2022热处理高级技师理论试题库（附答案）

2022热处理高级技师理论试题库（附答案）一、填空题（请将正确答案填在横线空白处，每题1分，共20分）1、 金属的机械性能主要包括强度、硬度、塑性、 、疲劳强度等指标。答案:韧性2、 工程中常用的特殊性能钢有不锈钢、耐磨钢、 o答案:耐热钢3、 按冶炼浇注时脱氧剂与脱氧程度分，碳钢分为沸腾刚、镇静钢和。答案:半镇静钢 4、常见的金属晶体结构有体心立方晶格面心立方晶格和—晶格三种。答案：密排六方5、将两种或两种以上的金属或金属与 熔合在一起，获得的具有金属性质的物质，称为合金答案：非金属6、钢经表面淬火后将获得一定深度的 o答案：马氏体7金属元素在钢中形成的碳化物可分为合金渗碳体和 两类。答案：特殊碳化8、 从金属学的观点来看，冷加工和热加工是以 温度为界限区分的。答案：相变9、 合金常见的相图有匀晶相图、共晶相图、 和具有稳定化合物的二元相图。答案：包晶相10、 回复是指冷塑性变形金属在加热温度较低时，金属中的一些 和位错的迁移，使晶格畸变逐渐降低，内应力逐渐减小的过程。答案：点缺陷11根据釆用的渗碳剂的不同，将渗碳分为固体渗碳 渗碳和气体渗碳三种。答案：液体12、 自然时效是指经过冷、热加工或 的金属材料，于室温下发生性能随时间而变化的现象。答案：热处理13、 在Fe-Fe3C相图中，钢与铁的分界点的含碳量为 。标准答案2.11%14、在Fe-Fe3C相图中，ES线也称为（）。标准答案Acm线冷塑性变形的内应力，按作用范围，可分为宏观内应15、冷塑性变形的内应力，按作用范围，可分为宏观内应力、晶间内应力、 内应力。答案：晶格畸变16、 铸铁中碳以石墨形式析岀的过程称为石墨化，影响石墨化的主要因素有冷却速度和—o答案：化学成分17、 金属材料随着冷塑变形程度的增大，强度和 逐渐升高，塑性和韧性逐渐降低的现象称为加工硬化。答案：硬度18、 感应表面淬火的技术条件主要包括表面硬度、 、淬硬区的分布答案：有效淬硬深度19、 铁碳相图中发生共晶转变的温度是 Po标准答案1148C-三不伤害是指不伤害自己、不伤害别人、答案：不被别人伤害二、选择题(每题1分，共15分)1、位错是一种()0A线缺陷B点缺陷C面缺陷D不确定答案A2、晶体中原子一定规则排列的空间几何图形称（）。A晶粒B晶格C晶界D晶相答案B3、下列相中属于亚稳相的是（）。A、铁素体B、马氏体C、奥氏体D、石墨答案B4、由一种固相生成一种固相和另一种固相的反应叫（）。A、包晶反应B、共晶反应C、共析反应D、包析反应答案C5、钢铁零件渗碳温度一般选择（）相区中进行。A、奥氏体B、马氏体C、铁素体D、渗碳体答案A6、在Fe-Fe3C相图中，GS线也称为（）。A.共晶线B・共析线C.A3线D・Acm线答案C7在Fe-Fe3C相图中，PSK线也称为（）.A.共晶线B.共析线C.A3线D.Acm线答案B8、在铁一碳合金中，当含碳量超过（）以后，钢的硬度虽然在继续增加，但强度却在明显下降。A.0.8%B.0.9%C.LO%D.1./%答案B9、钢的回火处理是在（）。，、退火后进行B、正火后进行C、淬火后进行。答案CIO、钢经低温回火处理后获得的组织是0。，、回火马氏体B、回火屈氏体C、回火索氏体答案A零件渗碳后，一般需经过()才能达到表面硬度髙而且耐磨的目的。A淬火+低温回火B正火C调质D淬火+高温回火答案：A当晶格上的原子位置被外来原子所占据把这样的缺陷叫做()。(A)空位(B)间隙原子(C)置换原子(D)线缺陷答案C13、金属材料经冷加工变化产生加工硬化，一般塑性指标会()。(A)上升(B)下降(C)不变(D)不确定答案B14.淬火钢回火时，在()时，由于碳化物从马氏体中析出，这时马氏体中存在着由于碳化物析出而形成的低碳马氏体区及高碳马氏体区。<100°C(B)<150°C(C)150-200°C(D)200-250°C答案B15.产生第一类回火脆性的原因是("先析铁素体的析出新生碳化物沿着马氏体板条边缘，李生面片状边缘析出碳化物的析出而形成低碳马氏体区和髙碳马氏体区马氏体的晶格向铁素体的晶格重排答案B三、判断题（正确的请在括号内打错误的请在括号内打“X”每题1分，共10分）非金属夹杂物的存在破坏了金属基体的连续性。（）答案:V钢和铸铁都是以铁碳为主的合金。答案：V钢中退火后出现石墨碳，对性能影响不大，可以应用。答案：X马氏体组织有板条、树状两种形态（"答案：X合金钢奥氏体化时，应釆用比碳素钢更高的加热温度和更长的保温时间。答案：V淬火裂纹是在淬火过程中由热应力与组织应力所产生的合成应力为拉应力，而且超过材料的抗拉强度时产生的。答案:V发生奥氏体转变时，第一批奥氏体在珠光体和渗碳体的界面处产生。答案:V钢退火后出现网状物（碳化物或铁素体）是原材料木身带来的。答案：X板条状马氏体是高碳钢淬火后的典型组织。答案：X碳化物形成元素全部存在于钢的碳化物中。答案：X奥氏体是碳和合金元素在r・Fe中的间隙式固溶体，是面心立方晶体。答案：V五、简答题（每题5分，共30分）1、 什么是钢？根据含碳量和室温组织的不同，钢分为哪几类？答：含碳量大于。・0218%而小于2-11%的铁碳合金称为钢，根据钢的含碳量不同可分为低碳钢、中碳钢和高碳钢；根据钢的室温组织不同可分为亚共析钢、共析钢和过共析钢。2、 含碳量的变化对钢的性能有何影响？答：钢中含碳量越髙，硬度越髙，而塑性、韧性越低，这在钢经过热处理后表现尤为明显。这主要是因为含碳量越髙，钢中的硬脆相Fe3C越多的缘故。钢的强度一般随含碳量的增加而提髙，但当含碳量超过。.9%后，由于脆而硬的二次渗碳体沿晶界析出，随二次渗碳体数量增加，形成网状分布，将钢中的珠光体组织割裂开来，使钢的强度有所降低。因此对于碳素钢及低、中合金钢来说，其含碳量一般不超过1.3%°3、 合金钢的牌号编制有何特点？答：我国合金钢牌号釆用碳含量、合金元素的种类及含量、质量级别来编号，简单明了，比较实用。其中合金结构钢的牌号釆用两位数字（碳含量）+元素符号（或汉字）+数字表示，前面两位数字表示钢的平均含碳量的万分数;合金工具钢的牌号和合金结构钢的区别仅在于碳含量的表示方法，它用一位数字表示平均含碳量的千分数，当碳含量大于等于1.0%时，则不予标出。另外，特殊性能钢的表示方法和合金工具钢基本相同。4、 按含碳量铁碳合金可分几种？答：按含碳量的不同，铁碳合金的室温组织可分为工业纯铁、钢和白口铸铁。其中把含碳量小于0.0218%的铁碳合金称为纯铁；把含碳量大于0.0218%而小于2.11%的铁碳合金称为钢；而把含碳量大于2.11%的铁碳合金称为铸铁。5、 试述正火的主要应用场合。答：正火主要用于：（1） 改善低碳钢和低碳合金钢的切削加工性；（2） 作为普通结构零件或大型及形状复杂零件的最终热处理；（3） 作为中碳和低合金结构钢重要零件的预备热处理；（4） 消除过共析钢中的网状二次渗碳体五、计算题（每题5分，共15分）L一碳钢在平衡冷却条件下，所得的显微组织中，含有50%的珠光体和50%的铁素体，问此合金含碳的质量百分比？（共析点碳含量为0.77%）答案丁设该合金含WC=x,则由杠杆定律得出0.5%=（0.77%-X）10.77%X100%2、 •计算室温下亚共析钢（含碳量为x）的组织组成物的相对量。