，如垫圈、弹簧、两相黄铜热塑性好，强度高。常用牌号有

31、H59、导管、散热器等。(四六黄铜)(3) 青铜加工青铜的牌号为：【QSn4-31 含 4%Sn铍青铜、硅青铜、铅青铜等。Q+主加元素符号及其平均百分含量+3%Zn)青铜主要是指Cu-Sn合金。其他元素平均百分含量。常用青铜有锡青铜、铝青铜、QSn4-3、QSn6.5-0.4、ZCuSnIOPb1常用牌号有：轴承合金制造滑动轴承的轴瓦及其内衬的耐磨合金称为轴承合金。滑动轴承是许多机器设备中 对旋转轴起支撑。由轴承体和轴瓦两部分组成。与滚动轴承相比滑动轴承具有承载面积大，工作平稳， 无噪音及拆装方便等优点。一、组织性能要求 速旋转时，轴瓦与轴颈发生强烈摩擦，承受轴颈施加的交变载荷和冲击力。足够的

32、强韧性，承受交变冲击载荷；较小的热膨胀系数，良好的导热性和耐蚀性，以防止轴与轴瓦之间咬合；较小的摩擦系数，良好的耐磨性和磨合性，以减少轴颈磨损，保证轴与轴瓦良好的跑合。为满足上述性能要求，轴承合金的组织应是软的基体上分布着硬的质点。当轴旋转时， 软的基体(或质点)被磨损而凹陷，减少了轴颈与轴瓦的接触面积，有利于储存润滑油。软基体(或质点)还能起嵌藏外来硬杂质颗粒的作用，以避免擦伤轴颈。这类组织承受 高负荷能力差；属于这类组织的有锡基和铅基轴承合金，又称为巴氏合金(babbitt alloy)1、锡基轴承合金以锡为主并加入少量锑、铜等元素组成的合金熔点较低，是软基体硬质点组织类型的 轴承合金。锡

33、基轴承合金具有较高的耐磨性、导热性、耐蚀性和嵌藏性，摩擦系数和热膨胀系数 小，但疲劳强度较低，工作温度不超过150 C,价格高。广泛用于重型动力机械，如气轮机、涡轮机和内燃机等大型机器的高速轴瓦。2、铅基轴承合金以铅为主加入少量锑、锡、铜等元素的合金，软基体硬质点型轴承合金，ZChPbSb16Sn16Cu2铅基轴承合金的强度、硬度、耐蚀性和导热性都不如锡基轴承合金，但其成本低，高温强度好，有自润滑性。常用于低速、低载条件下工作的设备，如汽车、拖拉机曲轴的轴承等。(一)填空题起始晶粒度的人小决定于及 .2在钢的备种组织屮，马氏体的比容，而II随打個门的増加而,d.黒处理后零件的力学性隧决定于奥氏

34、休在不同过冷度 K的及其4.板条狀q比体具冇高的及一宦的与。它的强度与奧氏体夫、越细则强度越高。殳淬火钢低温0火后的组织是和；屮温啊火后的组织£一般川于詩的结构件；高淋回火后的组织是，川于要求足够高的及髙的的零件，6.和时，才有了转变成異氏体的条件.钢在加热时，只有珠光体屮岀现了7.K.y.10II三个转变区0.转变.贝氏体转变马氏体的三个强化包W強化、«化、強化.第二类回火脆性主翌产生于含、等金元索的钢屮兀产生的原1人IS钢屮品糊.边界的增加的结处.这种脆性可用冷来防止.此外在钢+加入和Mo及热处理等方袪也能防止回火脆性.共析M加热至稍髙于727f时将发生的转变，英形成过

35、程包扌占、再儿个步骤n根据其析钢转变产物启不同I总C曲线骨A、棍据共析钢柑变过程屮廉了的扩®悄况，a光体转变属于 K于转如 可氏体转变属于转变.口耳氏体按其组织形态主耍分対和两种，13.马氏体按iW构主翌分対和两种.奥氏体晶核才能形成._和.和12.马氏体按英组织形态主要分为飞 两种a3.马氏体按1：亚结构主要分为和两种.14.贝氏体按:K形成温度和组织形态，主要分九和两种。久珠光体按其组织形态可分为珠光休和珠光休；按片间距的大小乂可体、分旳体、体和体.M描述过冷奥氏体在AI点以下相转变产物规律的ffi线冇和两种；对比这两种曲线可看出询者指示的转变温度比后者-转变所需的时间前者比后升

