金属学及热处理

1、金属学及热处理复习资料第1单元 金属的结构与性能1、名词解释强度：材料在外力作用下抵抗永久变形的能力塑性：材料受力破坏前可承受最大塑性变形的能力指标为伸长率和收缩率值越大，塑性越好韧性：材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。硬度：指材料对局部塑性变形、压痕或划痕的抗力。是材料力学性能的一个综合物理量晶体：基元在三维空间呈规则的周期性婆排列，结构长程有序，表现为各向异性，有固定熔点，天然晶体有规则外形晶格：描述原子或原子团在晶体中排列方式的几何空间格架。 晶胞：从晶格中选取出来的一个能够完全反映晶格特征的最小几何单元。通常选定晶格中最小的平行六面体为晶胞。该晶胞满足以下原则：具有原晶体多面体的

2、全部对称要素；体积最小晶格常数：，即a,b,c,以及，。晶面：在晶体中，由一系列原子所构成的平面。晶向：在晶体中，任意两个原子之间连线所指的方向。晶面指数和晶向指数：表述不同晶面和晶向的原子排列情况及其在空间的位向。 晶向指数用 表示，晶面指数用( )表示晶向指数表示一组相互平行、方向一致的晶向。晶体缺陷：根据缺陷相对于晶体的尺寸，或其影响范围的大小进行分类：点缺陷空位、间隙原子、置换原子、线缺陷主要是位错：刃型位错上正、螺型位错、面缺陷晶体外表面及各种内界面（晶界、孪晶界、亚晶界、相界、堆垛层错等。空位热振动引起和间隙原子的运动是金属晶体产生扩散的重要方式。热平衡缺陷间隙原子造成的晶格畸变远

3、大于空位。位错线是一个具有一定宽度的细长晶格畸变管道。 多余在上，则为正刃型位错位错决定金属的前度，断裂和塑性变形细化晶粒是强化金属的重要手段之一。合金：由一种金属元素跟其它金属/非金属熔合/复合而成的、具有金属特性的物质组元：组成合金的最基本的独立的物质。可以是元素，也可以是化合物。相：指合金中具有同一聚集状态、结构相同、成分和性能均一，并有明确界面与其他部分分开的均匀组成部分。合金在固态下的相即为合金相。组织：用肉眼或显微镜所观察到的组成相的形状、分布及各相之间的组合状态。固溶体：以合金某一组元为溶剂，在其晶格中溶入其它组元原子（溶质）后所形成的一种合金相。仍然保持溶剂的晶体结构。固溶强化

4、：溶质元素产生晶格畸变，使固溶体强度、硬度升高的现象置换和间隙。中间相：当溶质含量超过固溶体的溶解度时，将出现晶体结构和任一组元都不相同的新相，即金属间化合物。同素异构转变：一些金属，在固态下随温度或压力的改变,还会发生晶体结构变化，即由一种晶格转变为另一种晶格的变化2、金属有哪几种常见的晶体结构？晶胞内原子数和致密度各为多少？体心立方，面心立方，密排六方三种，体心立方原子数为2，致密度为0.68；面心立方为4,0.74；密排六方为6,0.74-Fe、-Fe、Al、Cu、Ni、Cr、V、Mg、W、Mo、Zn各属何种晶体结构？-Fe，Cr，V，W、Mo为体心立方结构，-Fe，Al、Cu、Ni为面

5、心立方结构，Mg，Zn为密排六方就够3、实际晶体中的晶体结构缺陷有哪些？它们对金属的性能有什么影响？4、在立方晶系中画出下列晶面和晶向，(100)、(110)、(111)、(211)、(121)、100、110、111、211、121。5、试比较间隙固溶体、间隙相和间隙化合物的结构和性能特点。间隙固溶体为溶质燕子很小时，溶质原子就可能进入溶剂晶格间隙中而形成间隙固溶体。溶质原子通常是原子半径小于0.1 mm的一些非金属元素。溶质原子引起溶剂点阵畸变，点阵常数变大，畸变能升高。因此，间隙固溶体都是有限固溶体，而且溶解度很小。间隙相：当r非/r金<0.59时，化合物具有简单的晶体结构。仍具有

