钢的热处理作业题答案PPT学习教案

1、会计学1钢的热处理作业题答案钢的热处理作业题答案3：退火。：退火。6：等温退火。：等温退火。9：正火。：正火。12：不完全淬火：不完全淬火。14：淬火。：淬火。 20：等温淬火：等温淬火解：解： ：奥氏体化后各冷却方式的热处理工艺名称。：奥氏体化后各冷却方式的热处理工艺名称。如如1题答案图题答案图第1页/共42页 3：（P） 6：（P） 9：（P） 12：（ P +M + A残残） 20：（ B下下） 18：（ B下下+ M + A残残 ） 16：（ M + A残残 ）、）、 14：（ M + A残残 ）解：解：比较各冷却速度下产物硬度的高低。：比较各冷却速度下产物硬度的高低。如如作业题作业题

2、3图图第2页/共42页 粒状珠光体渗碳体呈球粒状，片状珠光体渗粒状珠光体渗碳体呈球粒状，片状珠光体渗碳体呈片状；粒状珠光体强度、硬度低于片状珠碳体呈片状；粒状珠光体强度、硬度低于片状珠光体，但塑性优于片状珠光体。光体，但塑性优于片状珠光体。解：解：2：比较下列组织与性能：比较下列组织与性能： ：粒状珠光体与片状珠光体。：粒状珠光体与片状珠光体。 ：上贝氏体：上贝氏体B上与下贝氏体上与下贝氏体B下。下。 ：板条状马氏体：板条状马氏体M板与片状马氏体板与片状马氏体M片。片。 ：索氏体：索氏体S与回火索氏体与回火索氏体S回。回。：粒状珠光体与片状珠光体。：粒状珠光体与片状珠光体。第3页/共42页 ：

3、上贝氏体：上贝氏体B上上与下贝氏体与下贝氏体B下下。组织：组织：如如奥氏体转变为奥氏体转变为B上上的过程的过程 图图与与奥氏体转变为奥氏体转变为B下下的过程的过程 B上显微组织呈羽毛状，上显微组织呈羽毛状， Fe 3C（白色）以不（白色）以不连续短杆状分布于近似平行的密集连续短杆状分布于近似平行的密集F条间，条间， F条内条内部位错密度大，过饱和固溶碳；部位错密度大，过饱和固溶碳； B下下显微组织呈针显微组织呈针状状(黑色黑色)，针状铁素体内分布着细小，针状铁素体内分布着细小碳化物碳化物( -Fe 3C白色）与铁素体长轴约成白色）与铁素体长轴约成55角，角， F条内部位错条内部位错密度大，过饱

4、和固溶碳。密度大，过饱和固溶碳。解：解：第4页/共42页解：解： ：上贝氏体：上贝氏体B上上与下贝氏体与下贝氏体B下下。性能：性能： B上的硬度较大（与上的硬度较大（与T 接近）但强度、韧性塑性接近）但强度、韧性塑性远低于远低于T（碳化物比（碳化物比T 粗大），没有实用价值。粗大），没有实用价值。B下下硬度、强度接近于马氏体，且有良好的韧性与塑性硬度、强度接近于马氏体，且有良好的韧性与塑性，机械性能匹配良好。，机械性能匹配良好。第5页/共42页解：解： ：板条状马氏体：板条状马氏体M板与片状马氏体板与片状马氏体M片片。组织组织 板条状马氏体马氏体呈板条状，板条内板条状马氏体马氏体呈板条状，板条

5、内存在高密度位错，片状马氏体马氏体呈片状存在高密度位错，片状马氏体马氏体呈片状，片内存大量孪晶。，片内存大量孪晶。性能性能 板条状马氏体具有高强度、硬度与一定板条状马氏体具有高强度、硬度与一定韧性，片状马氏体具有更高的强度、硬度，韧性，片状马氏体具有更高的强度、硬度，耐磨性好，韧性较差。耐磨性好，韧性较差。第6页/共42页解：解：索氏体：索氏体S与回火索氏体与回火索氏体S回。回。组组织织 索氏体索氏体S渗碳体呈片状，回火索氏体渗碳体呈片状，回火索氏体S回回渗碳体呈球粒状渗碳体呈球粒状性性能能 S强度、硬度优于珠光体（退火），强度、硬度优于珠光体（退火）， S回回强度、硬度与退火珠光体相当，但韧

