北京科技大學(xué)金屬材料與熱處理考試資料.doc
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1、熱處理的定義 根據(jù)鋼件的熱處理目的, 把鋼加熱到預(yù)定的溫度,在此溫度下保持一定的時(shí)間,然后以預(yù)定的速度冷卻下來(lái)的一種綜合工藝。 鋼的熱處理是通過(guò)加熱、保溫和冷卻的方法,來(lái)改變鋼內(nèi)部組織結(jié)構(gòu),從而改善其性能的一種工藝。 凡是材料體系(金屬、無(wú)機(jī)材料)中有相變發(fā)生,總可以采用熱處理的方法,來(lái)改變組織與性能。 2、Ac1、Ac3、Accm的意義 對(duì)于一個(gè)具體鋼成分來(lái)說(shuō),A1、A3、Acm是一個(gè)點(diǎn),而且是無(wú)限緩慢加熱或冷卻時(shí)的平衡臨界溫度。加熱時(shí)的實(shí)際臨界溫度加注腳字母“C”,用Ac1、Ac3、Accm表示; 冷卻時(shí)的實(shí)際臨界溫度加注腳字母“r”,用Ar1、Ar3、Arcm表示。 3、什么是奧氏體化?奧氏體化的四個(gè)過(guò)程?是什么類型的相戀? 將鋼加熱到AC1點(diǎn)或AC3點(diǎn)以上,使體心立方的α-Fe鐵結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)槊嫘牧⒎浇Y(jié)構(gòu)的γ-Fe,這個(gè)過(guò)程就是奧氏體化過(guò)程。 從鐵碳相圖可知,任何成分碳鋼加熱到Ac1以上,珠光體就向奧氏體轉(zhuǎn)變;加熱到Ac3或Accm以上,將全部變?yōu)閵W氏體。這種加熱轉(zhuǎn)變稱奧氏體化。 共析鋼的奧氏體化過(guò)程包括以下四個(gè)過(guò)程: 形核; 長(zhǎng)大; 殘余滲碳體溶解; 奧氏體成分均勻化。 加熱時(shí)奧氏體化程度會(huì)直接影響冷卻轉(zhuǎn)變過(guò)程,以及轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的組成和性能。 是擴(kuò)散型相變。 4、碳鋼與合金鋼的奧氏體化有什么區(qū)別?為什么? 在同一奧氏體化溫度下,合金元素在奧氏體中擴(kuò)散系數(shù)只有碳的擴(kuò)散系數(shù)的千分之幾到萬(wàn)分之幾,可見合金鋼的奧氏體均勻化時(shí)間遠(yuǎn)比碳鋼長(zhǎng)得多。 在制定合金鋼的熱處理工藝規(guī)范時(shí),應(yīng)比碳鋼的加熱溫度高些,保溫時(shí)間長(zhǎng)些,促使合金元素盡可能均勻化。 5奧氏體晶粒的三個(gè)概念(初始晶粒、實(shí)際晶粒和本質(zhì)晶粒)? 奧氏體的初始晶粒: 指加熱時(shí)奧氏體轉(zhuǎn)變過(guò)程剛剛結(jié)束時(shí)的奧氏體晶粒,這時(shí)的晶粒大小就是初始晶粒度。 奧氏體實(shí)際晶粒:指在熱處理時(shí)某一具體加熱條件下最終所得的奧氏體晶粒,其大小就是奧氏體的實(shí)際晶粒度。 奧氏體的本質(zhì)晶粒 指各種鋼的奧氏體晶粒的長(zhǎng)大趨勢(shì)。 晶粒容易長(zhǎng)大的稱為本質(zhì)粗晶粒鋼;晶粒不容易長(zhǎng)大的稱為本質(zhì)細(xì)晶粒鋼; 6為什么要研究奧氏體晶粒大??? 顯著影響冷卻轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的組織和性能。 7、工廠中對(duì)奧氏體晶粒大小的表征方法是什么?本質(zhì)晶粒度的測(cè)試方法? 統(tǒng)一采用與標(biāo)準(zhǔn)金相圖片比較,來(lái)確定晶粒度的級(jí)別。 生產(chǎn)中為了便于確定鋼的本質(zhì)晶粒度,只需測(cè)出930度左右的實(shí)際晶粒度,就可以判斷。 