6、明显的金属特性，而且间隙相具有极高的熔点和硬度，同时其脆性也很大，是高合金钢和硬质合金中的重要强化相。在间隙相中金属原子组成简单点阵类型的结构，此结构与其为纯金属时的结构不相同。 间隙相的一般可以用简单的化学式来表达，大多数间隙相的成分可以在一定范围内变化。间隙化合物的晶体结构都很复杂，原子间结合键位共价键和金属键。间隙化合物也具有很高的熔点和硬度，脆性较大，也是钢中重要的强化相之一。但与间隙相相比，间隙化合物的熔点和硬度以及化学稳定性都要低一些。6、何谓置换固溶体？影响置换固溶体溶解度的因素有哪些？置换固溶体：溶质原子替代一部分溶剂原子而占据溶剂晶格结点位置所形成的固溶体。影响置换固溶体固溶

7、度的因素：组元的晶体结构类型；原子尺寸因素；电负性因素（化学亲和力）；电子浓度因素。7、何谓固溶强化？一般情况下，固溶强化后的性能如何？固溶强化：溶质元素产生晶格畸变，使固溶体强度、硬度升高的现象。固溶体的强度和硬度比其纯金属组元的平均值高；在塑性和韧性方面，固溶体比其组元平均值低，但比一般化合物高得多。间隙式溶质原子的强化效果般要比置换式溶质原子更显著。固溶体的综合力学性能优于纯金属或化合物，因此是金属材料最常用的基体相。固溶体的耐蚀性能一般低于纯金属组元晶体结构相同是组元间形成无限固溶体的必要条件。组元间要无限互溶，晶体结构类型必须要相同第2单元 金属的结晶1、名词解释相图：表示合金系的状

8、态，是合金的状态与温度、成分之间关系的图解。杠杆定律：利用相图确定和计算合金在两相区中两平衡相的成分和相对量的方法。晶内偏析：固溶体不平衡凝固时，先结晶的固相内富含高熔点组元，后结晶的外部则富含低熔点组元。这种在晶粒内部出现的成份不均匀现象称为晶内偏析，是微观偏析。枝晶偏析：如果固溶体是以树枝状结晶长大的，则枝干（富含高熔点组元）与枝间（富含低熔点组元）会出现成份差别，称为枝晶偏析，属于晶内偏析。宏观偏析：固溶体非平衡结晶所造成的在大范围内化学成分不均匀的现象。是宏观偏析。2、何谓过冷度？为什么金属结晶一定要有过冷度？过冷度：金属的理论结晶温度Tm与实际结晶温度Tn之差。 T=Tm-Tn>

9、;0过冷度不恒定。液体温度达到理论结晶温度时并不能进行结晶，而必须在它温度以下的某一温度（称为实际开始结晶温度）才开始结晶。在实际结晶过程中，实际结晶温度总是低于理论结晶温度的3、金属结晶时，获得细晶的途径有哪些？增加过冷度，使用形核剂，使用机械的方法增加形核剂 如超声、振动等。4、金属的结晶条件和结晶的一般规律是什么？液态金属中存在结构（相）起伏，能量起伏和过冷度，结晶必须在一定温度下进行（扩散条件）。液态金属过冷 ，孕育期，形核晶核长大未转变液体部分形核晶核长大相邻晶体互相接触液体全部转变完成结晶，形成由晶粒构成的组织。5、简述金属铸锭三晶区形成的原因及每个晶区的性能特点？1、表面细等轴晶

10、区：成因：模壁温度低，传热快，外层T大；模壁表面可作为非均匀形核的有利位置；厚度不大，晶粒很细。性能：组织致密。，力学性能好；中间柱状晶区：成因：细晶区形成以后，模壁温度升高，结晶前沿T逐渐减小，不易形成新的晶核，而已形成的细晶区中某些晶粒可以长大。散热的方向性。垂直于模壁方向散热最快，晶体沿其相反方向择优生长成柱状晶性能：结构致密。性能有方向性，热加工性能差。不同方向的柱状晶处结合强度低；中心粗等轴晶区：成因：结晶后期中心液体温度已全部降到结晶温度以下，可同时形核。 液体中的杂质也集中在中心尚未结晶的液体中，降低了液体的熔点，满足了结晶对T的要求。散热失去了方向性，各个方向的长大速度相差不大