6、、塑性强度、硬度与退火珠光体相当，但韧、塑性较好，综合机械性能良好。较好，综合机械性能良好。 第7页/共42页 3：列表说明完全退火、正火、淬火、回火：列表说明完全退火、正火、淬火、回火：含义；：含义； ：目的；：目的；：加热温度范围；：加热温度范围； ：冷却特点。：冷却特点。第8页/共42页热处理热处理名称名称含义含义完全退完全退火火 将亚共析钢加热到将亚共析钢加热到Ac3以上以上20-50，经过一定时，经过一定时间保温后，缓慢冷却至间保温后，缓慢冷却至500 后出炉空冷，以获得后出炉空冷，以获得接近平衡组织的一种热处理工艺。如接近平衡组织的一种热处理工艺。如碳素钢碳素钢 与与退退火分类图火

7、分类图-1 ：1线线正火正火 将钢加热到将钢加热到Ac3（亚共析钢）或（亚共析钢）或Ac1 （过共析钢）（过共析钢）以上以上30-50，经过一定时间保温后，然后在空气，经过一定时间保温后，然后在空气中冷却，以获得珠光体组织的一种热处理工艺。如中冷却，以获得珠光体组织的一种热处理工艺。如正火正火图。图。第9页/共42页热处理热处理名称名称含义含义淬火淬火将钢加热到将钢加热到Ac3 （亚共析钢）或（亚共析钢）或A c1 （过共析钢）（过共析钢）以上一定温度，保温后快速冷却，以获得马氏以上一定温度，保温后快速冷却，以获得马氏体或下贝氏体的一种热处理工艺方法。体或下贝氏体的一种热处理工艺方法。如如共析

8、钢过冷奥氏体连续转变曲线共析钢过冷奥氏体连续转变曲线-3 图：曲线图：曲线1回火回火将淬火钢加热将淬火钢加热A c1 以下一定温度，保温后以适以下一定温度，保温后以适当方式冷却的一种热处理工艺方法。当方式冷却的一种热处理工艺方法。第10页/共42页完全完全退火退火正火正火淬火淬火回火回火加热加热温度温度范围范围Ac3以以上上20-50Ac3（亚共析（亚共析钢）或钢）或Ac1 （共析、过（共析、过共析钢）以共析钢）以上上30-50，Ac3（亚共析（亚共析钢）或钢）或Ac1 （共析、过（共析、过共析钢）以共析钢）以上上30-50，低温低温150250中温中温350500高温高温500650冷却冷却

9、特点特点缓冷缓冷（随炉（随炉冷却）冷却）较快冷（空较快冷（空气中冷却）气中冷却）激冷（水、激冷（水、盐水中冷却）盐水中冷却）较快冷（空气中冷较快冷（空气中冷却）却）第11页/共42页 700 760 840 组织组织原始原始F+PF+AA热处理后热处理后 F+PF+M+A残残M+A残残硬度硬度一般一般较硬较硬最硬最硬 4：某：某45钢小工件，原始组织为珠光体与铁素体（钢小工件，原始组织为珠光体与铁素体（Ac1724Ac3780）若采用不同的加热温度：）若采用不同的加热温度： ：700 ； ： 760 ；：；： 840 。加热后投。加热后投入水中激冷，试比较冷却后的组织与硬度。入水中激冷，试比较

10、冷却后的组织与硬度。如如作业题作业题10图图解：解：第12页/共42页 5：根据下列零件的性能要求及技术条件，试选：根据下列零件的性能要求及技术条件，试选择热处理工艺方法。择热处理工艺方法。：用用45钢制作某机床主轴，轴颈部分和轴承接触钢制作某机床主轴，轴颈部分和轴承接触要求表面耐磨要求表面耐磨HRC5256，硬化层深，硬化层深1mm。 ：用用45钢制作直径为钢制作直径为18mm的某传动轴，要求有的某传动轴，要求有良好的综合机械性能，良好的综合机械性能，HRC2225，回火索氏体组，回火索氏体组织。织。：用用20CrMnTi钢制作某汽车传动齿轮，要求表钢制作某汽车传动齿轮，要求表面高硬度。面高

11、硬度。 ：用用38CrMoTiAl钢制作某高精度镗床镗杆，要钢制作某高精度镗床镗杆，要求表面高硬度大于求表面高硬度大于800HV。 ：用用65Mn钢制作直径为钢制作直径为5mm的某弹簧，要求高的某弹簧，要求高弹性（弹性（HRC3840），回火屈氏体组织。），回火屈氏体组织。第13页/共42页解：解：用：用45钢制作某机床主轴，轴颈部分和轴承接触钢制作某机床主轴，轴颈部分和轴承接触要求表面耐磨要求表面耐磨HRC5256，硬化层深，硬化层深1mm。 锻锻造造正正火火粗加工粗加工调质调质机加工机加工（半精（半精）高频表面淬火高频表面淬火低温回低温回火火磨磨削削第14页/共42页解解： ：用：用45钢

