1、2、什么是固溶强化？造成固溶强化的原因是什么？ 溶质原子使固溶体的强度和硬度升高的现象称固溶强化。 固溶强化的原因是晶格畸变。晶格畸变增大位错运动的阻力，使金属的滑移变形更加困难，提高了金属的强度和硬度。 3、实际金属晶体中存在哪些晶体缺陷？它们对性能有什么影响？ 实际金属晶体中存在点缺陷（空位、间隙原子、置换原子）、线缺陷（位错）、面缺陷（晶 界、亚晶界）三类晶体缺陷。 点缺陷造成晶格畸变，使材料强度增加。位错密度增加，材料强度增加。 晶界越多，晶粒越细，金属强度越高，同时塑性越好。 4、 Fe C 合金中基本相有哪些？基本组织有哪些？ 基本相：铁素体（ F）、渗碳体（ Fe3C）、奥氏体（
2、 A） 基本组织：铁素体（ F）、渗碳体（ Fe3C）、奥氏体（ A）、珠光体（ P）、莱氏体（ Ld） 5、简述钢的硬度、强度、塑性、韧性与含碳量的关系。 随着钢中含碳量的增加，塑性、韧性下降，硬度增加。当含碳量小于 0.9时，含碳量增加，钢的强度增加。而当含碳量大于 0.9时，渗碳体以网状分布于晶界或以粗大片状存在，使得强度随之下降。 6、 M（马氏体） 有何特征？它的硬度取决于什么因素？低碳 M 有何特征？ M 是碳在 -Fe 中的过饱和固溶体。 它的硬度主要取决于 M 的含碳量，含碳越高， M 的强度、硬度越高。 低碳 M 是板条状 M，它具有良好的塑性和韧性，较高的断裂韧度和较低的韧
3、脆转变温度。 7、 进行退火处理的目的是什么？ (1)降低钢的硬度以便于进行切削加工； (2)消除 残余 应力， 以稳定钢件尺寸，并 防止 其 变形和开裂； (3)使化学成分均匀， 细化晶粒，改善组织，提高 钢的 力学性能。 (4)改善组织，为最终热处理作好组织准备 8、淬火钢中的残余奥氏体对工件性能有何影响？如何防止？ 残余奥氏体降低钢的硬度和耐磨性；工件使用过程中，由于残余奥氏体发生转变，使工件尺寸发生变化，从而降低工件的尺寸精度。 将淬火工件冷却到室温后，随即放到零下温度的冷却介质中冷却，即进行冷处理； 回火处理。 9、为什么亚共析钢经正火后，可获得比退火高的强度和硬度。 亚共析钢退火后
4、的组织为大量的 F+少量 P，而亚共析钢经正火后的组织是数量较多且细小的珠光体组织。由于珠光体的强度和硬度比铁素体高，因此亚共析钢正火后可获得比退火 高的强度和硬度。 10、亚共析钢、过共析钢正火加热温度范围是什么？低碳钢切削加工前和高碳钢球化退火前正火的目的是什么？ 亚共析钢正火加热温度： Ac3+50 70。 过共析钢正火加热温度： Accm+50 70。 低碳钢切削加工前正火目的：增加珠光体含量，使钢的硬度提高，便于切削加工。 高碳钢球化退火前正火目的：消除过共析钢中的网状二次渗碳体。 11、亚共析钢的淬火加热温度是什么？加热温度过高或过低会产生哪些问题？ 加热温度为 AC3+（ 30
5、70） 加热温度过高： A 晶粒粗化，使淬火后 M 组织粗大；且氧化脱碳严重。 加热温度过低：淬火组织中将有 F，使淬火硬度下降。 12、共析钢淬火加热温度范围是什么？如加热温度过高会产生哪些有害影响？ 应为 727 +（ 30 70）。如加热温度过高，有下列危害： （ 1）、奥氏体晶粒粗化，淬火后 M 粗大，脆性增大。 （ 2）、氧化、脱碳倾向增大，表面质量降低。 （ 3）、淬火应力大，工件变形、裂纹倾向增大。 13、过共析钢淬火加热温度范围是什么？如加热温度过高会产生哪些有害影响？ 应为 Ac1 +（ 30 70）。 如加热温度过高，超过 Acm，有下列危害： （ 1）、 Fe3C 完全溶