36、临界冷却速度前filWfl17当例发生奥氏体向4氏体组织的转变时*原奥氏体屮w(O越高，则点越变后的残余奥氏体量越.;ItCft线的位置越18钢的淬透性越高，则临界冷却速度越(二)判断.相变时新相的晶核之所以易在母相的晶界上首先形成，是W为晶界处能量高。()2+ffi奧氏体中W(G的增筒，马氏体转变后,其屮片状马氏体诫少,板条状马氏体增劳昭) 合金兀索使钢的过冷奥氏体转变延慢的原W是合金元索在奥氏体中扩ft很慢，另一原W 是合金元索的存在使碳的扩散速度减慢.()4.第一类冋火脆性是可逆的，第二娄M火脆性是不可逆的。()气氏体降温形成时.马氏休量的不断增加不是依靠原仃的马氏体悅大，而是不断形成新

37、 的丹氏体。C )钢经加热奥氏体化后，奥氏体中碳与合金元IfftAfi-与钢屮碳及合金元索的含量是ffl等 的。()6.A-BCD.9.过共析钢加热到Ae,- Ag.之间时，A +奥氏体的w(C)小于钢的w(C)C奥氏体的等于舸的w(C)则B奥氏体的训挥)大于钢的w(C D.无法判斷两X W (C)的关系h马氏体降温形成时马IXJ本鼠的不断增加不是依靠原冇的马氏体怏人，而是不断祚$成新 的马氏体B C)6. 钢经加热奥氏体化后.奥氏体屮碳与合金元索的含量与钢中碳攻合金元索的含虽是相等flOo <)7. 所训本质细鼎粒钢，就是一种在任何加热条件下胡粒均不粗化的钢.C )&当把业共析

38、钢加热到Acl和Ac3之间的温度时，将茯得山铁索体与奥氏体构成的两组织* 在平衝条件卞，荘屮奥氏体的w(C)总是大于钢的啦Go()9. 丁5氏体是C在所形成的过饱利hM溶体，半发生奥氏体向氏体的转变时，体积发 生收缩. ()10钢d奥氏体化时t若奥氏体化温度愈高保温时间触tC则讨敞奥氏体愈稳宦* t|ll线 血当吉左a()钢进行奥氏体化的温度愈高.fta时间愈长则A. 过冷奥氏体愈稳定，C曲线愈靠左B. 过拎奥氏体愈稳定，C曲线愈需右C过冷奥氏体愈不隐定.C曲线愈靠左 D.过冷奧氏体愈不穗定.C曲线愈靠右 上贝氏体和下贝氏体的机械性能柑比较. 两者具有较高的强度和韧性 两者兵有很低的强度和韧性

39、 上贝氏体具有®高强度和韧性 下贝氏体具右较高强度和韧性改错题I低碳板条状马氏体的强化主要是同落强化和普晶强化.2低碳扳条状马氏体乂称为挛晶马氏体和位®马氏体。3共析钢上贝氏体在电矩观察卞的典型形态是成一束束W互间大致平fh育嵌量稍微过饱 和的铁索体条.并在诸板条内部莎布着沿®条长轴防线顺着列的碳化物短祥或小片n4片状珠光体的力学性能*主翌决定丁珠光体m W(C),5 «索側的吁氏体点Ms和Mt与奧氏体的飙CM矢 随fi w(C)増力Ih Ms逐渐升高而 Mf逐渐降低。5碳索钢的马氏体点Ms和Mf与奥氏体的w(C)冇矢随着w(C)增加，Ms逐渐升高而 M

40、f逐渐降低.6珠光体的形成过程是铁素体和渗碳体同时生核和长大的过程.7加热到奥氏体的共析钢迅速冷到2301:1比过冷奥氏体发生马氏体转变，这时只发工铁 廉子的扩散而无碳的析出。8共析碳钢上贝氏体组织在光学显微镜下呈黑色针状或竹叶状;下贝氏体组织在光学显微 镜下具有羽毛状特征.9共析钢过冷奥氏体在连续冷却时，只有贝氏体型和片氏体型转变，而没有珠光体型转变10.低碳钢淬火后.只冇经高漏冋火才可获得较为优良的力学性能*(闻间答题I珠光体类型纽织有囁儿种？它们形成条件、组织形态和性能方啲肓何不同？2,夙氏体类型组织荷嗓几种?它们在应式条件、组织形态和性能方HiKj何不同？土弓氏休组织冇哪儿种崛本类型?