组织组成物为a、P,相对量为：WPx0.02180.77x100%,W1WW100%P0.770.02180.770.0218或3、已知Cu的熔点为1083°C,试估算其再结晶温度。（5八0.35）解:T再=6Tm=0.35（1083+273）=474.6K,即201.6oC六、综合题（每题5分，共10分）1、 钢在热处理时加热的目的是什么？钢在加热时奥氏体化过程分为哪几步？答：钢在热处理时，都要先加热。其目的是使钢的组织转变为奥氏体组织，通常把这种加热转变过程称为钢的奥氏体化。这一转变过程遵循结晶过程的基本规律，也是通过形核及晶核长大的过程来进行的，其转变过程可归纳为以下三个阶段：第一阶段为奥氏体晶核的形成及长大，第二阶段：残余渗碳体的溶解，第三阶段为奥氏体的均匀化。2、 以共析钢为例，过冷奥氏体在不同温度等温冷却时，可得到哪些不同产物？其性能如何？答过冷奥氏体在A1以下等温转变的温度不同，转变产物也不同，在Ms线以上，共析钢可发生珠光体型和贝氏体型两种类型的转变。珠光体组织是一种综合力学性能较好为组织。珠光体的力学性能主要取决于片层间距的大小（相邻两片Fe3C的平均间距），片层间距越小，则珠光体的塑性变形抗力越大强度和硬度越髙。贝氏体人为上、下贝氏体其中上贝氏体脆性大，性能差；而下贝氏体却有较高的硬度和强度，同时塑性、韧性也较好，并有高的耐磨性和组织稳定性。是各种复杂模具、量具、刀具热处理后的一种理想组织。试题21、 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；提髙普通结构零件的机械性能2、 论述钢材在热处理过程中岀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，髙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奥氏体化温度过髙，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？常釆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、硬度髙,耐磨性好；心部低碳马氏体（淬透）强韧性好。Mn与Cr提髙淬透性，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提髙淬透性强化基体，Ni提髙钢的韧性，M。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），具有很髙的弹性极限，SLMn提髙淬透性，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（Y）,强度硬度髙、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+30-50C。加热温度超过Accm时，温度髙，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？正火后硬度髙。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，析岀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：正火一球化退火一机加工成形一淬火一低温回火。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：提髙硬度、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髙硬度，塑性韧性差。低温回火：减少或消除淬火应力，提髙塑形和韧性；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、硬度髙，耐磨性高。2.轴承外套材料GCrl5M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V0.08mm；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）一锻造成型一热处理1■球化退火一车削加工一热处理2•粗磨一补加回火一细磨一精研一成品。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，退火前需先釆用保护气氛箱式炉进行正火，正火温度为950-980P,保温时间45min,随后出炉吹风冷却（冷速不得小于40-50X：/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°C,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°C,保温3h。7、 某车床主轴（45钢）加工路线为：下料一锻造一正火一机械加工一淬火（淬透）一高温回火一花键髙频表面淬火一低温回火一半精磨一人工时效一精磨。正火、淬火、高温回火、人工时效的目的是什么？花键髙频表面淬火、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：淬火加髙温回火，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，索氏体的抗拉强度髙；韧性比回火索氏体低。10、 简述钢的表面淬火的目的及应月。钢的表面淬火的目的是改变钢的表面的性能，提髙表面的强度，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髙的应力，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。釆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：由于加热温度过髙或过低引起的硬度不足，除对己出现缺陷进行回火，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髙可以产生，还可能由于淬火前的热加工的过热组织遗传下来，因此，在淬火前釆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，强度越髙，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，片状强度髙，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，亚结构为李晶，强度硬度髙，塑性和韧性差。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土5幻）非常髙？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髙的红硬性，髙硬度、高耐磨性和高的淬透性。合金元素在钢中的主要作用是：①提髙淬透性。