6、入奥氏体，使奥氏体含碳量增加， Ms 降低。淬火后残余奥氏体量增加，降低钢的硬度和耐磨性。 （ 2）、奥氏体晶粒粗化，淬火后 M 粗大，脆性增大。 （ 3）、氧化、脱碳倾向增大，钢的表面质量降低。 （ 4）、淬火应力大，增加了工件变形、裂纹的倾向。 14、 水作为淬火介质有何优缺点？ 水作为淬火介质的优点是具有较强的冷却能力，价格低廉。 其主要缺点是： 在需要快冷的 650 500范围内（碳钢过冷奥氏体最不稳定区域），它的冷却能力低； 在 300 200需要慢冷时，它的冷却能力太强，易使零件产生变形，甚至 开裂； 水温对水的冷却能力影响大。 15、为什么通常碳钢在水中淬火，而合金钢在油中淬火？
7、若合金钢在水中淬火会怎样？ 碳钢件淬火时难以使马氏体转变充分，而水的冷却能力强，使钢易于获得马氏体。 合金钢淬透较好，在油中冷却能获得马氏体。 合金刚导热能力差，若在水中淬火，会使工件产生裂纹和变形。 16、淬火钢进行回火的目的是什么？ 得到所需要的组织与性能 通过适当回火可改变淬火组织，调整和改善钢的性能。 稳定工件尺寸 回火使不稳定的淬火组织转变为稳定组织。 消除或减少淬火内应力 17、钢经淬火后为何一定要回火？钢的性能与回火温度有何关系？ 钢经淬火后回火有如下目的： (1)获得工件所需的组织和性能 (2)稳定组织，稳定工件尺寸 (3)消除、减少淬火应力 随着回火温度的提高，钢的强度指标
8、( b、 s)和硬度逐渐下降 ,塑性指标（、）与韧性指标逐渐提高。而回火温度在 300 400附近，弹性极限出现峰值。 18、什么是钢的回火脆性？如何避免？ 随着回火温度的升高，通常强度、硬度下降，而塑性、韧性提高。但某些温度范围内回火，钢的韧性不但没有提高，反而显著下降，这种脆化现象称回火脆性。 300左右回火产生的回火脆性是第一类回火脆性，它是不可逆的。一般不在此温度范围内回火。 含有 Cr、 Ni、 Mn 等合金元素的合金钢，在 450 650回火或经更高温度回火后缓慢冷却通过该温度区间时，产生第二类回火脆性。它是可逆的。防止办法：尽量减少钢中杂质元素含量；加入 W或 Mo 等能抑制晶界
9、偏析的元素；对中小件，可通过回火后快冷来抑制回火脆性。 19、为什么高频 淬火零件的表面硬度、耐磨性及疲劳强度均高于一般淬火？ 由于高频感应加热速度快、时间短，使得加热后所获得的 A 晶粒细小而均匀，淬火后可在表层获得极细的马氏体或隐针马氏体，因而表面硬度、耐磨性高于一般淬火。 一般淬火工件的表面存在残余拉应力，而高频淬火后工件表层存在残余压应力。残余压应力能抵消在变动载荷作用下产生的拉应力，因此高频淬火零件的疲劳强度均高于一般 淬火。 四、工艺分析题 4、汽车半轴 要求具有良好的强韧性，且杆部、花键处硬度要求 52HRC。现选用 40Cr 钢制造，其工艺路线如下：下料（棒料）锻造毛坯热处理校
10、直粗加工热处理精加工热处理、磨削。指出其工艺过程路线中应选用的热处理 方法 及目的，并说明杆部、花键处的最终热处理组织。 热处理：正火。其目的为：消除锻造应力； 调整锻后的硬度， 改善切削性能； 细化晶粒，为淬火作好组织准备 。 热处理： 调质。其目的为：获得良好的强韧性，即良好的综合力学性能。 热处理 ： 表面 淬火 。其目的是： 获得 M， 提高杆部、花键处表面硬度。 热处理：低温回火。其目的为：消除 表面 淬火应力及脆性，得到高的硬度和耐磨性 表层为回火 M，心部为索氏体（ S） 5、 一般精度的 GCr15滚动轴承套圈，硬度 60-65HRC。 (1)压力加工成形后、切削加工之前应进行
11、什么预备热处理？其作用是什么？ (2)该零件应采用何种最终热处理？有何作用？ P162 （ 1）球化退火 降低硬度，球化 Fe3C，以利于切削，并为淬火作好组织准备。 （ 2）淬火 +低温退火 淬火：获得高硬度 M 低温退火：去除脆性、应力，稳定组织。 6、 用 W18Cr4V W6Mo5Cr4V2Al 钢制造 铣刀 ，其加工工艺路线为：下料锻造毛坯热处理机械加工 去应力退火 热处理、磨削。 请指出其工艺过程路线中热处理 方法 、目的及组织。 热处理为 球化退火：消除锻造应力；降低硬度，利于切削加工；为淬火作 组织准备。 组织： S+粒状碳化物 热处理为 淬火：获得 M。 组织： M+未溶细粒
