北科大-热处理考试重点总结----热处理基础知识收藏

第一篇：北科大-热处理考试重点总结----热处理基础知识收藏

合金元素作用：

淬火——回火钢作用：除Co外，合金元素降低钢的Ms温度。硼在奥氏体晶界处吸附。影响界面能，因而增大淬透性。对残余奥氏体性能作用：

合金元素通过降低MS温度，以及锰镍等FCC元素稳定残余奥氏体。镍对淬火钢的韧性有特别好的作用。

合金元素形成碳化物的倾向愈强，其碳化物也愈难溶解。

合金元素在奥氏体中的均匀化，也需要较长时间，因为合金元素的扩散速度，均远低于碳的扩散速度。

含有较强的碳化物形成元素(如钼、钨，钒，铌、钛等)的钢，在奥氏体化加热时，易于获得细晶粒的组织。

强烈阻止晶粒粗化的元素：钛、铌、钒、铝等，其中以钛的作用最强。钨、钼、铬等中强碳化物形成元素，也显著地阻碍奥氏体晶粒粗化过程。锰和磷是促使奥氏体晶粒粗化的元素。合金元素对马氏体转变的影响 增加冷却时间，降低冷却速度。

提高钢的回火稳定性；产生二次硬化；增大回火脆性

合金元素对碳在奥氏体中的扩散影响

1)Co、Ni增大碳在奥氏体中的扩散系数，因而加快奥氏体形成速度；

2)碳化物形成元素Cr、Mo、W、V等降低碳在奥氏体中的扩散系数，且所形成的特殊碳化物较难溶解，所以减慢奥氏体形成速度；

3)Si、Al、Mn等元素对碳在奥氏体中的扩散系数影响不大，因此对奥氏体形成速度没有多大影响。

奥氏体等温形成动力学的影响因素：

1.加热温度：温度越高，奥氏体形成速度越快。2.碳含量：碳含量越高，奥氏体的形成速度越快。3.原始组织：碳化物的形状、分散度。

4.合金元素：合金元素的加入对奥氏体的形成机理没有影响，但是合金元素的存在改变了碳化物的稳定性，影响碳在奥氏体中的扩散系数。另外，合金元素在碳化物与基体之间的分布不均匀，也可影响奥氏体的形成速度、碳化物的溶解以及奥氏体的均匀化。奥氏体晶粒大小的影响因素：

 加热温度和保温时间:晶粒长大和原子的扩散密切相关，温度升高或保温时间延长，有助于扩散进行，因此奥氏体晶粒变得更加粗大。

 加热速度：加热速度与过热度有关，加热速度越大，过热度越大，即奥氏体的实际形成温度越高。高温下获得的起始晶粒细小，但很容易长大，因此保温时间不宜过长。

 碳含量：碳含量不足以形成过剩碳化物的时候，随着含量的增加晶粒增大；如果足以形成未溶解的碳化物，阻碍奥氏体晶粒的长大。

 脱氧剂及合金元素：Al脱氧可以形成AlN颗粒，阻碍晶粒长大；Ti，Nb，V强碳化物形成元素的加入，形成颗粒细小、弥散分布的碳化物，阻碍奥氏体晶粒长大；Mn、P促进奥氏体晶粒的长大。

 原始组织：原始组织只影响起始晶粒度。原始组织越细，起始晶粒度就越细小。

控制晶粒长大的措施：

 利用Al脱氧，形成AlN质点，细化晶粒；

 加入强的碳氮化物形成元素，形成难溶的碳氮化物，阻碍奥氏体晶粒长大；  采用快速加热、短时保温的办法，获得细小的晶粒；  控制钢的热加工工艺和采用预备热处理工艺。

过热：由于加热工艺不当(加热温度过高、保温时间过长等)而引起实际奥氏体晶粒粗大，在随后的淬火或正火得到十分粗大的组织，从而使钢的机械性能严重恶化，此现象称为过热。

通过正火、退火的重结晶可以消除过热组织(非平衡组织则难以消除)。

过烧：由于加热工艺不当(加热温度过高、保温时间过长等)而引起奥氏体晶界熔化的现象称为过烧。通过正火、退火的重结晶不能消除过烧组织。

以共析钢为例，过冷奥氏体等温转变曲线可以划分为三个转变区域：

1）从A1至550℃形成层片状铁素体和渗碳体的机械混合物，统称为珠光体;2）从550℃至Ms形成贝氏体，它是过饱和碳的铁素体和碳化物的机械混合物。根据形成温度高低，又可分为上贝氏体和下贝氏体;3）将奥氏体快冷至Ms以下，在Ms至Mf之间产生马氏体转变，它是属于无扩散性相变，得到的过饱和的α固溶体。由此的结论：

（1）以某一定速度冷却时，珠光体转变在一个温度区间进行。冷速愈大，此区间也愈大，开始转变的温度也愈低。

（2）冷却速度小于下临界冷却速度时，转变产物全部为珠光体（P）；冷却速度大于上临界冷却速度时，转变产物为马氏体（M）及少量残余奥氏体；

（3）冷却速度介于上临界速度与下临界速度之间时，转变产物为珠光体、马氏体加少量残余奥氏体。

魏氏组织：工业上将具有先共析片（针）状铁素体或针（片）状渗碳体加珠光体的组织，称为魏氏组织。形成条件：

 易在粗晶粒的奥氏体中形成；  与钢的化学成分有关；

 在一定的冷却速度下才能形成。力学性能：

塑性和冲击韧性显著降低；使韧脆转变温度升高。

马氏体具有高强度和高硬度的原因如下：

(1)固溶强化：过饱和碳原子间隙式固溶于马氏体中引起强烈的正方畸变，形成以碳原子为中心的应力场，这种应力场与位错交互作用使马氏体显著强化。

(2)亚结构强化：板条状马氏体内的高密度位错，片状马氏体内的精细孪晶，产生亚结构强化。

(3)时效强化：马氏体形成过程中发生自回火，使碳原子沿晶格缺陷偏聚或碳化物弥散析出，从而产生时效强化。钢在回火时的转变

一、马氏体中碳原子的偏聚 100℃以下回火，(1)含碳量小于0.2%的马氏体中，间隙碳原子全部偏聚到高密度的位错线上，形成柯氏气团(2)含碳量大于0.2%的马氏体中，化学偏聚。

二、马氏体的分解与亚稳碳化物的形成

在100℃以上回火时，马氏体将发生较为明显的分解，并析出碳化物。在150~250℃回火时，片状马氏体将分解为片状α固溶体和薄片状ε碳化物的两相组织，称为回火马氏体。