②形成髙硬度碳化物，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能提髙钢的抗氧化、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，从而保证髙速钢获得髙的淬透性、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髙，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°C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：釆用分级淬火，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。采用等温淬火，控制残留奥氏体量。提髙A化温度，增加A含碳量，降低Ms点，以增加钢中的Ar含量。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。淬火后，尽量缩短冷处理丁.艺的间隔时间，增加冷处理后的M含量。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,以提髙钢的强度和硬度。15、 写岀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等髙合金渗碳钢制零件，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640~68(TC、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.髙温回火后，在稍高于Acl的温度(780~80(TC)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須珠光体，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，髙温时冷却不均匀，将会发生扭曲变形・(3)直径25MM,大于45号钢的临20.用T12钢(锻后缓冷)做一切削工具，工艺过程为：正火一球化退火一机加工成形一淬火一低温回火。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。③淬火：提髙硬度、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髙硬度，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、硬度髙，耐磨性髙。21某车床主轴（45钢）加工路线为：下料一锻造一正火一机械加工一淬火（淬透）一高温回火一花键髙频表面淬火一低温回火一半精磨一人工时效一精磨。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。淬火是为了得到髙强度的马氏体组织，高温回火是为了得到回火索氏体，淬火+髙温回火称为调质，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炉用耐热钢用作炉底板、炉罐、地蜗、料筐、炉辐、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~用于高速钢或髙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，髙温井式炉适用于合金钢、高速台金钢长杆件热处理；低温井式电阻炉最高工作温度为650°C,r泛用于零件的回火常用电热元件材料及特点：铁铭铝：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，髙温加热后，晶粒粗大，脆性大。锲铭系：髙温加热不脆化,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，热效率低加热速目的：提髙钢件表面硬度、耐磨性及疲劳强度，心部仍保持韧性状态。应用要点：1.多用于中碳钢制件，一般淬透层深度为2~6mm；2.适用于单件或小批量生产的大型工件和需要局部淬火的工件。感应加热表面淬火将钢件放入感应器中，使钢件表层产生感应电流，在极短的时间内加热到淬火温度，然后喷水冷却。目的：提髙钢件表面硬度、耐磨性及疲劳强度，心部保持韧性状态。应用要点：1.多用于中碳钢和中堂合金结构钢制件2.由于肌肤效应，高频感应淬火淬透层一般为1〜2mm,中频淬火一般为3-5mm,髙频淬火一般大于10mm.渗碳将钢件放入渗碳介质中，加热至900-95。度并保温，使钢件便面获得一定浓度和深度的渗碳层。目的：提髙钢件表面硬度、耐磨性及疲劳强度，心部仍然保持韧性状态。应用要点：1,用于含碳量为0.15%/0.25%的低碳钢和低合金钢制件，一般渗碳层深度为0.5・2.5mm；2,渗碳后必须进行淬火，使表面得到马氏体，才能实现渗碳的目的。球化退火：（Acl+20-30火，即：750~780。0,一般保温2*4h,釆用空冷。效果分为一次退火V等温退火V往复退火三种，室温组织：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°C,（过）共析钢：Acl+30~50°C（原因见书P285）,低合金钢毗相应碳钢高50幻左右,高合金钢更髙，因为奥氏体化更困难。2、 保温时间：T=ak*•Dmin（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P324O150-25（TC,回火马氏体；最好在200°C稍髙，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（250~35（TC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；指出下列合金类型ZL104铸铝，MB2形变镁合金，ZM3铸镁，TA4a型钛合金,H68黄铜QSn4-3锡黄铜QBe2被黄铜TB2B型钛合金何谓断裂韧性？如何根据材料的断裂韧性Klc.零件的工作应力。和零件中的裂纹半径长度a来判断零件是否发生低应力脆断？表明材料抵抗断裂的能力的性能指标即为断裂韧性。根据公式：5=8s/kKl=8VJiaK1C=5J丸a如果KI>Klc则材料发生低应力脆断1.与刚相比灰铸铁的相变特点：（1）铸铁是Fe-C-Si三元合金，共析转变在一个很宽的温度范围，在此温度内存在铁素体+奥氏体*石墨；2）铸铁的石墨化过程易于进行，控制该过程得到铁素体基体、珠光体基体及铁素体+珠光体基体的铸铁；（3）通过控制奥氏体化温度加热、保温、冷却条件可在相当大的范围内调整和控制A及转变产物的碳含量；（4）与钢相比，碳原子扩散距离较长；（5）铸铁的热处理不能改变石墨的形状和分布，只能改变集体的组织和性能。钢加热时A形成基本过程？影响A晶粒大小的因素？形成过程：A晶核的形成，A晶粒的长大，残余渗碳体的溶解，A的均匀化；因素：加热温度、保温时间、加热速度、钢的成分、原始组织。加速化学热处理的主要途径有哪些？比较一段渗碳，二段渗碳及动态碳势控制特点?途径：分段控制法，复合渗处理，髙温扩散，釆用加速扩散过程的新材料，化学催渗，物理催渗基本传热方式有哪三种？