41、它们衣形成条件巧族箔构.组织®态、性能方而仃何不同？4.耳氏休的酸度与WK)之M存在若什么样的关系？耳氏体中的w(ce否代 农钢中的og?为什幺？§忡么叫回火脆性？第一冀B火脆性产工的惊因C什么0如何防止？6将TS钢小试样加热到760乜经ffi淵后，采用什么样的冷却方式才陡側到下珠光IK索氏休；屈氏休；一1贝氏休：卜贝氐体；屈氏休+马氏体i马氏体I残余奧氏体(少S昭®卜贝氏体+马氏体+少量残余更 氏休-在C HI线上描出工艺曲线示怠隊7钢经淬火C为什么応耍回火存在哪些过程？ I叫火温度与钢的性能关系怎样?a.牛产热轧低碳钢板.YjIlfpfW W(C)fi低强皮不

42、够而不令标准*为了提髙®&.可在热轧C釆用吹风甚至喷雾冷却。试解释其te凶.9.画出共析钢的过冷奧氏体辔温转变曲线并标出三种转变屮齐种产物的转变温度范帼。U有曲个T钢小试样A f)l B* A试样加热到75O*C B试样加热到龄DC. 均充分保温丘在水中冷却.哪个试样的硬度詣?A什么？Ik臬汽车齿轮选用2t)CrMnTiW£. -X工艺跻线为！下料锻进一正火-切削加丁一湧襯一悍火一低iU凹火®Tia丸一盛削，请说H月，、 *叫项热处理T艺的H的及大致丁艺参敌.12.在铁碳柑图屮标出郸通热处理的加热温度IX间.井加以简耍说明，13何谓的处理？说明下列符号的物

43、理意丈从加热S度，冷却速度对它们的影13何训热处厘？说明下列符y的物血ffi义及加热速度、冷却速技对它们的影响;Att，Ar,v Ac," A门、Accm. Arcm弭何谓奥氏体的起始話粒座，*辭晶敦&-本血晶粒皿？九朴么？解释之15试述片间丫门大小对片狀珠光悴机械性能的彭响.影响片层何即的主要W素是什么？索氏体、朋氏体在显微组织及性能1 一的i要差别足什么？实际生 产屮如何捋制珠光体类型？ YF什么集件卜过冷S氏体易转变为粒狀珠光休，fl么条件下易转变为片状珠光体？16何谄马氏体？ 4氏体的晶体结构如何？试述钢屮氏体的组织形态及具箱绷給构-谣响片氏休组织形态的主耍商索定什么

44、？17钢中马氏休5强度?换區的本质fi朴么？钢中马氏体的硕度主耍与什么因索右关？&何常上临界冷却递度？何谓下临界冷却速a?它在卞产中冇何实陌ffi义?旧确圧卜列谢件的迫火方达，井指岀退火的il的与退火G的细织:(I)紆冷轧fi的钢板.耍求降低蚁度：锻a过热的60钢锻坯：(3)貝仃片20指出卜列零件的锻适毛坯进荷正火的上耍H的及止火的纽织：(门20钢齿轮t (2) 45钢小轴,(3) T】2钢锂7J21试述亚其析钢和过哉析钢淬火力II执温攫选样则B倉什么过共析钢沖火加热温攬不能超过Acm?22何谓钢的淬透性？何谓钢的悴畋性？境响淬遴性的虫案冇哪些？谄响淬皎性的W索育嘟些？比较hVH与TI

45、2钢的淬透性4淬便性的高低.23试分析下列说法足白正(1)钢+合金元索的育试愈多.则淬火厉皎度愈高:(2)冋一iNW/htfl同加热条件卜，木淬比油®I淬透性好.小卅比人件的淬透性好、24抑iWIOmm的46钢(退火态)弊卜列汨度加热并木冷获W的细织；700r 760r. 840r. ()31 Ac, = 724r, Aca = 78or> 打冷w20mm)25 GCr 15钢*制成轴牍焦 试述其预备热处理及加终热处理的名称、H的、T艺、获得的纽织和性能U24钢的禅透性'淬透輾度和碎礎性三者之阖的区别何在？钢的淬透性是指钢在淬火时能够我得马氏体的陡力.它是钢材本身固有的

46、一种S性。 它主要与钢的过播奧氏休稳定性或与钢的临界淬火冷却速度有关.面这些影响因素又与 合金X累含駅®切相关.淬透探度除取决于钢材的淬透性之外，还与所采用的冷却介质.工件尺寸季外部因素有关。淬硬性是指钢在理想条件下进行淬火所能达到最高硬度的能力.主要与钢中的含碳 鬣音关.23何谓第一类回火胎性，其产生原因和避免方崔如何？第一类風火腌性指的是发生在2003509之间回火时出现的低皑不可逆回火脆性。 此时冲击韧性显#降低.出现第一类回火脆性时大多为沿晶断裂.影响第一类回火臆性 的因素主要是化学成分n视I如，（1）有壽杂质元素、其中包括xS.P.As.Sn.SbXu.KJLO等，钢中存在

