熱處理習(xí)題題庫(kù)

二十八、合金元素Cr、Mn、Ni、強(qiáng)碳化物形成元素在鋼中的主

要作用是什么？

Cr在鋼中的主要作用有：溶入基體，提高淬透性，固溶強(qiáng)化；

形成其次相提高強(qiáng)度、硬度；含量超過(guò)13%時(shí)提高耐腐蝕性；在表面

形成致密的氧化膜，提高抗氧化力量。Cr促進(jìn)其次類回火脆性的發(fā)

生。

Mn在鋼中的主要作用有：溶入基體，提高淬透性，固溶強(qiáng)化；

形成其次相提高強(qiáng)度、硬度；含量超過(guò)13%時(shí)形成奧氏體鋼，提高耐

磨性；消退硫的有害作用。Mn促進(jìn)其次類回火脆性的發(fā)生，促進(jìn)奧

氏體晶粒的長(zhǎng)大。

Ni在鋼中的主要作用有：溶入基體，提高淬透性，固溶強(qiáng)化；

擴(kuò)大奧氏體區(qū)，提高鋼的韌性，降低冷脆轉(zhuǎn)變溫度。

強(qiáng)碳化物形成元素（Ti、Nb、Zr,V）的主要作用有：形成碳化

物提高硬度、強(qiáng)度、耐磨性，提高回火穩(wěn)定性，細(xì)化晶粒，防止晶間

腐蝕。

二十九、論述鋼材在熱處理過(guò)程中消失脆化現(xiàn)象的主要緣由及解

決方法。

答：①過(guò)共析鋼奧氏體化后冷卻速度較慢消失網(wǎng)狀二次滲碳體時(shí),

使鋼的脆性增加，脆性的網(wǎng)狀二次滲碳體在空間上把塑性相分割開，

使其變形力量無(wú)從發(fā)揮。解決方法，重新加熱正火，增加冷卻速度，

抑制脆性相的析出。②淬火馬氏體在低溫回火時(shí)會(huì)消失第一類回火脆

性，高溫回火時(shí)有其次類回火脆性，第一類回火脆性不行避開，其次

類回火脆性，可重新加熱到原來(lái)的回火溫度，然后快冷恢復(fù)韌性C③

工件等溫淬火時(shí)消失上貝氏體時(shí)韌性降低，重新奧氏體化后降低等溫

溫度得到下貝氏體可以解解。④奧氏體化溫度過(guò)高，晶粒粗大韌性降

低。如：過(guò)共析鋼淬火溫度偏高，晶粒粗天，獲得粗大的片狀馬氏體

時(shí)，韌性降低；奧氏體晶粒粗大，消失魏氏組織時(shí)脆性增加。通過(guò)細(xì)

化晶粒可以解決。

三十、20CrMnTi、40CrNiMo>60Si2Mn、T12屬于哪類鋼？含

碳量為多少？鋼中合金元素的主要作用是什么？淬火加熱溫度范圍

是多少？常采納的熱處理工藝是什么？最終的組織是什么？性能如

何？

20CrMnTi為滲碳鋼，含碳量為0.2%,最終熱處理工藝是淬火加

低溫回火，得到回火馬氏體，表面為高碳馬氏體（滲碳后），強(qiáng)度、

硬度高，耐磨性好；心部低碳馬氏體（淬透）強(qiáng)韌性好。Mn與Cr提

高淬透性，強(qiáng)化基體，Ti阻擋奧氏體晶粒長(zhǎng)大，細(xì)化晶粒。

40CrNiMo為調(diào)質(zhì)鋼，含碳量為（）.4%,最終熱處理工藝是淬火加

高溫回火，得到回火索氏體，具有良好的綜合機(jī)械性能，Cr、Ni提

高淬透性，強(qiáng)化基體，Ni提高鋼的韌性，M。細(xì)化晶粒，抑制其次類

回火脆性。

60Si2Mn為彈簧鋼，含碳量為0.6%,最終熱處理工藝是淬火加

中溫回火，得到回火托氏體（或回火屈氏體），具有很高的彈性極限，

Si、Mn提高淬透性，強(qiáng)化基體，Si提高回火穩(wěn)定性。

T12鋼為碳素工具鋼鋼，含碳量為1.2%,最終熱處理工藝是淬

火加低溫回火，得到回火馬氏體十粒狀Fe3C+殘余奧氏體（強(qiáng)

度硬度高、耐磨性高，塑性、韌性差。

三十一、計(jì)算體心立與面心立方方結(jié)構(gòu)滑移面的原子密度及滑移

方向上的線密度。

體心立方結(jié)構(gòu)的滑移面為{110},面密度

滑移方向?yàn)榫€密度

面心立方結(jié)構(gòu)的滑移面為{111},面密度

滑移方向?yàn)榫€密度

三十二、比較下貝氏體與高碳馬氏體的主要不同點(diǎn)

①顯微組織特征不同，下貝氏體為黑針狀或竹葉狀，高碳馬氏體

為片狀；②亞結(jié)構(gòu)不同，下貝氏體亞結(jié)構(gòu)為位錯(cuò)，高碳馬氏體的亞結(jié)

構(gòu)為攣晶；③性能特點(diǎn)不同，下貝氏體具有良好的綜合機(jī)械性能，高

碳馬氏體強(qiáng)度硬度高，塑性和韌性差；④相變特點(diǎn)不同，下貝氏體為

半集中型相變，高碳馬氏體非集中型相變，⑤下貝氏體為復(fù)相組織,

高碳馬氏體為單相組織。

三十三、過(guò)共析鋼淬火加熱溫度為什么不超過(guò)Accm?