对于含碳量<0.2%的板条状马氏体，在100~200℃之间回火时，马氏体一般不析出ε碳化物，碳原子仍偏聚在位错线附近。

三、残余奥氏体的转变

在200~300℃温度区间回火时，残余奥氏体将分解为过饱和α固溶体和薄片状ε碳化物的两相组织，一般认为是回火马氏体或下贝氏体

四、碳化物的转变

形成比ε碳化物更加稳定的χ碳化物和θ碳化物。

五、碳化物的聚集长大与α相的回复、再结晶

回火温度高于400℃后，渗碳体明显聚集长大并球化，α相将发生回复 回火温度高于600℃后，α相将发生再结晶。淬火钢在回火过程中的组织变化为：

在150~250℃之间回火时，片状马氏体将分解为片状α固溶体和薄片状ε碳化物的两相组织，称为回火马氏体；

在350~500℃之间回火时，碳钢与低合金钢将得到板条状或片状铁素体与细颗粒渗碳体组成的混合物，称为回火屈氏体；

在500~650℃之间回火时，碳钢与低合金钢将得到颗粒状渗碳体分布于等轴状铁素体基体上的组织，称为回火索氏体。

在650℃~A1之间回火时，颗粒状渗碳体进一步长大，分布于等轴状铁素体基体上的组织，称为粒状珠光体。a． 影响淬透性的因素：

(1)奥氏体化学成分：除Co以外的合金元素，当其溶入A后，使C曲线右移，提高钢的淬透性。

(2)奥氏体化条件：A化温度越高，保温时间越长，成分愈均匀，使过冷A越稳定，C曲线越右移，钢的淬透性越好。b． 影响淬透层深度的因素：

(1)钢的淬透性

(2)零件的形状与尺寸

(3)淬火介质的冷却能力

铁素体，奥氏体都有很好的塑性,韧性,珠光体有较高的综合机械性能;莱氏体渗碳体都是脆性的,硬度高,耐磨性好;索氏体较珠光体有更高的综合机械性能;马氏体分2种:低碳M有很高的强韧性,高碳M有更高的耐磨性;屈氏体较索氏体的层片间距更小,屈服强度更高,弹性更好.珠光体

综合力学性能好

强度 塑性 韧性 抗疲劳 都不错

奥氏体

没有强度硬度

延展性塑性 非常好

马氏体

具有高硬度 高耐磨的特性 缺点 稳定性不好 所以一般淬火后都得回火 渗碳体

含碳高硬度高 脆

固溶强化：利用置换式溶质原子和间隙式溶质原子与位错的交互作用。提高屈服强度的方法。间隙比置换好。

形变强化：利用形变使钢强化的方法。随着型变量增加，在晶体内产生高的位错密度。时效强化/沉淀强化：过饱和固溶体的脱溶。

弥散强化：利用弥散的超细微粒阻碍位错的运动，提高材料高温下的力学性能。

第二篇：热处理基础知识

热处理

第一节

1.定义：把金属材料加热到一定的温度并保温一定时间，然后以一定的进度进行冷却，得到所需的显微组织和性能的工艺过程。解释：

一定温度：根据要求的某一温度。淬火：完全奥氏体化的温度。

各种钢的加热温度都是根据临界点ＡＣ１、AC3来确定的。影响因素，原始组织，加工状态，工件尺寸等。

以一定的速度进行冷却——因为速度不同所获得的显微组织不同，因而机械性能不同。

2.热处理的作用

热处理这一方法历史上，例如刀、剑、钢针加热——放入水中——用锅炒——炒。

金属材料是现代化工业中的主要材料，例如：汽车齿轮、刀具、机床部件都需进行热处理。

热处理作用：A提高硬度

B降低硬度便于切削或其它切削加工

C消除因在各种加工中所引起的内应力。

D改善金属的内部组织和性质，使其满足不同的要求。

E提高表面耐磨耐腐性。

热加工的对象是半成品，出现错误时会产生废品，损失大。3.哈量厂的热处理

哈量生产的产品——通用量具，标准刃具、精密量仪、数控刀具、数控机床。97%的零部件都需要经过热处理。热处理分厂有160人，除了一些辅助工段有3个主要工段。

1）合金钢工段——主要处理量具，仪器配件、数控机床配件。所用钢种：T10A——优质碳素工具钢（游标卡尺）

GCr15——轴承钢（换塞规，块规）

9SiCr——合金工具钢（板牙、自用工具）

40Cr——合金结构钢（机床配件）

45#——碳素结构钢（板牙）

20CrMnTi——合金结构钢（渗碳件、数控刀柄）

2）高速钢工段：W6Mo5Cr4V2、W9Mo5Cr4V、W18Cr4V——产品：钻头、丝锥、铣刀。

3）综合处理工段：渗碳、真空淬火、多用炉淬火。第二节：钢的分类

钢是由Fe+C的合金元素组成

铁碳合金按其含碳量的质量分数表示： 钢——Wc=0.0218%~2.11% 工业纯铁——Wc<0.0218% 铸铁——Wc>2.11% 按化学成分分类

1.碳素钢：碳的质量分数小于2.11%而不含有特意加入的合金元素的钢称 为碳素钢，简称碳钢

按钢的含碳量分1）低碳钢Wc≤0.25%

例如；20Cr钢，0.17~0.24

2）中碳钢0.25%

例如：45#，0.42~0.49

3）高碳钢Wc>0.06

例如：T10A，0.95~1.04

2.合金钢：

低合金钢：按合金元素的总质量分数小于等于5%如40Cr、20Cr。中合金钢：按合金元素的总质量分数大于等于5%小于10%例如：38CrMoAl 高合金钢：按合金元素的总质量分数大于等于10%例W6Mo5Cr4V2。二按用途分类：

1.结构钢：用作机器零件和工程结构钢。例做桥梁、船舶、齿轮轴。1）碳素机构钢：45#、65#、65Mn。

2）合金结构钢：20CrMnTi、40Cr、42CrMn。2.工具钢（C>0.7%）：

1）碳素工具钢：T10A、T12A 2）合金工具钢：W6Mo5Cr4V2、W18Cr4V 3.特殊钢：具有特殊的物理、化学、机械性能的钢。例如：不锈钢、耐磨钢 和磁钢。

第二节热处理工艺制定原则及典型热处理工艺

热处理工艺规程的编制是零件工艺中最主要、最基本的工作内容。也是充分发挥材料的力学性能和零件的服役能力的基本保证。因此确切的说，工艺规程的编制工作属于工程设计的范畴。是工程工作中重要的一个环节。

