答: (1) 20钢钢板：正火 S+F；
(2) T8钢锯条：球化退火 球状P；
(3) 具有片状渗碳体的T12钢钢坯: 球化退火 球状P＋Cm
6-3 将同一棒料上切割下来的4块45钢试样，同时加热到850℃，然后分别在水、油、炉、
空气中冷却，说明：各是何种热处理工艺?各获得什么组织?排列一下硬度的大小顺序。
答：(1) 水冷：淬火 M
(2) 油冷：淬火 M+T (3) 炉冷：退火 P+F (4) 空冷：正火 S+F
硬度顺序：(1)＞(2) ＞(4) ＞(3)
6-4 仓库中有45钢、38CrMoAlA钢和20CrMnTi钢，它们都可以用来制造齿轮，为了满足
齿轮的使用要求，问各应进行何种热处理?并比较它们经热处理后在组织和性能上的不同。
答: (1) 45钢：先调质，感应加热表面淬火＋低温回火 组织：表层M回,心部S回 (2) 38CrMoAlA：先调质，后氮化 组织：表层氮化组织，心部S回 (3) 20CrMnTi：渗碳，淬火＋低温回火 组织： M回＋少量AR ,心部F＋P
6-5某一用45钢制的零件，其加工路线如下：
备料→锻造→正火→粗机械加工→调质→精机械加工→高频感应加热淬火+低温回火→
磨削，请说明各热处理工序的目的及热处理后的组织。
答：正火目的:消除锻造应力,改善切削加工性,同时均匀组织,细化晶粒,为后续热处理作组织准备。组织: 晶
粒均匀细小的F和S。
调质目的:提高塑性、韧性,使零件获得较好的综合力学性能。组织: S回。
高频感应加热淬火目的:提高工件表面的硬度和耐磨性,而心部仍保持良好的塑性和韧性。 低温回火目的:降低内应力和脆性。表层组织: M回，心部组织：S回。
6-6 淬硬性和淬透性有什么不同?决定淬硬性和淬透性的因素是什么?试比较T8钢和
20CrMnTi钢的淬硬性和淬透性。
6-7 选择下列零件的热处理方法并编写简明的工艺路线（各零件均选用锻造毛坯，且钢材具
有足够的淬透性）。
（1）某机床变速箱齿轮（模数m=4）要求齿面耐磨，心部强度和韧性要求不高，材料选
用45钢。
（2）某机床主轴，要求有良好的综合力学性能，轴颈部分要求耐磨（50—55HRC），材
料选用45钢。
（3）镗床镗杆，在重载荷下工作，精度要求极高，并在滑动轴承中运转，要求镗杆表面
有极高的硬度，心部有较高的综合力学性能，材料选用38CrMoAlA；
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（4）M12丝锥，要求刃部硬度为60—62HRC，柄部硬度为30—40HBC，材料选用T12A。 答: ⑴45钢机床变速箱齿轮: 下料→锻造→正火→粗加工→调质→精加工→超音频感应加热
淬火+低温回火→精磨→成品；
⑵45钢机床主轴: 下料→锻造→正火→粗加工→调质→精加工→表面淬火+低温回火→精磨→成品；
⑶38CrMoAlA镗床镗杆: 下料→锻造→退火→粗加工→调质→精加工→氮化→研磨→成品；
⑷T12A丝锥: 锻造→球化退火→机加工→淬火＋低温回火→柄部盐浴加热快速退火→精加工。
6-8 用同一钢种制造尺寸不同的两个零件，试问； （1）它们的淬透性是否相同？为什么？
（2）采用相同的淬火工艺，两个零件的淬硬深度是否相同?为什么? 6-9 为什么高频表面淬火零件的表层硬度、耐磨性及疲劳强度均高于一般淬火？ 6-10（自选） 分别比较45钢、T12钢经不同热处理后硬度值的高低，并说明其原因。 （1）45钢加热到700℃后，投入水中快冷； （2）45钢加热到750℃后，投入水中快冷； （3）45钢加热到840℃后，投入水中快冷。 （4）T12钢加热到700℃后，投入水中快冷； （5）T12钢加热到750℃后，投入水中快冷； （6）T12钢加热到900℃后，投入水中快冷。 6-11 指出下列钢件正火的主要目的及正火后的组织： （1）20钢齿轮 （2）45钢小轴 （3）T12钢锉刀
答：（1）20钢是低碳钢，低碳钢退火硬度太低，正火能提高硬度，改善切削性能，提高生产率。低碳钢板正火可防止三次渗碳体析出，改善冷冲压性能。 正火后的组织是P+F。
