材料热处置基础知识

材料热解决基础知识1、回火注意事项回火必须及时，淬火后零件在4h内进行回火。惯用回火办法有自行回火、炉中回火和感应回火。2、感应加热电参数的调节目的是使高、中频电源的工作处在谐振状态，使设备发挥较高的效率。1）高频加热电参数的调节，（在7-8kv的低电压负载条件下，调节耦合，反馈手轮位置使栅极电流与阳极电流之比1:5-1:10，然后再将阳极电压升到使用电压，进一步调节电参数，使槽路电压调节到所需值，匹配最佳。）2）中频加热电参数调节，根据零件大小、形状硬化区长短及感应器构造选择适宜的淬火变压器匝数比和适宜电容量，使其处在谐振状态下工作。3、惯用冷却介质有哪些水、盐水、碱水、机械油、硝盐、聚乙烯醇、三硝水溶液、水溶性淬火剂、专用淬火油等。4、试分析影响钢淬透性的因素？①含碳量的影响：亚共析钢随含碳量的增加A的稳定性增加C曲线右移；过共析钢随含碳量的增加，未熔碳化物的增加，A的稳定性减少，C曲线右移②合金元素的影响：除Co外固溶态的金属元素均是Ｃ曲线右移③Ａ化温度和保温时间：Ａ化温度越高，保温时间越长碳化物溶解越完全Ａ晶粒越粗大，C曲线右移④原始组织的影响：原始组织越细，越容易得到均匀Ａ，使Ｃ曲线右移，并使Ms下移⑤应力应变的影响：使C曲线左移。5、量具为什么要进行稳定化解决？常规的量具稳定化解决工艺是如何的？通过解决能够减少M的正方度，成为较稳定的M，使为转变的A’陈化；减少淬火和深冷解决后的残存应力，对尺寸稳定有良好的作用。6、轴承超细化解决有哪二种办法，目的是什么？①锻热淬火预解决目的：可使A’11.9％~12.1％残留K为7.11％，A晶粒度9~10级②轴承双细化解决目的：解决后可比原始晶粒细化1.5~2.0级碳化物颗粒尺寸不大于0.6μm有助于提高淬火后获得细小针状的M组织，并能够提高韧度、耐磨性和疲劳强度。7、在制订热解决加热工艺时应考虑哪些问题?①工艺的先进性