分别举例在热处理炉节能中的应用？传热方式：传导传热，对流换热，辐射换热；没找见（700度以上真空炉为辐射换热）什么是碳氮共渗中出现的黑色组织？如何防止其产生？黑色组织是指黑点、黑带、黑网。为了防止黑色组织出现，渗层中氮含量不宜够髙，一般大于0.5%就易出现点状黑色组织；渗层中氮含量也不宜过低，否则易形成托氏体网。为抑制托氏体网，因此氨的加入量要适中，氨气量过高，炉气露点降低，均会促使黑色组织的出现。为了抑制托氏体网的出现，也可适当提髙淬火加热温度或釆用冷却能力较强的冷却介质。黑色组织深度小于0.02mm时釆用喷完强化补救。简述感应加热淬火工艺参数选择原则；加热方法：感应加热淬火有同时加热一次淬火和移动加热连续淬火两种方法可视设备条件和零件种类选择。同时加热的比功率一般釆用0.5~4.0Kw/平方厘米，移动加热的比功率一般釆用大于1-5kw/平方厘米。较长的轴类零件、管状的内孔淬火零件、齿宽大的中模数齿轮、板条状零件釆用连续淬火；特大齿轮釆用单齿连续淬火。加热参数：1.加热温度，由于感应加热速度快，为使组织转变充分，淬火温度比一般热处理高30-50度；2.加热时间：根据零件的技术要求、材料、形状、尺寸电流频率、比功率等多种因素而定。淬火冷却方法及淬火介质：淬火加热的淬火冷却方式通常釆用喷射冷却和侵入冷却。回火：回火必须及时，淬火后零件在4h内进行回火。常用回火方法有自行回火、炉中回火和感应回火。感应加热电参数的调整：目的是使髙、中频电源的工作处于谐振状态，使设备发挥较髙的效率。1.高频加热电参数的调整，（在7-8kv的低电压负载条件下，调整耦合，反馈手轮位置使栅极电流与阳极电流之比1：5-1：10,然后再将阳极电压升到使用电压，进一步调整电参数，使槽路电压调整到所需值，匹配最佳。）2.中频加热电参数调整，根据零件大小、形状硬化区长短及感应器结构选择合适的淬火变压器匝数比和适当电容量，使其处于谐振状态下工作。1常用冷却介质：水、盐水、碱水、机械油、硝盐、聚乙烯醇、三硝水溶液、水溶性淬火剂等。一、试分析影响钢淬透性的因素？①含碳量的影响：亚共析钢随含碳量的增加A的稳定性增加C曲线右移；过共析钢随含碳量的增加，未熔碳化物的增加，A的稳定性降低，C曲线右移②合金元素的影响：除Co外固溶态的金属元素均是C曲线右移③A化温度和保温时间；A化温度越高，保温时间越长碳化物溶解越完全A晶粒越粗大，C曲线右移④原始组织的影响；原始组织越细，越容易得到均匀A,使C曲线右移，并使Ms下移⑤应力应变的影响;使C曲线左移二•量具为什么要进行稳定化处理？常规的量具稳定化处理工艺是怎样的？为什么亚共析钢经正火后可获得比退火高的强度和硬度？答退火和正火所得到的都是珠光型组织。但是正火和退火比较时，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，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。由于组织上的差异，故性能不同。正火与退火相比，正火的强度与硬度较高，塑性相仿。什么是马氏体分级淬火？什么是贝氏体等温淬火？答分级淬火是将工件从淬火温度直接冷却至Ms点以上某一温度，经适当时间的保温，取出空冷以获得马氏体组织。一般温度在200度左右（高于该材料的Ms点）适用于有效尺寸较小，形状尺寸比较复杂的碳钢和合金钢工件。有时还采用Ms点以下的分级淬火，分级温度为130・160,适用于低淬透性而尺寸较大的工件。钢材或钢件加热奥氏体化，随之快冷至贝氏体转变温度区间（260・400度）等温保持，使奥氏体转变为贝氏体的淬火工艺。是常见的淬火工艺的一种。什么是喷丸强化？对材料表面形貌与性能有什么影响？答利用高速喷射的细小弹丸在室温下撞击受喷工件的表面，使表层材料在再结晶温度下产生弹性塑性变形，并呈现较大的残余压应力，从而提高工件表面强度，疲劳强度和抗应力腐蚀能力。使工件表面产生塑性流变和加工硬化，大幅度提髙材料表面的硬度。降低材料表面粗糙度同时使工件表面保留残余压应力，因而可大幅度提高材料的疲水冷：用于形状简单的碳钢工件，主要是调质件。油冷：合金钢，合金工具钢工件大都釆用油冷。延时淬火:工件在浸入冷却剂之前先在空气中降温以减少热应力。双介质淬火:工件一般选浸入水中冷却，待冷却到马氏体开始转变点附近，然后立即取出浸入油中缓冷，在水中冷却的时间一般按工件的有效厚度3~5mm每秒计算。马氏体分级淬火：钢材或工件加热奥氏体化，随之浸入稍高或稍低于钢的上马氏体点的液态介质（盐浴或碱浴）中，保持适当时间，待钢件的内外层都达到介质温度后取出空冷，以获得马氏体组织的淬火工艺，也称为分级淬火。用于合金工具钢及小截面碳素工具钢，可减少变形和开裂。热浴淬火：工件只浸入150*180度的硝盐火碱中冷却，停留时间等于总加热时间的三分之一到二分之一，最后取出在空气中冷却。贝氏体等温淬火：钢材或钢件加热奥氏体化，随之快冷到贝氏体转变温度区域（260~400度）等温保持，使奥氏体转变为贝氏体的淬火工艺。有时也称等温淬火。该工艺可用于要求变形小，韧性髙的合金钢工件。3、己知GCrl5钢精密轴承的加工工艺路线为：下料锻造超细化处理机加工淬火冷处理回火稳定化处理。简述其中超细化处理，淬火，冷处理，回火和稳定化处理等主要热处理工艺参数（加热温度和冷却方法）和釆用该工艺的目的。预备热处理：1050度乘20*30min,髙温固溶后再320*340度乘2h等温再升温至735*740度乘3h炉冷至600度出炉空冷，有利于提新加热到预订的回火温度（稍高于造成脆化的温度范围）然后快速冷至室温，脆性就会消失。为此，又称可逆回火脆性。9、何谓钢的淬透性？影响淬透性的因素有哪些？A钢在淬火时能够获得马氏体的能力即钢被淬透的深度大小称为淬透性。钢的淬透性大小取决于钢的临界冷却速度。C曲线位置越右，则临界冷却速度越小，淬透性就越大。B1含碳量的影响：随着奥氏体含碳量增加，稳定性增加，使C曲线右移。2合金元素的影响：合金元素（除C。以外）都能提髙钢的淬透性。3奥氏体化温度和保温时间的影响：奥氏体化温度越高、保温时间越长、碳化物溶解越完全、奥氏体晶粒越粗大，境界总面积减少、形核减少，因而使C曲线右移推迟珠光体转变。总之，加热速度越快，保温时间越短，奥氏体晶粒越小，成分越不均匀，未溶第二相越多，则等温转变速度越快，使C曲线左移。10、 在热处理时要控制奥氏体晶粒长大，试分析影响奥氏体晶粒长大因素及控制奥氏体晶粒长大的措施。加热温度和保温时间：加热温度越髙保温时间越长，奥氏体晶粒越粗大，加热温度是主要的。加热速度：加热速度越快，过热度越大，使形核率和长大速度的比值增大可细化晶粒，奥氏体实际晶粒度越髙。钢的化学成分：1、 碳素钢一共析钢较过共析钢易于过热；2、 合金钢一钢中加入如Ti、V、Vr、Nb、W、Mo、Cr等碳、氮化物形成元素，强烈阻碍奥氏体晶界的迁移，使晶粒细化。用A1脱氧的钢晶粒细小，用Si脱氧的钢晶粒较粗；原始组织一原始组织越细或为非平衡组织时，钢的晶粒度长大倾向增大，晶粒易于粗化。11、 铸铁通常分为几大类？分别指出这些铸铁中碳的存在形式以及它们对铸铁性能的影响？灰铸铁：具有高的抗压强度、优良的耐磨性和消振性，低的缺口敏感。球墨铸铁：既有灰铸铁有点，又具有中碳钢的抗拉强度、弯曲疲劳强度及良好的塑形与韧性。