8‘什么叫奧氏體?’ 奧氏體冷至臨界溫度以下,牌熱力學(xué)不穩(wěn)定狀態(tài),稱為過(guò)冷奧氏體。 9、鋼的共析轉(zhuǎn)變?珠光體組織的三種類型? 鋼的共析轉(zhuǎn)變: 鋼奧氏體化后,過(guò)冷到A1至“鼻尖”之間區(qū)域等溫停留時(shí),將發(fā)生共析轉(zhuǎn)變,形成珠光體組織,其反應(yīng)如下: γ→ P ( α+ Fe3C) 結(jié)構(gòu) FCC BCC 正交 含碳量 0.77% 0.0218% 6.69% 珠光體的三種類型:珠光體,索氏體,屈氏體。 10、什么叫鋼的C曲線?如何測(cè)定?影響C曲線的因素? 過(guò)冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線,也稱TTT(Time Temperature Transformation)曲線。因曲線形狀象英文字母“C”,故常稱C曲線。 在過(guò)冷奧氏體的轉(zhuǎn)變過(guò)程中有組織(相變)轉(zhuǎn)變和性能變化,因此可用金相法、硬度法、膨脹法或磁性法等來(lái)測(cè)定過(guò)冷奧氏體的等溫轉(zhuǎn)變過(guò)程,其中金相法是最基本的。 金相法測(cè)定過(guò)冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變圖---C曲線(基本方法),以共析鋼為例: 1)用共析鋼制成多組圓片狀試樣(φ101.5); 2)取一組試樣加熱奧氏體化; 3)迅速轉(zhuǎn)入A1以下一定溫度熔鹽浴中等溫; 4)各試樣停留不同時(shí)間后分別淬入鹽水中,使未分解的過(guò)冷奧氏體變?yōu)轳R氏體; 5)這樣在金相顯微鏡下就可以觀察到過(guò)冷奧氏體的等溫分解過(guò)程。 鋼的成分和熱處理?xiàng)l件都會(huì)引起C曲線形狀和位置的變化。 1)含碳量的影響 2) 合金元素的影響 3) 奧氏體化溫度和保溫時(shí)間的影響 11、什么叫CCT曲線?如何測(cè)定? 連接冷卻曲線上相同性質(zhì)的轉(zhuǎn)變開始點(diǎn)和終了點(diǎn),得到鋼種的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變圖稱CCT曲線。 與測(cè)定C曲線的方法相同,一般也都用膨脹法或金相-硬度法等來(lái)測(cè)定CCT(Continuous Cooling Transformation)圖; 在測(cè)定時(shí),首先選定一組具有不同冷卻速度的方法,然后將欲測(cè)試樣加熱奧氏體化,并以各種冷卻速度進(jìn)行冷卻,同時(shí)測(cè)出冷卻過(guò)程中的轉(zhuǎn)變開始點(diǎn)與終了點(diǎn); 將這些點(diǎn)畫在溫度---時(shí)間坐標(biāo)系中,并將轉(zhuǎn)變開始點(diǎn)與終了點(diǎn)分別連在一起。 12、比較C曲線與CCT曲線的異同點(diǎn)?應(yīng)用范圍各是什么? 鋼的C曲線與CCT曲線是制定合理的熱處理工藝規(guī)程的重要依據(jù);它對(duì)于分析研究各種鋼在不同熱處理后的金相組織與性能,進(jìn)而合理地選用鋼材等方面也有很大的參考價(jià)值。 根據(jù)某種鋼的CCT曲線,可以知道在各種不同冷卻速度下所經(jīng)歷的各種轉(zhuǎn)變以及應(yīng)得的組織和性能(如硬度),還可以清楚地確定該鋼的臨界冷卻速度等,這是規(guī)定淬火方法、選擇淬火介質(zhì)的重要依據(jù)。 根據(jù)某種鋼的C曲線,可以制定等溫退火、等溫淬火等熱處理工藝規(guī)程(如確定合理的等溫溫度與時(shí)間)。 13、什么叫馬氏體相變?特點(diǎn)是什么? 