11、，长成等轴晶。此时结晶的T不大，结晶后的晶粒较粗。性能：无方向性、 无明显弱面、热加工性能好。缺点：显微缩孔多、致密性差。6、何谓相律？有何应用？表示在平衡条件下，系统的自由度数f与组元数c和相数p之间关系的定律。f=c-p+2。应用：可知不同合金系最大自由度数可确定系统中可能共存的最多平衡相数，可判断不同相平衡时相图的形式；单相时，p=1，f=2，二相平衡时，p=2，f=1，三相平衡时，p=3，f=07、何谓合金平衡相图，相图能给出任一条件下合金的显微组织吗？合金平衡相图是指在平衡条件下合金系中合金的状态与温度、成分间关系的图解，又称为状态图或平衡图。由上述定义可以看出相图并不能给出任一条件

12、下合金的显微组织，相图只能反映平衡条件下相的平衡。8、在正的温度梯度下，为什么纯金属凝固时不能呈树枝状成长，而固溶体合金却能呈树枝状成长？纯金属凝固时，要获得树枝状晶体，必需在负的温度梯度下；在正的温度梯度下，只能以平面状长大。而固溶体实际凝固时，往往会产生成分过冷，当成分过冷区足够大时，固溶体就会以树枝状长大。9、说明固溶体的平衡结晶与纯金属的平衡结晶的异同。(1) 相同点： 基本过程相同：形核长大。 热力学条件相同：T>0，存在过冷度。 能量条件相同：能量起伏。结构条件相同：结构起伏。(2) 不同点：纯金属恒温结晶，合金在一个温度范围内结晶；固溶体合金的平衡结晶存在溶质原子重新分配和

13、均匀化；合金结晶是异分结晶，需成分起伏。10、何谓共晶反应？反应产物有何特点？由一个液相同时结晶出两种成分不同的固相的转变。是两相机械混合物；存在领先相；领先相之后形成另一相；11、何谓共析反应？反应产物有何特点？共析反应：由特定成分的单相固态合金，在恒定的温度下，分解成两个新的，具有一定晶体结构的固相的反应。组织为F+FeC3两相交替排列的混合物第3单元 铁碳合金1、名词解释铁素体F：碳在-Fe相中的间隙固溶体。强度和硬度低，塑性好。奥氏体A：，碳在-Fe相中的间隙固溶体。强度和硬度低，易于塑性变形。渗碳体Cm：渗碳体Fe3C。复杂结构间隙化合物。硬度高，脆性大，塑性和韧性低。珠光体P：恭喜

14、转变的产物是珠光体铁素体加渗碳体莱氏体(Ld)：共晶转变形成的奥氏体和渗碳体的混合物：变态莱氏体Ld ：珠光体呈条状或粒状分布在Fe3C基体上2、给出Fe-Fe3C相图（包括重要的三相转变线、转变温度和分界点的成分），并标明各相区的相组成，给出用组织组成物表示的Fe-Fe3C相图。3、说明铁碳合金的分类及其室温组织。工业纯铁：w(C)0.0218%室温组织F+Fe3C；钢0.0218%< w(C)2.11%；钢：亚共析钢： 0.0218%< w(C)<0.77%；F+P共析钢： w(C)=0.77%；P（F+Fe3C）过共析钢：0.77%< w(C)2.11%。P+Fe

15、3C白口铸铁2.11%< w(C)<6.69%； 亚共晶白口铁：2.11%< w(C)4.3%；P+ Ld (P+ Fe3C+ Fe3C) + Fe3C共晶白口铁：w(C)=4.3%；变态莱氏体Ld(P+ Fe3CII+Fe3C) 过共晶白口铁：4.3%< w(C)<6.69% Fe3C+ Ld 4、分析含碳量分别为0.6%、1.2%、3.5%和5.0%的铁碳合金从液态平衡冷至室温时的转变过程，并分别计算室温下上述合金的相组成物及组织组成的相对含量。5、钢中常存的杂质元素硫或磷对钢的性能有何影响及产生原因？ S产生热脆，成因 形成（-Fe+FeS）共晶，熔点为98

16、9 oC。当钢在1150-1250 oC进行热加工时， -Fe+FeS共晶熔化，使钢沿奥氏体晶界开裂而变脆；影响：降低钢的延展性和韧性,在锻造和轧制时造成裂纹.硫对焊接性能也不利,降低耐腐蚀性，提高钢的切削加工性能;P产生冷脆氧化生成不稳定的P2O5， 影响：使焊接性能变坏,降低塑性,使冷弯性能变坏. 严重偏聚于晶界，引起回火脆性。在钢基体中的扩散速度很小，很难用热处理消除。与铜共存可显著提高钢的耐蚀性能。6、根据Fe-Fe3C相图，计算铁碳合金中二次渗碳体和三次渗碳体的最大可能含量。7、分别计算莱氏体中的共晶渗碳体、二次渗碳体、共析渗碳体的含量。8、含碳量对铁碳合金的力学性能和工艺性能有何影

