热处理考点1介绍[五篇材料]

第一篇：热处理考点1介绍

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1、金属固态相变基础

1．什么是金属热处理？什么是金属固态相变？二者有什么关系？

金属热处理：是将固态金属通过特定的加热和冷却 方法，使之得到工程技

术上所需要性能的一种工艺过程的总称。

固态相变：固态金属在温度和压力改变时其组织和结构会发生变化的通称。热处理就是利用金属固态相变的原理来得到相应的特性。

2．金属固态相变分为平衡相变与非平衡相变两大类，它们各包括哪些常见的固态相变类型？在这些固态相变类型中，哪些相变只有结构的变化？哪些相变既具有结构的变化也具有成分的变化？

平衡相变：同素异晶转变 多形性转变平衡脱溶转变 共析转变 调幅分解

有序化转变

非平衡相变：伪共析转变、马氏体转变、贝氏体转变、非平衡脱溶沉淀

只有结构变化：同素异晶转变、多形性转变、马氏体转变

兼有结构成分的变化：共析转变、伪共析转变、平衡脱溶转变、非平衡脱溶转变、贝氏体转变

只有成分的变化：调幅分解

3．简述固态相变的一般特点

1.相变阻力大，相变需要较大的过冷度。

2.新相与母相之间存在一定的晶体学位向关系，导致母相对新相的组织

有一定的遗传性。

3.母相的晶体缺陷对相变起促进作用。

4.扩散过程是固态相变的控制因素，在温度较低时还可能改变转变的类

型，如从扩散型改变为协同型。

5.易出现过渡相，有些反应不能进行到底，过渡相可以长期保留。

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2、热处理原理之加热转变

1.简述珠光体奥氏体化的一般过程，在这个过程中耗时最多的是那些阶段？

奥氏体晶核的形成 奥氏体的长大 残余渗碳体的溶解 奥氏体成分的均匀化

2.简述奥氏体晶核在α/Fe3C界面上优先形核的原因

① 在α/Fe3C界面处的浓度起伏较大，有利于达到奥氏体形核所需要的碳

浓度；

② 在α/Fe3C界面处，原子排列不规则，有利于铁原子通过短程扩散实现

晶体结构的转变；

③ 在α/Fe3C界面处，存在着其它晶体缺陷及杂质等，能量起伏较大，有

利于形核。

3.钢中含碳量越高，奥氏体的形成速度越快，为什么？

①含碳量增高，渗碳体增多，α/Fe3C的相界面积增加

奥氏体的形核率提高

②含碳量增高，碳原子的扩散能力增大

以上两方面导致奥氏体形成速度增加，所以钢中含碳量越高，奥氏体的形成 速度越快。

4.简述奥氏体等温形成的动力学特点。

① 奥氏体形成需要一定的孕育期

② 等温转变开始阶段，转变速度 逐渐增大，在转变量约为50％ 时达到最

快，然后逐渐减慢。

③ 转变温度越高，奥氏体的形成速度越快。

5.什么是奥氏体起始晶粒度、奥氏体实际晶粒度和奥氏体本质晶粒度？

奥氏体起始晶粒度：将钢加热至临界温度以上，奥氏体转变刚刚完成、其晶

粒边界刚刚相互接触时的晶粒大小，称为奥氏体起始晶粒度。

奥氏体实际晶粒度：在一定热处理加热、焊接或热加工制度下，所获得 的奥

氏体晶粒大小，称为奥氏体实际晶粒度。

奥氏体本质晶粒度：根据标准试验方法规定，将钢材加热至930±10 ℃，保

温3～8小时，然后冷却至室温，测得的奥 氏体晶粒大小，称为奥氏

体本质晶粒度。

6.简述生产中控制奥氏体晶粒度的方法。

①利用AlN颗粒细化晶粒

②利用过渡族金属的碳化物或氮化物来细化晶粒 ③ 采用加热制度和保温时间的影响来细化晶粒 ④ 采用预先热处理工艺细化晶粒

7.什么是组织遗传，消除组织遗传的方法和具体措施。

组织遗传：钢过热后冷却，得到的原始组织为马 氏体、贝氏体等组织时，在再次正常 加热后，形成的奥氏体仍然保留原来 的粗大晶粒、甚至原来的晶体学取向关系和晶界，这种现象称为组织遗传

消除组织遗传的方法：

破坏第二次转变中新相、母相之间严格的晶体学取向关系。

具体措施：

① 避免由不平衡组织直接加热A化，先进行一次高温回火或中间退火；

② 避免新的A以无扩散机理形成，可控制加热速度和加热温度，以防止

M逆转变的发生；

③ 通过加热-冷却的多次循环，来破坏新旧相间的取向关系。

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3、热处理原理之冷却转变

1．简述共析碳钢C-曲线的建立步骤

① 把具有相同组织、相同尺寸(φ10×1.5mm)的试 样，分成若干组，每组有多个试样；

② 将各组试样都在相同条件下奥氏体化，以获得比较均匀的奥氏体；

③ 迅速将奥氏体化后的各组试样过冷到Ar1点以下不同温度(如650℃、600℃、500℃、350℃、230℃ 等)的等温盐浴炉中、保温一系列时间，进行等温转变；

④ 每隔一定时间取出其中一个试样淬于水中，将不同时刻的等温状态固

定到室温；

⑤ 将各个试样用硝酸酒精刻蚀，在显微镜下观察组织变化并测定组织转 变量；

2．简述碳浓度对过冷奥氏体等温转变的影响规律。

① 亚共析钢的C-曲线上多出一条γ→α转变的开始线，过共析钢的C-曲

线上多出一条γ→Fe3C转变的开始线；

② P转变区域：共析碳浓度的A最稳定，碳浓度离共析成分越远，则A→P 的转变越快；

③ B转变区域：A碳浓度越小，A→B转变越快； ④ 随着碳浓度的增高，Ms点逐渐降低。

3． 试说明亚共析钢C－曲线中Ms线右端下斜、而过共析钢C－曲线中Ms线右端上翘的原因。

亚共析钢Ms线右端下斜的原因：由于铁素体析出和贝氏体转变都使周围奥

氏体富碳，因而使Ms点降低。铁素体和贝氏体的形成量越多，则奥氏体富

碳越多，因而Ms点降低越多。

过共析钢Ms线右端上翘的原因：这是由于 二次渗碳体的析出，使周围奥

氏体贫碳，奥氏体贫碳越多，Ms点升高越厉害。

4． 试说明过冷奥氏体转变曲线在工业生产中有哪些应用。

①制定热处理工艺 ②分析转变产物 ③选用焊接方法并分析产生裂纹的倾向 §

4、热处理原理之珠光体转变

1．什么是珠光体？珠光体分类的依据是什么？珠光体分为哪几类珠光体？其中最常见的珠光体是哪两类？这两类珠光体的性能各有什么特点？ 珠光体是渗碳体和铁素体片层相间、交替排列形 成的机械混合物。珠光体分类的依据是渗碳体形态不同，分为三类：片状珠光体 粒状珠光体 针状珠光体，其中最常见的是片状珠光体和粒状珠光体。

片状珠光体的强度、硬度较高，但塑性较差；

粒状珠光体的强度、硬度稍低，但塑性较好。2．什么是珠光体的片层间距？珠光体片间距S0与过冷度ΔT之间存在怎样的定量关系？简要说明珠光体片间距S0与过冷度ΔT之间必然存在一定定量关系的理由。

珠光体的片层间距：在片状珠光体中，一片铁素体和一片渗碳体的总厚度或

相邻两片渗碳体或铁素体中心之间的距离，称为珠光体的片间距离。S0=C/△T S和△T存在一定定量关系的理由：

①一方面，珠光体型相变为扩散型相变，铁素体片和 渗碳体片的长大是受碳、铁原子的扩散控制的。

②另一方面，在过冷度△T一定的情况下S不可能过小。

3．什么是珠光体的片层间距？根据珠光体片间距S0的大小可把珠光体分为哪几类？它们的强度与硬度有何特点，并说明理由。

普通珠光体P、索氏体S和屈氏体T P： S0>0.25μm，能清晰分辨出片层结构； S： S0=0.25~0.08μm，很难分辨出片层结构； T： S0<0.08μm，无法分辨片层结构