可锻铸铁石墨呈团絮状，对基体的切割作用小，故强度、塑性及韧性均比灰铸铁高，尤其是珠光体可锻铸铁可与铸钢媲美，但不能锻造。蠕墨铸铁：蠕墨铸铁其抗拉强度、塑性、疲劳强度等均优于灰铸铁，而接近铁素体基体的球铁合金铸铁。此外，它的热导性、铸造性、可切削加工性均优于球铁，与灰铸铁相近。12、 举例并简要说明提高模具寿命可釆用哪些有效的热处理工艺方法，请举例说明五种以上。己知GCH5钢精密轴承的加工工艺路线为：P282下料一锻造一超细化处理一机加工一淬火一冷处理一稳定化处理其中热处理工艺包括：①超细化热处理工艺为105(TCX20~30min高温加热，250〜35(TCX2h盐槽等温，690-720°CX3h随炉冷至500P出炉空冷。②淬火：835-85(TCX45-60niin在保护气氛下加热，150〜170°C的油中冷却5-IOsin,再在30—60C油中冷却。③冷处理：清洗后在＞40—70°CX1-1-5h深冷处理④稳定化热处理：粗磨后进行140-180CX4~12h；精磨后120-160PX6-24ho13、 为什么加工机床齿轮的材料通常选用45钢等，而汽车齿轮的材料为20CrMnTi等。请分别制定其加工工艺路线及釆用热处理工艺的目的。P90(1)机床齿轮工作平稳无强烈冲击，负荷不大，转速中等,对齿轮心部强度和韧性的要求不高，一般选用40或45钢制造。汽车、拖拉机齿轮的工作条件比机床齿轮恶劣，受力较大，超载与启动、制动和变速时受冲击频繁，对耐磨性、弯曲疲劳强度、接触疲劳强度、心部强度和韧性等性能的要求均比较髙，用中碳钢或中碳低合金经髙频感应加热表面淬火已不能保证使用性能。(2)机床齿轮加工工艺路线：下料一锻造一正火一调质一半精加工一高频感应加热表面淬火+低温回火一精磨一成品。正火可使组织均匀化，消除锻造应力，调整硬度改善切削加工性。调质处理可使齿轮具有较高的综合力学性能，提高齿心强度和韧性使齿轮能承受较大弯曲应力和冲击载荷，并减小淬火变形；髙频感应加热表面淬火可提髙齿轮表面硬度和耐磨性，提高齿面接触疲劳；低温回火是在不降低表面硬度的情况下消除淬火应力。防止产生磨削裂纹和提髙齿轮抗冲击能力。汽车齿轮的加工工艺路线：下料一锻造一正火一机加工一渗碳、淬火+低温回火一喷丸一磨加工一成品。正火处理可使组织均匀，调整硬度改善切削加工性;渗碳是提髙齿面碳的质量分数(0.8-1.05%)；淬火可提高齿面硬度并获得一定淬硬层深度(2.8-1.3mm),提高齿面耐磨性和接触疲劳强度；低温回火的作用是消除淬火应力，防止磨削裂纹，提高冲击抗力；喷丸处理可以提髙齿面硬度约1—3HRC,增加表面残余压应力，从而提髙接触疲劳强度。14、回火脆性的类型及解决办法回火脆性：淬火钢在回火时，随着回火温度的升髙，在某一回火温度范围内使钢的冲击韧性明显下降，脆性明显增大的现象。分第一类和第二类。第一类：淬火钢在250*400回火岀现的不可逆回火脆；第二类：450*650可逆办法第一类产生不可消除，可以加入si,使脆性转变温度升高到300以上，然后在250回火；第二类：在脆性温度短时间回火，快冷不产生，慢冷产生。重新加热在脆性温度短时间回火，快冷可消除。15、 冷作模具钢的微细化热处理目的？Crl2MoV钢的循环超细化处理工艺？目的：微细化热处理包括钢种基体组织的细化和碳化物的细化。组织细化可提髙钢的强韧性，碳化物细化有利于增强强韧性和耐磨性。工艺：1150加热淬火+650回火+1000加热油淬+650回火+1030力口热油淬170等温30min空冷,170回火。16、 淬火态钢中常见马氏体有几种？亚结构？性能特点？形成条件？板条和片状。板条亚结构为位错，性能：强度、硬度髙，塑性、韧性好；形成条件低碳钢、200°C以上温度•片状中高碳200°C以下，亚结构为李晶，性能：硬度髙，脆性大；17、 铸锭中的主要缺陷有哪些？微观偏析。宏观偏析1）正常偏析2）反3）比重。夹杂和气孔。缩孔与疏松18、 制造铸造铝合金的固溶处理工艺应遵循哪些原则？1.淬火温度：一般比最大溶解度温度略低一些。2.淬火加热：为防止铸件过热与变形，最好釆用350以下的低温入炉,然后随炉缓慢加热到淬火温度3,保温时间保温时间较长，一般为3~20h。4.冷却方式：一般在热水中冷却。19试说明不同铝合金强化的手段？对ZL104汽油机采用哪种热处理提髙强度？形变铝合金强化：冷变形强化（加工硬化）、热处理强化（固溶,时效强化）铸造铝合金强化：变质处理（细化组织），固溶+时效,ZL104铝合金采用（535±5）°C*3h固溶处理，（175±5）C*9h。该工艺是建立在砂型浇铸的基础上，时效时间较长。釆用钠变质和金属型低压浇铸，ZL104铝合金175P*5h时效时，在基体中形成GP区，强化作业显著。20、 为控制金属结晶时的晶粒大小，工业生产中通常釆用什么方法来细化晶粒？1、 增加环境冷却能力。2、 化学变质法。3、 增加液体流动。21、 为改善切削加工性能，15Cr,20Cr2Ni4,40Cr,5CrlVlnlVlo,GCr15,W18Cr4V钢应进行何种热处理？15Cr：正火；20Cr2Ni4：正火,回火；40Cr：调质；5CrMnMo：退火；GCrl5：球化退火；W18Cr4V：球化退火22、 试分析比较在正常淬火条件下20、45、40Cr、T8、65等钢的淬透性和淬硬性高低。淬透性由髙到低：40Cr、T8、65、45、20;淬硬性由高到低：T8、65、45、40Cr、20。23、 能否用W18Cr4V钢制造冷冲模，为什么？可以用来做模具，但一般用在要求高强度高耐磨性少冲击的模具中，但由于它的韧性较差，材质特性脆，价格贵，所以不建议用作冷冲模。24、45钢经调质处理后要求硬度为217HB-255HB,但热处理后发现硬度偏高，问能否依靠减慢回火时的冷却速度使其硬度降低？若热处理后硬度偏低，能否靠降低回火时的温度，使其硬度提髙？说明其原因。不可以，需要调整回火温度；不可以，需要重新淬火后降低回火温度25、 中型拖拉机发动机曲轴要求具有较高的强度及较好的韧性，曲轴轴颈要求耐磨性好（50HRC~55HRC）。（1）选择材料并写出钢号；（2）制定加工制造的简明工艺路线；（3）说明使用状态下曲轴的组织和曲轴轴颈表面的组织。合金渗碳钢：20CrMnMo20CrMnTi20MnVBI艺路线：下料•锻造■正火•机械加工•渗碳、淬火+低温回火■喷丸■磨加工•成品心部组织：细片状珠光体；表面组织：回火马氏体26、 使用硝盐浴炉时，需要注意哪些安全措施？必须注意防爆等安全措施。在硝盐浴炉中，任何局部温度超过595P时，都可能着火或爆炸，使用温度应严格控制在550°C以下。硝盐混合物是氧化型的，不应与容易被氧化的材料混合。不应使用微细的碳化材料作硝盐的覆盖物，也必须避免渗碳炉出料端所聚集的贪黑对硝盐浴炉的污染。在处理镁合金轻金属时，盐浴最髙温度有一定规定。27、 某工厂仓库积压了许多不知道化学成分的碳钢（退火状态），现找出其中一根，经金相分析发现其组织为珠光体4■铁素体，其中铁素体占80%,问此钢材的含碳量是多少？0.77/100=x/80,x=61c60钢28、在制定热处理工业时以下几种形状的工件，如何计算加热的有效厚度。圆棒形状：以直径计算；2扁平工件：以厚度计算；3实心圆锥体：按大端的1/3高度处的直径计算；4阶梯轴或截面突变的工件：按较大直径或较大截面计算。