將材料從高溫結(jié)構(gòu)狀態(tài)快速冷卻,在較低溫度下發(fā)生的無(wú)擴(kuò)散型相變;(這從廣義上說(shuō)) 由奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變過(guò)程, 1)無(wú)擴(kuò)散性,依靠切變進(jìn)行(military change); 2)無(wú)成分變化,只是點(diǎn)陣重構(gòu); 3)一般在Ms點(diǎn)以下一個(gè)溫度區(qū)間內(nèi)完成(Mf),轉(zhuǎn)變過(guò)程靠產(chǎn)生一批批新馬氏體片來(lái)完成,不是靠原馬氏體片長(zhǎng)大。 這種通過(guò)切變進(jìn)行點(diǎn)陣重構(gòu),而無(wú)成分變化的非擴(kuò)散性相變,統(tǒng)稱為馬氏體轉(zhuǎn)變。 14、只有鋼鐵中都有馬氏體相戀嗎? 不是。現(xiàn)在除鐵合金外,許多有色金屬與合金以及陶瓷材料等也都發(fā)現(xiàn)馬氏體轉(zhuǎn)變。 15、馬氏體強(qiáng)化(或感感化)的原因是什么? 固溶強(qiáng)化(C原子);高密度位錯(cuò)、孿晶亞結(jié)構(gòu)強(qiáng)化;自回火現(xiàn)象,時(shí)效強(qiáng)化。 16、從成分、相結(jié)構(gòu)、性能認(rèn)識(shí)鐵素體、珠光體、貝氏體、馬氏體的區(qū)別? 轉(zhuǎn)變機(jī)理 基體 基體結(jié)構(gòu) 相組成 珠光體 碳、鐵原子擴(kuò)散 平衡含量,小于0.00218% 體心立方 鐵素體+滲碳體 貝氏體 碳擴(kuò)散,鐵原子切變 大于平衡含量 體心立方 鐵素體+少量碳化物 馬氏體 鐵原子切變,無(wú)碳原子擴(kuò)散 過(guò)飽和碳量 體心立方 鐵素體(+少量殘余奧氏體) 17、什么叫鋼的回火?回火的目的?為什么回火時(shí)會(huì)發(fā)生組織的變化?按溫度的高低,回火有哪幾個(gè)主要的階段? 鋼回火的定義: 將淬火后的鋼在A1溫度以下加熱,使之轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的回火組織的工藝過(guò)程。 (2)回火的目的: 保證組織轉(zhuǎn)變(亞穩(wěn)組織); 消除內(nèi)應(yīng)力; 達(dá)到一定的性能要求; 組織的變化?淬火鋼的室溫組織為馬氏體和殘余奧氏體,都是亞穩(wěn)定相。(從熱力學(xué)上) 一旦進(jìn)行加熱,原子擴(kuò)散能力加強(qiáng),會(huì)自發(fā)地向穩(wěn)定相鐵素體和滲碳體轉(zhuǎn)變。這個(gè)過(guò)程,隨溫度升高,可以分成5個(gè)階段。 1)馬氏體中碳原子的偏聚 2) 馬氏體的分解 3) 殘余奧氏體的轉(zhuǎn)變 4) 碳化物的轉(zhuǎn)變 5) 碳化物的聚集長(zhǎng)大和α相回復(fù)、再結(jié)晶 18、低溫回火脆性?高溫回火脆性?各自的原因? 低溫回火脆性 低溫回火脆性:淬火鋼在250--400℃范圍內(nèi)回火時(shí)出現(xiàn)的脆性; 幾乎所有淬成馬氏體的鋼,在300℃左右回火后都存在這類脆性; 此脆性區(qū)正是碳化物轉(zhuǎn)變(ε碳化物----χ碳化物----θ碳化物(滲碳體))的區(qū)間,以及它們?cè)隈R氏體板條或片間析出,引起韌性明顯下降; 在更高溫度回火后脆性消除;防止方法只有不在此區(qū)間回火。 高溫回火脆性:淬火的合金鋼在450--650℃范圍內(nèi)回火后,進(jìn)行慢冷所出現(xiàn)的脆性; 高溫回火脆性主要原因:由于銻、磷、錫、砷等殘余元素在原奧氏體晶界偏聚所引起的。合金鋼中的合金元素如 Cr、Mn、Ni等元素促進(jìn)這些微量元素的偏聚。 19、什么叫退火?目的是什么?幾種退火的定義?球化退火?擴(kuò)散退火?去氫退火?再結(jié)晶退火?完全退火? 