材料熱處理工程師必備的熱處理基礎知識（4）

作者：五金沖壓件 文章來源: 本站原創(chuàng) 發(fā)布時間：2019-07-30 02:52

　　今天分享一下見習材料熱處理工程師的考試題宗雇，這些題是作為一名合格的熱處理工程師必須具備的基礎知識，希望搞熱處理的朋友抽空看一下，也行對大家有幫助，新入門的更要看了，當然也可以作為企業(yè)員工培訓使用。

　　因內容較多，咱們分為4次分享坊偿。

　　
 

　　91、簡述激光熱處理的原理和優(yōu)點是什么宦狭？

　　激光淬火技術申建，又稱激光相變硬化，是利用聚焦后的激光束照射到鋼鐵材料表面乘碑，使其溫度迅速升高到相變點以上挖息，當激光移開后，由于仍處于低溫的內層材料快速導熱作用兽肤，是表層快速冷卻到馬氏體相變點以下套腹，獲得淬硬層。

　　優(yōu)點：與感應加熱淬火相比资铡，使用的能量密度更高电禀，加熱速度更快，不需要淬火介質笤休，工件變形更小尖飞，加熱層深度和加熱軌跡易于控制，易于實現(xiàn)自動化店雅，激光淬火可使工件表層0.1-1.0mm范圍內的組織結構和性能發(fā)生明顯變化政基。

　　92、淬火態(tài)鋼中常見的馬氏體有哪幾種類型?形成條件是什么?分別指出其亞結構和性能特點底洗。

　　主要形態(tài)板條馬氏體腋么、片狀馬氏體咕娄。

　　奧氏體轉變后亥揖，所產生的M的形態(tài)取決于A中的含碳量，含碳量lt;0.6%的為板條馬氏體柏咳，含碳量在0.6-1.0%之間為板條和針狀混合的M绰瘾，gt;1%的為針狀馬氏體。板條馬氏體的亞結構主要由高密度的位錯組成柄倒，并存在條間A蚜雏。板條馬氏體具有較高的強度和硬度愕泣，而且塑性任性也好。

　　片狀馬氏體的亞結構主要由互相平行的細小孿晶組成附柜，并集中在M片的中央部分缓膀，具有高硬度，脆性大僚料。

　　93详依、錯位分哪兩種類型？位錯運動方式有哪兩種毡飒？位錯的固溶強化原理是什么球毙？

　　刃型位錯和螺型位錯，滑移和攀移痪寻；融入固溶體中的溶質原子造成晶格畸變螺句，晶格畸變增大了位錯運動的阻力，使滑移難以進行橡类，從而使合金固溶體的強度與硬度增加蛇尚。 

　　94、零件失效的主要形式分為哪四大類顾画？

　　答：材料的變形佣蓉，斷裂，磨損和腐蝕亲雪。

　　95勇凭、對高碳鋼實施球化退火工藝的目的是什么?

　　目的：使鋼中碳化物球狀化，從而達到降低硬度义辕、改善切削加工性虾标，并為以后淬火做準備。

　　96灌砖、在正常條件下璧函，對45鋼、40Cr晌叽、GCr15甲施、W6MO5Cr4V2鋼進行常規(guī)淬火， 試選擇這些鋼的淬火介質及常規(guī)的淬火方法：

　　45鋼：采用單液淬火法囊砰，自來水為淬火介質重我；

　　40Cr ：小件采用單液淬火法，油為淬火介質为惧；大件采用雙淬火法狼谋，先水后油。

　　GCr15：采用單液淬火法，油為淬火介質;

　　W6MO5Cr4V2：采用分級淬火坑搀，淬火介質為空氣笑院。

　　97、試指出下列工件整體淬火后進行回火的溫度范圍溜封。

　±嘤瘛（1）模具、軸承踢寂、齒輪：低溫：150-250℃脾鸠，

　　（2）彈簧：中溫：350-500℃舆床。

　∑灏觥（3）軸類、連桿挨队、螺栓：高溫：500-650℃谷暮。

　　98、現(xiàn)對機床齒輪盛垦、大直徑的軋輥及進行表面淬火湿弦，試選擇感應加熱的類型并指出其頻率范圍。

　　機床齒輪表面淬火加熱：高頻加熱 腾夯，100 ~1000kHz颊埃；

　　大直徑的軋輥加熱：工頻加熱，50kHz蝶俱；

　　推土機齒輪表面淬火加熱：中頻加熱班利，0.5~10kHz。

　　99榨呆、為了改善低碳鋼的切削性能罗标，應采用何種熱處理工藝？說明原因行删。

　　采用正火處理过拿。因為低碳鋼切削性能差的原因是剛中含有較多的F,只有降低F的量才能改善其切削性能。而正火冷卻屬于非平衡冷卻偶嘁，冷卻速度的增加會使共析反應的溫度降低祸铁，從而使P的連增加，F(xiàn)量減少是龟。