随着珠光体片间距离的减小，珠光体的强度、硬度和塑性均升高。

理由：由于铁素体与渗碳体片薄时，相界面增多，阻碍 位错运动；需要协调的具有同位向的晶粒越多，在外力作用下，抵抗塑性变形的能力增高；

4.在共析钢中，渗碳体和铁素体作领先相的趋势是相同的，为什么一般认为其珠光体形成时的领先相是渗碳体？

①珠光体中的渗碳体与从奥氏体中析出的先共析渗碳体具有相同的晶体位向

②珠光体中的渗碳体与从奥氏体中析出的先共析渗碳体具有组织连续性

③奥氏体中未溶解的渗碳体有促进珠光体形成的作 用，而先共析铁素体的存在，对珠光体的形成 则无明显的影响。

5.在共析钢的珠光体转变过程中，领先相是什么组织及领先相形核的位置？领先相形核时呈什么形态并说明理由。领先相是渗碳体，形核位置：母相成分均匀时，优先在原A相界面上形核；

母相成分不均匀时，则可能在晶粒内的亚晶界或缺陷处形核。呈片状形核：新相产生时引起的应变能较小；片状伸展时获得碳原子的面

积增大;碳原子的扩散距离相对缩短。

6．简述粒状珠光体中的粒状渗碳体通过片状珠光体中片状渗碳体的球状化而得的机理。

根据胶态平衡理论，第二相颗粒的溶解度，与其曲率半径有关。靠近非球状

渗碳体的尖角处（曲率半 径小的部分）的固溶体具有较高的C浓度，而靠

近平面处（曲率半径大的部分）的固溶体具有较低的C浓度，这就引起了C 的扩散，因而打破了碳浓度的胶态平衡。结果导致尖角处的渗碳体溶解，而在平面处析出渗碳体（为了保持C浓度的平衡）。如此不断进行，最后形

成了各处曲率半径相近的球状渗碳体。

7．合金元素对珠光体转变有怎样的影响规律？合金元素是从哪些方面对珠光体转变产生影响的？

影响规律：

除Co和大于2.5％的Al 以外，所有常用合金元素皆使珠光体的鼻子右移，先共析铁素体的鼻子右移。

除Ni以外，所有的常用合金元素皆使这两个鼻子移向高温区，并大幅降低 C的扩散系数。

从以下五方面产生影响： A)合金元素自扩散的影响 B)合金元素对碳原子扩散的影响 C)合金元素对铁原子扩散的影响 D)合金元素改变共析点的位置 E)合金元素对γ/α相界面的拖曳作用

8．试说明奥氏体化条件影响随后冷却过程中珠光体转变的规律。

钢的加热温度和保温时间，直接影响钢的奥氏体化均匀性和晶粒大小。

提高加热温度或延长保温时间，一方面促进渗碳体的进一步溶解和奥氏体的均匀化，导致珠光体成核率减小；另一方面，会使奥氏体晶粒粗大，从而降低珠光体形核率。最终导致珠光体形成速度降低。

9．什么是渗碳体魏氏体组织，简述渗碳体魏氏体组织的危害，并说明消除渗碳体魏氏体组织的方法及原理。

工业上将具有先共析针片状渗碳体＋珠光体的组织，称为渗碳体魏氏体组织。危害：魏氏体组织及经常与其伴生的粗大晶粒组织，会导致钢的机械性能变

坏，尤其是塑性和冲击性能显著降低，并使钢的韧脆转变温度升高。消除魏氏体组织及粗大晶粒组织，常用的热处理方法是采用细化晶粒的正火、退火等。

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5、热处理原理之马氏体转变

1．简述马氏体转变的主要特点。⑴ 马氏体转变的切变共格和表面浮凸现象 ⑵ 马氏体转变的无扩散性

⑶ 马氏体转变具有特定的位向关系和惯习面 ⑷ 马氏体转变的不完全性 ⑸ 马氏体转变的可逆性

2．根据马氏体的组织形态，通常将马氏体分为哪几类？其中最常见的两类马氏体是什么，并简述它们的组织形态及亚结构。

板条状M 片状M 蝶状M 薄板状M 薄片状M 其中板条马氏体和片状马氏体最为常见。板条状马氏体是由许多成群的、相互平行排列的板条所组成，一个原A晶粒内可包 含3～5个板条群，一个板条群由尺寸大致相同、排列方向一定、且大致平行的M板条所组成；板条M的亚结构主要是高密度位错缠结构成的位错胞，位错密度可高达3～9×1011/cm2，板条边缘有少量孪晶。

片状马氏体中M片大小不一，M片间不平行且互成一定夹角，第一片M形成时惯穿整个奥氏体晶粒，形成明显的中脊，后形成的M片逐渐变小，即M形成时具有分割奥氏体晶粒的作用；片状马氏体的主要亚结构是孪晶，这是片状马氏体的重要特征。孪晶的宽度大约为50Å，一般不扩展到马氏体片的边界上，在马氏体片的边缘则为复杂的位错组列。

3.什么是惯习面？钢在马氏体相变时有哪些常见的惯习面？这些惯习面受什么因素影响？并简述其影响规律。

马氏体转变时，不仅新相和母相之间具有严格的位 向关系，而且马氏体总是

在母相的一定晶面上开始形成，这个晶面称为惯习面，通常以母相的晶面指

数表示。

钢中常见的惯习面有三种：(111)γ、(225)γ、(259)γ。

惯习面随含碳量和形成温度不同而不同：

C%<0.6%为(111)γ，0.6-1.4%C为(225)γ，C%>1.4%为(259)γ。

惯习面指数随M形成 温度的降低而增大。

4.简述铁碳合金中碳含量及马氏体形成温度影响马氏体形态及其内部亚结构的规律。

① 碳含量的影响

在Fe-C合金中：C% <0.3%：为板条M；0.3～1%：为板M和片M的混合组

织；>1%：为片状M。

在Fe-Ni-C合金中：马氏体的形态也是随着C含量的增加，由板条状向片

状以及薄片状转化。

② Ｍ形成的温度的影响

随着 M 形成温度的降低，M形态依次为板条状、薄板状、片状、蝶状 M亚结构由以位错为主转变到以孪晶为主。

5.简述研究某个钢种的马氏体开始转变温度Ms对实际生产的意义。

①制定分级淬火工艺制度的依据 ②钢在工作温度时的使用组织 ③淬火马氏体的亚结构和性能 ④淬火后得到的残余奥氏体的量

6.简要说明C、N强烈降低马氏体开始转变温度Ms点的原因。

①N、C在钢中都形成间隙固溶体，对γ相和α 相都有固溶强化作用，其中对

α相的强化作用更为显著，因而增大了马氏体转变的切变阻力，使相变需要的驱动力增大；

②C、N都是稳定γ相的元素，它们降低奥氏体向马氏体转变的平衡温度T0。

7.钢中马氏体最重要的特点是什么？并简要阐述钢中马氏体具有这种特点的机理。

钢中马氏体最重要的特点是具有高硬度和高强度。

马氏体高硬度、高强度的本质： 固溶强化、时效强化、相变强化

⑴ 固溶强化：C原子溶入M点阵中，使其扁八面体短轴伸长36%，而长轴则收缩4%，形成以C原子为中心的强烈应力场，这个应力场与位错产生交互作用而成为碳钉扎位错，从而使M的强度提高；