17、响？第4单元 金属的塑性变形与再结晶1、金属塑性变形的主要方式是什么？解释其含义？只有在切应力的作用下金属才能产生塑性变形。滑移和孪生。金属常以滑移方式发生塑性变形；滑移是指晶体的一部分沿一定的晶面和晶向相对于另一部分发生相对滑动位移的现象。2、何谓滑移面和滑移方向？它们在晶体中具体有什么特点？沿其发生滑移的晶面和晶向分别叫做滑移面和滑移方向。通常是晶体中的密排面和密排方向，3、什么是滑移系？滑移系对金属的塑性变形有何影响？体心立方、面心立方、密排六方金属，哪种金属塑性变形能力强？体心立方和面心立方的金属滑移系数量相同但面心立方金属变形能力更好？为什么？一个滑移面和其上的一个滑移方向构成一个滑

18、移系。滑移系越多，金属发生滑移的可能性越大，塑性也越好，其中滑移方向对塑性的贡献比滑移面更大。因而金属的塑性，面心立方晶格好于体心立方晶格, 体心立方晶格好于密排六方晶格。体心立方与面心立方晶格具有相同数量的滑移系，但面心立方变形能力好于体心立方，其原因是面心立方晶格的滑移方向较体心立方晶格的滑移方向多4、试比较下列三种金属：-Fe、Al、Mg晶体塑性好坏，说明原因？-Fe为体心立方结构、Al为面心立方结构、Mg为密排六方结构，可知，Al塑性好于-Fe，-Fe好于Mg5、试用多晶体的塑性变形过程说明为什么室温下钢的晶粒越细，强度、硬度越高，塑性、韧性也越好？6、什么是回复、再结晶？回复、再结晶

19、时金属性能发生了哪些变化？有何实际意义？指冷变形技术在加热温度较低时，由于其中的点缺陷及位错近距离迁移而引起的晶内某些变化。T回复=(0.250.3)Tm，冷变形金属被加热到较高温度时，由于原子活动能力增大，晶粒的形状开始发生变化，在原先亚晶界上的位错大量聚集处，形成了新的位错密度低的形核核心，并不断长大为稳定的等轴晶粒，取代原来拉长及破碎的旧晶粒，恢复到完全软化状态。变化与意义：回复：强度、硬度略有下降，塑性略有提高，内应力显著下降。工业上，常利用回复现象将冷变形金属低温加热，既可消除内应力稳定组织又保留了加工硬化去应力退火。再结晶后组织复原。金属的强度、硬度下降，塑性、韧性提高，加工硬化消

20、失。7、什么是再结晶温度？影响再结晶温度的因素有哪些？再结晶温度：发生再结晶的最低温度称再结晶温度。影响因素：金属的预先变形程度，金属的纯度，再结晶加热速度和加热时间 生产中，把消除加工硬化的热处理称为再结晶退火8、画出铜晶体的一个晶胞，在晶胞上指出：(1) 发生滑移的一个晶面。(2) 在这一晶面上发生滑移的一个方向。(3) 滑移面上的原子密度与该晶胞中的其他晶面相比有何差别？原子密度较大(4) 沿滑移方向的原子间距与其他方向相比有何差别？沿滑移方向即密排方向，原子间距与其他方向相第5单元 钢的热处理原理与工艺热处理指将金属材料在固态下加热、保温和冷却，以改变其组织结构，获得所需要性能的一种工

21、艺.1、何谓奥氏体晶粒度？说明奥氏体晶粒大小对钢的性能的影响？奥氏体化刚结束时的晶粒度称起始晶粒度，细小不均。在给定温度下奥氏体的晶粒度称实际晶粒度。加热时奥氏体晶粒的长大倾向称本质晶粒度。奥氏体晶粒细小，冷却后产物组织的晶粒也细小。细晶粒组织不仅强度、塑性比粗晶粒高，而且冲击韧性也有明显提高。2、共析钢的奥氏体化过程包括哪几个阶段？影响奥氏体化的因素有哪些？奥氏体过程包括C的扩散重新分配和F向A的晶格重组，也是形核和长大的过程，分为四步。 第一步 奥氏体晶核形成先在a与Fe3C相界形核。 (2) 第二步 奥氏体晶核长大 g 晶核通过碳原子的扩散向a 和Fe3C方向长大。 第三步 残余Fe3C