29、变形铝合金的回归处理与时效工艺区别是什么？目的分别是什么？回归处理仅用于经淬火和自然时效处理过的零件，既将零件在硝盐浴中迅速加热到200~250°C,保温2~3分钟后在水中冷却。目的是恢复得到过饱和固溶体淬火相，使合金重新软化，便于加工、校形等。时效处理：在一定的温度下，保持一定的时间，过饱和固溶体发生分解（称为脱溶），引起铝合金强度和硬度大幅度提高，这种热处理过程称之为时效。30、零件选材的基本原则是什么（举例说明）？使用性能、工艺性能、经济性31、 试简述影响过冷奥氏体等温转变的因素。1、 含C量2、 Me的影响3、 A化温度和保温时间4、 原始组织5、 应力和塑性变形对机床主轴有何性能要求？通常选用何种材料制作？要求：承受中等扭转■弯曲复合载荷，转速中等并承受一定冲击载荷。材料：大多选用45钢，载荷大时釆用40Cr32、 马氏体有哪两种基本形态？其微观形态、亚结构及性能有何不同？板条马氏体和片状马氏体，板条马氏体：微观形态，椭圆截面的柱状晶粒；亚结构：高密度的位错组成；性能：较髙的强度和硬度，而且塑性韧性也较好。片状马氏体：呈片状、竹叶状主体形态为双凸透镜状；亚结构：细小的李晶组成；性能：硬度高脆性大33、 亚共析钢的淬火温度常选Ac3以上，而过共析钢的淬火加热温度为何选在Acl-Acm,a从理论上加以分析。温度过高，过多的碳化物溶解，使片状马氏体含量增加，易于变形开裂，残余A增加；过多的碳化物溶解，使钢的耐磨性降低；温度过高，氧化脱碳倾向增大，使钢的表面成分不均匀，Ms髙低不同导致淬火开裂；选择TA=Acl+(30-50°C),ffi留部分未溶碳化物以提高耐磨性，使基体的降低，1条％升髙，使钢的Cb升髙，6f,Akto34、 制定铸造铝合金的固溶处理工艺应遵循哪些原则？答：(1)淬火温度的选择：淬火温度一般比最大溶解度温度略低一些，以免过烧或产生裂纹。淬火加热方式：为了防止铸件过热与变形，通常在空气循环炉内进行，为防止变形，最好釆用350度以下低温入炉，然后随炉缓慢加热到淬火温度。保温时间：铸铝合金晶粒粗大，过剩相的溶解困难，保温时间要长。一般为3-20h,保温时间与工件的厚度关系不大。冷却方式：因铸件形状复杂，内部缺陷较多，强度与塑性降低，冷速过快将会使铸件产生严重变形，因此淬火后应在热水中冷却。35、什么是马氏体相变塑性现象？何谓MTRIRM钢及它的性能特点是什么？答：金属及合金在相变过程中，塑性增加，往往低于母相屈服极限的条件下，即发生了塑性变形，称之为相变塑性。利用马氏体相变塑性设计出几种Ma高于室温而Ms低于室温的钢,他们在常温下形变时，会诱发形成M,M转变反过来又诱发塑性提髙，这种钢兼有很髙的强度和塑形，故称为相变诱发塑性（TRIR）钢。36、 简述激光热处理的原理和优点是什么答：激光淬火技术，又称激光相变硬化，是利用聚焦后的激光束照射到钢铁材料表面，使其温度迅速升髙到相变点以上，当激光移开后，由于仍处于低温的内层材料快速导热作用，是表层快速冷却到马氏体相变点以下，获得淬硬层。优点：与感应加热淬火相比，使用的能量密度更高，加热速度更快，不需要淬火介质，工件变形更小，加热层深度和加热轨迹易于控制，易于实现自动化.激光淬火可使T件表层0.1-1.0mm范围内的组织结构和忤能发生明显变化。37、 淬火态钢中常见的马氏体有哪几种类型？形成条件是什么？分别指出其亚结构和性能特点。答：主要形态板条马氏体，片状马氏体。奥氏体转变后，所产生的M的形态取决于A中的含碳量，含碳量<0.6%的为板条马氏体，含碳量在0.6-1.0%之间为板条和针状混合的M,>1%的为针状马氏体。板条马氏体的亚结构主要由高密度的位错组成，并存在条间A板条马氏体具有较高的强度和硬度，而且塑性任性也好。片状马氏体的亚结构主要由互相平行的细小李晶组成，并集中在M片的中央部分，具有高硬度，脆性大。38、 淬火态钢中常见的马氏体形态有哪几种？分别说出它们的亚结构。板条、片(针)状；位错、李晶39、 晶体中的位错有两种基本类型？位错在晶体中主要运动方式有哪两种？刃、螺；滑移、攀移40、 零件失效的主要形式分为哪四大类？答：材料的变形，断裂，磨损和腐蚀。对高碳钢实施球化退火工艺的目的是什么？试画出等温球化退火的工艺曲线。(1)目的：使钢中碳化物球状化，从而达到降低硬度、改善切削加工性，并为以后淬火做准备，(2)等温球化退火的工艺曲线为：在正常条件下，对、40Cr>GCrl5>W6M05Cr4V2钢进行常规淬火，试选择这些钢的淬火介质及常规的淬火方法：45钢：釆用单液淬火法，自来水为淬火介质；40Cr:h件采用单液淬火法，油为淬火介质；大件釆用双淬火法，先水后油。GCrl5:釆用单液淬火法，油为淬火介质；W6M05Cr4V2：釆用分级淬火，淬火介质为空气。41、 试指出下列工件整体淬火后进行回火的温度范围。(1)工模具、轴承、齿轮(2)弹簧(3)调质处理的轴类、连杆、螺栓(1)模具、轴承、齿轮：低温：150・250。(2,(2)弹簧：中温：350-500°Co(3)轴类、连杆、螺栓：髙温：500-650C42、 现对机床齿轮、大直径的轧辄及进行表面淬火，试选择感应加热的类型并指岀其频率范围。机床齿轮表面淬火加热一髙频加热—100A1000KHZ,大直径的轧相加热一工频加热一5。KHZ推土机齿轮表面淬火加热一中频加热一0.5~1。KHZ-43、 为了改善低碳钢的切削性能，应釆用何种热处理工艺？说明原因因釆用正火处理。因为低碳钢切削性能差的原因是刚中含有较多的F,只有降低F的量才能改善其切削性能。而正火冷却属于非平衡冷却，冷却速度的增加会使共析反应的温度降低,从而使P的连增加，F量减少。44、 阐述T8钢淬火加热过程中A的形成过程及影响A转变速度的因素。A的形成过程:A的形核、长大、残余渗碳体的溶解及A成分的均匀化四个基本过程。影响A转变速度的因素：加热温度。温度越髙，转变速度越快加热速度。加热速度快，转变温度越髙，转变速度越快原始组织。原始P组织越细，相界面越多，Fe3C易于溶解，越有利于A的性和长大，使转变速度越快。合金元素。C。、Ni增大碳在A中的扩散速度，加快A化过程；碳化物形成元素减慢A的形成过程；Si、Al、Mn不影响A化过程。45根据共析钢过冷奥氏体连续冷却转变曲线示意图（图1）试指出钢在以下五个区域的状态？区域①一Ms与Mf之间区域②一BB，线之右；区域③一BB'与AA'线之间；区域④一AA'线之左；区域⑤一A1线以±o①A・M区②P区®A-P区④过冷A区⑤A区到什么组织？连续冷却转变曲线的实用意义是什么？V1：：M马氏体VO:M马氏体V2：T屈氏体V3：S索氏体V4：P珠光体47、 简述影响钢的淬透性及淬硬性因素。钢在淬火时能够获得马氏体的能力即钢被淬透的深度大小称为淬透性。其影响因素有：1).亚共析钢含碳量t,C曲线右移，过共析钢含碳量t,C曲线左移；2).合金元素(除Co外)使C曲线右移；3).奥氏体化温度越髙、保温时间越长，碳化物溶解越完全，奥氏体晶粒越粗大，使C曲线右移；4)A的晶粒度，晶粒越细，晶界越多，降低过冷A的稳定性，降低钢的淬透性5)未溶碳化物及夹杂物，降低过冷A的稳定性，降低钢的淬透性A6)对A实施变形，可以增加钢的淬透性淬硬性：主要取决于M提的含碳量。