⑵时效强化：C原子扩散引起碳原子的偏聚和析出，从而对位错的运动产生钉扎作用而产生时效强化；

⑶ 相变强化：M相变的切变特性，造成在马氏体晶体内产生大量微观缺陷，如位错、孪晶等亚结构，从而使M强化。

8.什么是奥氏体的热稳定化，简述奥氏体热稳定化的机制，并简要说明生产中可采用哪些方法来使奥氏体产生热稳定化。

奥氏体的热稳定化：在淬火冷却过程中时，因冷却缓慢或途中等温停留而引

起Ａ向Ｍ转变呈现迟滞的现象。

机制：一般认为，奥氏体的热稳定化，是由于在适当温度停留过程中，奥氏

体中的Ｃ、Ｎ原子与位错相互作用，形成了钉扎位错即柯氏气团，因而

强化了奥氏体，使马氏体转变的切变阻力增大所致。也有人认为，在适

当温度停留过程中，奥氏体中的Ｃ、Ｎ原子向点阵缺陷处偏聚，形成柯

氏气团，阻碍了晶胚的长大，从而引起稳定化。

方法：① 分级淬火；② 等温淬火；③ 提高A化温度。

9.什么是奥氏体的稳定化？它包括那两种稳定化？并简述各自产生稳定化的机机理。奥氏体的稳定化：是指Ａ在外界因素的作用下，由于其内部结构发生了某种变化而使Ａ向Ｍ转变呈现迟滞的现象。包括热稳定化和机械稳定化。

A热稳定化的机理：在适当温度停留过程中，奥氏体中的Ｃ、Ｎ原子与位错相互作用，形成了钉扎位错即柯氏气团，因而强化了奥氏体，使马氏体转变的切变阻力增大所致。

A体机械稳定化的机理：当变形量较大时，A中将形成大量的高密度位错区和亚晶界，使母相强化，从而引起A的稳定化；此外，在M的形成过程中，因M的形成而引起其相邻A的协作形变，以及M形成时伴有3％左右的体积膨胀，均使未转变Ａ处于受压状态，从而造成A 的机械稳定化。

10.在实际生产过程中，如何通过奥氏体的稳定化或反稳定化来提高热处理工件的强度和硬度。

① 普通淬火：采用冷却较快的普通淬火（油淬或水淬），它可以使A具有最小的稳定化程度，但这仅适用于形状简单的工件；

② 分级淬火：采用在Ms点附近作短时停留的分级淬火，这时A稳定化程度比在较高温度的分级淬火来得要小，从而减少残余A的量；

③ 淬火后冷处理：在确保不发生开裂的前提下，冷处理时两者的时间间隔应尽

量缩短，使A进一步转变成M；

④ 淬火后回火：淬火后在一定温度下回火，使残 余A发生反稳定化，在随后的回火冷却中转变为 M，以提高钢的硬度和强度、尺寸稳定性。

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6、热处理原理之贝氏体转变

1．什么是贝氏体？简述贝氏体转变一般不能进行到底的原因。

奥氏体冷却时，中温转变所得产物则称为贝氏体。B转变的不完全：

一方面，B总是优先在A中贫碳区形成，随着B转变量的增加，碳不断向A中扩散而使得未转变A中的碳浓度越来越高，从而增加未转变A的稳定性，进而导致B转变难以进行。

另一方面，B的比容比A大，产生 A的机械稳定化作用，也不利于B转变的继续进行。

2．什么是贝氏体转变？在贝氏体转变过程中，贝氏体转变的转变程度随温度的升高具有什么趋势，并简述其原因。

贝氏体转变：是过冷奥氏体在介于珠光体转变和马氏体转变温度区间的一种转变。

随转变温度升高，B转变的不完全程度增大：

①温度越高，A与B之间的自由能差减小，从而使得转变的驱动力减小； ②温度越高，越有利于C的扩散而形成柯氏气团，从而增加未转变A的热稳定性

3．简述贝氏体转变的基本特征。

⑴ B由α相与碳化物组成的非层片状机械混合物；

⑵ B转变有一个温度范围；

⑶ B转变也是一个形核和长大过程；（可略去）

⑷ B转变过程中只有碳原子的扩散；

⑸ 能产生表面浮凸：M是N形，B上大致平行，B下为∧形；

⑹ B中铁素体具有一定的惯习面，并与母相A之间保持一定的晶体学位向关系；

⑺ B转变具有不完全性；通常随转变温度的升高，转变的不完全程度增大。

4．根据贝氏体的组织形态，通常将贝氏体分为哪几类？其中最常见的两类贝氏体是什么，并简述它们的组织形态及亚结构。

无碳化物、粒状贝氏体、上贝氏体、反常贝氏体、下贝氏体、柱状贝氏体，上贝氏体、下贝氏体最常见。

上贝氏体：是一种两相组织，是由板条状F与粒状或 条状碳化物组成的非层片

状机械混合物。F板条自A晶粒晶界(一侧或两侧)向A晶粒内部长大，粒状或条状渗碳体(有时还有残余A)分布于F板条之间，整体呈羽毛

状。亚结构为位错，位错密度较高，能形成缠结。

下贝氏体：由针状或片状F与分布其中的细片状或粒状碳化物组成，F相呈片状

或针状，与片M相似。形核部位大多在A晶界上，也有相当数量位于 A晶内。碳化物呈细片状或颗粒状，约以55-60°角度与下贝氏体的长

轴相交。亚结构为为位错，无孪晶。

5．简述贝氏体转变所需要过冷度比马氏体转变所需过冷度小很多的原因。B转变的驱动力同样是新旧两相之间的自由能之差：△G=-V△Gv+Sσ+Vε-△Gd ①B转变时A中碳发生了再分配，使贫碳A区中碳含量 降低导致贫碳A的自由能 降低，从而△GV增大；

②B与A的之间的比容差，小于M与A之间的比容差，因此ε减小 因而B转变不需要M转变那样大的过冷度。

6.什么是上贝氏体？什么是下贝氏体？简述下贝氏体比上贝氏体具有更好韧性的原因。

①在B上中，存在粗大碳化物颗粒或短杆状碳化物，所以容易形成大于临界尺寸的裂纹，并且裂纹一旦扩展，便不能由BF之间的小角晶界来阻止，而只能由大角度BF“束”界或原A晶界来阻止，因此B上中裂纹扩展迅速。

②在B下组织中，较小的碳化物颗粒不易形成裂纹，即使形成裂纹也难以达到临界尺寸。即使形成裂纹，裂纹的扩展将受到大量弥散碳化物颗粒和位错的阻止，因此形成的裂纹不易扩展。

7.在相同强度的基础上，哪些情况下贝氏体组织的韧性比回火马氏体的韧性更好。

①在B下形成温度范围的中、上区域，所形成B的韧性优于同强度回火M的韧性。②在具有回火脆性的钢中，B的韧性高于回火M的韧性。③在高碳钢中，回火M的韧性低于同强度B的韧性。

8.试比较（马氏体+贝氏体）混合组织与（马氏体或贝氏体）单一组织之间的韧性，并简述理由。

由于钢的淬透性的不同，某些钢淬火时往 往获得M和B混合组织。对这种混合组织的韧性研究的结果表明：M和B混合组织的韧性优于单一M和单一B组织的韧性。

这是由于先形成的B分割原A晶粒，使得随后形成 的M条束变小。

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7、钢的加热、退火与正火

1.钢在加热过程中产生的加热缺陷有哪些？其中哪两种是最容易产生的加热缺陷？给出这两种最容易产生的加热缺陷的预防措施。氧化、脱碳、欠热、过热、过烧。氧化、脱碳最易产生。

预防措施：盐浴加热、真空加热、可控气氛加热、高温短时快速加热、清除工件表面的水渍和锈斑。

2.钢在650℃以下加热与在650℃以上加热形成的氧化膜的结构有何不同的特点，它们在高碳钢或高碳合金钢的加热过程中有何应用。

钢在560℃以下加热时，表面氧化膜由两层构成：Fe2O3|Fe3O4|基体；由于这种氧化膜结构致密，且与基体结合牢固，可使钢表面与氧化性气氛隔离，阻止钢表面进一步氧化，此时可以不考虑防止氧化的问题。

在560℃以上加热时，表面氧化膜由三层构成：Fe2O3|Fe3O4|FeO|基体。主要由FeO组成。FeO是缺位固溶体，结构疏松，与基体结合不牢，易剥落，所以这种氧化膜不起防护作用，氧很容易穿过氧化膜向里氧化。因而钢铁表面一旦生成 FeO，就会使氧化速度大大增加，且温度越高，氧化越厉害。