充足采用新的工艺办法及热解决新技术及新型工艺材料②工艺的可靠、合理可行

采用工艺要十分可靠、稳定③工艺的经济性

工艺应合理运用能源，采用节能工艺设备要充足运用现有设备采用辅助工装的办法，满足不同零件的工艺规定④工艺的安全性

工艺要安全可靠采用必要的安全防备方法⑤尽量采用机械化，自动化程度高的工艺装备，不仅能够提高劳动生产率，也有助于工艺过程的控制，确保热解决的质量可靠。8、何谓球化退火？其工艺特点是什么？所谓钢的球化退火是使钢中的碳化物球化而进行的退火工艺。1）普通球化退火钢中碳化物球状化加热温度Ac1+20-30℃保温时间取决于工件透烧时间，但不适宜长。冷却速度普通在炉内以10-20℃/H冷却，冷到550℃下列出炉空冷。2）等温球化退火重要用于高碳工具钢合金工具钢。该工艺球化充足易控制，周期较短，事宜大件。加热温度为Ac1+20-30℃，保温时间取决于工件透烧时间。保温温度为Ac1+20-30℃，等温时间取决于TTT曲线。9、为什么亚共析钢经正火后可获得比退火高的强度和硬度？退火和正火所得到的都是珠光型组织。但是正火和退火比较时，正火的珠光体是在较大的过冷度下得到的，因而对亚共析钢来说，析出的先共析铁素体较少，珠光体数量较多，珠光体片间距较小。另外，由于转变温度较低，珠光体成核率较大，因而珠光体团的尺寸较小。由于组织上的差别，故性能不同。正火与退火相比，正火的强度与硬度较高，塑性相仿。10、什么是马氏体分级淬火？分级淬火是将工件从淬火温度直接冷却至Ms点以上某一温度，经适宜时间的保温，取出空冷以获得马氏体组织。普通温度在200℃左右（高于该材料的Ms点）合用于有效尺寸较小，形状尺寸比较复杂的碳钢和合金钢工件。有时还采用Ms点下列的分级淬火，分级温度为130-160℃，合用于低淬透性而尺寸较大的工件。11、什么是贝氏体等温淬火？钢材或钢件加热奥氏体化，随之快冷至贝氏体转变温度区间（260-400℃）等温保持，使奥氏体转变为贝氏体的淬火工艺。是常见的淬火工艺的一种。12、什么是喷丸强化？对材料表面形貌与性能有什么影响？运用高速喷射的细小弹丸在室温下撞击受喷工件的表面，使表层材料在再结晶温度下产生弹性塑性变形，并呈现较大的残存压应力，从而提高工件表面强度，疲劳强度和抗应力腐蚀能力。使工件表面产生塑性流变和加工硬化，大幅度提高材料表面的硬度。减少材料表面粗糙度同时使工件表面保存残存压应力，因而可大幅度提高材料的疲劳强度，疲劳寿命和抗应力腐蚀能力。13、惯用的淬火都有哪些?说说选用淬火办法的原则。1）单介质淬火：形状简朴的碳钢工件用水冷，合金钢和合金工具钢用油冷；2）双介质；形状复杂易变性的工件；3）预冷淬火用于工具磨具刚，可减少其变形和开裂；4）分级淬火用于工具钢，以减少变形和开裂；5）等温淬火；用于规定变形小，强韧性高的合金钢工件。14、何谓钢的本质晶粒度?本质晶粒度是指按原则实验办法在930℃左右保温足够时间（3-8h后）测定的晶粒大小。15、钢加热时为获得细小奥氏体晶粒应采用哪些方法?方法：减少温度，减小保温时间，提高加热速度，向钢中加入强碳、氮化物形成元素16、低合金钢中的魏氏组织是如何形成的?它的组织特性是什么?对于含碳量Wc低于0.6%的碳钢或低碳合金钢在奥氏体晶粒较粗和一定冷却速度下，先共析铁素体呈片状或粗大羽毛状析出，即所谓魏氏体组织。17、魏氏组织对钢的性能有什么影响?如何在热解决中避免产生魏氏组织?1）力学性能下降，如韧性下降。2）采用“降温等温”工艺，确保一定温度范畴内的冷却速度和奥氏体的过冷度18、分析轴类零件、长板状零件、截面零件相差较大零件、套筒和薄壁圆环状零件、有凹面的工件的淬火操作办法。轴类零件应垂直淬入冷却剂。长板状工件应横向侧面淬入冷却剂。截面零件相差较大零件应将截面大的部分先淬入冷却剂。套筒和薄壁圆环状零件应沿轴向淬入冷却剂。有凹面的工件应将凹面对上淬入冷却剂。19、感应加热的基本原理是什么？如何根据零件规定的淬硬层深度选择最佳电流频率？感应加热表面淬火它是运用通入交流电的加热感应器在工件中产生一定频率的感应电流，感应电流的集肤效应使工件表面层被快速加热到奥氏体区后，立刻喷水冷却，工件表层获得一定深度的淬硬层。电流频率愈高，淬硬层愈浅。普通状况，硬化层深度在0.5～2mm时，宜选用10kHz以上的高频电源：硬化层深度在1.0～4.0nm时，宜选用8～3kHz电源；硬化层深度在4.0mm以上，可选用1～2.5kHz电源。

