热处理-几吧火-总结

第一篇：热处理-几吧火-总结

柏杨金属材料及热处理培训资料（技师）

2013/10/16 00:40 | 阅读原文发给好友-收藏取消加标签 | 更多

作者：柏杨 | 来自：柏杨

1.金属材料的力学性能包括哪些？

答：力学性能包括：强度、刚度、塑性、硬度、冲击韧性和疲劳强度。2.什么是疲劳现象？如何提高疲劳极限？

答：疲劳现象：机械零件在交变应力作用下，虽然所承受的应力低于材料的屈服点，但经过长时间的工作后产生裂纹或突然发生完全断裂的现象。

提高疲劳极限的方法：

1）.在零件结构设计中尽量避免尖角、缺口和截面突变。2）.提高零件表面加工质量。3）.对材料表面进行强化处理。3.什么是加工硬化？它有哪些利弊？

答：加工硬化：随着塑性变形程度的增加，金属材料的强度、硬度提高，而塑性、韧性下降的现象。优点：是强化金属材料的手段 ；是工件能够成型的重要因素。缺点：给再次成型造成困难 ；耐蚀性下降。4.[/B]掌握碳钢及合金钢的分类和牌号含义。5.[/B] 合金元素在钢中的主要作用有哪些？ 答：（1）强化铁素体；（2）形成合金碳化物；

（3）细化晶粒；（4）提高钢的淬透性；（5）提高钢的回火稳定性。6.高速钢的主要特性是什么？

答： 高速钢具有高硬度、高耐磨性和高红硬性。当其切削刃的温度在600℃以下时，仍能保持其高硬度和高耐磨性。

7.铸铁有哪些性能特点？

答： 1.优良的切削加工性；2.铸造性能好；3.减磨性及耐磨性很高；4.优异的消振性；5.低的缺口敏感性。

8.掌握铸铁的分类和牌号含义。

9.常规热处理方法有哪四种？它们的目的是什么？ 答：

10.什么是调质处理？目的是什么？哪类钢适合进行调制处理？ 答：淬火+高温回火的热处理工艺称为调质处理。目的：为了获得材料良好的综合力学性能。调质处理适合用于中碳钢。

11.工厂常用的防锈方法有哪些？

答：浸防锈油油封；吹砂；惰性气体封存；喷漆；氧化处理。12.淬火易产生哪些缺陷？

答：过热和过烧；氧化和脱碳；变形和开裂；硬度不足；软点。13.为什么铝合金广泛用于航空工业生产？

答：因为纯铝具有银白色金属光泽，密度小(2.72)，熔点低(660.4℃), 导电、导热性能优良。耐大气腐蚀，易于加工成形。

具有面心立方晶格，无同素异构转变，无磁性。而铝合金既具有高强度又保持纯铝的优良特性。14.钛及其钛合金有哪些性能特点？

答：纯钛密度小，熔点高, 比强度高，塑性、低温韧性和耐蚀性好。纯钛加入合金元素形成钛合金。钛合金几乎都含有铝。铝能提高钛合金的强度、比强度和再结晶温度.

第二篇：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。

第三篇：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）

第四篇：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。

第五篇：热处理炉总结

一、名词解释

1、热流:单位时间内由高温物体传给低温物体的热量叫热流，或热流量。用Q表示，单位为W,即J/S

2、耐火度：是耐火材料抵抗高温作用的性能，表示材料受热后软化到一定程度时的温度。

3、荷重软化点：是指在一定压力条件下，以一定速度加热，测出试样开始变形时的温度，当试样变形达到4%或40%的温度，称为荷重软化4%或40%软化点。

4、热导率：反应了物体导热能力的大小，它的物理意义在单位时间内每米长温度降低1℃时，单位面积能传递的热流量，用λ表示，单位为w/（m.℃）

5、传导传热：温度不同的接触物体间或一物体中各部分之间的热能的传递过程，称为传导传热

6、辐射传热:物体间通过辐射能进行的热能传递过程

7、黑体：辐射能全部被吸收的物体称为黑体。

8、集肤效应：当交流电流通过导体时，在导体表面电流最大，越向内部电流密度越小的现象。

9、邻近效应：两个通过交流电流的导体彼此相距很近时，则每个导体内的电流将重新分布，电流瞬时方向相反时，则最大电流密度就出现在两导体相邻的面，当导体内的电流瞬时方向相同，则最大电流密度将出现在两导体相背的一面，这种电流向一侧集中的现象叫临近效应