3.什么是完全退火？阐述低碳钢和过共析钢不宜采用完全退火的理由。完全退火：将亚共析钢加热到 Ac3+(30～50)℃，完全A化后保温缓冷，以获得

接近平衡状态的组织的热处理工艺。低碳钢：完全退火后 硬度偏低，不利于切削加工

过共析钢：加热至Accm以上奥氏体状态缓冷退火时，有网状二次渗碳体析出，使钢的强度、塑性和冲击韧性显著降低。

4.什么是退火，什么是正火，二者有何异同，实际生产中如何选择退火或正火？ 退火：将金属加热到一定温度，保温适当时间后缓慢冷却，以获得接近平衡状

态组织的热处理工艺。

正火：将钢件加热到Ac3(或Accm)以上30～50℃，保温适当时间后，在空气

中冷却的热处理工艺。

主要区别：正火的冷却速度比退火稍快，过冷度较大，发生的是伪共析转变；

正火后所得到的组织比较细，强度和硬度比退火高一些。退火与正火的选择：

① 含碳量＜0.25％的低碳钢，常采用正火代替退火 ② 含碳量在 0.25～0.5％之间的中碳钢也可用正火代替退火 ③ 含碳量在 0.5～0.75％之间的钢一般采用完全退火

④ 含碳量＞0.75％的高碳钢或工具钢，一般均采用球化退火作为预备热处理，如有网状二次渗碳体 存在，则应先进行正火消除。⑤ 正火只适用于碳素钢及低、中合金钢，而不适应于高合金钢

⑥ 对于某些不太重要的工件，可在正火状态使用，因为正火得到的S组织具有

较好的机械性能。

⑦ 从经济性角度考虑，在满足性能的前提下，尽可能用正火代替退火。§

8、钢的淬火

1．简述确定亚共析钢淬火加热温度的原则与理由。

亚共析碳钢在Ac3＋30～50℃加热，是为了获得晶 粒细小的A，淬火后可获得细小的M组织。

若加热温度过高，奥氏体晶粒粗化，马氏体组织也粗大，钢的性能严重脆化； 若加热温度过低，奥氏体+铁素体转变为M+F(+残余A)，淬火后硬度不足。

2.试说明共析钢和过共析钢的淬火加热温度确定为Ac1＋30～50的理由，温度过高有什么危害。

①渗碳体融入A中的数量增大，使得未溶渗碳体颗粒减少和Ms点下降、残A增

多，从而降低钢的硬度和耐磨性；

②奥氏体晶粒粗大，片状M也就粗大，显微裂纹增多导致钢的脆性增加，淬火应

力增加导致淬火变形和开裂倾向增大； ③氧化和脱碳加剧； ④缩短炉子的使用寿命。

3．简述影响淬火加热的因素及其影响规律。

①钢的成分：碳含量和合金元素含量增多，由于导热性下降、合金元素比碳扩散慢，高碳钢比低碳钢、合金钢比碳素钢、高合金钢比低合金钢的保温时间要长； ②工件的形状与尺寸：有效厚度增大、形状复杂，保温时间延长；

形状复杂或尺寸较大的碳素工具钢及合金工具钢，常在淬火加热前采用预热，以消除残余内应力，缩短高温下保温时间以减轻氧化和脱碳及过热倾向； ③加热介质：不同加热介质的加热速度不同，保温时间不同； ④装炉情况：在炉中的放置及排列情况不同，保温时间也随之不同； ⑤炉温：提高炉温，缩短保温时间。

4．简述有物态变化的淬火介质的冷却过程。① 蒸汽膜内冷却阶段（简称蒸气膜阶段）

初期，由于工件放出的热量大于介质从蒸气膜吸走的热量，所以膜不断增厚。随冷却的进行，工件温度不断下降，膜的厚度及其稳定性也逐渐变小，直至破裂而消失；

② 沸腾冷却阶段（简称沸腾阶段）

当蒸气膜破裂时，工件就与介质直接接触，介质在工件表面激烈沸腾，不断逸出的气泡带走了大量的热量，以至工件的冷却速度很大。此阶段直到工件冷却至介质的沸点为止；

③ 对流冷却阶段（简称对流阶段）

当工件冷到低至介质的沸点时，主要只能靠对流传热的方式进行冷却，工件的冷却速度甚至比蒸气膜阶段还要缓慢，而且随工件表面与介质的温差不断减小冷速越来越小。

5．画出钢的理想淬火冷却曲线，并说明理由。650℃以上缓冷，以降低热应力。650℃～400℃快冷，保证全部A不分解。400℃以下缓冷，减少M 转变时的相变应力。

6．简述影响钢的淬透性的因素，并说明各因素的影响规律。①碳含量：

在碳钢中，共析钢的临界冷速最小，淬透性最好；非共析钢中，碳含量偏离共

析成分越远，淬透性越低。②合金元素：

除Co和大于2.5％Al以外，其余合金元素溶于奥氏 体后，都使过冷奥氏体的转变曲线右移，提高钢的 淬透性，因此合金钢的淬透性往往比碳钢要好。③奥氏体成分均匀性及晶粒度：

A成分越均匀、晶粒度越大，过冷A的稳定性越好，因而降低钢的临界冷却速

度，增加其淬透性。④钢中未溶第二相：

钢中未溶第二相会成为A分解的非自发形核核心，使临界冷却速度增大，降低

淬透性。⑤ 奥氏体化温度：

提高钢材的A化温度，将使A成分均匀、晶粒长大，因而可增加其淬透性。7．试说明淬透性和淬硬性的差异。淬透性：是指钢在淬火时获得M的能力，主要取决于钢的临界冷却速度，钢的临界冷却速度又取决于过冷奥氏体的稳定性。

淬硬性：是指钢淬火后形成的M组织所能达到的硬度，主要取决于马氏体中的含碳量。

8．简述防止工件氧化和脱碳的有效措施。

①在保证组织转变的前提下，加热温度应尽可能低，保温时间应尽可能短；

②采用脱氧良好的盐浴炉、保护气氛炉或真空炉加热；

③若采用空气电炉或燃烧炉加热时，必须采用适当保护措施，如包套、装箱、控制炉气等

§

9、钢在回火时的转变与回火 1．简述回火的三个基本目的。

①提高淬火钢的塑性和韧性，降低其脆性

②降低或消除淬火所引起的残余应力，防止零件的变形和开裂 ③促使淬火后的马氏体和残余奥氏体的转变，稳定工件尺寸

2．为什么说淬火组织是高度不稳定的。

淬火钢的组织由马氏体和残余奥氏体组成，M中的碳是高度过饱和的并且M具有很高的应变能和界面能，一定数量的残A一旦具备动力学条件（就是使原子具有足够的活动能力），M转变就会自发进行，所以说淬火组织是高度不稳定的。

3．简述二次硬化产生的原因。

①合金钢在回火过程中，由于合金元素的扩散能力很低，新生成的特殊碳化物弥散度极高；

②新生成的特殊碳化物与α相保持共格，随回火温度的升高，特殊碳化物尺寸增大且数量增多，从而使α相的共格畸变增大。

4．什么是二次淬火？什么是二次硬化？二者有何异同？它们在生产实践中有何意义。

二次淬火：由于残A本身的稳定性高，它在P和B区之间比较稳定的区域保温时

可以不发生分解，而在随后的冷却过程中转变为M，从而提高材料的强度和硬度的现象。

二次硬化：当M中含有足够量强碳化物形成元素时，在500℃以上回火时将析出

细小的特殊碳化物，导致因回火温度升高、渗碳体粗化而软化的钢再

度硬化，这种现象称为二次硬化。

合金钢具有较高的回火稳定性，同时由于回火时可以出现二次淬火和二次硬化现象，使零件回火后仍具有较高的硬度和强度，使钢具有红硬性和热强性，这对高温下工作的零件是非常重要的。