過(guò)共析鋼淬火加熱溫度為AC1+30?50℃。加熱溫度超過(guò)Accm

時(shí)，溫度高，簡(jiǎn)單發(fā)生氧化、脫碳；奧氏體晶粒簡(jiǎn)單粗大，淬火后馬

氏體粗大，產(chǎn)生顯微裂紋，強(qiáng)度下降；滲碳體全部溶解，失去耐磨相，

奧氏體中的含碳量高，淬火后殘余奧氏體量多，硬度降低、強(qiáng)度降低。

三十四、亞共析鋼正火與退火相比哪個(gè)硬度高?為什么？

正火后硬度高。正火與退火相比，正火的珠光體是在較大的過(guò)冷

度下得到的，因而對(duì)亞共析鋼來(lái)說(shuō)，析出的先共析鐵素體較少，珠光

體數(shù)量較多（偽共析），珠光體片間距較小。此外由于轉(zhuǎn)變溫度較低,

珠光體成核率較大，因而珠光體團(tuán)的尺寸較小。

三十五、用T12鋼（鍛后緩冷）做一切削工具，工藝過(guò)程為：正

火f球化退火一機(jī)加工成形f淬火f低溫回火。各熱處理工藝的目的

是什么？得到什么組織？各種組織具有什么性能。

①正火：消退網(wǎng)狀的二次滲碳體，同時(shí)改善鍛造組織、消退鍛造

應(yīng)力，得到片狀的珠光體，片狀的珠光體硬度較高，塑性韌性較差。

②球化退火：將片狀的珠光體變成粒狀珠光體，降低硬度，便于

機(jī)械加工；組織為粒狀珠光體，這種組織塑性韌性較好，強(qiáng)度硬度較

低。

③淬火：提高硬度、強(qiáng)度和耐磨性；組織為馬氏體十粒狀碳化物

+殘余奧氏體；這種組織具有高強(qiáng)度高硬度，塑性韌性差。

④低溫回火：削減或消退淬火應(yīng)力，提高塑形和韌性；組織為回

火馬氏體十粒狀碳化物+殘余奧氏體。回火組織有肯定的塑性韌性,

強(qiáng)度、硬度高，耐磨性高。

三十六、什么是淬火？目的是什么？詳細(xì)工藝有哪些？簡(jiǎn)述淬火

加熱溫度的確定原則。

把鋼加熱到臨界點(diǎn)（Acl或Ac3）以上保溫并隨之以大于臨界冷

卻速度（Vc）冷卻，以得到介穩(wěn)狀態(tài)的馬氏體或下貝氏體組織的熱處

理工藝方法稱為淬火。

淬火目的：提高工具、滲碳零件和其它高強(qiáng)度耐磨機(jī)器零件等的

硬度、強(qiáng)度和耐磨性；結(jié)構(gòu)鋼通過(guò)淬火和回火之后獲得良好的綜合機(jī)

械性能；此外，還有很少數(shù)的一部分工件是為了改善鋼的物理和化學(xué)

性能。如提高磁鋼的磁性，不銹鋼淬火以消退其次相，從而改善其耐

蝕性等。

詳細(xì)工藝有：?jiǎn)我捍慊鸱?；中斷淬火?雙淬火介質(zhì)淬火法)；噴

射淬火法；分級(jí)淬火法；等溫淬火法。

淬火加熱溫度，主要依據(jù)鋼的相變點(diǎn)來(lái)確定。對(duì)亞共析鋼，一般

選用淬火加熱溫度為Ac3+(30?5()℃),過(guò)共析鋼則為Acl+(30?

50℃),合金鋼一般比碳鋼加熱溫度高。確定淬火加熱溫度時(shí)，尚應(yīng)

考慮工件的外形、尺寸、原始組織、加熱速度、冷卻介質(zhì)和冷卻方式

等因素。在工件尺寸大、加熱速度快的狀況下，淬火溫度可選得高一

些。止匕外，加熱速度快，起始晶粒細(xì)，也允許采納較高加熱溫度。

三十七、某車床主軸(45鋼)加工路線為：

下料一鍛造一正火-＞機(jī)械加工一淬火(淬透)一高溫回火一花鍵

高頻表面淬火一低溫回火一半精磨一人工時(shí)效一精磨。正火、淬火、

高溫回火、人工時(shí)效的目的是什么？花鍵高頻表面淬火、低溫回火的

目的是什么？表面和心部的組織是什么？

正火處理是為了得到合適的硬度，以便切削加工，同時(shí)改善鍛造

組織，消退鍛造應(yīng)力。淬火是為了得到高強(qiáng)度的馬氏體組織，高溫回

火是為了得到回火索氏體，淬火+高溫回火稱為調(diào)質(zhì)，目的是為使主

軸得到良好的綜合力學(xué)性能。人工時(shí)效主要是為了消退粗磨削加工時(shí)