定義:將鋼加熱到臨界點(diǎn)Ac1以上或以下的一定溫度,保溫一定時(shí)間,然后緩慢冷卻,以獲得接近平衡狀態(tài)組織的熱處理工藝。 目的: 1)消除鋼錠的成分偏析,使成分均勻化。異分合金系的非平衡凝固,即存在成分偏析; 2)組織均勻化:消除鑄、鍛件存在的魏氏組織或帶狀組織; 3) 降低硬度,改善組織,以便于切削加工; 4) 消除內(nèi)應(yīng)力和加工硬化; 5) 改善高碳鋼中碳化物形態(tài)和分布(球化退火),為淬火作好組織準(zhǔn)備。 球化退火 定義:球化退火是使鋼獲得粒狀珠光體的熱處理工藝。 擴(kuò)散退火 定義:又稱均勻化退火,它是將鋼錠、鑄件或鍛坯加熱到略低于固相線的溫度下長(zhǎng)時(shí)間保溫,然后緩慢冷卻以消除化學(xué)成分不均勻現(xiàn)象的熱處理工藝。 去氫退火: 對(duì)于尺寸較大的鍛軋件,軋后空冷至低于Ac1溫度,約640--660℃,奧氏體變成珠光體,由于氫在鐵素體中擴(kuò)散速度大于奧氏體中,640--660℃等溫使氫較快逸出,防止白點(diǎn)產(chǎn)生。 再結(jié)晶退火: 定義:將冷加工硬化的鋼材,加熱至T再—Ac1之間進(jìn)行,通常為650--700℃。在這過(guò)程中,變形晶?;謴?fù)成等軸狀晶粒,從而消除加工硬化。 目的:鋼經(jīng)冷沖、冷軋或冷拉后產(chǎn)生加工硬化現(xiàn)象,使鋼的強(qiáng)度、硬度升高,塑性、韌性下降,切削性能和成型性變差,經(jīng)過(guò)再結(jié)晶退火,鋼的機(jī)械性能恢復(fù)。 完全退火:定義:將亞共析鋼加熱到Ac3以上20--30℃,保溫足夠時(shí)間奧氏體化后,隨爐緩冷,從而獲得接近平衡組織。 不完全退火: 定義:亞共析鋼在Ac1—Ac3之間或過(guò)共析鋼在Ac1--Accm之間兩相區(qū)加熱,保溫足夠時(shí)間,進(jìn)行緩慢冷卻的熱處理工藝。 20、鋼的正火? 正火是將鋼加熱到Ac3、Accm以上約30--50℃,或更高溫度,保溫足夠時(shí)間,然后在靜止空氣中冷卻的熱處理工藝。 組織特點(diǎn) 根據(jù)鋼的CCT曲線和工件的截面大?。ɡ鋮s速度),正火后可獲得不同組織,如粗細(xì)不同的珠光體、貝氏體、馬氏體或它們的混合組織。 正火的目的 對(duì)于大鍛件、截面較大的鋼材、鑄件,用正火來(lái)細(xì)化晶粒,均勻組織如消除魏氏組織或帶狀組織。這相當(dāng)于退火的效果; 低碳鋼退火后硬度太低(切削粘刀),改用正火,可提高硬度,改善切削加工性。 作為某些鋼(如中碳非調(diào)質(zhì)鋼)的最終熱處理,以代替調(diào)質(zhì)處理(淬火+回火)。 用于過(guò)共析鋼,可消除網(wǎng)狀碳化物,便于球化退火。 21、淬火的定義?淬火的目的?過(guò)共析鋼的淬火溫度是多少? 將鋼加熱到臨界點(diǎn)Ac1或Ac3以上的一定溫度,保溫一定時(shí)間,然后在水或油等冷卻介質(zhì)中快速冷卻。(為什么對(duì)于過(guò)共析鋼不是Accm?) 淬火的目的: 把奧氏體化工件淬成馬氏體,以便在適當(dāng)溫度回火后,獲得所需要的力學(xué)性能。 對(duì)于亞共析鋼: 淬火加熱溫度為Ac3+30--50℃, 23、鋼的淬透性是什么?決定于哪些因素?(內(nèi)因與外因) 指奧氏體化后的鋼在淬火時(shí)獲得馬氏體的能力。其大小用鋼在一定條件下淬火時(shí)獲得淬透層深度來(lái)表示。 淬透性(淬透層深度)的影響因素 主要決定于臨界冷卻速度的大?。▋?nèi)因) 工件的截面尺寸和淬火介質(zhì)的冷卻能力(外因) 23、淬透性和淬硬性 它們是兩個(gè)不同概念; 淬硬性是指鋼在淬火后能夠達(dá)到的最高硬度,它主要與鋼的含碳量有關(guān)。如高碳工具鋼的淬硬性高,但淬透性很低; 252 而低碳合金結(jié)構(gòu)鋼的淬硬性不高,但淬透性較高。