5．简述淬火钢回火时弹性极限在300～400℃间出现峰值的原因及应用。低温回火后的弹性极限值低是由于内应力未得到充分消除； 而高温回火后的弹性极限值低，是因为高温回火后钢的强度太低。应用：弹簧钢一般在 300～400℃回火。

6.什么是第一类回火脆性，它有哪些主要特征？可采取哪些措施减轻第一类回火脆性？

在200～350℃之间出现的回火脆性称为第一类回火脆性（低温回火脆性）； 主要特征：①具有不可逆性 ②与回火后的冷却速度无关 ③断口为沿晶脆性断口 减轻措施：

① 降低钢中杂质元素的含量；

② 用Al脱氧，或加入Nb、V、Ti等合金元素细化 A晶粒；

③ 加入Mo、W等可以减轻；

④ 加入Cr、Si调整温度范围（推向高温）；

⑤ 采用等温淬火代替淬火回火工艺。

7.什么是第二类回火脆性，它有哪些主要特征？可采取哪些措施减轻第二类回火脆性？

在450～600℃之间出现的回火脆性称为第二类回火脆性（高温回火脆性）； 主要特征：①具有可逆性 ②对回火后冷速敏感 ③断口为沿晶(晶间)断裂 减轻措施：

①选用高纯度钢种，尽量降低钢中杂质元素含量；

②加入能细化A晶粒的合金元素(如Nb、V、Ti等)以细化奥氏体晶粒，增

加晶界面积，降低单位面积杂质元素的含量；

③采用高温形变热处理，使晶粒细化，晶界面积增大，降低杂质元素在晶

界的偏聚浓度；

④对亚共析钢采用亚温淬火(Ac1～Ac3)，在淬火加热时使P等元素溶入F，降低P等元素在奥氏体晶界的偏聚浓度；

⑤加入适量的能扼制第二类回火脆性的合金元素，如Mo、W等；

⑥避免在450～650℃范围内回火，在650℃以上回火后应采取快冷。

⑦把已经产生回火脆性的钢材加热到发生回火脆性以上的温度重新回火后

采取快冷。

§

10、钢的化学热处理

1．什么是化学热处理，简述化学热处理的目的，并列举四种以上常见的化学热处理类型。

钢的化学热处理：是将钢件置于特定的活性介质中加热保温，使一种或几种元素渗入钢件表层，从而改变钢件表层化学成分和组织，达到改进表面性能、满足技术要求的热处理过程。

目的：提高耐磨性、提高疲劳强度、提高抗蚀性、提高抗高温氧化性 类型：渗碳、渗氮、渗硫、渗硼、渗铝、渗钒、渗铬等

2．简述采用化学热处理方法进行表面硬化的优势

①能更好地解决钢件硬化与其韧性的矛盾，提高表面硬度时，仍能保持心部处于

较好的韧性状态

②比表面淬火硬化方法的效果更好，化学热处理同时改变钢件表层的化学成分与

组织

③如果渗入元素选择适当，可获得适应零件多种性能要求的表面层

3．简述化学热处理的基本过程。

①分解：钢件周围的介质分解，形成渗入元素的活性原子

②吸收：活性原子被钢件吸收，其先决条件是活性原子能够溶解于钢件表层金

属中

③扩散：渗入原子在基体金属中的扩散，是化学热处理得以进行和获得一定深

度渗层的保证

4．试写出固体渗碳时以BaCO3作为催渗剂进行渗碳所发生的四个反应方程式。

5．钢件渗碳后常采用何种热处理，并简述钢件渗碳后必须进行热处理的目的。渗碳后必须进行热处理，即进行淬火和回火。工件渗碳后热处理的目的：

①提高渗层表面的强度、硬度和耐磨性

②提高心部的强度和韧性

③细化晶粒

④消除网状渗碳体和减少残A

6．简述钢件经渗碳处理后、其疲劳强度显著提高的原因。

① 表面碳含量越高，Ms点越低，表面M的量小于表层内部M的量，在表面层得

到的残余压应力越大，它可以抵消相当部分由外加负载引起的拉应力，从而

提高疲劳强度；

② 一定层深的高硬度渗碳层，可以提高抵抗微裂纹形成和扩展的能力，从而提

高疲劳强度。

7．简述离子氮化的原理

离子氮化是利用辉光放电这一物理现象对金属材料表面强化的氮化法。在低压的氮气或氨气等气氛中，作为阳极的炉体和作为阴极的被处理工件之间加以直流电压，使气体产生辉光放电。

气体中的正离子向阴极移动，当接近工件表面时，由于工件表面数毫米处的急剧电压降而被强烈加速，正离子轰击工件表面，离子具有的动能转变为热能而加热被处理工件，同时一部分离子直接注入工件表面；

与此同时，部分离子引起阴极溅射，从工件表面溅射出电子和原子，溅出的Fe原子和N原子相结合形成 FeN，FeN由于受到高温和离子轰击而很快地分解为 低价氮化物而放出氮。一部分失去氮的Fe又被溅射到辉光等离子气体中与新的N原子结合，促进氮化

§

11、钢的特种热处理

1．简述感应加热时既可以保证零件具有一定的淬硬层深而又不容易使表层过热的原因。

随着电流透入深度增大，整个电流透入层的电流密度迅速降低，从而使表层加热速度变缓，导致温度沿断面的分布在表层较为平缓，这样既可以保证零件具有一定的淬硬层深，又不容易使表层过热。

2．简述经高频感应加热淬火后钢件的表面硬度比普通淬火要高的原因。

①表层存在较大的压应力； ②M晶粒细小；

③高碳M在低碳M中弥散分布；

④较少的残A。

3．简述感应加热淬火的基本原理，以及感应加热淬火时钢的相变特点。基本原理：感应线圈通以交流电时，就会在它的内部和周围产生与交流电频率相同的交变磁场。若把工件置于感应磁场中，则其内部将产生感应电流并由于电阻的作用被加热。（电磁感应）感应电流在工件表层密度最大，而心部几乎为零，这种现象称为集肤效应。（表面效应）相变特点：

① 临界温度(Ac1和Ac3)升高，转变在一个较宽的温度范围内进行。加热速

度越快，临界温度升高越厉害。

② 奥氏体晶粒细小

③奥氏体成分不均匀，有时组织中还残存第二相

4．真空热处理有哪些特异效果和伴生现象

表面保护作用、表面净化作用、脱脂作用、脱气作用、元素的蒸发现象、真空加热油淬引起钢件渗碳

5．简述真空渗碳的优缺点。

优点：①渗碳时间显著缩短 ②渗碳质量好 ③作业条件好 缺点：①设备投资大 ②成本高 ③周期式生产的产量低

6．什么是形变热处理，并简述形变热处理的强韧化机理。

形变热处理：是将压力加工与热处理相结合，对金属材料进行形变强化和相变强化的一种综合强化工艺。

钢经过形变热处理后，能够获得良好的强韧性，是由其显微组织和亚结构的特点所决定的。形变热处理强韧化的机理大致可以归纳为：显微组织细化、位错密度和亚结构的变化以及碳化物的弥散强化作用。7.简述时效的一般原理，以及时效发生的必备条件。

原理：如果在室温或者某一高温下溶质原子仍具有一定的扩散能力，那么随着时间的延续，过饱和固溶体中的溶质元素将发生脱溶或析出，从而使钢或者合金的性能发生变化。必备条件：

① 溶质元素在固溶体中应具有一定的固溶度，并随 温度的下降而减少； ② 经高温固溶处理后，溶质元素处于过饱和状态； ③ 在较低温度下溶质原子仍具有一定的扩散能力。