47、这些元素时均 易导致出现第一类回火臆性.（刃促进第=类回火脆性的元素主要有Mn.SLCr.Ni.V孤 此外奥氏休晶粒愈细，第 一类回火脆性愈弱，而残会ft氏体量億多则煎严4.退火与正火组织上的区别*（1正火的珠光体组织比退火狀态的片层间距小.颔域也校小.共析钢退火珠光体平 均片8间距约为0. 5|im正火细珠光体（察氏体）片屍间距约为氏2阿.4）正火的橹速较怏*会出现»井析班象（3）合金钢中碳化物稳宦，不易充分固蒂到臭氏侔中故退火、正火后均不易形成片层 状珠光体而呈粒状爲光体O正火后粒狀碳化物较退火的细，故礎度较高.（4）正常规范下退火*正火均使钢的粒a化.但如果邮热温度过高'

48、;梗奥氏体晶粒粗 大，在正火后极易形成魏氏体组织，在退火后则形成粗晶粒的组织.7回火工艺的分类、目的、组织与应用？常用回火工艺有以下三种.低温回火（温度250r）o通常在淬火后在15D250TC之间a行的低温回火获 得以回火马氏体为主的组织“主要为得到高的强ft、硬度、耐磨性及一定韧性-低温回火 适干中、高碳钢制造的各类工模具、机械零件，以及渗碳与戰氮共渗獰火后的工件*«密量具r轴承、丝杠等零件为了减少在ft后加工工序中形成的附加应力，增加尺寸 稳定性.可增加一次在1閔25）匸课温长达几+小时的低温回火，有时称人工时效或聽 定化处理，（2中温回火（ffl度35D5（CrC）"

49、;淬火后在350500C之间进行的中温回火*获得回 火屈氏体组织.主要用于«含董.6%-山9%的碳素弹费钢及碳含量025%6 7%的 合金弹®钢目的便淬火钢中的第二类内应力大大减少，从而«弹钢的萍性极限显著撮 高，同时又具有足够的强度.塑性*韧性。高温0火温度A500C粹火后S干5（KrC的高温间火,S得回火索氏此工 艺又称调质处理.主要用干中碳结构钢工件，便钢的强度、塑性、韧性达到恰当的配台#具- 有良妹的综合机械性能.用于高高合金钢（如高速钢主减整钢人回火脱度在500 600.«使发生二次硬化作用"促进S余杲氏休的«变，高合金滲碳

50、钢 < 如】8Cr2Ni4WA. Z0Ct2Ni4A）经离温回;Ic使灌碳层中碳化物S集、球化降低硬度，便干切削加工。其谥度 在 eoo-esoc.a挣处理含义及其工艺待点？冷处理是指钢件淬火到室a后,继镇在OTC以下的介质中冷却的热处理工艺。许多淬火钢的马氏体或贝氏体相变不完全,Wf点低于笔溫*故室温下的淬火组织中 保留了一定数量的残余奥氏休。为梗残余樊氏休继续转变为淬火马氏悴，需要进行”冷处 理r因此*拎处理实际上是淬火过程的维续，由于残余奥氏体易转变*不稳定、祗g度、低硬度和低耐性及低的导热性与铁®性,但有敦高冲击韧性，可吸收变形所以能缓和工件中的猝火应力.对于要求尺寸稳

51、定性高的精密工件、如*具、精密轴承、油泵油嘴偶件、精密丝杠等或碳含*大于6昏的碳钢、港碳钢工件以及工具钢、轴承高合金钢中采用拎处理后,可粳残余奧氏休数*降低，强 度、硬度和耐«性得到髙，13工件诲碳、淬火回火后的金相组织？低碳钢渗碳后+在缓慢冷却条件下濤碳层的组织由表面到中心ffi次为过共析区共 析区,亚共析a（即过攬层卄再向中心为原始组织。由于实际怜建较快渗碳展中发生伪共 析转变，使共析区含碳fi范围变宽。例如，一般®钢潘黑慝的三个区庚"对应的含«约为:护冷时空冷时a织亚共析區.VCK7%Ct原始含碳量 <0-6%C-let 始含碳 S P+F过共析区6 9编 7 2%C 1*0%7 细C P+FM,共析区寸0. 7%-09開C 0，%7 0%C P低碳钢工件渗碳后萍火组织由表及里嵌次为马S怵+少*碳化物+残余奥氏体 一马氏体十残余奥氏体一*（心部MS碳马氏体.若工件尺寸较大未能淬透心豁将得到 屈氏休或索氏体+铁S体