合金元素使得CCT曲線往右移動(dòng),因而使臨界淬火速度變小,淬透性增大。 24、淬透性的測(cè)定 測(cè)定方法很多,但頂端淬火法是世界上應(yīng)用最廣泛的淬透性試驗(yàn)方法; 生產(chǎn)中常用臨界淬透直徑來(lái)衡量鋼的淬透性,具有更大的實(shí)用意義: 25、調(diào)質(zhì)處理是什么?彈簧鋼的一般是經(jīng)過(guò)哪種回火? 淬火+高溫回火稱為調(diào)質(zhì)牏 彈簧鋼一般是經(jīng)過(guò)中溫回火 26、什么是形變熱處理?強(qiáng)化的原因是什么? 形變熱處理的定義:形變強(qiáng)化和相變強(qiáng)化相結(jié)合的一種熱處理; 強(qiáng)化的原因: 1)馬氏體繼承了形變奧氏體的高密度位錯(cuò)和細(xì)化的晶粒; 2)一些碳化物的析出,阻礙位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng),提高了強(qiáng)度; 3)高密度位錯(cuò)和微細(xì)碳化物存在,使回火析出的碳化物更彌散均勻; 4)上述綜合結(jié)果,既提高了強(qiáng)度,又改善了韌性。 27、鋼的化學(xué)熱處理是什么?滲碳工藝是怎樣的? 鋼的化學(xué)熱處理: 將鋼件放在一定溫度的化學(xué)活性介質(zhì)中,使一種或幾種元素的原子滲入到鋼件表面,以改變鋼件表面層的化學(xué)成分,從而獲得預(yù)期的組織和性能的熱處理過(guò)程。 滲碳工藝:將低碳鋼件放入增碳的活性介質(zhì)中,在900--950℃加熱保溫,使活性碳原子滲入鋼的表面達(dá)到高碳; 滲碳后,必須進(jìn)行淬火和低溫回火,使鋼件表面具有高硬度和高的耐磨性,而心部具有一定的強(qiáng)度和較高的韌性;(為什么?) 機(jī)器零件經(jīng)過(guò)滲碳及隨后的淬火并低溫回火后,可以獲得很高的表面硬度、耐磨性、高的接觸疲勞強(qiáng)度和高的彎曲疲勞強(qiáng)度;心部具有良好的塑性和韌性; 滲碳工藝可以使同一材料制作的機(jī)器零件兼有高碳鋼與低碳鋼的性能; 28、塑性變形的本質(zhì)是什么?強(qiáng)化的一般思路是什么? 塑性變形的本質(zhì)是:晶體的一部分相對(duì)于另一部分沒(méi)一定與日幣的相對(duì)滑動(dòng)。 強(qiáng)化的一般思路:設(shè)法在金屬中引入大量的晶體缺陷,大大增加位錯(cuò)之間、位錯(cuò)和其它晶體缺陷之間的交互作用,從而阻礙位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng),導(dǎo)致金屬抗變形能力被大大提高這是通常強(qiáng)化的思路和方法。 29、一般強(qiáng)化的方法有哪些?請(qǐng)用實(shí)例說(shuō)明。 固溶強(qiáng)化:類原子加入純金屬基體中構(gòu)成固溶體后,其靜強(qiáng)度行為可概括為: 在應(yīng)力—應(yīng)變圖上,合金的流變應(yīng)力以及整個(gè)應(yīng)力—應(yīng)變曲線都向上提升,合金的應(yīng)變強(qiáng)化能力一般比純金屬要高。 相變強(qiáng)化::高強(qiáng)度冷拔鋼絲,它是工業(yè)上強(qiáng)度最高的鋼鐵制品,抗拉強(qiáng)度可以達(dá)到4000MPa, 這就是用強(qiáng)烈冷變形的方法取得的。 彌散強(qiáng)化: Al-0.4wt%Cu合金是通過(guò)時(shí)效處理獲得彌散強(qiáng)化效果的典型例子。 晶界強(qiáng)化(細(xì)晶強(qiáng)化):在工業(yè)上,通過(guò)壓力加工和熱處理使金屬獲得細(xì)而均勻的晶粒,是提高金屬材料力學(xué)性能的有效途徑。 