第二篇：热处理炉考点总结(同上)=。=

1、传热的方式及其共同性和特殊性。

传热三种基本的方式：传导传热、对流传热、辐射传热

传导传热：通过热振动和碰撞中发生能量传递，热量从物体的高温部分传导低温部分。对流传热：依靠流流体质点的导热作用和位移而进行的热量传递。辐射传热：

①辐射传热不需要任何介质；

②辐射传热伴随着能量的转化 ：热能→辐射能→热能；

③辐射体之间能同时向对方辐射能量和吸收对方投射来的辐射能量； ④ “对等性”——无论物体(气体)温度高低都向外辐射。

2、不同传热求解时要测量的主要参数，如反映材料热传导能力大小的热导率；

传导传热计算：

qQdt(W/m2)Fdn

其中，F—与热流方向垂直的传热面积（m2）

λ—比例系数，称为热导率，[W/（m·℃）] dt dn —温度梯度，（℃/m）

对流传热计算：

Qa(t1t2)F 式中：Q一单位时间内对流换热量，即热流量(w)；

t1-t2一流体与固体表面的温度差(℃)；

F一流体与固体的接触面积(m2)；

a一对流换热系数[w／(m2·℃)]，它表示流体与固体表面之间的温度差为1℃ 时,每秒钟通过1m2面积所传递的热量。辐射传热计算：

Q12C导[(T14T)(2)4].F2.21100100

C导 ——辐射系数，与两物体为灰体或黑体相关； T1、T2—— 两物体的温度；

21 ——物体2对物体1的角度系数

F2——物体2的面积。

3、黑体辐射基本定律：普朗克定律、斯蒂芬-波尔兹曼定律、灰体和实际物体的辐射力、克希荷夫定律。

4、分析不同情况下的传热方式，如描述工件和炉墙的综合传热过程。实际热处理加热过程，热源和工件表面主要进行辐射换热和对流换热。

QQ对Q辐a对(t1-t2)FC导[(T14T24)-()]F100100 中、高温电阻炉和真空电阻炉，炉膛传热以辐射为主，对流传热可忽略。低温空气循环电阻炉及盐浴炉，以对流换热为主，其它可忽略。装有风扇的中温电阻炉、燃料炉，对流和辐射都不可忽略。

热处理炉内向车间散热，传递过程：炉气以对流和辐射方式传给内壁，内壁以传导方式传到外壁，外壁则以辐射方式传给周围的空气。

炉墙传热时的总热阻等于各层炉墙热阻＋炉墙外空间的热阻之和； 要想减小热量损失，实质是增大热阻和减少散热面积。

第二章

1、控制气体流量的设备：电磁流量计，质量流量计和转子流量计。

2、测试压力的设备可分为：液柱式压力计、弹性压力表、负荷式压力计、压力传感器、压力开关六种。常见的有 活塞式压力计、U型管压力计、电阻应变片压力传感器、霍尔压力传感受器、移式压力开关等。

3、如何判断热处理炉的不同位置发生溢气和吸气？

在相对零压面以上，炉气的静压头为正，越往上其正值越大。如果从炉壁开口会向外溢气；同理，在零压面以下，炉气的静压头为负，越往下负值越大，从炉壁开口处会吸入冷空气。★静压头的其实质：

炉内热气柱的密度小，重力小，炉内气体的绝对压力随高度增加而减小得慢；而炉外空气柱密度大，重力大，空气的绝对压力随高度增加而减小得快的缘故。

4、如何判断炉气的上浮能力，解释烟囱的作用；

●位压头——用于分析炉气上浮能力的大小，始终为正。

物理意义是：因炉内是热气，其重度（密度）小于空气时，空气推着热气向上浮升，位压头就是这种上（浮）升力大小的度量，两种气体重度（密度）差越大，这种升力就越大。排烟原理：热烟气在烟囱内具有向上浮的趋势，这种作用称为烟囱的抽力。这是烟囱内的烟气重度γ（或密度ρ）小于烟囱外的空气重度（或密度）的结果。第三章

1、根据热处理处理条件，从耐火材料的高温化学稳定性等方面解释选材的原因？

根据各种热处理情况如使用温度热处理气氛是否与耐火砖的成分发生化学反应电热元件是否与电热隔砖发生化学反应等要求对耐火材料进行选用: 由耐火材料的耐火度高温结构强度高温化学稳定性耐急冷急热性高温体积稳定性等方面选择考虑。◆制造无罐气体渗碳炉时，高碳气氛对普通粘土砖有破坏作用，炉墙内衬的耐火材料需用含Fe2O3小于1％的耐火砖，即抗渗砖；

◆制造电极盐溶炉时，由于熔盐对耐火材料的冲刷作用，坩埚材料必须采用重质耐火砖或耐火混凝土；

◆电热元件搁砖不得与电热元件材料发生化学作用，铁铬铝电热元件要用高铝砖作搁砖。

2、陶瓷涂料的作用；(1)耐火材料用陶瓷涂料： ◆是氧化锆加水调制而成，无毒、不可燃，在室温下涂敷于耐火材料表面，在空气中干燥5分钟即成。

◆陶瓷材料的辐射能力强，因而炉子升温速度快、炉温均匀，可降低能耗15％～30％。

◆涂料的气孔率低，化学稳定性好，可阻止使耐火材料损坏的各种氧化性气氛扩散渗透，能成倍地提高耐火村料的使用寿命。

◆应用范围广，除石墨以外的其它耐火材料均可涂这种涂料。使用温度高达2482℃。2)金属构件用陶瓷涂料：

◆是用水调制的硅酸铝涂料，无毒、不可燃，可涂敷于电热元件、辐射管、换热器、料筐等表面。

特点：

◆不影响炉内气氛、被涂金属的物理化学性质和力学性能；

◆可防止被涂金属氧化、脱碳或渗碳、化学侵蚀；

◆与金属间的结合牢固，耐磨性良好；

◆经固化处理之后，表面比基体更细密，可大幅度地提高金属构件的使用寿命(50％以上)。连续使用温度1038℃，间断使用可达1204℃。

3、保温材料的作用? 为减少炉子热传导引起的热损失，节省热能，提高炉子的热效率，改善劳动条件，在砌筑中温或高温炉时，均在耐火层外需砌一层保温材料。

4、炉用金属材料的要求? 因炉内构件是在高温下工作，承受一定载荷，并受高温介质的化学腐蚀，要求具有良好的抗高温氧化性和高温强度。所以要用耐热钢来制造。第四章

1、如何选择热处理电阻炉的基本类型？

.根据不同的金属材料处理要求选用合适的热处理电阻炉周期作业式热处理电阻炉适用于多品种小批量生产而连续作业式电阻炉则适用于大批量生产投资大不易改变工艺。（1）箱式电阻加热炉（分中高低三种）

中温箱式电阻炉应用于退火、正火、淬火、回火或固体渗碳等。高温箱式电阻炉用于高速钢或高合金钢模具的淬火加热。低温箱式电阻炉多用于回火、无定型产品。

（2）井式电阻加热炉：圆形，一股适用于细长工件的退火、正火淬火及预热等，与箱式炉相比，装炉量少，生产效率地，常用语质量要求较高的零件。中温井式电阻炉主要用于质量要求较高的细长工件的热处理。

低温井式电阻炉广泛用于钢件的回火处理，也可用作有色金属的热处理。

1200℃高温井式电阻炉：采用0Cr27Al7Mo2高温铁铬铝电热元件加热。适用于合金钢长杆件加热。

1350℃高温井式电阻炉：用碳化硅棒为电热元件。适用于细长高速钢拉刀和高合金钢长杆件热处理。

2、井式电阻加热炉采取什么措施实现炉内的温度均匀? 井式电阻加热炉炉膛较深，为了炉膛均 匀加热，常分区布置电热元件，各区单独供 电并控制温度，还可以在炉盖上装风扇，强迫炉气对流循环，使加热均匀。第五章

1、根据工件的特点等情况选择合适的热处理炉电阻炉? 既要满足工艺及产量要求，又技术先 进，经济合理。从以下六个方面考虑：

1.工件的特点（形状，尺寸，质量）：加 工细长轴类工件，为防止变形宜用井式炉； 加工大中型铸、锻毛坯件的退火、正火、回 火等处理，宜用台车炉；小型轴承钢球、滚 子等则选用滚筒式炉。

2.技术要求：对加热温度、炉膛介质、冷 却速度、冷却方式、表面状态、允许变型量 等有特殊要求时，如皋合金钢模具淬火需要 用高温炉，精加工零件表面要求不氧化则需 要保护气氛炉或真空炉（罩式炉），有表面 硬度及化学热处理要求的则需渗碳、渗氮炉 等。