一．工艺编制要遵守以下原则 1.工艺的先进性

采用新工艺、新技术。热处理设备的更新与改造。例（晶体管主频，无触点、数字控温、变频变压器。）采用新型工艺材料。

目的：提高产品热处理质量、提高生产能力、降低成本、提高热处理后工件的表面质量，安全、环保。

2.工艺的合理性。

A工艺安排的合理性：前后序安排要合理，减少后序加工的难度，与机械加 工要协调，降低生产成本。

B零件热处理要求合理性

热处理工艺应与材料的特征相适应，零件的几何尺寸和形状应与热处理的工艺相适应

C工艺方法及工艺参数的合理性

选择合适的工艺参数，工艺方法应简单适用，减少生产成本，便于操作。选择工艺参数应根据相关标准，与标准不同的工艺参数应有试验根据。

D热处理前零件的尺寸形状的合理性，防止变形、开裂等缺陷 E热处理前工作状态的合理性

铸、锻件应退火，机械加工应去除应力。3.工艺的可行性

A企业的热处理条件、人员结构及素质、热处理设备配备程度、设备的精度。B操作人员的专业技术水平，人员的文化程度、专业技术水平及对工艺操作的熟练程度。

C工艺技术的合理性：保证工艺的制定有法可依。4.工艺的经济性

A能源利用：减少能源消耗，选用节能设备。

B设备工装的使用：合理利用空间，采用机械化，自动化生产，提高生产效 率。

C工艺方法应简便，减少不必要的程序，缩短生产周期。D利用现有设备设计辅助工装及辅助工序。

化学热处理——渗碳，真空热处理 5.工艺可检查性 A工艺参数的追溯，温度时间的记录，产品数量规格的记录，操作者的记录。B检查结论的追溯，含金相，硬度，终检记录。6.工艺的安全性

A工艺本身的安全性：1）爆干后预热2）加热包盐3）各种压力容器的安 全措施

B控制有害作业，不采用有害工艺，如氰化物的使用等。

C环保：生产场所避免有害气体排放，防止废弃物污染对排放物进行处理。二.典型热处理工艺

（一）φ10直柄麻花钻，材料W6Mo5Cr4V2.技术要求：刃沟长L4/5,硬度≥63HRC，径向跳动≤0.22mm。

1.淬火：装量88件卡具 a烘干200~300℃，b一次预热800~830℃，2分10秒，c二次预热800~830℃，2分10秒。d加热

1235~1240℃，2分10秒 e分级冷却580~630℃，2分10秒 f空冷到室温 2.清洗

3.回火，三次550~560℃，三次每次1小时，每次空冷到室温再回火。4.清洗 5.喷砂 6.防锈 7.调直 8.检查

(二)150卡尺测尺热处理

材料T10A，技术要求：两面58~63HRC，其余40~48HRC，平面度大小

面0.12mm。

1.淬火装卡具（20件）装量60件 a烘干200~300℃，6分 b预热650~700℃，6分 c加热780~790℃，6分

d冷却（硝盐，NaNO2）150~180℃，6分 2.清洗 3.尺爪退火 4.回火420~450℃，2小时 5.检查

6.量面淬火（高频）过饱和NaNO3水溶液。7.回火200~210℃，2h 8.检查 9.调直 10.检查

（三）125mm量块热处理工艺

材料：GCr15 硬度≥64HRC，磁性≥95% 1.淬火：绑串，数量72件 a烘干200~300℃，15秒 b预热650~700℃，15秒 c加热860~865℃，15秒 d冷却：油

2.冷处理：-80℃，3h 3.清洗 4.回火 5.清洗 6.检查 7.喷砂

8.检查:0级±0.3u

1级±0.6u 第三节：热处理炉的分类

一.按热源分：电阻炉、煤气炉、油炉、煤炉 二.按工作温度分：高温炉（>1000℃）；中温炉（650~1000℃）；低温炉(<650℃)三.按工艺用途分：退火炉、淬火炉、回火炉、渗碳、氮化炉、实验炉

四.按加热介质分：自然气氛炉、浴炉、可换气氛炉、真空炉、流动粒子炉。五.按炉型结构分：厢式炉、井式炉、台车式炉、罩式炉、传送带式炉等 真空炉：随着我国科研生产技术快速发展，真空热处理技术的应用近些年来明显增加。

特点：工件无氧化，无脱碳，表面质量好，畸变小，热处理零件综合性 能好，以及无污染，无公害，自动化程度高等一系列优点。投入大，生产周期长，批量大是其缺点。

抽真空度：机械泵6.6x10-2Pa

罗茨泵1.33x10-2Pa 加热条件1.3x10-2Pa~6.6x10-2Pa 淬火介质

1.空气：高速钢 2.油：32#变压器油

3.水：10~15%NaNo3水溶液 4.碱或盐浴：150~180℃NaNo2 5.新型的有机聚合物淬火介质：聚乙烯醇（PVA）、聚二醇（PAG）等。工件冷却均匀，避免软点，减少变形与开裂。无毒无烟，无腐蚀，冷却速度范围宽等优点。

热处理过程的定义

1.退火：将组织偏离平衡状态的金属或合金加热到适当的温度保持一定时间，然后缓慢冷却以获得接近平衡状态组织结构的热处理工艺称为退火。

目的：a消除偏析，均匀化学成分

b降低硬度，便于切削加工

c消除或减少内应力，消除加工硬化，以便进一步冷变形加工

d细化晶粒，改善组织或消除组织缺陷

e改善高碳钢中碳化物形态和分布，为零件最终热处理做好组织准备。2.正火：将钢材或钢件加热到AC3（ACｍ）以上适当温度后，空中冷却，得到珠光体类型组织的热处理工艺称为正火。正火是退火的一个特例，其目的基本相同。

3.淬火：将钢加热到临界点AC1或AC3以上一定温度保温一定时间，然后以大于临界淬火速度的速度冷却使过冷奥氏体转变为马氏体或下贝体组织的热处理工艺称为淬火。淬火后的零件必须回火。

目的：（淬火+回火）

a提高钢的硬度和耐磨性，延长使用寿命。b提高钢的弹性极限。

C提高钢的综合力学性能。

d改善钢的特殊性能——永久磁铁。淬火：整体、局部、表面淬火。

冷却方式：单液淬火、双液淬火、分级、等温淬火。

介质不同：盐浴淬火、高频淬火、火焰淬火。

淬硬性：钢在理想条件下进行淬火硬化所能达到的最高硬度能力。45#——水，50HRC。

淬透性：指在规定条件下，决定钢材淬硬深度和硬度分布的特性。

水冷

油冷

5#13~16.5mm

6~9.5mm T10A

10~15mm

<8mm 40Cr

30~38mm

19~28mm 盐浴加热炉成分：高温炉100%BaCl2

合金钢淬火：66% BaCl2+34%KCl 合金元素在钢中的作用 合金钢性能优良，在于钢中合金元素的作用。合金元素在钢中可以与铁和碳形成固溶体（包括合金奥氏体、合金铁素体、合金马氏体）和碳化物（包括合金渗碳体、特殊碳化物）。

作用：(1)合金元素改善钢的热处理工艺性能

①细化奥氏体晶粒，Ti、V、Nb、Zr、Al阻碍奥氏体晶粒长大，Mn 除外

②提高淬透性，除Co外，几乎所有的合金元素固溶于奥氏体中增加奥氏体中的稳定性，从而减慢过冷奥氏体的分解速度，使C曲线右移，因而降低了钢淬火时的临界冷却速度，提高了淬透性。