22、溶解 铁素体的成分、结构更接近于奥氏体，因而先消失。残余的Fe3C随保温时间延长继续溶解直至消失。(4) 奥氏体成分均匀化 Fe3C溶解后，其所在部位碳含量仍很高，通过长时间保温使奥氏体成分趋于均匀。(1) 加热温度和保温时间: 加热温度高、保温时间长，g 晶粒粗大。(2) 加热速度：加热速度越快，过热度越大，形核率越高，晶粒越细。(3) 合金元素 阻碍奥氏体晶粒长大：Ti、V、Nb、Ta、Zr、W、Mo、Cr、Al等碳化物和氮化物形成元素。3、试比较贝氏体转变与珠光体转变和马氏体转变的异同？随过冷度不同，过冷奥氏体将发生珠光体转变、贝氏体转变和马氏体转变三种类型转变。珠光体转变：过冷奥氏体在

23、 A1到 550间将转变为珠光体类型组织，它是铁素体与渗碳体片层相间的机械混合物，根据片层厚薄又细分为珠光体、索氏体和托氏体。形成温度为A1-650，片层较厚，索氏体形成温度为650-600,片层较薄，屈氏体形成温度为600-550，片层极薄珠光体转变也是形核和长大的过程。渗碳体晶核首先在奥氏体晶界上形成，在长大过程中，其两侧奥氏体的含碳量下降，促进了铁素体形核，两者相间形核并长大，形成一个珠光体团。珠光体转变是扩散型转变。贝氏体的组织形态及性能 过冷奥氏体在550-230(Ms)间将转变为贝氏体类型组织又分为上贝氏体(B上)和下贝氏体(B下)。上贝氏体呈羽毛状。在电镜下为不连续棒状的渗碳体分

24、布于自奥氏体晶界向晶内平行生长的铁素体条之间。强度与塑性都较低，无实用价值。下贝氏体呈竹叶状。在电镜下为细片状碳化物分布于铁素体针内，并与铁素体针长轴方向呈55-60º角强度、硬度较高外，塑性、韧性也较好，具有良好的综合力学性能，是生产上常用的强化组织之一。贝氏体转变是形核和长大过程，属半扩散型转变，即只有碳原子扩散而铁原子不扩散，晶格类型改变是通过切变实现的马氏体转变：当奥氏体过冷到Ms以下将转变为马氏体类型组织。马氏体转变是强化钢的重要途径之一。碳在a-Fe中的过饱和固溶体称马氏体，用M表示。版条状马氏体又称位错马氏体；立体形态为细长的扁棒状；针状马氏体又称挛晶马氏体，立体形态为

25、双凸透镜形的片状。显微组织为针状。针状马氏体脆性大，板条马氏体具有较好的塑性和韧性。M形态主要取决与含碳量马氏体的硬度主要取决于其含碳量。含碳量增加，其硬度增加。当含碳量大于0.6%时，其硬度趋于平缓。合金元素对马氏体硬度的影响不大。马氏体强化的主要原因是过饱和碳引起的固溶强化。此外，马氏体转变产生的组织细化也有强化作用。马氏体的塑性和韧性主要取决于其亚结构的形式。针状马氏体脆性大，板条马氏体具有较好的塑性和韧性。马氏体转变也是形核和长大的过程。无扩散性 铁和碳原子都不扩散，晶格转变是以切变机制进行的 ；降温形成只要温度达到Ms以下，过冷奥氏体即发生马氏体转变，冷却中断，转变停止，高速长大 马

26、氏体形成速度极快，瞬间形核，瞬间长大；转变不完全 ；总有部分奥氏体未能转变而残留下来Ms、Mf 与冷速无关，主要取决于奥氏体中的合金元素含量（包括碳含量）4、画出共析钢的等温转变C曲线，并说明曲线中各个区域和各条线的物理含义。C 曲线的分析转变开始线与纵坐标之间的距离为孕育期。孕育期越小，过冷奥氏体稳定性越小。C曲线影响因素：Ms与Mf 点随含碳量增加而下降。除Co 外，凡溶入奥氏体的合金元素都使C 曲线右移。除Co/Al 外，所有溶入奥氏体合金元素都使Ms与Mf 点下降。奥氏体化条件的影响增加了过冷奥氏体的稳定性，使C 曲线右移。共析钢的CCT曲线没有贝氏体转变区，在珠光体转变区之下多了一条