3.产量大小。生产量大、品种单

一、工艺 稳定情况下，可考虑使用连续炉；产量不大、品种多、工艺变化大的则可考虑使用箱式炉 或箱式多用炉。

4.劳动条件。提高机械化和自动化水平，防止污染。如气体渗碳时，处理有毒气体，空气流通。

5.炉子性能。炉温均匀性、准确性、控制 温度以及升降温速度、能耗指标等，避免工 件变形。

6.其他因素：车间厂房结构、地基、炉子 建造维修、维护、资金等，选用通用零件。

2、电热元件的性能要求? 电热元件的性能要求； 1.具有良好的耐热性和性能要求 2.具有较 大的电阻率 3.具有较小的电阻温度系数α 4.具有较小的热膨胀系数5.具有良好的加工 性和焊接性能（电热元件的连接）

2、电热元件引出与焊接的要求? 采用成分与电热元件相同或相近的焊 条，并严格按照焊接工艺规程进行焊接。（镍 铬元件焊接性较好，可采用电弧焊或气焊。铁铬铝元件，一般质量要求的可用电弧焊，质量高要求较高时应采用氩弧焊。）元件各 部分之间的焊接常采用搭焊，元件与引出棒 之间采用钻孔焊或铣槽焊。第六章

1、燃料燃烧的阶段，每个阶段的作用；

1.混合：可燃气体与空气中的氧适当混合 是燃烧的前提，燃料燃烧速度，主要取 决于混合速度。2.活化：将可燃物加热到着火温度，混合 物活化后才能顺利燃烧。3.燃烧反应：混合物中的可燃成分急剧与 氧反应形成火焰放出大量的热和强烈的 光的过程。

2、回火和托火的原因； 回火：可燃气喷出速度低于火焰传播速度 脱火：可燃气喷出速度大于火焰传播速度 无焰烧嘴和有焰烧嘴燃烧特点；

3、无焰烧嘴和有焰烧嘴燃烧特点； 无焰：这类烧嘴的燃烧方式式煤气与空气预 先在烧嘴内进行均匀混合，而后喷出进行燃 烧嘴。很易发生“回火”，甚至有爆炸的危 险 有焰：这类烧嘴燃烧方法是煤气与空气全部 或大部分在烧嘴外混合，边混合边燃烧，可 见较长火焰。不易回火，但管道系统以及仪 表自调系统复杂。有焰式烧嘴结构烧嘴若混合气体喷出速 度过低会发生回火，过高则可能脱火。

4、提高燃烧炉热效率的途径？

1.减少烟气带走的热量：Q 烟=B V n t 烟 c 烟，要减少烟气带走的热量，则需降低烟气温 度t 烟或减少烟气体积V 烟，即控制好过剩空 气量

2.有效地利用烟气余热：（1）预热空气 或燃料气；（2）预热工件或辅助工具；（3）作为回火炉的热源；（4）作为废热锅炉生产 蒸气 热处理浴炉为何不能进行退火处理；

第七章

1、热处理浴炉为何不能进行退火处理；

退火是将钢加热到至临界点 Ac1 以上 或以下温度，保温以后随炉缓慢冷却以获得近于平衡状态组织的热处理工艺。而盐浴 炉，盐类在随炉冷却的时候，也由熔融状态 变成固态，在凝固过程中，工件也在冷却中 与盐类结合在一起，难以取出，因此热处理浴炉不能进行退火处理。

2、启动电阻的作用？

由于固态盐不导电，电极盐浴炉不能利 用工作电极直接启动，启动时必须用启动电 阻，将熔盐加热到熔融状态，盐浴炉才能工作。

第八章

1、真空热处理炉的优点? 真空热处理炉使工件具有不氧化、不脱 碳，处理后可保持表面光亮和原有色泽，表 面通常可不加工且工件不变形，提高了耐磨 性和使用寿命，并对工件有脱脂、脱气作用。

2、离子氮化炉的工作原理? 离子渗氮炉包括炉体、真空系统、供气 系统、测温系统及控制系统组成。其工作原 理：工件放入炉内作为阴极，炉体作为阳极，抽真空到 13.3-1.33Pa 后再通入少量氨、氮 或 氮 氩 混 合 气 体，使 炉 内 压 强 达 133-1333Pa，然后在两极间施加一定电压使 氮电离，氮电离后即以高速冲击工件，离子 的动能转化为热能将工件加热至渗氮温度。轰击表面的一部分氮夺取电子喉直接渗入 工件表面，在工件表面上形成含氮很高的呈 蒸发状态的FeN，并不断向工件内部扩散，从而达到渗氮目的。（应用：

1、机场驱鸟

2、加电场，防止炉体受离子冲击）第九章

1、感应热处理炉的基本原理及中、高频电流的特点；

原理：当感应器（施感导体）通过交变电流（交流变化）时，在其周围产生交变磁场，将工件放入交变磁场中，按电磁感应定律，工件内将产生感应电动势和感应电流，感应 电流做功，将工件加热。

特点：（1）热处理能源选择的一般原则：热源选择用 电或是用燃料或是用何种燃料，一般应从生 产成本、能源供应情况、操作与控温的难易 程度、热处理工艺的特殊性以及环境保护等 几个方面来综合考虑。（2）以电为主，因地制宜。用电作为热处理设 备热源具有许多优点： 随着水电和核电比例的增加，用电成 本有逐渐下降的趋势； 用电对环境不造成污染，有利于创造 良好的热处理环境；用电热处理设备控温容易可靠；④新型的热处理设备如电子束加热设备，激光加热设备等都可以以电为能源。第十章

1、根据平衡常数判断气体与钢发生的是氧化还是还原反应?

第十一章

第十二章

1、热处理节能途径；

热处理节能途径； 1.从设备入手，重点进行新型热处理设备 的研制、推广、应用和进行旧设备的全 面技术改造。2.推广节能热处理工艺及材料的研究与应用。从实际出发，优选热处理工艺方案 的原则有：（1）.合理选择零件材料，简化热处理工艺；（2 根据零件的实际服役条件，合理选择处 理工艺；（3）根据不同材料合理确定保温时间，达 到缩短加热时间的目的4）提高加热温度，缩短加热时间（5）充分利用淬火余热或采用等温淬火工 艺实现自回火，酌情省去回火工艺；（6）根据零件与整机寿命配比，酌情减少 硬化层深度；（7）锻造余热热处理 3.热处理生产的节能管理。

2、热处理能源选择的原则；（1）热处理能源选择的一般原则：热源选择用电或是用燃料或是用何种燃料，一般应从生 产成本、能源供应情况、操作与控温的难易程度、热处理工艺的特殊性以及环境保护等几个方面来综合考虑。（2）以电为主，因地制宜。用电作为热处理设 备热源具有许多优点：

1、随着水电和核电比例的增加，用电成 本有逐渐下降的趋势；

2、用电对环境不造成污染，有利于创造 良好的热处理环境；

3、用电热处理设备控温容易可靠；

4、新型的热处理设备如电子束加热设备，激光加热设备等都可以以电为能源。

第十三章

炼铁炼钢设备、工艺原理

第十四章

连铸连扎工艺流程及其优点和缺点

第十五章

常见的塑性成形设备和原理

试卷结构：

第一大题填空题，1分×10空＝10分 第二大题论述题，6分×10题＝60分； 第三大题论述题，15分×2题＝30分；

答疑时间，周一~四上午10点～12点，地点工学四号馆420，先联系是否在办公室***，答疑邮箱：dahutu985@163.com

第三篇：专业介绍-金属材料及热处理技术

金属材料及热处理技术专业招生宣传

1.就业有保障，国企央企收入高。2.师资队伍强，教学水平高。3.龙头专业领跑，实习实训效果好。4.订单式培养，学生技能强。5.专业风气好，学生素质棒。

6.专业对口率高，学一行干一行，职业发展好。

金属材料及热处理技术

一、培养目标

该专业培养掌握专业所需要的基础知识、基本理论和操作技能，了解金属压力加工行业管理基础知识，具有较强实践能力和创新精神，具备该专业的综合职业能力和素质，能适应生产、建设、管理、服务第一线需要的高技能人才。