③提高回火抗力，产生二次硬化。回火抗力是指淬火钢在回火过程中抵抗硬度下降的能力，又称回火稳定性。

（2）合金元素提高钢的使用性能 ①合金元素使钢得到强化

②合金元素使钢获得特殊性能，获得耐腐蚀、耐热等特殊性能。A1、A2、Acm称为碳素钢加热或冷却过程中组织转变的临界温度。A1——共析钢加热冷却时，珠光体与奥氏体相互转变临界温度。A2——亚共析钢加热冷却时，铁素体与奥氏体相互转变临界温度。Acm——过共析钢加热冷却时，渗碳体与奥氏体相互转变临界温度。

第三篇：热处理总结

热处理基础知识培训

——学习总结

一、热处理定义

热处理是将金属材料放在一定的介质内加热、保温、冷却，通过改变材料表面或内部的金相组织结构,来控制其性能的一种金属热加工工艺。

二、热处理工艺的特点 金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，与其他加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量，而这一般不是肉眼所能看到的。

为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能，除合理选用材料和各种成形工艺外，热处理工艺往往是必不可少的。钢铁是机械工业中应用最广的材料，钢铁显微组织复杂，可以通过热处理予以控制，所以钢铁的热处理是金属热处理的主要内容。另外，铝、铜、镁、钛等及其合金也都可以通过热处理改变其力学、物理和化学性能，以获得不同的使用性能。

三、常见热处理概念

1． 正火：将钢材或钢件加热到临界点上的适当温度保持一定时间后在空气中冷却，得到珠光体类组织的热处理工艺。2． 退火：将亚共析钢工件加热至20—40度，保温一段时间后，随炉缓慢冷却（或埋在砂中或石灰中冷却）至500度以下在空气中冷却的热处理工艺。

3． 固溶热处理：将合金加热至高温单相区恒温保持，使过剩相充分溶解到固溶体中，然后快速冷却，以得到过饱和固溶体的热处理工艺。

4． 时效：合金经固溶热处理或冷塑性形变后，在室温放置或稍高于室温保持时，其性能随时间而变化的现象。

5． 固溶处理：使合金中各种相充分溶解，强化固溶体并提高韧性及抗蚀性能，消除应力与软化，以便继续加工成型。

6． 时效处理：在强化相析出的温度加热并保温，使强化相沉淀析出，得以硬化，提高强度。

7． 淬火：将钢奥氏体化后以适当的冷却速度冷却，使工件在横截面内全部或一定的范围内发生马氏体等不稳定组织结构转变的热处理工艺。

8． 回火：将经过淬火的工件加热到临界点以下的适当温度保持一定时间，随后用符合要求的方法冷却，以获得所需要的组织和性能的热处理工艺。

9． 钢的碳氮共渗：碳氮共渗是向钢的表层同时渗入碳和氮的过程。习惯上碳氮共渗又称为氰化，目前以中温气体碳氮共渗和低温气体碳氮共渗（即气体软氮化）应用较为广泛。中温气体碳氮共渗的主要目的是提高钢的硬度，耐磨性和疲劳强度。低温气体碳氮共渗以渗氮为主，其主要目的是提高钢的耐磨性和抗咬合性。

10． 调质处理：一般习惯将淬火加高温回火相结合的热处理称为调质处理。调质处理广泛应用于各种重要的结构零件，特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等。调质处理后得到回火索氏体组织，它的机械性能均比相同硬度的正火索氏体组织为优。它的硬度取决于高温回火温度并与钢的回火稳定性和工件截面尺寸有关，一般在HB200—350之间。

11． 钎焊：用钎料将两种工件粘合在一起的热处理工艺。

四、热处理分类

金属热处理工艺大体可分为整体热处理、表面热处理和化学热处理三大类。根据加热介质、加热温度和冷却方法的不同，每一大类又可区分为若干不同的热处理工艺。同一种金属采用不同的热处理工艺，可获得不同的组织，从而具有不同的性能。钢铁是工业上应用最广的金属，而且钢铁显微组织也最为复杂，因此钢铁热处理工艺种类繁多。

整体热处理是对工件整体加热，然后以适当的速度冷却，获得需要的金相组织，以改变其整体力学性能的金属热处理工艺。钢铁整体热处理大致有退火、正火、淬火和回火四种基本工艺。

第四篇：热处理总结

第九章

热处理三要素：加热温度 + 保温时间 + 冷却方式

合金元素的总结

对奥氏体晶粒影响方面，1、能形成碳化物，减少钢中和奥氏体中碳浓度的合金元素，Cr、Mo、W、V、Ti、Zr、Nb。

2、Mn、N、P、C会粗化晶粒（另外，P使钢冷脆，S使钢热脆，因此，钢中常常以N、P、S的多少衡量是否为优质钢）。

3、其他元素则基本上对晶粒无影响。

4、Al、Si、Cu、Co、Ni通常溶于铁素体或奥氏体中，起固溶强化作用，有的可能形成非金属夹杂物和金属间化合物，如Al2O3、AlN、SiO2、Ni3Al。

5、除了加1中合金元素细化奥氏体晶粒外，工艺上方法（也是热处理获得细晶粒组织的原理）：允许的范围内奥氏体化温度尽量低+快速加热（增加过热度，使形核率>长大速度来获得细晶粒）+短时保温+快速冷却（多次快速加热快速冷却效果更好）的方法来获得非常细小的奥氏体晶粒。

6、增加回火脆性的元素：Cr、Mn、Ni、B。

7、降低回火脆性的元素：WMo。

冷却方式总结

冷却方式总的分为等温和连续两种方式。

等温冷却（TTT曲线）产物：粗珠光体（700~650℃保温），索氏体（650~600℃保温），托氏体（600~550℃保温）；

上贝氏体（550~350℃保温），下贝氏体（350~Ms共析钢（0.77%）大概230℃左右保温，Ms点和含碳量成反比：0.1%-500℃，0.6%-280℃，0.8%-230℃，1.0%-200℃）板条马氏体（Ms~200℃保温），片状马氏体（200~Mf℃保温），一般我们想尽可能多的获得板条状Ms，方法是减少奥氏体中的含碳量。因此，中低碳钢易形成板条状Ms，高碳钢易形成片状Ms。

对中碳钢，由于含有板条和片状Ms的混合物，可采取均匀奥氏体成分，消除富碳区的方法（高温加热使奥氏体成分均匀后—快速淬火冷却），来得到几乎全部的板条Ms。

对高碳钢，由于奥氏体中碳含量很高，因此只能采取尽可能使碳少溶解在奥

氏体中的方法（较低温度快速、短时间加热淬火），获得较多板条Ms。

相反，奥氏体中的合金元素会细化晶粒，因此会增大形成片状Ms可能性。

常见符号总结

HRB屈服强度HRC洛氏硬度HBW布氏硬度（一般HRC=HBW/10σb抗拉强度σs 屈服强度δ延伸率（δ>5%为塑性材料）ψ断面收缩率σe 弹性极限a k冲击韧性值（钢材一般为34）