　　100秦谁、闡述T8鋼淬火加熱過程中A的形成過程及影響A轉變速度的因素。

　　A的形成過程：A的形核双竣、長大守迫、殘余滲碳體的溶解及A成分的均勻化四個基本過程。

　　影響A轉變速度的因素：

　〔成小①加熱溫度公悟。溫度越高，轉變速度越快

　〈吒恕②加熱速度列林。加熱速度快，轉變溫度越高酪惭，轉變速度越快

　　101希痴、變形鋁合金的回歸處理與時效工藝區(qū)別是什么？目的分別是什么春感？

　　1）回歸處理僅用于經淬火和自然時效處理過的零件砌创，既將零件在硝鹽浴中迅速加熱到200~250℃，保溫2~3分鐘后在水中冷卻鲫懒。

　　目的是恢復得到過飽和固溶體淬火相嫩实，使合金重新軟化，便于加工窥岩、校形等甲献。

　　2）時效處理：在一定的溫度下，保持一定的時間颂翼，過飽和固溶體發(fā)生分解(稱為脫溶)晃洒，引起鋁合金強度和硬度大幅度提高，這種熱處理過程稱之為時效朦乏。

　　102球及、零件選材的基本原則是什么？

　　在選材時既要選擇材料的使用性能罗炸，又要考慮材料的工藝性能和經濟性炸笋。

　　1）根據材料的使用性能選材：通過分析零件的工作條件及失效分析結果確定零件的主要使用性能，根據零件使用性能要求提出對材料的性能的要求祠乔。

　　2）根據材料的工藝性能選材：依據不同材料陶瓷地毁、塑料、金屬的工藝性能選材（如金屬的鑄造橱序、壓力加工唠延、焊接性、熱處理工藝性能等）疫橘。

　　3）根據材料的經濟性選材：要降低零件的總成本袜簇，這包括制造成本材料價格、零件自重癌玩、加工費枷量、試驗研究費和附加成本帮观，如零件壽命等。

　　103桃熄、試簡述影響過冷奧氏體等溫轉變的因素先口。

　　1）談的影響

　　2）合金元素的影響

　　3）加熱條件的影響

　　4）應力影響

　　104、對機床主軸有何性能要求瞳收？通常選用何種材料制作碉京？

　　要求：承受中等扭轉-彎曲復合載荷，轉速中等并承受一定沖擊載荷螟深。材料：大多選用45鋼谐宙，載荷大時采用40Cr。

　　原始組織：原始P組織越細界弧，相界面越多凡蜻，F(xiàn)e3C易于溶解，越有利于A的性和長大垢箕，使轉變速度越快咽瓷。

　　合金元素：Co、Ni增大碳在A中的擴散速度舰讹，加快A化過程茅姜；碳化物形成元素減慢A的形成過程；Si螟衍、Al引妖、Mn不影響A化過程 。

　　105佩捎、若將共析鋼加熱至奧氏體溫度后分別以圖中的冷卻速度Vl缚迟、V0、V2哑辐、V3灭奉、V4進行冷卻至室溫后得到什么組織?連續(xù)冷卻轉變曲線的實用意義是什么?