10、可控气氛：为了使工件表面不发生氧化脱碳现象或对工件进行化学热处理，向炉内通以可进行控制成分的气氛，称可控气氛

11、碳势：指一定成分的气氛，在一定温度下，气氛与钢的脱碳增碳反应达到平衡时，钢的含碳量。

12、温度梯度：物体（或体系内）相邻两等温面间的温度差△t与两等温面法线方向的距离△n的比例极限

13、氧势：指在一定温度下，金属的氧化和氧化物分解处于平衡状态时气氛中氧的分压或氧化物的分解压

14、热震稳定性：也叫耐急冷急热性，表示材料抵抗温度急剧变化而不破坏的性能

15、单位表面负荷:元件单位表面积上所发出的功率，单位w/cm3，元件表面负荷越高，发出的热量就越多，元件温度就越高，所用的元件材料就越少。

16、露点：指气体中水蒸气凝结成水的温度

17、黑度：灰体的高度ε被定义为灰体的辐射力E与同温度下的黑体辐射E0之比

二、简答题

1、热处理电阻炉的设计步骤

答：1）炉型的选择2）炉膛尺寸的确定3)炉体结构设计4）电阻炉功率计算及功率分配5）电热元件材料的选择6）电热元件材料的设计计算7）炉用机械设备和电气、控温仪表的设计与选用8)技术经济指标的核算9）绘制炉子总图、砌体图、和编制电炉使用说明书等随机技术文件。

2、浴炉如何分类 答：按介质的不同可分为盐浴炉、碱浴炉、铅浴炉、油浴炉，按热源供给方式的不同可分为外热式和内热式两种。

3、热处理电阻炉功率的计算方法有哪两种。各有何特点 答：计算方法有热平衡计算法和经验计算法。1）热平衡计算法,是根据炉子的输入总功率应等于各项能量消耗总和的原则确定炉子功率的方法。2）经验计算法：a、类比法，与同类炉子相比较，当炉膛尺寸和炉体结构确定后，依据生产率、升温时间等方面的具体要求，与性能较好的同类炉子相比较，而确定新设计炉子的功率b、经验公式法，这种方法适用于周期作业封闭式电阻炉。

4、试述插入式电极盐浴炉和埋入式电极盐浴炉各自的优缺点 答：插入式电极盐浴炉电极从坩埚上方垂直插入熔盐，熔盐中插入的一对电极，通入低电压（6~17.5V）大电流（几千安培）的交流电，由熔盐电阻热效应，将熔盐加热到工作温度。

缺点：a、炉口只有2/3的面积能使用，其他被电极占据，效率低，耗电量大b、由于电极自上方插入，与盐面交界处易氧化，寿命短，电极损耗大c、电极在一侧，远离电极一侧温度低d、工件易接触电极，而产生过热或过烧。

埋入式电极盐浴炉将电极埋入浴槽砌体，只让电极工作表面接触熔盐，在浴面上无电极

特点:1）有效面积大，生产率高，热效率高，节能25%~30%2）炉温相对均匀，介质流动性好3）电极不接触空气，寿命长4）工件接触电极可能性小，废品率低。缺点：1）砌体与电极一体，不能单独更换电极，电极损坏时，浴槽也要相应更换，对于高温炉，则插入电极优势大2)形状复杂，不一焊接，砌护麻烦3)电极间尺寸不能调节，电极形状，尺寸，布置，要求高，功率不可调。

5、箱式电阻炉加热炉分类方法有哪些

答:箱式电阻炉按其工作温度可分为高温箱式炉（>1000℃）中温箱式炉（650-1000℃），低温箱式炉（<650℃）圆体箱式电阻炉

6、井式热处理电阻炉和箱式热处理电阻炉在确定生产率方面有何不同？ 答：箱式电阻炉单位面积生产率指炉子在单位时间内单位炉底面积所能加热的金属质量。对于井式炉，炉底单位面积生产率是指其最大纵剖面的单位生产率，最大纵剖面=炉膛直×径炉膛有效高度

7、试述感应加热过程中，中、高频电流的特点及现象

答：1）集肤效应，当交流电流通过导体时，在导体表面电流最大，越向内部电流密度越小的现象。2）邻近效应，导体内的电流的频率越高，导体间距越小，临近效应越显著。3）圆环效应，当交流电流通过环形导体时，电流在导体横截面上的分布将发生变化，此时电流仅集中在圆环的内侧。4）尖角效应，当感应器与工件间距的距离相同，但在工件尖角处的加热强度远较其他光滑部位强烈，往往会造成过热。

8、热处理的节能的途径有哪几个方面。

答：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。3）热处理的生产的节能管理。

9、感应加热的基本原理与集肤效应。

答:感应加热的基本原理：当感应器（感磁导体）通过交变电流时，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8，将工件加热。集肤效应，当交流电流通过导体时，在导体表面电流最大，越向内部电流密度越小的现象称为集肤效应，当电流频率越高，集肤效应越显著。