（2）45钢是中碳钢，退火和正火均能改善组织和切削加工性能，但正火周期短，节约能源，在提高强度、硬度的同时塑性和韧性也不降低。 正火后的组织是P+F。
（3）T12钢为高碳钢正火是为了消除网状二次渗碳体。 正火后的组织是P+Fe3C。 高碳钢采用退火改善切削加工性能。
6-12（自选） 现有20、45、T8、T12钢的试样一批，分别加热到780℃、840℃、920℃后
各得到什么组织?然后在水中淬火后又各得到什么组织?淬火马氏体中含碳量各是多少?这四种钢最合适的淬火温度分别应是什么温度？ 一）45钢(假设供货态为正火)
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1）600C淬火：珠光体，22－28HRC
2）760C淬火：未溶铁素体＋马氏体，55HRC左右 3）840C淬火：马氏体，60HRC左右 二）T8钢（假设供货态为退火） 1）600C淬火：球状珠光体，22-28HRC 2）760C淬火：未溶碳化物＋马氏体63-65HRC
3）840C淬火：未溶碳化物＋马氏体＋残余奥氏体，61-64HRC
6-13 T8钢的过冷奥氏体等温转变曲线如附图所示，若该钢在620℃进行等温转变，并经不同
时间保温后，按图示的1、2、3、4线的冷却速度冷至室温，问各获得什么组织?然后再进行中温回火，又各获得什么组织?
6-14 为什么钢件淬火后一般不直接使用，需要及时回火?
6-15 确定下列钢件的退火方法，并指出退火目的及退火后的组织： ①经冷轧后的15钢钢板，要求降低硬度； ②ZG270—500（ZG35）的铸造齿轮；
③改善T12钢的切削加工性能。
答：（1）再结晶退火, 目的：细化晶粒，均匀组织，使变形晶粒重新转变为等轴晶粒，以消除加工硬化现
象，降低了硬度，消除内应力。得到P+F（P为等轴晶）； （2）去应力退火, 目的：消除（铸造）内应力。得到P+F；
（3） 球化退火, 目的：使片状渗碳体变为球状渗碳体，以降低硬度，均匀组织、改善切削加工性。得到颗粒状P+Fe3C。
6-16 说明直径为6mm的45钢退火试样分别经下列温度加热：700℃、760℃、840℃、1100℃，保温后在水中冷却得到的室温组织。
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6-17 两个碳质量分数为1.2％的碳钢薄试样，分别加热到780℃和900℃，保温相同时间奥氏体化后，水冷。试分析：
①哪个温度加热淬火后马氏体晶粒较粗大? ②哪个温度加热淬火后马氏体中碳质量分数较少? ③哪个温度加热淬火后残留奥氏体量较多? ④哪个温度加热淬火后未溶渗碳体量较多? ⑤哪个温度加热淬火合适?
答:（1）900℃（2）780℃
（3）900℃（4）780℃
（5）780℃，综上所述此温度淬火后得到均匀细小的M+颗粒状Cm+AR的混合组织，使钢具有最大的
硬度和耐磨性。
6-18 用T10钢制造形状简单的车刀，其工艺路线为：
锻造→热处理→机加工→热处理→磨加工 ①写出其中热处理工序的名称及作用。
②指出车刀在使用状态下的显微组织和大致硬度。
答：（1）球化退火
作用：利于切削加工，得到球状珠光体，均匀组织，细化晶粒，为后面淬火处理作组织准备。 淬火＋低温回火 作用：使零件获得较高的硬度、耐磨性和韧性，消除淬火内应力，稳定组织和尺寸。 （2）工艺规范：760℃水淬＋200℃回火；显微组织： M回+Cm，大致硬度：58~64HRC。
6-19选择题
1.亚共析钢的正火加热温度（ B ）。
A．Acl+（30～50）℃ B．Ac3+（30～50）℃ C．Ar1+（30～50）℃ D．Ar3+（30～50）℃
2．过共析钢的淬火加热温度（ A ）
A．Acl+（30～50）℃ B．Ac3+（30～50）℃ C．Ar1+（30～50）℃ D．Ar3+（30～50）℃
3．过共析钢正火的目的是（ C ）。
A．调整硬度，改善切削加工性 B．细化晶粒，为淬火作组织准备
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