12、状碳化物 +大量残余 A 热处理为 高温回火（多次）：消除淬火内应力，降低淬火钢脆性；减少残余 A 含量；具有二次硬化作用，提高热硬性。 最终组织：回火 M+粒状合金碳化物 +少量残余 A 7、机床床头箱传动齿轮， 45 钢，模锻制坯。要求齿部表面硬度 52 56HRC，齿轮心部应具有良好的综合机械性能。其工艺路线为：下料锻造热处理机械粗加工热处理机械精加工 齿部表面 热处理 +低温回火精磨。 指出热处理、的名称及作用 热处理：正火。消除锻造应力； 调整锻后的硬度， 改善切削加工性能 ; 细化晶粒，为淬火作好组织准备 。 组织： S 热处理：调质（或淬火加高温回火）。获得良好的综合机械性能。组
13、织：回火 S 热处理：齿部表面淬火。获得 M。 11、用 20CrMnTi 钢制造汽车齿轮， 要求齿面硬度为 58 62HRC，心部硬度为 35 40HRC。其工艺路线为： 下料锻造热处理机械加工热处理、 喷丸磨削 （ 1）指出热处理、 的名称及作用 （ 2）齿轮表层和心部的最终组织是什么？ P263 用 20CrMnTi 钢制造汽车变速箱齿轮，齿轮要求强韧性好，齿面硬度要求 62 64HRC，心部硬度为 35 40HRC。 其工艺路线如下：下料锻造热处理切削加工热处理、磨削。指出其工艺过程路线中应选用的热处理 方法 及目的，并说明齿轮的最终热处理组织。 热处理为正火。其目的为：消除锻造应力，
14、 调整锻后的硬度， 改善切削加工性能； 组 织： S+少量 F 热处理为渗碳。其目的为：使低碳钢件表面得到高碳。 热处理为淬火。其目的为：获得表面高硬度、高耐磨性；而心部仍保持一定强度及 较高的塑性、韧性。 表层组织： M + 碳化物 + 残余 A。 心部组织：低碳 M +铁素体 热处理 为 低温回火。其目的为：消除表面淬火内应力和脆性 ,得到高的硬度 。 表层最终组织： 针状回火 M + 粒状碳化物 + 少量残余 A。 心部最终组织： 回火低碳 M + 铁素体。 12、普通车床主轴要求具有良好的强韧性，轴颈处硬度要求 48 52HRC。现选用 45 钢制造，其工艺路线如下：下料锻造热处理粗切
15、削加工热处理精切削加工轴颈热 处理、磨削 指出其工艺过程路线中应选用的热处理 方法 及目的，并说明轴颈处的最终热处理组织。P265 热处理：正火 。 其目的为： 消除锻造应力； 调整锻后的硬度， 改善切削加工性能。 组 织： S 热处理：调质（或淬火加高温回火）。 其目的为：获得良好的强韧性。 组 织： S 热处理： 高频表面淬火 。获得 M， 提高轴颈表面硬度 。 热处理：低温回火。 其目的为：消除表面淬火内应力和脆性。 轴颈处的最终热处理组织：表层为回火 M，心部为索氏体（ S）。 13、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、 磨削加工。 写出其中热
16、处理工序的名称及作用及最终组织。 热处理：球化退火：消除锻造应力，降低硬度，改善切削性能，并为淬火作组织准备。组织：球状 P 热处理：淬火：为获得高的硬度 组织： M+粒状碳化物 +残余 A 热处理：低温回火：为稳定组织，降低脆性，消除淬火应力。 组织：回火马氏体 +细粒渗碳体 +少量残余奥氏体 最终组织：回火马氏体 +细粒渗碳体 +少量残余奥氏体。 14、用 T10A钢制造小尺寸手工丝锥，刃部硬度要求 59 62HRC，柄部硬度要求 30 45HRC。 其工艺路线如下：下料热处理切削加工热处理、柄部热处理切削加工 指出其工艺过程路线中应选用的热处理 方法 及目的，并说明刃部、柄部的最终热处理