12、制作直径为钢制作直径为18mm的某传动轴，要求有的某传动轴，要求有良好的综合机械性能，良好的综合机械性能，HRC2225，回火索氏体组，回火索氏体组织。织。下下料料正正火火机加工机加工（粗）（粗）调质调质机加工机加工（精）（精）第15页/共42页：用：用20CrMnTi钢制作某汽车传动齿轮，要求表钢制作某汽车传动齿轮，要求表面高硬度高耐磨性，表面面高硬度高耐磨性，表面HRC5863 ，硬化层深，硬化层深0.8mm。下下料料锻锻造造正火正火机加工机加工（粗）（粗）铣铣齿齿渗碳渗碳淬火淬火+低温回火低温回火磨齿磨齿去碳机械加工去碳机械加工淬火淬火+低温回低温回火火解解或或第16页/共42页解解下下

13、料料锻锻造造正火正火机加工机加工（粗）（粗）机加工机加工（精）（精）高频表面淬火高频表面淬火+低温回火低温回火磨齿磨齿拉花键孔拉花键孔或选用或选用40Cr：热处理工艺方法如下热处理工艺方法如下第17页/共42页解解 ：用：用38CrMoTiAl钢制作某高精度镗床镗杆，要钢制作某高精度镗床镗杆，要求表面高硬度大于求表面高硬度大于800HV。下下料料锻锻造造退退火火机加工（粗机加工（粗）调调质质机加工机加工（半精（半精）低温退火低温退火精车精车低温退低温退火火磨磨削削磁力探伤磁力探伤氮化氮化磁磁力力探探伤伤半半精精磨磨油煮定性（油煮定性（140160、18 20h）精磨精磨油煮油煮定性定性超精磨超

14、精磨油煮油煮定性定性研配研配第18页/共42页解：解： ：用：用65Mn钢制作直径为钢制作直径为5mm的某弹簧，要求高的某弹簧，要求高弹性（弹性（HRC3840），回火屈氏体组织。），回火屈氏体组织。下下料料冷拔（三次、变形量达冷拔（三次、变形量达50%）加热（加热（Ac3以上）以上）+铅浴等温（铅浴等温（ 450550 ）冷拔至尺寸（多次）冷拔至尺寸（多次）冷卷成型冷卷成型去应力退火（去应力退火（ 200300 ）根据性能需要特点，有如下三种工艺可选择：根据性能需要特点，有如下三种工艺可选择：第19页/共42页解：解： ：用：用65Mn钢制作直径为钢制作直径为5mm的某弹簧，要求高的某弹簧，

15、要求高弹性（弹性（HRC3840），回火屈氏体组织。），回火屈氏体组织。下下料料冷拔至尺寸（多次）冷拔至尺寸（多次）淬火（油）淬火（油） +中温回火中温回火冷卷成型冷卷成型去应力回火去应力回火下下料料冷拔至尺寸（多次）冷拔至尺寸（多次）退火退火冷卷成型冷卷成型淬火淬火+中温回火中温回火或选用或选用右边工右边工艺方法艺方法或选用或选用右边工右边工艺方法艺方法第20页/共42页解：解：如如作业题作业题15图图6：画出共析钢：画出共析钢C曲线与曲线与CCT曲线，为获得下列组织曲线，为获得下列组织(试用图示并说明应采用什么冷却方式？试用图示并说明应采用什么冷却方式？)：S+P。：T+M。 ：全部：全部

16、B下。下。 ：M+AR。 ： B下下+ M+AR。第21页/共42页（注：（注： 45钢的钢的Ac1=724，Ac3=780； T10钢的钢的Ac1=730； 40Cr钢的钢的Ac1=743，Ac3=782）。）。： 45钢正火。钢正火。： 45钢某齿轮淬火。钢某齿轮淬火。： T10钢某冲头球化钢某冲头球化： T10钢某冲头淬火钢某冲头淬火。 ： 40Cr某轴淬火。某轴淬火。7：试确定下列材料制造的工件，热处理加热温度、：试确定下列材料制造的工件，热处理加热温度、冷却方式或介质，并说明确定的原因，冷却方式或介质，并说明确定的原因，退火。退火。第22页/共42页解：解： 45钢正火。钢正火。加热