二、专业特色

该专业以首钢为依托，坚持工学结合的订单式人才培养模式，培养的学生具有金属材料加工和机、电、液压控制技术等方面的知识和技能，择业面宽、适应能力强。统计数据表明：每年该专业的就业率都达到100%，专业对口率90%以上。近几年，该专业毕业生都提前半年被首钢迁钢公司、首钢首秦公司、首钢京唐公司等签约，各用人单位对本专业毕业生的素质和能力均给予了高度评价。

三、核心课程

金属学及热处理、机械工程基础、工程制图、电气技术、金属塑性变形与轧制理论、计算机辅助设计、计算机程序设计等。板带钢生产、加热工艺与设备、型线材与管材生产、控制轧制和控制冷却技术、轧钢机械设备、车间设计基础、专业英语、新技术讲座等。

四、毕业后可适应的工作范围

在金属材料和热处理行业从事：原料准备、钢坯加热、钢材轧制、热处理、钢材精整、质量检验与控制、设备安装与维护、车间生产与管理、产品销售、计算机控制与维护等工作。适合的工作岗位有技术员、工艺员、生产操作员、设备员、质量检验员、材料员、营销员、生产组织及管理的工段长、班组长等。

五、毕业生所需取得证书

该专业学生毕业时取得高等职业教育学历证书和轧钢生产相关岗位的中、高级工职业技能证书。

第四篇：金属热处理的工艺过程介绍

金属热处理的工艺过程介绍 热处理工艺一般包括加热、保温、冷却三个过程，有时只有加热和冷却两个过程。这些过程互相衔接，不可间断。

加热是热处理的重要工序之一。金属热处理的加热方法很多，最早是采用木炭和煤作为热源，进而应用液体和气体燃料。电的应用使加热易于控制，且无环境污染。利用这些热源可以直接加热，也可以通过熔融的盐或金属，以至浮动粒子进行间接加热。

金属加热时，工件暴露在空气中，常常发生氧化、脱碳(即钢铁零件表面碳含量降低)，这对于热处理后零件的表面性能有很不利的影响。因而金属通常应在可控气氛或保护气氛中、熔融盐中和真空中加热，也可用涂料或包装方法进行保护加热。，是保证热处理质量的主要问题。加热温度随被处理的金属材料和热处理的目的不同而异，但一般都是加热到相变温度以上，以获得高温组织。另外转变需要一定的时间，因此当金属工件表面达到要求的加热温度时，还须在此温度保持一定时间，使内外温度一致，使显微组织转变完全，这段时间称为保温时间。采用高能密度加热和表面热处理时，加热速度极快，一般就没有保温时间，而化学热处理的保温时间往往较长。

冷却也是热处理工艺过程中不可缺少的步骤，冷却方法因工艺不同而不同，主要是控制冷却速度。一般退火的冷却速度最慢，正火的冷却速度较快，淬火的冷却速度更快。但还因钢种不同而有不同的要求，例如空硬钢就可以用正火一样的冷却速度进行淬硬。

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。

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。

退火是将工件加热到适当温度，根据材料和工件尺寸采用不同的保温时间，然后进行缓慢冷却，目的是使金属内部组织达到或接近平衡状态，获得良好的工艺性能和使用性能，或者为进一步淬火作组织准备。正火是将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却，正火的效果同退火相似，只是得到的组织更细，常用于改善材料的切削性能，也有时用于对一些要求不高的零件作为最终热处理。

淬火是将工件加热保温后，在水、油或其他无机盐、有机水溶液等淬冷介质中快速冷却。淬火后钢件变硬，但同时变脆。为了降低钢件的脆性，将淬火后的钢件在高于室温而低于650℃的某一适当温度进行长时间的保温，再进行冷却，这种工艺称为回火。退火、正火、淬火、回火是整体热处理中的“四把火”，其中的淬火与回火关系密切，常常配合使用，缺一不可。

“四把火”随着加热温度和冷却方式的不同。为了获得一定的强度和韧性，把淬火和高温回火结合起来的工艺，称为调质。某些合金淬火形成过饱和固溶体后，将其置于室温或稍高的适当温度下保持较长时间，以提高合金的硬度、强度或电性磁性等。这样的热处理工艺称为时效处理。把压力加工形变与热处理有效而紧密地结合起来进行，使工件获得很好的强度、韧性配合的方法称为形变热处理；在负压气氛或真空中进行的热处理称为真空热处理，它不仅能使工件不氧化，不脱碳，保持处理后工件表面光洁，提高工件的性能，还可以通入渗剂进行化学热处理。

使过多的热量传入工件内部，使用的热源须具有高的能量密度，即在单位面积的工件上给予较大的热能，使工件表层或局部能短时或瞬时达到高温。表面热处理的主要方法有火焰淬火和感应加热热处理，常用的热源有氧乙炔或氧丙烷等火焰、感应电流、激光和电子束等。

不同之处是后者改变了工件表层的化学成分。化学热处理是将工件放在含碳、氮或其他合金元素的介质(气体、液体、固体)中加热，保温较长时间，从而使工件表层渗入碳、氮、硼和铬等元素。渗入元素后，有时还要进行其他热处理工艺如淬火及回火。化学热处理的主要方法有渗碳、渗氮、渗金属。

热处理是机械零件和工模具制造过程中的重要工序之一。大体来说，它可以保证和提高工件的各种性能，如耐磨、耐腐蚀等。还可以改善毛坯的组织和应力状态，以利于进行各种冷、热加工。

例如白口铸铁经过长时间退火处理可以获得可锻铸铁，提高塑性 寿命可以比不经热处理的齿轮成倍或几十倍地提高；另外，价廉的碳钢通过渗入某些合金元素就具有某些价昂的合金钢性能，可以代替某些耐热钢、不锈钢 ；工模具则几乎全部需要经过热处理方可使用。

第五篇：热处理

1．退火：指金属材料加热到适当的温度，保持一定的时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。常见的退火工艺有：再结晶退火、去应力退火、球化退火、完全退火等。退火的目的：主要是降低金属材料的硬度，提高塑性，以利切削加工或压力加工，减少残余应力，提高组 织和成分的均匀化，或为后道热处理作好组织准备等。

2．正火：指将钢材或钢件加热到或（钢的上临界点温度）以上，30～50℃保持适当时间后，在静止的空气中冷却的热处理的工艺。正火的目的：主要是提高低碳钢的 力学性能，改善切削加工性，细化晶粒，消除组织缺陷，为后道热处理作好组织准备等。

3．淬火：指将钢件加热到 Ac3 或 Ac1（钢的下临界点温度）以上某一温度，保持一 定的时间，然后以适当的冷却速度，获得马氏体（或贝氏体）组织的热处理工艺。常见的淬 火工艺有盐浴淬火，马氏体分级淬火，贝氏体等温淬火，表面淬火和局部淬火等。淬火的目 的：使钢件获得所需的马氏体组织，提高工件的硬度，强度和耐磨性，为后道热处理作好组 织准备等。

4．回火：指钢件经淬硬后，再加热到 Ac1 以下的某一温度，保温一定时间，然后冷 却到室温的热处理工艺。常见的回火工艺有：低温回火，中温回火，高温回火和多次回火等。

回火的目的：主要是消除钢件在淬火时所产生的应力，使钢件具有高的硬度和耐磨性外，并 具有所需要的塑性和韧性等。

5．调质：指将钢材或钢件进行淬火及高温回火的复合热处理工艺。使用于调质处理的钢称调质钢。它一般是指中碳结构钢和中碳合金结构钢。

6．渗碳：渗碳是指使碳原子渗入到钢表面层的过程。也是使低碳钢的工件具有高碳钢的表面层，再经过淬火和低温回火，使工件的表面层具有高硬度和耐磨性，而工件的中心部分仍然保持着低碳钢的韧性和塑性。

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

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。

11.钎焊：用钎料将两种工件粘合在一起的热处理工艺