相變強(qiáng)化:相變強(qiáng)化不是一種獨(dú)立的強(qiáng)化機(jī)制,它實(shí)際上是固溶強(qiáng)化、彌散強(qiáng)化、形變強(qiáng)化、細(xì)晶強(qiáng)化的綜合效應(yīng)。 30、合金鋼的定義?常用合金元素有哪些?簡(jiǎn)要說(shuō)明合金元素加入鋼中改變Fe-C鋼性能的理由。 合金元素的定義:在碳鋼中有意地加入一種或幾種合金元素,使鋼的使用性能或工藝性能得以改善提高. 目前鋼鐵中常用的合金元素有十幾個(gè),分屬于元素周期表中的不同周期: 第二周期:B、C、N 第三周期:Al、Si、P、S 第四周期:Ti、V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu 第五周期:Nb、Mo 第六周期:W 《物理化學(xué)》基礎(chǔ)課程中已經(jīng)學(xué)習(xí)了二元相圖的知識(shí),由于元素與元素的相互作用,改變了體系中各相的穩(wěn)定性,并產(chǎn)生了許多新的相; 以Fe—C二元相圖為例,鐵中由于加入了C元素,產(chǎn)生了新相,形成了不同的組織,從而鋼鐵材料也具有一系列不同的性能; 31、什么是奧氏體形成元素?鐵素體形成元素?對(duì)常用合金元素分類。 奧氏體形成元素:合金元素中,在γ-Fe中有較大溶解度并能穩(wěn)定γ-Fe的元素; 鐵素體形成元素:在α-Fe中有較大溶解度并使γ-Fe不穩(wěn)定的元素; 根據(jù)它們對(duì)鐵多型性轉(zhuǎn)變的影響,分為兩大類: (1)使A3溫度下降,A4溫度升高,這類元素是擴(kuò) 大γ相區(qū)的奧氏體形成元素。它們分兩類: (2)使A3溫度升高,A4溫度下降 這類是縮小γ-相區(qū)的鐵素體形成元素。它包括下列兩種情況: 1)封閉γ相區(qū)2)縮小γ相區(qū) 32、為什么合金元素在鋼中的分布是不均勻的?解釋硼增大淬透性的原因? 合金中的晶體缺陷有晶界、相界、亞晶界及位錯(cuò)等,這些晶體缺陷區(qū)有較高的能量; 合金元素和雜質(zhì)元素溶于合金后,將與這些晶體缺陷產(chǎn)生相互作用。溶質(zhì)原子與晶界結(jié)合,形成晶界偏聚;溶質(zhì)原子與位錯(cuò)結(jié)合,形成柯垂耳氣團(tuán); 因此,溶質(zhì)元素在合金中有時(shí)雖然極微,但因與晶體缺陷的交互作用,使其在缺陷區(qū)富集到很高濃度,從而對(duì)合金的組織和性能產(chǎn)生巨大的影響; 33、鋼中碳化物、氮化物的主要作用? 這些碳氮化物一方面直到常常強(qiáng)化,另一方面能細(xì)化焸使之成為一類高效能的鋼鐵; 碳化物和氮化物是鋼鐵中的重要組成相,其類型、成分、數(shù)量、尺寸大小、開關(guān)及分布對(duì)鋼鐵的性能有極重要的影響。 34、合金元素對(duì)過(guò)冷奧氏體轉(zhuǎn)變的影響?特別是對(duì)CCT曲線影響表現(xiàn)在哪些方面? 1)、合金元素對(duì)過(guò)冷奧氏體轉(zhuǎn)變的影響,首先表現(xiàn)在對(duì)臨界點(diǎn)的影響: 奧氏體形成元素降低Ar3點(diǎn),使轉(zhuǎn)變溫度降低,過(guò)冷度減小,轉(zhuǎn)變的驅(qū)動(dòng)力減??; 鐵素體形成元素則相反。 2)、合金元素對(duì)過(guò)冷奧氏體轉(zhuǎn)變的影響集中反映在對(duì)過(guò)冷奧氏體轉(zhuǎn)變動(dòng)力學(xué)曲線位置 在碳鋼中由于珠光體和貝氏體的最大轉(zhuǎn)變速度溫度極為接近,故在過(guò)冷奧氏體轉(zhuǎn)變動(dòng)力學(xué)曲線上只畫出一個(gè)C曲線。但不同的合金元素對(duì)這些轉(zhuǎn)變有著不同的影響: 35、合金元素對(duì)Ms點(diǎn)的影響? 絕大多數(shù)合金元素都降低Ms點(diǎn)(馬氏體開始形成點(diǎn)),只有鈷和鋁相反。 