27、转变中止线。当连续冷却曲线碰到转变中止线时，珠光体转变中止，余下的奥氏体一直保持到Ms以下转变为马氏体。过共析钢的CCT曲线无贝氏体转变区，比共析钢CCT多了AFe3C转变开始线。由于Fe3C的析出，奥氏体中含碳量下降，Ms线右端升高。亚共析钢的CCT 曲线有贝氏体转变区，比共析钢多AF开始线，F析出使A含碳量升高，Ms 线右端下降。7、何谓钢的淬透性和淬硬性？其主要决定因素各是什么？提高淬透性的目的何在？淬火目的是为获得马氏体组织，提高钢的性能。水只使用于形状简单的碳钢件。油，适用于合金钢和小尺寸的碳钢件。熔盐作为淬火介质称盐浴，冷却能力在水和油之间，用于形状复杂件的分级淬火和等温淬火。单液

28、，双液，分级，等温淬火淬透性是指钢在淬火时获得淬硬层深度的能力。其大小是用规定条件下淬硬层深度来表示；淬硬性是指钢淬火后所能达到的最高硬度，即硬化能力。钢的淬透性取决于临界冷却速度Vk，Vk越小，淬透性越高，凡是影响C曲线的因素都影响淬透性，即除Co 外，凡溶入奥氏体的合金元素都使钢的淬透性提高。淬透性预测零件淬火后的硬度分布。利用淬透性曲线进行选材利用淬透性可控制淬硬层深度。8、以共析钢为例说明淬火钢的回火转变过程，回火的种类和组织。回火的目的减少或消除淬火内应力，防止变形或开裂。获得所需要的力学性能。未经淬火的钢回火无意义，而淬火钢不回火则在放置使用过程中易变形或开裂。钢经淬火后应立即进行

29、回火钢在回火时的组织转变：低温回火150-250马氏体的分解，析出的碳化物以细片状分布在马氏体基体上，称为回火马氏体(M回)；残余奥氏体分解，AR分解为e-碳化物和过饱和铁素体，相当于M回或下贝氏体。中文回火350-500e-碳化物转变为Fe3C，M回转变为在保持马氏体形态的铁素体基体上分布着细粒状Fe3C组织，称回火托氏体(T回)。高温回火500-650Fe3C聚集长大和铁素体多边形化。由针片状变为多边形。这种在多边形F基体上分布着颗粒状Fe3C的组织称回火索氏体(S回)。回火时力学性能变化总的趋势是随回火温度提高，钢的强度、硬度下降，塑性、韧性提高。9、何谓回火脆性、第一类回火脆性、第二类

30、回火脆性？第一类和第二类回火脆性产生的原因及消除方法是什么？淬火钢的韧性并不总随温度升高而提高。在某些温度范围内回火时，会出现冲击韧性下降的现象，称回火脆性第一类回火脆性又称不可逆回火脆性。是指淬火钢在250-350回火时出现的脆性。只要在此温度范围内回火就会出现脆性，目前尚无有效消除办法。回火时应避开这一温度范围。第二类回火脆性又称可逆回火脆性。是指淬火钢在500-650范围内回火后缓冷时出现的脆性。回火后快冷不出现，是可逆的。防止办法：回火后快冷；加入合金元素W(约1%)、Mo(约0.5%)。10、何谓钢的退火？退火种类及用途如何？何谓正火？将钢加热至适当温度保温，然后缓慢冷却 (炉冷)

31、的热处理工艺叫做退火。完全退火将工件加热到Ac3+3050，保温后缓冷的退火工艺，主要用于亚共析钢。等温退火亚共析钢加热到Ac3+3050，共析、过共析钢加热到Ac1+3050，保温后快冷到Ar1以下的某一温度下停留，待相变完成后出炉空冷。等温退火可缩短工件在炉内停留时间，更适合于孕育期长的合金钢。球化退火是将工件加热到Ac1+30-50保温后缓冷，或者加热后冷却到略低于Ar1的温度下保温，使珠光体中的渗碳体球化后出炉空冷。主要用于共析、过共析钢。扩散退火Ac3以上150-300，长时间保温（10小时以上）。消除枝晶偏析，均匀化学成分适用于合金钢铸锭或铸件。再结晶退火加热温度<A1，在再