產(chǎn)生的殘余應(yīng)力?；ㄦI部分用高頻淬火后低溫回火是為了得到回火馬

氏體，增加耐磨性。表面為回火馬氏體，心部為回火索氏體組織。

三十八、什么是退火？目的是什么？詳細(xì)工藝有哪些？正火、退

火工藝選用的原則是什么？

將組織偏離平衡狀態(tài)的金屬或合金加熱到適當(dāng)?shù)臏囟?，保持肯?/p>

時(shí)間，然后緩慢冷卻以達(dá)到接近平衡狀態(tài)組織的熱處理工藝稱為退火。

退火的目的在于勻稱化學(xué)成分、改善機(jī)械性能及工藝性能、消退

或削減內(nèi)應(yīng)力，并為零件最終熱處理預(yù)備合適的內(nèi)部組織。

詳細(xì)工藝有：集中退火、完全退火、不完全退火、球化退火、再

結(jié)晶退火和消退應(yīng)力退火。

三十九、正火、退火工藝選用的原則是什么？

含①25%C以下的鋼，在沒(méi)有其它熱處理工序時(shí)，可用正火來(lái)

提高強(qiáng)度。對(duì)滲碳鋼，用正火消退鍛造缺陷及提高切削加工性能,對(duì)

含碳0.25-0.50%的鋼，一般采納正火。對(duì)含碳0.50-0.75%

的鋼，一般采納完全退火。含碳①75-1.0%的鋼，用來(lái)制造彈簧

時(shí)采納完全退火作預(yù)備熱處理，用來(lái)制造刀具時(shí)則采納球化退火。含

碳大于1.0%的鋼用于制造工具，均采納球化退火作預(yù)備熱處理。

四十、說(shuō)出低碳鋼（15、20）、中碳鋼（40、45）、共析鋼（T8）

獲得良好綜合力學(xué)性能的最終熱處理工藝及組織。

低碳鋼：淬火加低溫回火，組織為回火馬氏體。中碳鋼：淬火加

高溫回火，組織為回火索氏體。共析鋼：等溫淬火，組織為下貝氏體。

四十一、比較回火索氏體與索氏體的主要異同點(diǎn)。

相同點(diǎn)：都是鐵素體與滲碳體的機(jī)械的機(jī)械混合物。

不同點(diǎn)：①滲碳體的形態(tài)不同，回火索氏體的滲碳體的形態(tài)為顆

粒狀，索氏體的滲碳體的形態(tài)為片狀；②來(lái)源不同，回火索氏體是淬

火馬氏體分解的到的，索氏體是奧氏體直接分解得到的；③性能特點(diǎn)

不同，回火索氏體具有良好的綜合機(jī)械性能，索氏體的抗拉強(qiáng)度高;

韌性比回火索氏體低。

四十二、珠光體、貝氏體、馬氏體的特征、性能特點(diǎn)是什么？

片狀P體，片層間距越小，強(qiáng)度越高，塑性、韌性也越好；粒狀

P體，F(xiàn)e3c顆粒越細(xì)小，分布越勻稱，合金的強(qiáng)度越高。其次相的

數(shù)量越多，對(duì)塑性的危害越大；片狀與粒狀相比，片狀強(qiáng)度高，塑性、

韌性差；上貝氏體為羽毛狀，亞結(jié)構(gòu)為位錯(cuò)，韌性差；下貝氏體為黑

針狀或竹葉狀，亞結(jié)構(gòu)為位錯(cuò)，位錯(cuò)密度高于上貝氏體，綜合機(jī)械性

能好；低碳馬氏體為板條狀，亞結(jié)構(gòu)為位錯(cuò)，具有良好的綜合機(jī)械性

能；高碳馬氏體為片狀，亞結(jié)構(gòu)為攣晶，強(qiáng)度硬度高，塑性和韌性差。

四十三、W18Cr4V是什么鋼？主要性能特點(diǎn)是什么？合金元素

在鋼中的主要作用是什么？為什么此鋼淬火加熱的奧氏體化溫度

(1280±5℃)特別高？回火工藝是什么？最終組織是什么？

W18Cr4V是高速鋼，主要性能特點(diǎn)是具有很高的紅硬性，高硬

度、高耐磨性和高的淬透性。

合金元素在鋼中的主要作用是：①提高淬透性。②形成高硬度碳

化物，在回火時(shí)彌散析出，產(chǎn)生二次硬化效應(yīng)，顯著提高鋼的紅硬性、

硬度和耐磨性。③C