第十章

一般材料加工流程

冶炼—浇铸—均匀化退火（如果铸件有成分偏析或者枝晶偏析）—锻造扎制（热加工，常产生魏氏组织、带状组织、晶粒粗大等缺陷，P122）—预备热处理（正火或退火，便于下步加工）—机械加工（不是塑性加工，只是改变尺寸）—最终热处理（淬火+回火，调节强韧度、硬度、耐磨性等）—精加工—稳定化处理（包括尺寸、精确度等，如对应力或精度要求极高的工件进行去应力退火）

热处理工艺总结

1、一般情况下，热处理工艺分为：①预备热处理（正火或退火，正火优先）目的是使铸件、焊件、锻件的成分均匀和消除内应力，提供合适的切削加工硬度（180~250HBW切屑性能较好），为下道工序做准备；但是受力不大、性能要求不高的零件，选正火作最终热处理。②最终热处理（淬火+回火）。

2、热处理工艺定义。正火：将钢加热到奥氏体化温度30~50℃，保温后空冷得到珠光体类组织的热处理工艺。

退火：将钢加热到Ac1温度以上或以下，保温后炉冷（或炉冷到600℃以下空冷）得到室温平衡状态组织（相图）的热处理工艺。

淬火：将钢加热到Ac3或Ac1以上一定温度（得到细小的奥氏体为依据），保温后以大于临界冷却速度冷却得到马氏体（或下贝氏体）的热处理工艺。

回火：将淬火钢加热到A1以下，使其转变为稳定的回火组织，并以适当的方式冷却的工艺过程。

退火、正火工艺总结

正火：（压共析钢：Ac3+30~50℃，（过）共析钢：Accm+30~50℃，合金钢：Ac3+100~150℃），保温时间：T= K•D min（K为1.5~2min/mm，D为工件有效厚度），采用空冷，室温组织：铁素体（少量）+珠光体（较细，因为冷速较快），提高硬度，便于机械加工；消除魏氏组织（针片状）、带状组织，细化晶粒。均匀化退火:（Ac3或Acm以上150~300℃）。碳钢一般为1100~1200℃，合金钢一般为1200~1300℃，保温时间一般为10~15h成本高，除非成分有区域偏析或较大的枝晶偏析才用，后加正火补充。完全退火:（Ac3+20~30℃），保温时间：T= K•D min（K为1.5~2min/mm，D为工件有效厚度），采用炉冷，室温组织：铁素体+珠光体。用于消除魏氏组织（针片状）、带状组织，细化晶粒（相对组织而言）；亚共析钢的预备热处理，均匀成分，消除加工硬化，降低硬度，为下一步切削加工做准备。

球化退火:（Ac1+20~30℃，即：750~780℃），一般保温2~4h，采用空冷。效果分为一次退火＜等温退火＜往复退火三种，室温组织：球状珠光体（粗珠光体，因为冷速慢）。用于（过）共析钢或合金钢的预备热处理，均匀成分，消除加工硬化，降低硬度，为下一步切削加工做准备。

再结晶退火:（0.35~0.4）Tm（K）+100~200（℃），一般钢材650~700℃，保温1~3h，采用空冷。室温组织：变形晶粒变成原始的等轴晶。用于钢材或合金冷变形的中间退火，消除加工硬化，降低硬度，但是如果变形量过大或处于临界变形度（2%~10%）时，要采用正火或完全退火代替便于消除加工硬化。

去应力退火:在再结晶温度以下，一般钢为500~600℃，保温3min/mm；一般铸铁为500~550℃，保温6min/mm，去应力退火冷却要尽量缓慢，以免产生新应力。室温组织：珠光体（索氏体）。去应力退火用于消除锻件、铸件、焊件、钢件冷加工等消除应力，防止工件变形或开裂。

退火、正火工艺选用总结

1、含碳量小于0.5%成本低；

2、含碳量0.5%~0.75%的亚共析钢预备热处理：完全退火；

3、（过）共析钢或合金钢预备热处理：球化退火（无网状碳化物），正火+球化退火（有网状碳化物）。

4、工件对受力、性能要求不高的，即不必进行调质处理的，直接用正火作为最终热处理。

5、钢的使用性能和工艺性能满足的条件下，应尽可能的用正火代替退火。

钢的淬火总结

1、淬火加热温度。总的来说淬火加热温度的选择应以得到均匀细小的奥氏体晶粒为原则。亚共析钢：Ac3+30~50℃，（过）共析钢：Ac1+30~50℃（原因见书P285），低合金钢：比相应碳钢高50℃左右，高合金钢更高，因为奥氏体化更困难。

2、保温时间：T= a k′•D min（碳钢a为1.5~2min/mm，同前面的K，k′为装炉系数，一般箱式炉为1.0~1.5min/mm，视不同炉子和装入量而定，D为工件有效厚度。）

3、淬火介质。总的来说，碳钢为水冷，合金钢为油冷。

4、淬火方式。分为：单液淬火，双液淬火，分级淬火，等温淬火。一般来说用单液淬火，只有形状复杂、尺寸很小的工件才用分级淬火或等温淬火。

5、淬透性、淬透层深度、淬硬性区别。

钢的回火总结

1、回火温度 P324。

150~250℃，回火马氏体；最好在200℃稍高，防止生成片状Ms（有显微裂纹，脆性大），过高会发生第一类淬火脆性（250~350℃之间）。

应用：低碳（合金）钢选用低温回火，得到回火Ms，综合性能较好，用于锅炉和压力用器；

高碳钢低温回火，得到回火Ms，得到高强度、高硬度、高耐磨性，但塑形差，用于工具、量具、滚动轴承（需耐磨）、渗碳件等材料。

在条件允许下，用等温淬火得到下贝氏体比低温回火性能好得多，但是成本高，因此用于低温回火脆性的钢种。

350~500℃，回火托氏体，淬火应力基本消除。

应用：高碳（合金）钢选用中温回火（350℃）得到弹性较高，因此一些弹性钢件都要采用中温回火，也用于热锻模具。

500~650℃，回火索氏体；防止发生第二类淬火脆性，应用：中碳（合金）钢常采用调质处理，得到很好的综合性能。一般用于中碳钢和低合金钢制作重要零件，比如，轴类、齿类、机床主轴等。

2、回火冷却方式。

①一般工件回火后一般采用空冷；

②一些重要零件，为了防止产生新应力、变形、开裂等，采用炉冷等缓慢冷却；

第十一章

钢的分类总结

钢按用途分类：结构钢、工具钢、特殊性能钢；

结构钢：又分为工程用钢[碳素结构钢、低合金高强度用钢]和

机器零件、构件用钢，包括：渗碳钢（表层高强度硬度、耐磨性、抗疲劳强度，心部高强韧性，主要用于齿轮；低碳合金钢表面渗碳，淬火低温回火）、调质钢（综合性能高，主要用于轴类、连杆，中碳钢，调质处理）、弹簧钢（高碳钢，淬火350℃回火）、轴承钢（高强度硬度、耐磨性、抗疲劳强度高碳钢；淬火低温回火）。