36、合金元素對(duì)回火過(guò)程的影響? 1)、合金元素對(duì)馬氏體分解的影響 馬氏體分解過(guò)程包括以下幾步:1)碳原子在馬氏體的晶體缺陷處偏聚;2)ε-Fe2.4C介穩(wěn)碳化物析出和馬氏體中含碳量降低;3)ε-Fe2.4C轉(zhuǎn)變Fe3C。 碳化物形成元素阻礙馬氏體的分解:主要是它們和碳有較強(qiáng)的親和力有關(guān),可把碳鋼中馬氏體分解完畢的溫度從260℃提高到500℃。 弱碳化物形成元素錳和非碳化物形成元素鎳對(duì)馬氏體分解的作用甚弱。 非碳化物形成元素Si、Al、P也能阻礙馬氏體分解。Fe3C中不含Si,因此Si首先必須擴(kuò)散開去,F(xiàn)e3C才能形核和長(zhǎng)大,Al和P的作用機(jī)制與硅相似。 2)合金元素對(duì)回火時(shí)殘留奧氏體轉(zhuǎn)變的影響 淬火鋼中殘留奧氏體回火時(shí)轉(zhuǎn)變的特點(diǎn)基本遵循過(guò)冷奧氏體恒溫轉(zhuǎn)變的規(guī)律,但孕育期較短和轉(zhuǎn)變不完全。 殘留奧氏體在500--600℃范圍加熱時(shí),殘留奧氏體中析出部分碳化物,使得殘留奧氏體中的碳和碳化物形成元素降低,從而使殘留奧氏體穩(wěn)定性降低,Ms點(diǎn)升高,在冷卻過(guò)程時(shí)發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變。 37、什么叫結(jié)構(gòu)鋼?工程結(jié)構(gòu)鋼?機(jī)械結(jié)構(gòu)鋼? 結(jié)構(gòu)鋼的定義 結(jié)構(gòu)鋼人們主要是利用它的力學(xué)性能(強(qiáng)度、塑性、韌性、硬度等); 結(jié)構(gòu)鋼用來(lái)制造工程結(jié)構(gòu)和機(jī)械結(jié)構(gòu),它包括工程結(jié)構(gòu)鋼和機(jī)械結(jié)構(gòu)鋼兩大類; 1)工程結(jié)構(gòu)鋼是指專門用來(lái)制造各種工程結(jié)構(gòu)鋼的一大類鋼種; 2)機(jī)械結(jié)構(gòu)鋼:機(jī)械結(jié)構(gòu)鋼是用來(lái)制造各種機(jī)械零件的鋼種。 38、工程鋼的合金設(shè)計(jì)主要考慮哪些方面? 1)工程結(jié)構(gòu)鋼的強(qiáng)化 2)鐵素體-珠光體組織的冷脆性 3)工程結(jié)構(gòu)鋼的焊接問(wèn)題(工藝性能) 4) 應(yīng)變時(shí)效和淬火時(shí)效 5) 工程結(jié)構(gòu)鋼的耐大氣腐蝕性能 39、差別鋼的焊接性采用什么概念? 為了估計(jì)鋼的可焊性的好壞,通常采用碳當(dāng)量的概念; 碳當(dāng)量概念:把單個(gè)合金元素對(duì)熱影響區(qū)硬化傾向的作用折算成碳的作用,再與鋼的含碳量加在一起,用這個(gè)碳當(dāng)量來(lái)判斷鋼的可焊性的好壞; 40、分析碳素結(jié)構(gòu)鋼和高強(qiáng)低合金結(jié)構(gòu)鋼的強(qiáng)化原因(16Mn)? 碳素工程結(jié)構(gòu)鋼中五種常存元素:碳、硅、錳、硫、磷,其中W(Mn) ≤1.0%, W(Si) ≤0.5%, 它們是冶煉工藝中為了脫氧和穩(wěn)定硫的需要而加進(jìn)來(lái)的;它們大部分以熱軋成品供貨。 ②高強(qiáng)度低合金鋼(High Strength Low Alloy Steels, 簡(jiǎn)為 HSLA) 為提高碳素工程結(jié)構(gòu)鋼強(qiáng)度,而加入少量合金元素; 利用合金元素產(chǎn)生固溶強(qiáng)化、細(xì)晶強(qiáng)化和沉淀強(qiáng)化(不同鋼種情況不一樣)。 利用細(xì)晶強(qiáng)化使鋼的韌-脆轉(zhuǎn)化溫度的降低,來(lái)抵消由于固溶強(qiáng)化、碳氮化物沉淀強(qiáng)化使鋼的韌-脆轉(zhuǎn)化溫度的升高。 