32、结晶温度以上100150进行退火主要用于消除冷变形加工(如无冷轧、冷拉、冷冲)产生的畸变组织、消除冷加工硬化。两道冷形变之间的软化退火。去应力退火加热温度<T再，对钢而言400500。消除铸件、锻件和焊接件以及冷变形等加工中所造成的内应力。正火是将亚共析钢加热到Ac3+3050，共析钢加热到Ac1+3050，过共析钢加热到Accm+3050保温后空冷的工艺。正火比退火冷却速度大11、亚共析钢的淬火加热温度为AC3以上30-50 oC，为什么过共析钢淬火温度却选择在Ac1以上30-50 oC?亚共析钢为AC3以上30-50 oC，亚温淬火，获得铁素体加马氏体双向组织，可保证钢又一定强度，又

33、让钢具有良好的塑性韧性和冲压成形性，过共析钢淬火温度高于Accm，奥氏体晶粒粗大、含碳量高，淬火后马氏体晶粒粗大、AR量增多。使钢硬度、耐磨性下降，脆性、变形开裂倾向增加，故选用Ac1以上30-50 oC12、化学热处理过程可分为哪几个相互衔接而又同时进行的阶段？1、分解从零件周围介质中分解出渗入元素的活性原子。2、表面吸收活性原子由金属表面进入金属晶格的过程。3、原子扩散渗入原子在基体金属中的扩散13、常用的渗碳方法有哪些？渗碳的温度是多少？将低碳钢放入渗碳的介质中，在900-950 oC加热保温，使活性碳原子渗入钢的表层的工艺称为渗碳。渗碳方法气体渗碳、固体渗碳和液体渗碳第6单元 工业用钢

34、1、试述影响材料强度的因素及提高强度的途径。杂质元素对性能的影响 Mn<0.8%时为杂质，是有益元素。强化铁素体；消除硫的有害作用。Si0.5%时为杂质，是有益元素。 强化铁素体； 增加钢液流动性。S常以FeS形式存在。易与Fe在晶界上形成低熔点共晶(985)，热加工时(11501200)，由于其熔化而导致开裂，称热脆性. 能全部溶入铁素体中，使钢在常温下硬度提高，塑性、韧性急剧下降，称冷脆性。N时效脆化。加Ti、V、Al等元素可使N固定，消除时效倾向。氧在钢中以氧化物的形式存在，其与基体结合力弱，不易变形，易成为疲劳裂纹源。氢脆。当氢在缺陷处以分子态析出时，会产生很高内压，形成微裂纹，

35、其内壁为白色，称白点或发裂。，合金元素的作用固溶强化，降低塑韧性。Cr、Ni在适当范围内提高韧性。Si、Mn对强度、硬度提高显著。2、何谓合金元素和杂质元素？合金元素对铁碳合金奥氏体相区有什么影响？它们如何改变E、S点和A1、A3线位置？合金元素与碳的亲和力从大到小顺序为：Ti、Zr、Nb、V、W、Mo、Cr、Mn、Fe。 Ni、Mn、Co、C、N等扩大奥氏体相区的元素，使A1、A3点下降，A4点上升。Cr、Mo、Si、Ti、W、Al等，缩小奥氏体相区的元素，使A1、A3点上升，A4点下降。所有溶入奥氏体中的合金元素均使E点和S点左移，即这两点的含碳量下降钢中的杂质一般是指Mn、Si、P、S。

36、3、合金元素对钢的等温转变C曲线有何影响？除Co外，凡溶入奥氏体的合金元素均使C曲线右移，淬透性提高。4、钢是如何进行分类的？ 按化学成分分类1、碳素钢(1) 低碳钢：C0.25%。(2) 中碳钢：C=0.25%-0.60%。(3) 高碳钢：C>0.60%。按用途分类结构用钢，工具钢，特殊性能钢按金相组织分类5、与合金结构钢相比，碳素钢的主要缺点是什么？低合金高强度结构钢的典型牌号及组织特点如何？1）不能用热处理方法提高其机械性能；2)只能钢结构，不能做机械零件；3）承受静载荷的各种金属构件及不重要不需要热处理的机械零件和一般焊接件，质量分数低。高强度及足够韧性。良好的焊接性能。 良好的耐蚀性