常见的工程结构钢：型材、棒材、板材、管材、带材，由于他们都需要冷变形和焊接，采用低碳低合金钢；由于尺寸大、形状复杂，因此大部分工为热轧空冷（正火），室温组织：铁素体加少量珠光体。

工具钢（高碳钢，一般均为淬火加低温回火，但合金含量越高淬火回火温度越高，强韧度均越好。比如，淬回火温度：碳素工具钢（780℃+200℃）<低合金刃具钢

（830℃+250℃）<高速钢（1230℃+550℃）；总体要求高硬度、高耐磨性，一定的强度韧性；

高速钢还需要高热硬性，热锻模具需要高韧性，量具钢需要尺寸稳定性），用于制造各种加工工具，按用途分为：刃具钢（碳素工具钢、低合金刃具钢、高速钢）模具钢（冷锻模具、热锻模具：调质处理）、量具钢（淬火后需冷处理，最后需去应力退火）。

特殊性能钢，不锈钢（一般为低碳钢，分马氏体不锈钢、奥氏体不锈钢、铁

素体不锈钢，其中奥氏体不锈钢性能优良、最常用）按化学成分分类：碳素钢（低碳钢wc≤0.3%、中碳钢0.3%≤wc≤0.6%、高

碳钢wc≥0.6%）、合金钢（低合金钢w≤5%、中合金钢5%≤wc≤10%、高合金钢wc≥10%）。

按显微组织分类：珠光体钢、贝氏体钢、马氏体钢、奥氏体钢（室温下为单

相的奥氏体组织）、铁素体钢（室温下为单相的铁素体组织）等；

按品质分类，主要以钢中含有害杂质P、S的含量来分类：普通质量钢、优

质钢（优质碳素结构钢wp、ws均≤0.035%、优质合金结构钢wp、ws均≤0.035%）高级优质钢（高级碳素结构钢wp、ws均≤0.030%、高级合金结构钢wp、ws均≤0.025%）、特级优质钢；

常见钢的编号(P307)

碳素结构钢（Q）低合金高强度钢（Q）碳素工具钢（T）

滚动轴承钢（G）焊接用钢（H）易切削钢（Y）

铸钢（ZG）锅炉用钢（g）桥梁用钢（q）

沸腾钢（F）半镇静钢（b）镇静钢（z）

第五篇：热处理试题总结[模版]

1、退火与正火的目的是什么？

退火的目的：均匀钢的化学成分及组织；细化晶粒；调整硬度，改善钢的成形及切削加工性能；消除内应力和加工硬化；为淬火做好组织准备。

正火的目的：改善钢的切削加工性能；细化晶粒，消除热加工缺陷；消除过共析钢的网状碳化物，便于球化退火；提高普通结构零件的机械性能

2、论述钢材在热处理过程中出现脆化现象的主要原因及解决方法。答：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。解决方法，重新加热正火，增加冷却速度，抑制脆性相的析出。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降低，重新奥氏体化后降低等温温度得到下贝氏体可以解解。④奥氏体化温度过高，晶粒粗大韧性降低。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，韧性降低；奥氏体晶粒粗大，出现魏氏组织时脆性增加。通过细化晶粒可以解决。3、20CrMnTi、40CrNiMo、60Si2Mn、T12属于哪类钢？含碳量为多少？钢中合金元素的主要作用是什么？淬火加热温度范围是多少？常采用的热处理工艺是什么？最终的组织是什么？性能如何？

20CrMnTi为渗碳钢，含碳量为0.2%，最终热处理工艺是淬火加低温回火，得到回火马氏体，表面为高碳马氏体（渗碳后），强度、硬度高，耐磨性好；心部低碳马氏体（淬透）强韧性好。Mn与Cr 提高淬透性，强化基体，Ti阻止奥氏体晶粒长大，细化晶粒。

40CrNiMo为调质钢，含碳量为0.4%，最终热处理工艺是淬火加高温回火，得到回火索氏体，具有良好的综合机械性能，Cr、Ni提高淬透性，强化基体，Ni提高钢的韧性，Mo细化晶粒，抑制第二类回火脆性。

60Si2Mn为弹簧钢，含碳量为0.6%，最终热处理工艺是淬火加中温回火，得到回火托氏体（或回火屈氏体），具有很高的弹性极限，Si、Mn提高淬透性，强化基体，Si提高回火稳定性。

T12钢为碳素工具钢钢，含碳量为1.2%，最终热处理工艺是淬火加低温回火，得到回火马氏体＋粒状Fe3C＋残余奥氏体（γ'），强度硬度高、耐磨性高，塑性、韧性差。

4、过共析钢淬火加热温度为什么不超过Accm？

过共析钢淬火加热温度为AC1＋30～50℃。加热温度超过Accm时，温度高，容易发生氧化、脱碳；奥氏体晶粒容易粗大，淬火后马氏体粗大，产生显微裂纹，强度下降；渗碳体全部溶解，失去耐磨相，奥氏体中的含碳量高，淬火后残余奥氏体量多，硬度降低、强度降低。

5、亚共析钢正火与退火相比哪个硬度高?为什么? 正火后硬度高。正火与退火相比，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(伪共析)，珠光体片间距较小。此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。

6、用T12钢（锻后缓冷）做一切削工具，工艺过程为：正火→球化退火→机加工成形→淬火→低温回火。各热处理工艺的目的是什么？得到什么组织？各种组织具有什么性能。

正火：消除网状的二次渗碳体，同时改善锻造组织、消除锻造应力，得到片状的珠光体，片状的珠光体硬度较高，塑性韧性较差。

球化退火：将片状的珠光体变成粒状珠光体，降低硬度，便于机械加工；组织为粒状珠光体，这种组织塑性韧性较好，强度硬度较低。淬火：提高硬度、强度和耐磨性；组织为马氏体＋粒状碳化物＋残余奥氏体；这种组织具有高强度高硬度，塑性韧性差。

低温回火：减少或消除淬火应力，提高塑形和韧性；组织为回火马氏体＋粒状碳化物＋残余奥氏体。回火组织有一定的塑性韧性，强度、硬度高，耐磨性高。

2.轴承外套材料GCr15钢，技术要求为：HRC60；显微组织，隐晶，细小针状马氏体，均匀分布细小碳化物及少量残余奥氏体；脱碳层深度＜0.08mm；淬火、回火后进行磁粉探伤检查不允许有裂纹。加工工艺流程:下料（热轧未退火圆钢）→锻造成型→热处理1→球化退火→车削加工→热处理2→粗磨→补加回火→细磨→精研→成品。