当零件面积或直径较大时，可选用较低的频率：反之，加热面积或直径较小的零件可选用较高的频率。20、球墨铸铁等温淬火目的是什么?等温温度及等温淬火后的组织是什么?目的：球墨铸铁奥氏体化后在贝氏体转变区进行等温进淬火的求获得良好的力学性能和小的畸变。等温温度:下贝氏体等温淬火的等温温度为260～300℃：上贝氏体等温淬火的等温温度为350-400℃。21、简述透射电子显微镜成像的原理和特点透射电镜的构造及成像原理与光学显微镜基本相似，只是用电子束替代可见光，用电磁透镜替代光学透镜。由电子枪发射的电子束经加速后，通过聚光镜会聚成一束很细的高能量电子束斑，电子束穿过试样，将其上的细节通过由物镜、中间镜及投影镜构成的成像系统成像，成像最后投射在荧光屏上形成可见的图像供观察或照像。电镜的辅助系统比较复杂，涉及真空、稳压、气动循环、控制及计算机等系统。22、与钢相比,铸铁的相变有哪些特点?与钢不同，铸铁在相变过程中，碳常需作远距离的扩散，其扩散速度受温度和化学成分等因素的影响，并对相变过程及相变产物的碳含量产生相称大的影响。23、减少零件热解决畸变的重要方法和工艺办法有哪些?减小应力集中；减缓加热、冷却速度；零件合理码放；选择适宜工装。24、试叙述钢材在热解决过程中出现脆化现象的重要因素及解决办法。①过共析钢奥氏体化后冷却速度较慢出现网状二次渗碳体时，使钢的脆性增加，脆性的网状二次渗碳体在空间上把塑性相分割开，使其变形能力无从发挥。解决办法，重新加热正火，增加冷却速度，克制脆性相的析出。②淬火马氏体在低温回火时会出现第一类回火脆性，高温回火时有第二类回火脆性，第一类回火脆性不可避免，第二类回火脆性，可重新加热到原来的回火温度，然后快冷恢复韧性。③工件等温淬火时出现上贝氏体时韧性减少，重新奥氏体化后减少等温温度得到下贝氏体能够解解。④奥氏体化温度过高，晶粒粗大韧性减少。如：过共析钢淬火温度偏高，晶粒粗大，获得粗大的片状马氏体时，韧性减少；奥氏体晶粒粗大，出现魏氏组织时脆性增加。通过细化晶粒能够解决。25、试指出渗碳件热解决后常出现的三种缺点，并分析其因素及避免方法。1）淬火后硬度偏低：重要是深层表层碳浓度较低或表面脱碳而致；淬火工艺不合理，没淬上火或有过多的残存奥氏体。2）渗层深度不够：重要是炉温低，时间短，或炉内氛围循环不良，零件表面不清洁，碳势过高工件表面积碳；提高渗碳的温度和时间，装炉前清洁工件表面，合理控制碳势。3）渗层出现大块状王庄碳化物；重要是渗碳时表面碳浓度过高，减少渗剂活性，严格控制碳势。26、汽车、拖拉机齿轮选用20CrMnTi材料，其加工工艺路线为：下料、锻造、正火、机加工、渗碳、淬火+低温回火、喷丸、磨削成品，试分析各热解决工序的作用。正火——消除锻造应力，使组织均匀，调节硬度改善切削加工性。渗碳——提高齿面碳的浓度，（0.8~1.05%C）淬火——提高齿面硬度并获得一定淬硬层深度，使表面得到M回火+合金碳化物+γ含有高硬度（58~62HRC）、高耐磨、较高强度和一定的韧性。提高齿面耐磨性和接触疲劳强度，齿的心部得到M回火+F，含有较高的强韧性。低温回火——消除淬火应力，避免磨削裂纹，提高冲击抗力。27、何谓钢的淬火？钢的淬火是将钢加热到临界温度Ac3(亚共析钢)或Ac1(过共析钢)以上温度，保温一段时间，使之全部或部分奥氏体化，然后以不不大于临界冷却速度的冷速快冷到Ms下列(或Ms附近等温)进行马氏体(或贝氏体)转变的热解决工艺。28、以碳钢为例，分别指出钢在淬火过程中可能获得的组织及他们的形成温度范畴，组织形态，亚构造和性能。亚共析钢：加热温度Ac3+(30~50)℃，组织为A+未溶K，快冷至550℃下列，350℃以上获得正常组织为位错，性能：强度、硬度高，塑性韧性好。过共析钢：加热温度Ac1+(30~50)℃，组织为A+未溶K，快冷至200℃下列，获得正常