含碳越髙，淬硬性愈好。48、 试写出用20CrMnTi材料制作汽车变速箱齿轮的加工工艺路线，并分析各热加工工序的作用。或者考题是汽车、拖拉机的齿轮选用20CrMnTi材料.其加TT艺路线为：下料一锻造一.正火一机加丁■滲碳、淬火•低温回火一喷丸一磨削一成品，试分析各热处理工序及喷丸工序的作用用20CrMnTi制作汽车变速箱齿轮的加工工艺路线：下料一锻造一正火一机械加工一渗碳、淬火+低温回火一喷丸一磨加工一成品正火：可以细化锻后的粗大晶粒，调整硬度改善切削加工性能，得到所需要的纤维(流线)组织。渗碳：是提高齿面碳的质量分数(0.8-1.05%)；淬火的目的是在齿面得到一定深度的M组织可提髙齿轮表面硬度提髙齿面耐磨性和接触疲劳强度；低温回火的作用是：消除淬火应力，防止磨削裂纹，提髙冲击抗力。46、若将共析钢加热至奥氏体温度后分别以图中的冷却速度VI、VO、V2、V3、V4进行冷却至室温后得喷丸处理：可提髙齿面硬度约1-3HRC,增加表面残余压应力，从而提髙接触疲劳强度49、钢的“ITT及“CCT"曲线是怎样获得的？两者的区别？影响“TTT”转变的因素有哪些？如钢的含碳量的影响？C曲线的实用价值？答:钢的过冷奥氏体等温转变曲线的开始温度和终了温度曲线像英文字母C,它描述了A在等温转变过程中，不同温度和保温时间下的析出物的规律，成为TTT曲线。而连续冷却曲线是各种不同冷速下，过冷奥氏体转变开始和转变终了温度和时间的关系简称CCT曲线。相同点：1都具有渗碳体的先共析线2相变都有一定的孕育期3曲线中都有一条相变开始线和一条相变完成线.不同点：1CCT曲线中无贝氏体转变区2CCT曲线中发生相变的温度比TTT曲线中的低3CCT曲线中发生相变的孕育期比TTT曲线中长影响因素：1含碳量的影响随着奥氏体含碳量的增加，稳定性增强，C曲线右移，所以在热处理正常加热条件下，亚共析碳钢的C曲线，随含碳量的增加向右移，过共析碳钢随含碳量增加，由于有未溶渗碳体存在，促使奥氏体分解，C曲线左移，共析钢的C曲线最靠右，稳定性最强。2合金元素的影响除了C。外，所有合金元素的溶入均增加过冷奥氏体的稳定性，使C曲线右移。3奥氏体化温度和保温时间的影响奥氏体化温度越髙，保温时间越长，碳化物溶解越完全,A晶粒越粗大，晶界总面积减少，形核减少，因而使C曲线右移推迟珠光体转变。4原始组织的影响原始组织越细，易得到均匀奥氏体，使C曲线右移，并使Ms点下降。5应力和塑性变形的影响拉应力促使A等温转变，等向压应力阻碍这种转变。进行塑性变形也加速奥氏体转变。实用价值：C曲线是对碳钢加热得到A后，在冷却过程中组织转变进行分析的工具。50、减少零件热处理畸变的主要措施和工艺方法有哪些，并以某一典型零件为例，从减少零件畸变的角度进行热处理工艺设计选择合适的淬火加热温度冷却介质淬火操作方法等40Cr调质畸变(850+-5)X30s/mm油冷(600・680)X2-3h高回火油冷再进行(430+-5)X4-8h空冷5KGCrl5中合金元素有哪些其含量有多少在钢中的作用是什么这种钢在制造业中用于制造那些零件是说明热处理工艺Cr1.5%提高淬透性滚动轴承钢大型轴承片轧制或锻造•球化退火•机加工■淬火•冷处理■低温回火■磨削■成品材基部分1、 试指出5类常用的电热原件材料，并说明其适应温度范围。铁铭铝电热合金ICH3A14,应用于低温0Cr25A15,0Crl3A116Mo2,适应于中温0Cr27AIMo2,应用于髙温最髙1300；竦铭电热合金Crl5Ni60,应用于低温。Cr20Ni80,应用于1000度以下中温;SiC电热元件可在1350度下长期工作，最髙温度可达1500；MoSi2电热元件，其最髙温度可达1700：石墨电热元件，真空炉的电热元件，工作温度为1400-28002、 晶体中的位错有哪两种类型，位错在晶体中的运动方式有那两种，位错的固溶强化原理是什么？刃位错与螺位错。滑移和攀移。固溶强化：1,化学交互作用：一些溶质原子可以偏聚在层错面附近，形成铃木气团，增加位错扩展的宽度，交滑移困难；增大位错阻力增大层错能。弹性交互作用：由于溶质原子与基体原子半径不同，弹性模量不同，会造成晶格畸变，这个畸变与位错应力场发生作用使溶质原子在位错周围分布，形成苛氏气团降低为错的可动性。3、 真空加热的特点？当工件进行真空加热时，为减少合金元素蒸发可釆取的有效措施是么？特点：防止氧化，真空脱气，脱脂作用，真空下元素蒸发作用：其中前三个因素是有利的后一个是不利的，故不是真空度越高越好。措施：将炉内先抽到较高的真空度，随即充入題气或氮气，使炉内压力维持在200-26.6Pa,从而达到满意的结果。4、 请列举硬度试验在热处理质量检验和质量分析的应用。硬度检验、变形检验、外观及裂纹检验、金相组织检验（退火、正火及调质处理件的金相组织检验、淬火件金相组织检验、渗碳件显微组织检验、碳氮共渗件显微组织检验、渗氮件显微组织检验钢件感应加热淬火金相组织检验、球墨铸铁零件感应加热淬火金相检验、高速钢具金相检验）材料化学成分检验、力学性能检验。质量分析应用：告诉质量管理人员工序是否在控制之中，如果不合格品可查找原因。自动显示偏差大小并告诉管理人员釆取相应措施。显示工件热处理过程和质量是否合乎标准进行。5、 何谓过冷度？液态金属结晶时为什么必须过冷？过冷度与形核率的关系是什么？液体实际温度T与理论结晶温度Tm之差；过冷度越大凝固点驱动力越大，并不是只要低于理论凝固温度的任何温度液态转变为固态的过程就能发生，液相形成固相的晶核必须达到一定的过冷度；形核需要驱动力，所以形核时有一定过冷度，而且越大形核率越大，利于晶体长大。6、 试述残余应力测试的主要方法和它的基本原理。应力释放法:将具有残余应力的工件进行切割，局部去处等处理，使工件处于平衡状态的残余应力，由于此切割或去除而部分释放，工件会变形，使残余应力到达新的平衡状态，磁性法：根据铁磁材料的感应通量，在残余应力的作用下与无应力作用时不同，从而利用由磁感应通量的差异来测定残余应力。X射线应力测试法：利用应力作用下晶面间距的变化作为应变来测量残余应力。7、 简述超声波探伤的原理和特点.频率范围是0・5-10MHZ的超声波具有直线型和速射性，若向被检材料发射超声波，在传播途中遇到障碍（缺陷或其他异质界面），由于发生反射折射散射或吸收等现象，使其方向和强度受到影响，根据这种影响的方式和大小就可以确定缺陷部位的尺寸，物理性质，方向性，分布方式和分布位置等。特点：对面状缺陷敏感，检测距离大，检测装置小型轻便费用低，检测结果不直观，无客观性记录，对缺陷种类的判断需要有高度熟练的技术。8、 减少齿轮热处理畸变的措施是什么？适当的预先热处理，合理的装入方法，渗碳淬火不经清洗直接回火，采用快速加热，加心轴淬火，中温碳氮共渗代替渗碳，微变形钢种减少齿轮变形，压床淬火，硝盐分级和热油淬火。9、 喷丸强化对材料表面形貌与性能有什么影响？使零件表面外形发生变化，同时产生大量栾景与位错，使材料表面发生加工硬化。同时表面吸收高速运动的弹丸的动能后产生塑性流变和加工硬化，使工件表面保留参与应力。总之，使表面硬度大幅度提高，降低表面粗糙度，增加零件的疲劳强度，可以大幅提高疲劳寿命和抗应力腐蚀能力。10、 晶体中的缺陷有哪几种类型？简述不同缺陷对材料性能会产生哪些影响。