　　 Vl:M 馬氏體

　　V0 :M馬氏體

　　V2：T屈氏體

　　V3：S索氏體

　　V4：P珠光體

　　意義：表示在各種不同冷卻速度下，過冷奧氏體轉變開始和轉變終了的溫度和時間的關系妹髓，是分析轉變產物的組織與性能的依據过任，也是制訂熱處理工藝的重要參考資料。

　　106姜筋、簡述影響鋼的淬透性及淬硬性因素江眯。

　　鋼在淬火時能夠獲得馬氏體的能力即鋼被淬透的深度大小稱為淬透性。其影響因素有：

　　1)亞共析鋼含碳量↑伯板，C曲線右移东摘，過共析鋼含碳量↑，C曲線左移吆寨；

　　2)合金元素（除Co外）使C曲線右移赏淌；

　　3)奧氏體化溫度越高踩寇、保溫時間越長，碳化物溶解越完全六水，奧氏體晶粒越粗大俺孙，使C曲線右移；

　　4)A的晶粒度缩擂，晶粒越細鼠冕，晶界越多添寺，降低過冷A的穩(wěn)定性胯盯，降低鋼的淬透性；

　　5)未溶碳化物及夾雜物计露，降低過冷A的穩(wěn)定性博脑，降低鋼的淬透性A

　　6)對A實施變形，可以增加鋼的淬透性票罐；

　　淬硬性：主要取決于M提的含碳量叉趣。含碳越高，淬硬性愈好颖喧。

　　107洒漱、試寫出用20CrMnTi材料制作汽車變速箱齒輪的加工工藝路線，并分析各熱加工工序的作用铅坚。

　　用20CrMnTi制作汽車變速箱齒輪的加工工藝路線：下料—鍛造—正火—機械加工—滲碳赃夷、淬火+低溫回火—噴丸—磨加工—成品。

　　正火：可以細化鍛后的粗大晶粒兰斑，調整硬度改善切削加工性能笤卡，得到所需要的纖維（流線）組織。

　　滲碳：提高工件表層的碳含量修暑，使工件經熱處理后表面具有高的硬度和耐磨性询时，而芯部具有一定的強度和較高的韌性。這樣工件既能承受大的摩擦奥唯。工件滲碳后還需進行淬火和低溫回火處理捷夜，才能使表面具有高硬度、高耐磨性和較高的接觸疲勞強度及彎曲疲勞強度商贾，芯部具有一定的強度和較高的韌性擒蝎。

　　淬火的目的是：在齒面得到一定深度的M組織，可提高齒輪表面硬度消玄，提高齒面耐磨性和接觸疲勞強度跟伏；

　　低溫回火的作用是：消除淬火應力，防止磨削裂紋翩瓜，提高沖擊抗力受扳。

　　噴丸處理：可提高齒面硬度約1-3HRC携龟，增加表面殘余壓應力，從而提高接觸疲勞強度

　　108勘高、鋼的“TTT”及“CCT”曲線是怎樣獲得的峡蟋？兩者的區(qū)別？

　　鋼的過冷奧氏體等溫轉變曲線的開始溫度和終了溫度曲線像英文字母C华望，它描述了A在等溫轉變過程中蕊蝗，不同溫度和保溫時間下的析出物的規(guī)律，成為TTT曲線赖舟。而連續(xù)冷卻曲線是各種不同冷速下蓬戚，過冷奧氏體轉變開始和轉變終了溫度和時間的關系簡稱CCT曲線。

　　相同點：

　　1）都具有滲碳體的先共析線宾抓。

　　2）相變都有一定的孕育期如麦。

　　3）曲線中都有一條相變開始線和一條相變完成線。

　　不同點：

　　1）CCT曲線中無貝氏體轉變區(qū) 屏商。

　　2）CCT曲線中發(fā)生相變的溫度比TTT曲線中的低聂挚。

　　3）CCT曲線中發(fā)生相變的孕育期比TTT曲線中長

　　109、影響“TTT”轉變的因素有哪些犹蝇？如鋼的含碳量的影響菱泻？C曲線的實用價值？

　　1）含碳量的影響

　　隨著奧氏體含碳量的增加昵斤，穩(wěn)定性增強肉扁，c曲線右移，所以在熱處理正常加熱條件下唾莲，亞共析碳鋼的C曲線避揍，隨含碳量的增加向右移，過共析碳鋼隨含碳量增加瘩此，由于有未溶滲碳體存在蔓嚷，促使奧氏體分解，C曲線左移愧理，共析鋼的C曲線最靠右雕蔽，穩(wěn)定性最強。

　　2）合金元素的影響

　　除了Co外宾娜，所有合金元素的溶入均增加過冷奧氏體的穩(wěn)定性批狐，使C曲線右移。

　　3）奧氏體化溫度和保溫時間的影響奧氏體化溫度越高前塔，保溫時間越長嚣艇，碳化物溶解越完全，A晶粒越粗大华弓，晶界總面積減少食零，形核減少困乒，因而使C曲線右移推遲珠光體轉變。

　　4）原始組織的影響原始組織越細贰谣，易得到均勻奧氏體娜搂，使C曲線右移，并使Ms點下降吱抚。

　　5）應力和塑性變形的影響拉應力促使A等溫轉變百宇，等向壓應力阻礙這種轉變。進行塑性變形也加速奧氏體轉變狱林。實用價值: C曲線是對碳鋼加熱得到A后水搀，在冷卻過程中組織轉變進行分析的工具。