写出热处理1和热处理2的工艺。

1）正火 轴承外套锻造成型后，抽验金相组织，若发现组织中存在粗大碳化物，退火前需先采用保护气氛箱式炉进行正火，正火温度为950～980℃，保温时间45min，随后出炉吹风冷却（冷速不得小于40-50℃/min）。2）淬火和回火 经切削加工的轴承外套，淬火、回火工艺曲线如图，加热温度840±10℃，加热时间（箱式炉）为40-60min（总加热时间），在油中淬火。淬火时零件应在冷却液中上下窜动以防止产生软点。淬火冷却后，用3%-5%（质量分数）的碳酸钠水溶液清洗，并立即进行回火，回火温度150-170℃，保温3h。

7、某车床主轴（45钢）加工路线为：

下料→锻造→正火→机械加工→淬火（淬透）→高温回火→花键高频表面淬火→低温回火→半精磨→人工时效→精磨。正火、淬火、高温回火、人工时效的目的是什么？花键高频表面淬火、低温回火的目的是什么？表面和心部的组织是什么？ 正火处理是为了得到合适的硬度，以便切削加工，同时改善锻造组织，消除锻造应力。淬火是为了得到高强度的马氏体组织，高温回火是为了得到回火索氏体，淬火＋高温回火称为调质，目的是为使主轴得到良好的综合力学性能。人工时效主要是为了消除粗磨削加工时产生的残余应力。花键部分用高频淬火后低温回火是为了得到回火马氏体，增加耐磨性。表面为回火马氏体，心部为回火索氏体组织。

8、说出低碳钢（15、20）、中碳钢（40、45）、共析钢（T8）获得良好综合力学性能的最终热处理工艺及组织。

低碳钢：淬火加低温回火，组织为回火马氏体。中碳钢：淬火加高温回火，组织为回火索氏体。共析钢：等温淬火，组织为下贝氏体。

9、比较回火索氏体与索氏体的主要异同点。

相同点：都是铁素体与渗碳体的机械的机械混合物。不同点：①渗碳体的形态不同，回火索氏体的渗碳体的形态为颗粒状，索氏体的渗碳体的形态为片状；②来源不同，回火索氏体是淬火马氏体分解的到的，索氏体是奥氏体直接分解得到的；③性能特点不同，回火索氏体具有良好的综合机械性能，索氏体的抗拉强度高；韧性比回火索氏体低。

10、简述钢的表面淬火的目的及应用。

钢的表面淬火的目的是改变钢的表面的性能，提高表面的强度，硬度和耐磨性，而钢的芯部仍然保持良好的韧性，从而提高钢件的综合性能。（5分）应用：齿轮，凸轴，曲轴及各类轴类零件在扭转弯曲灯交变载荷下工作，并承受摩擦和冲击，其表面要比芯部承受更高的应力，因此，要求零件具有高的强度，硬度和耐磨性，要求芯部具有一定的强度，足够的韧性和塑性。采用表面淬火工艺可以达到这种表硬心韧的性能要求（5分）

11、常见淬火的缺陷与预防。1）淬火变形，开裂 预防及补救：（1）尽量做到均匀加热及正确加热（2）正确选择冷却方法和冷却介质（3）正确选择淬火工件浸入淬火介质的方式和运行方向 基本原则是：（a）淬火时应该尽量保证能够得到最均匀的冷却（b）以最小阻力方向（4）及时，正确的回火 2）氧化，脱碳，表面腐蚀及过烧

3）硬度不足：由于加热温度过高或过低引起的硬度不足，除对已出现缺陷进行回火，再重新加热淬火补救外，应该严格管理炉温测控仪表，定期按计量传递系统进行校正及检修 4）硬度不均匀（软点）：可以进行一次回火，再次加热，再恰当的冷却介质及冷却方法的条件下淬火补救，对由于碳浓度不均匀引起的硬度不均匀，对未成形的工件，为了消除碳化物偏析或粗大，可用不同方向的锻打来改变其分布及形态，对粗大组织可进行一次退火或正火，使组织细化及均匀化

5）组织缺陷：有些组织缺陷尚和淬火原始组织有关，列入粗大马氏体，不仅淬火加热温度过高可以产生，还可能由于淬火前的热加工的过热组织遗传下来，因此，在淬火前采用退火等办法消除过热组织 12、珠光体、贝氏体、马氏体的特征、性能特点是什么？

片状P体，片层间距越小，强度越高，塑性、韧性也越好；粒状P体，Fe3C颗粒越细小，分布越均匀，合金的强度越高。第二相的数量越多，对塑性的危害越大；片状与粒状相比，片状强度高，塑性、韧性差；上贝氏体为羽毛状，亚结构为位错，韧性差；下贝氏体为黑针状或竹叶状，亚结构为位错，位错密度高于上贝氏体，综合机械性能好；低碳马氏体为板条状，亚结构为位错，具有良好的综合机械性能；高碳马氏体为片状，亚结构为孪晶，强度硬度高，塑性和韧性差。

13、W18Cr4V是什么钢？主要性能特点是什么？合金元素在钢中的主要作用是什么？为什么此钢淬火加热的奥氏体化温度（1280±5℃）非常高？回火工艺是什么？最终组织是什么？

W18Cr4V是高速钢，主要性能特点是具有很高的红硬性，高硬度、高耐磨性和高的淬透性。

合金元素在钢中的主要作用是：①提高淬透性。②形成高硬度碳化物，在回火时弥散析出，产生二次硬化效应，显著提高钢的红硬性、硬度和耐磨性。③Cr能提高钢的抗氧化、脱碳和抗腐蚀能力。

目的是让钢中的碳化物形成元素W、Cr、V更多地溶解到奥氏体中，充分发挥碳和合金元素的作用，淬火后获得高碳、高合金的马氏体，回火时以合金碳化物形式析出，从而保证高速钢获得高的淬透性、淬硬性和红硬性。退火状态下这些合金元素大部分存在于合金碳化物中，而这些合金碳化物的稳定性很高，需要加热到很高的温度，才能使其向奥氏体中大量溶解。

