工程材料及热处理 第5章作业题答案 下载本文

的冷变形性能;用正火可以提高钢的硬度,改善低碳钢的切削加工性能,在没有其它热处理工序时,用正火可以细化晶粒,提高低碳钢的强度。

含碳量Wc=0.25~0.50% 的中碳钢也可用正火代替退火,虽然接近上限碳量的中碳钢正火后硬度偏高,但尚能进行切削加工,而且正火成本低,生产率高。

含碳量Wc=0.50~0.75% 的钢,因含碳量较高,正火后的硬度显著高于退火的情况,难以进行切削加工,故一般采用完全退火,降低硬度,改善切削加工性。

含碳量Wc>0.75%以上的高碳钢或工具钢一般均采用球化退火作为预备热处理,如有网状二次渗碳体存在,则应先进行正火消除之。

39.什么是钢的淬火和回火?其目的是什么?

把钢加热到临界点Ac1或Ac3以上,保温,并随后以大于临界冷却速度的冷速进行冷却,得到介稳状态的马氏体或下贝氏体组织的热处理工艺称为淬火。

所谓回火是将淬火钢件加热至Ac1点以下某一温度,保温一段时间(通常为1-2h)后,以适当的方式冷却至室温,以使淬火组织转变为稳定的回火组织的热处理工艺。

淬火的主要目的是使奥氏体化的钢件获得尽可能多的马氏体,并且与合适的回火处理相配合而得到各种要求的综合性能。 淬火钢回火的目的如下:

(1)、消除内应力。通过回火减小或消除工件在淬火时产生的内应力,防止工件在使用过程中的变形和开裂。

(2)、获得所需要的力学性能。通过回火可提高钢的韧性,适当调整钢的强度和硬度,使工件具有较好的综合力学性能。 (3)、稳定组织和尺寸。回火可使钢的组织稳定,从而保证工件在使用过程中尺寸稳定。

40.如何选择不同碳钢的淬火温度?为什么?

淬火加热温度主要根据钢的相变临界点确定,即Ac1、Ac3、Acm的位置。通常情况下,亚共析钢的淬火加热温度在Ac3以上30-50℃;共析钢与过共析钢的淬火加热温度在Ac1以上30-50℃。对于亚共析钢,其淬火加热温度若在Ac3以下,则淬火后会出现铁素体,不但使硬度、强度降低,而且硬度不均匀;而其淬火加热温度超过Ac3点过多时,则奥氏体晶粒粗大,淬火后得到粗大的马氏体组织。对于过共析钢,其淬火加热温度为Ac1以上30-50℃时,奥氏体晶粒比较细小,并保留有一定数量的未溶碳化物质点,淬火后得到隐晶马氏体和均匀分布的粒状碳化物,钢件不仅具有高的硬度、强度和耐磨性,而且也具有比较好的韧性。若过共析钢的淬火加热温度超过Acm,则碳化物将全部溶入奥氏体中,使奥氏体碳含量升高,降低钢件的Ms点和Mf点,淬火后残余奥氏体量增多,降低钢件的硬度和耐磨性;而且淬火加热温度过高,奥氏体晶粒粗大,淬火后易得到粗大的片状马氏体组织,

并存在显微裂纹,钢件脆性增大,机械性能恶化;此外,淬火加热温度过高,氧化脱碳严重,也会增大淬火应力,从而增大钢件的变形与开裂倾向。

41.请比较钢的淬透性、淬硬性和具体零件实际条件下的淬硬层深度,并理解淬透性和淬硬性的根本区别。

淬透性是指钢件淬火时获得马氏体的能力。而淬硬性是指钢在正常淬火条件下,以超过VK的速度冷却所形成的马氏体组织所能达到的最高硬度。

具体零件实际条件下的淬硬层深度是指钢的表面至内部马氏体组织占50%处的距离来表示。淬透层越深,钢的淬透性越好。

钢的淬透性和淬硬性是两种完全不同的概念。钢的淬硬性是指钢在理想条件下淬火能达到最高硬度的能力,它主要取决于马氏体的碳含量,含碳量越高,得到的马氏体的硬度越高。淬透性与C曲线的位置有关,主要取决于合金元素的含量与种类。淬透性好的钢,其淬硬性不一定高。如低碳合金钢的淬透性相当好,但它的淬硬性却不高,再如高碳工具钢的淬透性较差,但其淬硬性高。

42.淬火冷却时有哪些冷却方法?

单液淬火、双液淬火、分级淬火、等温淬火、喷射淬火、冷处理。

43.钢的回火分为哪几类?简单说明其应用。

根据回火温度的变化,回火工艺可以分为低温回火、中温回火和高温回火三类。

对于要求高强度、高硬度、高耐磨性以及一定韧性的工件,淬火后都要求进行低温回火。中温回火主要应用于弹簧钢和热锻模具。 高温回火主要应用于中碳碳素结构钢或低合金结构钢制造的各类机械零件。

44.什么是钢的表面淬火?其目的是什么?

将工件的表层迅速加热到淬火温度进行淬火的工艺方法称为表面淬火。

其目的是:组织上,使表层被淬硬为马氏体,而心部仍为未淬火的组织(退火、正火、调质状态的组织)。性能上,使钢的表面具有高的强度、硬度、高耐磨性和疲劳极限,而心部仍保持足够的塑性和韧性。

45.什么是钢的化学热处理?其目的是什么?

化学热处理是将工件置于一定温度的活性介质中保温,使一种或几种元素渗入其表层,以改变表面化学成分、组织和性能的热处理工艺。它可以获得单一材料难以获得的性能,或进一步提高金属工作的使用性能