　　110农泊、馬氏體有哪兩種基本形態(tài)衣剂？其微觀形態(tài)缘赋、亞結構及性能有何不同碰蚂？

　　板條馬氏體和片狀馬氏體，

　　板條馬氏體：微觀形態(tài)誓胆，橢圓截面的柱狀晶粒竣楼；亞結構：高密度的位錯組成；性能：較高的強度和硬度庸飘，而且塑性韌性也較好亲堂。

　　片狀馬氏體：呈片狀、竹葉狀主體形態(tài)為雙凸透鏡狀瞒帜；亞結構：細小的孿晶組成假棉；性能：硬度高脆性大。

　　111征绸、 亞共析鋼的淬火溫度常選在Ac3以上久橙，而過共析鋼淬火加熱溫度為何選在Ac1～Acm之間，試從理論上加以分析管怠。

　　亞共析鋼淬火時淆衷，應將工件加熱到完全奧氏體，使鐵素體全部溶解渤弛，以保證淬火后馬氏體的含碳量祝拯，從而保證淬火后硬度。 而過共析鋼淬火加熱溫度應選擇在Ac1~Acm她肯，以使得加熱時碳化物不完全溶解佳头，在隨后的淬火時，這些碳化物成為硬的質點晴氨，提高耐磨性康嘉，同時砾莱，降低淬火溫度，可以降低馬氏體的含碳量凄鼻，降低馬氏體的脆性腊瑟，同時，降低淬火溫度唠陈，還可以減少殘余奧氏體量僚尚，提高工件硬度。

　　112锭泼、試指出5類常用的電熱原件材料原堂，并說明其適應溫度范圍。

　　鐵鉻鋁電熱合金1Cr13Al4焦凶，應用于低溫0Cr25Al5,0Cr13Al16Mo2斗退，適應于中溫0Cr27AlMo2，應用于高溫最高1300叁垫；鎳鉻電熱合金Cr15Ni60菠昼，應用于低溫。Cr20Ni80符貌，應用于1000度以下中溫脯砚；SiC電熱元件可在1350度下長期工作，最高溫度可達1500钾排；MoSi2電熱元件魁胁，其最高溫度可達1700；石墨電熱元件该肴，真空爐的電熱元件情竹，工作溫度為1400-2800℃。

　　113匀哄、晶體中的位錯有哪兩種類型秦效，位錯在晶體中的運動方式有那兩種，位錯的固溶強化原理是什么拱雏？

　　刃位錯與螺位錯棉安。滑移和攀移铸抑。固溶強化：1贡耽，化學交互作用：一些溶質原子可以偏聚在層錯面附近，形成鈴木氣團鹊汛，增加位錯擴展的寬度蒲赂，交滑移困難；增大位錯阻力增大層錯能。

　　114滥嘴、試畫出Fe-Fe3C相圖的簡單示意圖能眠，簡要說明T12鋼（過共析鋼）的平衡凝固過程。（要求畫出各溫度區(qū)間的簡單組織示意圖即可）

　　在T1~ T2開始由液相結晶出奧氏體捍陌，到T2結晶完畢糖窃。到T3溫度時由奧氏體結晶出二次滲碳體，當?shù)竭_共析溫度時剩余的奧氏體發(fā)生共析反應生成珠光體颁究，低于共析溫度由鐵素體析出三滲碳體忽略烦优！

　　

　　
 

　　室溫組織是：珠光體+二次滲碳體

　　115、簡述淬火冷卻方法(至少說出五種)丢袁。

　　1）水冷：用于形狀簡單的碳鋼工件萤掷，主要是調質件；

　　2）油冷：合金鋼棠镇、合金工具鋼工件焊轴。

　　3）延時淬火：工件在浸入冷卻劑之前先在空氣中降溫以減少熱應力；

　　4)雙介質淬火：工件一般先浸入水中冷卻亭郑，待冷到馬氏體開始轉變點附近相梭，然后立即轉入油中緩冷；

　　5)馬氏體分級淬火：鋼材或工件加熱奧氏體化扫皱，隨之浸入稍高或稍低于鋼的上馬氏體點的液態(tài)介質（鹽浴或堿宰闵稹）中捷绑，保持適當時間韩脑，待鋼件的內、外層都達到介質溫度后取出空冷粹污，以獲得馬氏體組織的淬火工藝段多。用于合金工具鋼及小截面碳素工具鋼，可減少變形與開裂壮吩；

　　6）熱浴淬火：工件只浸入150-180℃的硝煙或堿浴中冷卻进苍，停留時間等于總加熱時間的1\3-1\2，最后取出在空氣中冷卻鸭叙；

　　7）貝氏體等溫淬火：鋼材或工件加熱奧氏體化觉啊，隨之快冷到貝氏體轉變溫度區(qū)域（260-400℃）等溫保持，使奧氏體轉變?yōu)樨愂象w的淬火工藝沈贝。用于要求變形小杠人、韌性高的合金鋼工件 。

　　{完}圖文轉至網絡宋下，若內容涉嫌侵權嗡善，請告知我們刪除!

　　小編推薦文章：科技強國做出更大貢獻

　　。