点缺陷：空位，间隙原子，异类原子，造成物理性能与力学性能的变化，如电阻的增加，密度下降，在髙温下发生蠕变。线缺陷：韧形位错，螺形位错，二者的混合位错。对材料物理性能影响很大，极大影响材料的导热电阻光学和机械性能以及其它各种性能指标，如强度塑性。面缺陷：晶界，亚晶界，李晶界，堆垛层错，相界。（査不出来，自己编点吧）11、 用扩散驱动力原理解释上坡扩散与下坡扩散关系？由菲克第一定律看出，扩散的驱动力是浓度梯度。当浓度梯度与化学梯度一致时，进行下坡扩散。反之，上坡扩散12、 氧探头和红外分析仪测量炉内气氛碳势的原理分别是在怎样的？特点？相比较氧探头的优点是什么？（1）氧探头是利用ZrO2在一定温度下，在不同的氧浓度的气氛中会产生一定的电势，根据公式可计算不同温度和氧探头电势下对应的气氛氧含量。红外线分析仪可以对气CO2含量进行测控。（2）氧探头特点是，反应速度快，控制精度髙，使用方便，寿命短成本较高（3）氧探头优点是，反应速度快，控制精度髙，使用方便。13、 简述钢中的硫、磷对钢性能的影响？硫、磷是生铁中带来而在炼钢是又未能除尽的有害元素，硫不溶于铁形成硫化铁，形成共晶体分布在奥氏体晶界上，当钢材在1000-1200度锻造或压制时共晶体会融化是钢材变脆，沿奥氏体晶界开裂，这就是热脆。磷在钢中全部溶于铁素体中降低钢的塑性和韧性，特别是低温韧性使刚在低温下变脆称为冷脆。硫还使钢的偏析严重。此外，硫磷均降低钢的焊接性，需要严格控制其含量，另外，磷还可以增强刚在大气中的抗腐蚀性。14、 什么是奥氏体的热稳定化？他对制定热处理工艺有什么实际意义？淬火时因缓慢冷却或在冷却过程停留引起奥氏体稳定性提高，而使马氏体转变迟滞的现象称为奥氏体的稳定化。意义：对于大多数刚淬火后冷处理应立即进行以防止由于奥氏体稳定化而降低冷处理效果。15、 简述减少工件淬火变形和防止变形开裂的主要措施？在保证所要求的硬度条件下，工件淬入冷却剂后不做摆动，只做淬入方向的直线移动，以减少变形；淬火工件冷至室温应及时清洗及回火以防止工件开裂。16、 热处理设备可分为那两大类？每类包括那些装置？主要设备和辅助设备。主要设备包括热处理炉、加热装置、表面改性装置、表面氧化装置、表面机械强化装置、淬火冷却设备、冷处理设备、工艺参数检测控制仪表。辅助设备:清洗机和清理设备、炉气氛制备设备，淬火介质循环装置、起重运输设备、动力输送管路及辅助设备、防火除尘等生产安全设备。17、 工件在电阻炉中加热时热量支出包括那些方面？结合传输原理简述热处理电阻炉节能的主要途径？支出包括加热工件所需热量、加热辅助构建所需热量、加热控制气体所需热量、通过炉衬的散热损失、通过开启炉门的辐射热损失、通过开启炉门的溢气热损失、其他热损失。途径：传导辐射和对流。18、 什么是复合材料？复合材料的性能有什么特点？复合材料是指由两种或两种以上不同性质的材料，通过不同的工艺方法人工合成的多相材料。性能特点：比强度和比模量高、疲劳强度高、高温性能优良、减震性能好。19、 何谓陶瓷材料，其性能特点？陶瓷是无机非金属材料。是用天然的人工合成的粉状化合物，通过成型和高温烧结而制成的多晶固体材料。性能特点：陶瓷材料具有髙硬度、耐髙温、抗氧化、耐酸蚀以及其他优良的物理、化学性能。20、何谓断裂韧性？为了使零件不发生脆性断裂，设置零件应控制哪三个参数？断裂韧性是指材料抵抗裂纹失稳扩展的能力。设置零件应控制：材料的断裂韧度、工作就力、零件中裂纹半长度a21、 氮碳共渗与渗氮相比，具有哪些特点？钢件在铁氮相图共析点以下，于氮、碳的介质中加热，保温l・4h,使其表面形成铁的碳氮化合物层与a固溶体的扩散层的热处理工艺称为氮碳共渗。该工艺共渗速度较快，表面硬度略低于渗氮，但疲劳性能好。主要用于受冲击负荷小，要求耐磨、疲劳极限较髙及变形小的零件和工模具。22、 简述热处理设备的选择原则：热处理设备是实施热处理工艺、保证热处理质量、节约能源降低成本的基本条件，其原则为：1,选择设备应满足热处理工艺要求，保证产品热处理质量；2,根据生产批量选择设备，尽可能扩大设备的使用范围，提髙生产效率；3,热处理设备能源的选择应从生产成本、能源供应情况、操作与控制的可能性、环境保护因地制宜的综合考虑023、 试述热处理生产过程质量控制主要内容答；一热处理设备管理与质量控制（1设备的选择2设备的安装与调试3合理使用设备4设备的检查与维修5自制设备与改造旧设备6做好计量工作7设备的闲置、封存、启封和报废二热处理工艺材料的管理与质量控制三热处理零件的质检四热处理操作者技能和责任管理五工序管理和数理统计方法在工序质量控制的应用（1工序管理和工序质量控制2数理统计方法在工序质量管理中的应用）24、 何为疲劳断裂，疲劳断口有那三部分组成？何为疲劳极限和过载持久值？影响疲劳抗力的因素可归纳为几个方面？那些热处理方法可以有效的提高疲劳极限？答：1交变载荷下经过较长时间的工作而发生断裂的现象2疲劳源区、疲劳裂纹扩展区、断裂区3材料经过无限多次应力循环而不断裂的最大应力叫做疲劳极限过载持久值指材料在高于疲劳极限的应力作用下发生疲劳断裂的应力循环周次4载荷类型、材料本质、零件表面状态、温度、介质5表面强化25、 感应加热电源有那几种？各有什么特点？各有什么应用？答:感应加热电源的种类根据频率范围可分为四类:工频（50hZ）、中频（小于lOkhN）、超音频（10-100khz）、髙频（》lOOkhz）根据电源频率调制模式的不同又分为机械变频式机组和静态变频器两种应用:26、晶体缺陷有那几种？简述不同缺陷对材料性能有哪些影响？分为三大类：点、线、面缺陷点缺陷：空位和间隙原子的运动是晶体内原子扩散的内部原因，院子的扩散就是依靠点缺陷的运动而实现；点缺陷还可以造成金属物理性能与力学性能的变化，最明显的是引起电阻的增加，晶体中存在点缺陷时破坏了原子排列规律，使电子在传导时的散射增加，从而增加电阻。此外空位的存在还使晶体的密度下降，体积膨胀。空位的存在及其运动是晶体髙温下发生蠕变的重要原因。线缺陷：为错对晶体强度与断裂等力学性能有着决定性的作用，同时位错对晶体的扩散与相变等过程有影响。面缺陷：晶体表面对外来原子能发生物理吸附和化学吸附，吸附的驱动力是降低表面能，表面吸附在工业中有重要意义，是净化和分离技术的基础，广泛应用于三废治理、轻工、食品及石油化工业等。27、 何为疲劳？与静载荷断裂相比，疲劳断裂有什么特点？金属零件或结构在变动应力和应变长期作用下，由于积累损伤而引起的断裂现象称为疲劳。1引起疲劳断裂的应力低，常常低于静载下的屈服强度2断裂时无明显的宏观塑性变形，无预兆而是突然地发生，为脆性断裂，即使在静载荷或冲击载荷下有大量的塑性变形的塑性材料，发生疲劳断裂时也显示岀脆断的宏观特征，因而很危险。3疲劳端口能清楚的显示出裂纹的形成、扩展和最后断裂三个阶段。28、 试简述零部件选材时的基本原则。答：在选材时既要选择材料的使用性能，又要考虑材料的工艺性能和经济性。1根据材料的使用性能选材：通过分析零件的工作条件及失效分析结果确定零件的主要使用性能，根据零件使用性能要求提出对材料的性能的要求。2根据材料的工艺性能选材：依据不同材料陶瓷、塑料、金属的工艺性能选材（如金属的铸造、压力加工、焊接性、热处理工艺性能等）。3根据材料的经济性选材：要降低零件的总成本，这包括制造成本