10、在选择使用热处理电阻炉时主要应考虑哪几个方面。

答：

1、工件的特点，2、技术要求，3、生产量大小和作业制度

4、劳动条件，5、炉子性能，6、其他，对车间厂房结构，地基，炉子建造维修，维护，投资等也周密考虑。

三、其他 砌筑热处理炉时需使用耐火材料、保温材料、炉用金属材料以及一般建筑材料。在建造和设计热处理炉是合理选用筑炉材料对满足热处理工艺要求，提高炉子使用寿命，节约能源，降低成本都有重要意义。

常用耐火材料：黏土砖、高铝砖、轻质耐火黏土砖、硅酸铝耐火纤维和耐火混凝土、耐火涂料等。

为减少炉子热传导引起的热损失，提高炉子的热效率，耐火层外需砌一层保温材料。保温材料具有体积密度小，气孔率高，热容量小，热导率小等特点。工程上把λ值<0.25W/(m.℃)的材料称为保温材料。常用保温材料有：石棉，矿渣棉，蛭石，硅藻土，膨胀珍珠岩，岩棉以及超轻质耐火砖等。他们常以散料或制成制品使用，近些年来，新炉型不提倡使用散料。

炉用金属材料有哪些：炉外用金属材料和炉内用耐热钢，普通金属材料用作炉子的外壳金和构架：Q235A钢板，角钢，槽钢，工字钢。炉用耐热钢用作炉底板、炉罐、坩埚、料筐、炉辊、传送带、夹具、紧固件、电热元件及其引出棒等。

中温箱式电阻炉用于退火、正火、淬火、回火或固体渗碳等；高温~用于高速钢或高速合金钢模具的淬火加热，其结构与中温相似；低温~大多用于回火

中温井式炉适用于轴类等长形零件的退火正火淬火及预热等，与箱式炉相比装炉量少，生产效率低，常用于质量要求较高的零件，高温井式炉适用于合金钢、高速合金钢长杆件热处理；低温井式电阻炉最高工作温度为650℃，广泛用于零件的回火

常用电热元件材料及特点：铁铬铝：这类材料电阻率大，电阻温度系数小，功率稳定，耐热性好，抗渗碳，耐腐蚀，价格便宜，应用广泛。其缺点是塑形差，高温加热后，晶粒粗大，脆性大。镍铬系：高温加热不脆化，具有良好的塑性和焊接性便于加工和维修，抗渗氮，缺点是电阻率小，电阻温度系数较大，不抗硫蚀，价格昂贵。纯金属：略

外热式真空热处理炉的结构特点和缺点，外热式真空炉结构简单，制造容易，容易密封，抽气量小，容易达到所要求的真空度，不受耐火、绝缘材料及电阻放气，不存在真空放点问题，工件加热质量高，生产安全可靠。但由于热源在炉罐外，热

惰性大，热效率低加热速

度慢生产周期长。由于炉罐材料高温强度所限，炉子尺寸小，使用温度低于1100℃，合金钢或耐热钢罐价格昂贵，不易加工，仅适用于合金的退火、真空除气、真空渗金属等

内热式真空热处理炉结构特点，内热式真空热处理炉是将整个加热装置及欲处理的工件均放在真空容器内，而不用炉罐的炉子。这类炉子的优点是：

1、可以制造大型高温炉，而不受炉罐的限制；

2、加热和冷却速度快，生产效率高。其缺点是:

1、炉内结构复杂，电气绝缘性要求高；

2、与外热式真空炉相比，炉内容积大，各种构件表面均吸附大量气体，需配大功率抽气系统；

3、考虑真空放电和电气绝缘性，要低电压大电流供电，需配套系统。

现代真空电阻热处理炉都是内热式的，没有炉罐，整个炉壳就是一个真空容器，外壳是密封的，某些部位用水冷却。按其外形及结构分为立式、卧式、单室、双室和三室等。工件冷却方式分为自冷、负压气冷、负压油冷和加压气冷、高压气冷及超高压气冷等炉型。按热处理工艺可分为淬火炉和回火炉。有单功能的，也有多功能的。

可控气氛热处理炉的分类及特点

1可控气氛热处理炉的分类，有周期式和连续式之分。周期炉：有井式炉和密闭箱式炉（又称多用炉）适用于多品种小批量连续生产，可用于光亮淬火、光亮退火、渗碳、碳氮共渗等热处理，连续炉：有推杆式，转底式及各种形式的连续式可控气氛渗碳生产线等，适用于大批量生产，可用于光亮淬火、回火、渗碳及碳氮共渗等热处理。

2可控气氛热处理炉的特点：

1、炉膛密封良好，2、炉内保持正压

3、炉内气氛均匀

4、装设安全装置

5、炉内构件抗气氛侵蚀。