17、温度：加热温度：T=850冷却介质冷却介质空气空气原因原因： 加热温度保证充分奥氏体化（晶粒又不致粗化）加热温度保证充分奥氏体化（晶粒又不致粗化）；空气中冷却速度适中能获得较细珠光体组织。；空气中冷却速度适中能获得较细珠光体组织。（注：（注： 45钢的钢的Ac1=724，Ac3=780； ）第23页/共42页解：解： 45钢某齿轮淬火。钢某齿轮淬火。 （注：（注： 45钢的钢的Ac1=724，Ac3=780 ）高频表面高频表面加热：加热：表面表面T850，心部，心部T接近室温接近室温冷却介质冷却介质喷水。喷水。原因原因 加热温度保证表面充分奥氏体化（晶粒又不致加热温度保证表面充分奥氏体化（晶粒

18、又不致粗化），心部保持原始组织；喷水冷却速度大能获粗化），心部保持原始组织；喷水冷却速度大能获得隐晶马氏体组织。得隐晶马氏体组织。第24页/共42页解：解： T10钢某冲头球化。钢某冲头球化。（注：（注： T10钢的钢的Ac1=730）加热温度加热温度： T=760冷却介质冷却介质随炉冷却，随炉冷却， 500 出炉冷却。出炉冷却。原因原因： 在此加热温度使珠光体奥氏体化时片状渗碳体发在此加热温度使珠光体奥氏体化时片状渗碳体发生不完全溶解而断开，成为细小渗碳体分布于奥氏生不完全溶解而断开，成为细小渗碳体分布于奥氏体基体上，此细小渗碳体便是球状渗碳体晶核；随体基体上，此细小渗碳体便是球状渗碳体晶核

19、；随炉冷却，便于消除应力与珠光体的形成。炉冷却，便于消除应力与珠光体的形成。第25页/共42页解：解：加热温度加热温度T=760冷却介质冷却介质水。水。原因原因： 在此加热温度使珠光体奥氏体化时片状渗碳体未在此加热温度使珠光体奥氏体化时片状渗碳体未完全溶解于奥氏体，奥氏体含碳量低，避免完全溶解于奥氏体，奥氏体含碳量低，避免Ms、Mf下降，减少下降，减少A残残 ，提高淬火组织（，提高淬火组织（M+ A残残 ）性能。）性能。水作为冷却介质是为了快冷获得马氏体组织。水作为冷却介质是为了快冷获得马氏体组织。： T10钢某冲头淬火钢某冲头淬火（注：（注： T10钢的钢的Ac1=730）如如淬火钢含碳量淬

20、火钢含碳量、残余奥氏体、残余奥氏体量、硬度的关量、硬度的关系系图图第26页/共42页 加热温度较碳钢高是因为合金钢中合金元素化加热温度较碳钢高是因为合金钢中合金元素化合合 物与合金碳化物十分稳定，不易溶解于奥氏体，即物与合金碳化物十分稳定，不易溶解于奥氏体，即奥氏体化需要较高温度。奥氏体化需要较高温度。 油作为冷却介质是因油作为冷却介质是因为为合金钢合金钢C曲线靠右，即奥氏体更稳定，一般不易产生曲线靠右，即奥氏体更稳定，一般不易产生高温转变（扩散型、半扩散型转变），在较慢冷却高温转变（扩散型、半扩散型转变），在较慢冷却速速度冷却也能获得马氏体组织。度冷却也能获得马氏体组织。解：解：加热温度加热

21、温度T=890冷却介质冷却介质油。油。原因原因： 40Cr某轴淬火。（注：某轴淬火。（注： 40Cr钢的钢的Ac1=743，Ac3=782）如如40Cr与与45钢钢淬火比较示意淬火比较示意图图第27页/共42页7271000 100101时间(s)MsA1稳定AMf温度12634578910111213141516171819201：（：（A+P）2：（P）3：（P）4：（A）5：（P）6：（P）8：（P）7：（ A+P ）9：（P）10：（ A+P ）第28页/共42页7271000 100101时间(s)MsA1稳定AMf温度12634578910111213141516171819201

22、1：（ A+P ）12：（ P +M + A残残）13：（A）14：（ M + A残残 ）15：（A）16：（ M + A残残 ）18：（ B下下+ M + A残残 ）17：（A+ B下下）1 9：（ B下下）20：（ B下下）第29页/共42页7271000 100101时间(s)MsA1稳定AMf温度12634578910111213141516171819203：退火。：退火。6：等温退火。：等温退火。9：正火。：正火。12：不完全淬火。：不完全淬火。14：淬火。：淬火。20：等温淬火：等温淬火第30页/共42页7271000 100101时间(s)MsA1稳定AMf温度1263457891011121314151617181920 3：（P）与）与 6：（P）