17、组织。 热处理：球化退火。其目的为：降低硬度，改善切削性能，并为淬火作组织准备。 组 织： 球状 P 热处理：淬火。其目的为：获得 M。 组织： M + 碳化物 + 残余 A。 热处理：低温回火。其目的为：消除淬火应力及脆性，得到高的硬度和耐磨性 组织： 针状回火 M + 粒状碳化物 + 少量残余 A。 热处理 为高温回火。其目的为：保证 柄部 具有良好的综合机械性能 组织：回火 S 15、用 T10A 钢制造钻头，硬度要求为 59 62HRC，其工艺流程为：锻造 预先热处理切削加工淬火 +低温回火精加工。该钢经检验，证明锻造后组织有网状碳化物。 (1)指出其工艺过程路线中预先热处理 方法 及
18、作用。 (2)指出钻头制 成后的最终组织。 (1).预先热处理：正火 +球化退火 正火作用：消除 网状碳化物。 正火组织： P 球化退火作用：获得 球状珠光体组织，改善切削加工性能，并为淬火作组织准备。 组 织： 球状 P (2)最终组织为回火马氏体。回火 M+粒状碳化物 +少量残余 A 3. 图为已简化的 Fe Fe3C 相图 （ 1）分析 E 点、 ACD 线的含义。 （ 2）分析含碳量为 0.1%的碳钢从液态至室温的结晶过程。 （ 1） E 点： A 中碳的最大溶解度。 ACD：液相线。 （ 2）见图 1 点以上为液体， 1 点开始结晶 A。 1 2 点析出为奥氏体，至 2 点全部为为奥
19、氏体。 2 3 点全部为 A。 3 点开始从 A 中析出 F。 3 4 点为 A+F。 4 点产生余下的 A 共析转变， A P。 至室温 F + P 或 L L+A A A+F F+P。 4. 图中已简化的 Fe Fe3C 相图 （ 1）分析 A 点、 GS 线的含义。 （ 2）填写（ ）中相或组织代号。 （ 3）分析含碳量为 0.2%的亚共析钢从液态至室温的结晶过程。 （ 1） A 点：纯铁的熔点。 GS：从奥氏体中开始析出 F。 （ 2）见图 （ 3）见图 1 点以上为液体。 1 2 点。析出为奥氏体，至 2 点全部为为奥氏体 . 3 点开始析出 F。 3 4 点 从奥氏体中不断析出 F
20、。 4 点产生共析转变， A P。 至室温 F + P 或 L L+A A A+F P+F。 6.图为简化的 Fe-Fe3C 相图。 (1)指出 S 点、 ECF 线的意义。 (2)根据相图分析 45 钢的结晶过程，指出 45 钢的室温组织。 (1)S 点为共析点； ECF 线为共晶线。 (2) 见图 1 点以上为液体。 1 2 点。从液体中析出奥氏体，至 2 点全部为奥氏体。 3 点由奥氏体中开始析出 F。 3 4 点 从奥氏体中不断析出 F。 4 点产生共析转变， A P。 至室温 F + P 或 L L+A A A+F P+F。 室温组织为铁素体与珠光体 8. 图中已简化的 Fe Fe3
21、C 相图 （ 1）分析 E 点、 SE 线的含义。 （ 2）填写（ ）中相或组织代号。 （ 3）分析含碳量为 0.77%的共析钢从液态至室温的结晶过程。 （ 1） E 点： A 中碳的最大溶解度。 ES：碳在 A 中的固溶线。 （ 2）见图 （ 3）见图 1 点以上为液体。 1 2 点，析出为奥氏体。至 2 点，全部为为奥氏体。 3 点产生共析转变， A P。 至室温 P 或 L L+A A P 10.图为简化的 Fe-Fe3C 相图。 (1)指出 C 点、 PSK 线的意义。 (2)根据相图分析 T12 钢的结晶过程，指出 T12 钢的室温组织。 (1)C 点为共晶点； PSK 线为共析线。