41、機(jī)械結(jié)構(gòu)鋼為什么很多采用合金結(jié)構(gòu)鋼? 接受淬火成馬氏體的能力的大; 在尺寸較大的零件上,在淬火時(shí)得不到人們所需要厚度的馬氏體層; 因此,在機(jī)械制造中的很多場(chǎng)合采用了合金結(jié)構(gòu)鋼。 42、滲碳鋼的合金化思想是什么? 1)含碳量的確定 2)合金化的主要作用之一是提高滲碳鋼的淬透性。根據(jù)零件承受負(fù)荷大小不同,要求鋼的淬透性不一樣: 3)滲碳層的含碳量和層的深度 ⑥總結(jié):滲碳鋼的合金化思想既要考慮滲碳鋼使用性能的要求,又要考慮滲碳工藝的需求。 43、軸承鋼的主要失效形式?對(duì)軸承鋼的性能要求?軸承鋼的冶金質(zhì)量問(wèn)題主要是什么?怎樣改進(jìn)? 兩種主要破壞形式1) 接觸疲勞破壞2)相對(duì)滑動(dòng)造成的磨損 對(duì)軸承鋼性能和組織的要求: 具有高的接觸疲勞強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度; 軸承鋼經(jīng)熱處理后必須具有高而均勻的硬度(一般軸承硬度要求為HRC61—65); 高的彈性極限,防止在高載荷作用下軸承發(fā)生過(guò)量的塑性變形; 一定的韌性,防止軸承在承受沖擊載荷作用下發(fā)生破壞; 良好的尺寸穩(wěn)定性,防止軸承在長(zhǎng)期存放或使用中因尺寸變化而降低精度; 在大氣和潤(rùn)滑劑中具有一定的抗腐蝕性能; 良好的工藝性能,如冷熱成型性、切削性能、熱處理工藝性等。 軸承鋼冶金質(zhì)量的兩個(gè)主要問(wèn)題。 (4)軸承鋼的冶金質(zhì)量 非金屬夾雜物; 碳化物不均勻性所造成的冶金質(zhì)量缺陷。 改進(jìn)方法: A. 徹底脫氧是獲得高純凈鋼的必要條件,利用真空脫氣、爐外精煉等可極大提高鋼的純凈度。 B. 嚴(yán)格控制冶煉和港灣的操作過(guò)程 C. 注意鋼包、出鋼槽、淌道等的清潔,以減少外來(lái)夾雜物; D. 采用脫氧、真空感應(yīng)攪拌、電渣重熔、真空自耗等技術(shù)。 44.軸承鋼的熱處理方式? 軸承鋼的熱處理包括兩個(gè)環(huán)節(jié): 1) 球狀退火 a.降低硬度、消除加工硬化等,便于加工(切削、冷拔等); b.獲得均勻分布的細(xì)粒狀珠光體,為淬火作好組織上的準(zhǔn)備;改善最后熱處理的綜合機(jī)械性能。 2) 淬火+低溫回火為第二個(gè)環(huán)節(jié)(最終熱處理) 淬火溫度為840℃(為防止氧化脫碳,一般采用保護(hù)氣氛加熱或真空加熱)。 經(jīng)油淬后,可得到隱晶馬氏體上分布細(xì)小均勻的粒狀碳化物,其含量為7—9%,并含有少量殘留奧氏體; 淬火后,立即回火,以消除內(nèi)應(yīng)力,提高韌性,穩(wěn)定組織及尺寸。一般采用160℃保溫3h或更長(zhǎng),回火后硬度在HRC62—66。(尺寸變化的原因是存在未完全消除的內(nèi)應(yīng)力和殘余奧氏體。) 45、結(jié)構(gòu)鋼和彈簧鋼的編號(hào)方法 46、什么是彌散強(qiáng)化?舉例。 Al-0.4wt%Cu合金是通過(guò)時(shí)效處理獲得彌散強(qiáng)化效果的典型例子。 47、鋼的淬火回火處理與鋁合金的淬火時(shí)效異同點(diǎn)? 過(guò)冷奧氏體:如果將事先加熱成奧氏體狀態(tài)的鋼冷卻到A1溫度以下,則由于此溫度下奧氏體的自由能比鐵素體與滲碳體兩相混合物(珠光體或貝氏體),所以?shī)W氏體將發(fā)生分解而向珠光體(或其它組織)轉(zhuǎn)變。- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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