回火工艺是：560℃三次回火，每次1小时。

14、奥氏体稳定化概念和奥氏体稳定化规律在生产中的应用（1）保留一定Ar量，以减少工件变形，方法：

① 采用分级淬火，在Ms点以上温度停留，产生奥氏体热稳定化，控制残留奥氏体量。

② 采用等温淬火，控制残留奥氏体量。

③ 提高A化温度，增加A含碳量，降低Ms点，以增加钢中的Ar含量。

（2）尽量减少Ar量，提高硬度、耐磨性、尺寸稳定性 ① 增加淬火时的冷却速度；

② 分级淬火时，选择在Ms点附近，减小A的热稳定化程 度，减少Ar含量。

③ 淬火后，尽量缩短冷处理工艺的间隔时间，增加冷处理后的M含量。

④ 淬火后,在一定T回火，使Ar发生反稳定化，在回火冷却过程中转变为M，以提高钢的强度和硬度。

15、写出20Cr2Ni4A钢重载渗碳齿轮的冷,热加工工序安排,并说明热处理工序所起的作用.(C)(1)渗碳件的加工路线一般为:下料一锻造一正火一机械粗加工、半精加工一局部渗碳时, 不渗碳部位镀铜(或留防渗余量)一渗碳一淬火、低温回火一磨削(2)热处理作用: 对20Cr2Ni4A等高合金渗碳钢制零件,在渗碳后保留有大量残余奥氏体,为了渗碳层表面硬度,在一次淬火加热钱应进行高温回火.回火温度的选择应最有利于残余奥氏体的转变为原则,对20Cr2Ni4A钢采用640~680℃、6~8小时的回火,使残余奥氏体发生分解,碳化物充分析出和聚集.高温回火后,在稍高于Ac1的温度(780~800℃)加热淬火.由于淬火加热温度低,碳化物不能全部溶于奥氏体中,因此残余奥氏体量较少,提高了渗层强度和韧性.16、有直径25mm,长125mm光轴一种,离轴端1/3处有5x5x25键槽一个,45钢制,自820度水淬,入水方向为轴线垂直水面,试分析淬火后可能引起的变形.(W)(1)淬火前后组织变化而引起的体积变形45号钢为亚共析钢,淬火前的组织为先共析铁素体和珠光体,即铁素体和渗碳体的混合组织,而淬火后大部分为为马氏体组织.由于这些组织的幽邃不同,淬火前后将引起体积变化,体面产生变形.(2)入水方向为轴线垂直水面,结构上含键槽,高温时冷却不均匀,将会发生扭曲变形.(3)直径25MM,大于45号钢的临界淬透直径,故不能完全淬透,所产生的应力我与热应力类似,尺寸较大的一方缩小,而尺寸较小的一方刚胀大,对于上述构件,长度方向缩短,直径方向胀大.键槽处壁向内凸出.17、今有T8钢工件在极强的氧化气氛中分别与950度和830度长时间加热,试述加热后表层缓冷的组织结构,为什么?(H)根据题意,由于气氛氧化性强,则炉火碳势低.在950℃长时间加热时,加热过程中工件表面发生氧化脱碳.工件最外层发生氧化反应,往里,由于950℃高于Fe-C状态图中的G点,所以无论气氛碳势如何低,脱碳过程中从表面至中心始终处于A状态,缓冷后,由表面至中心碳浓度由于脱碳和扩散作用,碳含量依次升高直至0.8%,所以组织依次为铁素体和珠光体逐渐过渡到珠光体,再至相当于碳含量为0.8%的钢的退火组织(P+C).当工件在830℃加热时,温度低于G点,最外层依然会发生氧化反应.往里,工件将在该温度下发生脱碳.由于气氛氧化性极强,则碳势将位于铁素体和奥氏体的双相区,所以工件发生完全脱碳.由外及里的组织在缓冷后依次是铁素体,铁素体加珠光体,珠光体加渗碳体.18.用20CrMnTi制造汽车变速箱齿轮，要求齿面硬度HRC58-60，中心硬度HRC30-45，试写出加工工艺路线，并说明各热处理的作用目的。答：

加工工艺路线为：下料→锻造→正火→机械粗加工→渗碳+淬火+低温回火→喷丸→磨齿

正火处理可使同批毛坯具有相同的硬度（便于切削加工），并使组织细化，均匀；

渗碳后表面含碳量提高，保证淬火后得到高的硬度，提高耐磨性和接触疲劳强度；

喷丸处理是提高齿轮表层的压力使表层材料强化，提高抗疲劳能力。

19、45钢普通车床传动齿轮,其工艺路线为锻造---热处理---机械加工----高频淬火m回火.试问锻后应进行何种热处理,为什么?常用淬火介质及冷却特性;(H)进行正火处理,45钢市中碳钢,正火后其硬度接近于最佳切削加工的硬度.对45钢,虽然碳含量较高,硬度稍高,但由于正火生产率高,成本低,随意采用正火处理.1.低碳钢及低碳合金钢制模具 例如，20，20Cr，20CrMnTi等钢的工艺路线为：下料→锻造模坯→退火→机械粗加工→冷挤压成形→再结晶退火→机械精加工→渗碳→淬火、回火→研磨抛光→装配。2.高合金渗碳钢制模具 例如12CrNi3A，12CrNi4A钢的工艺路线为：下料→锻造模坯→正火并高温回火→机械粗加工→高温回火→精加工→渗碳→淬火、回火→研磨抛光→装配。

3.调质钢制模具 例如，45，40Cr等钢的工艺路线为：下料→锻造模坯→退火→机械粗加工→调质→机械精加工→修整、抛光→装配。4.碳素工具钢及合金工具钢制模具 例如T7A～T10A，CrWMn，9SiCr等钢的工艺路线为：下料→锻成模坯→球化退火→机械粗加工→去应力退火→机械半精加工→机械精加工→淬火、回火→研磨抛光→装配。

20.用T12钢（锻后缓冷）做一切削工具，工艺过程为：正火→球化退火→机加工成形→淬火→低温回火。各热处理工艺的目的是什么？得到什么组织？各种组织具有什么性能。

① 正火：消除网状的二次渗碳体，同时改善锻造组织、消除锻造应力，得到片状的珠光体，片状的珠光体硬度较高，塑性韧性较差。

② 球化退火：将片状的珠光体变成粒状珠光体，降低硬度，便于机械加工；组织为粒状珠光体，这种组织塑性韧性较好，强度硬度较低。③ 淬火：提高硬度、强度和耐磨性；组织为马氏体＋粒状碳化物＋残余奥氏体；这种组织具有高强度高硬度，塑性韧性差。

④ 低温回火：减少或消除淬火应力，提高塑形和韧性；组织为回火马氏体＋粒状碳化物＋残余奥氏体。回火组织有一定的塑性韧性，强度、硬度高，耐磨性高。

21某车床主轴（45钢）加工路线为：

下料→锻造→正火→机械加工→淬火（淬透）→高温回火→花键高频表面淬火→低温回火→半精磨→人工时效→精磨。正火、淬火、高温回火、人工时效的目的是什么？花键高频表面淬火、低温回火的目的是什么？表面和心部的组织是什么？

正火处理是为了得到合适的硬度，以便切削加工，同时改善锻造组织，消除锻造应力。淬火是为了得到高强度的马氏体组织，高温回火是为了得到回火索氏体，淬火＋高温回火称为调质，目的是为使主轴得到良好的综合力学性能。人工时效主要是为了消除粗磨削加工时产生的残余应力。花键部分用高频淬火后低温回火是为了得到回火马氏体，增加耐磨性。表面为回火马氏体，心部为回火索氏体组织。