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熱處理基礎(chǔ)知識(shí)問答

發(fā)布時(shí)間：2018-02-05 瀏覽：5476次

1、常用的淬火方法有哪些,說明選用不同淬火方法的原則？

淬火方法1、單液淬火——在一種淬火介質(zhì)中冷卻到底的工藝，單液淬火組織應(yīng)力熱應(yīng)力都比較大，淬火變形大。2、雙液淬火——目的：在650~Ms之間快冷，使V>Vc，在Ms以下緩慢冷卻，以降低組織應(yīng)力。碳鋼：先水后油。合金鋼：先油后空氣。3、分級(jí)淬火——將工件取出后在某一溫度停留使工件內(nèi)外溫度一致，然后空冷的工藝，分級(jí)淬火是在空冷時(shí)發(fā)生M相變得，內(nèi)應(yīng)力小。4、等溫淬火——指在貝氏體溫度區(qū)等溫，發(fā)生貝氏體轉(zhuǎn)變，內(nèi)應(yīng)力減小，變形小。

淬火方法選擇的原則既要考慮滿足性能的要求，同時(shí)要盡量降低淬火應(yīng)力，以免淬火變形與開裂。

2、化學(xué)氣相沉積與物理氣象沉積技術(shù)的區(qū)別是什么，它們的主要應(yīng)用場(chǎng)合？

化學(xué)氣象沉積主要是CVD法，含有涂層材料元素的反應(yīng)介質(zhì)在較低溫度下氣化，然后送入高溫的反應(yīng)室與工件表面接觸產(chǎn)生高溫化學(xué)反應(yīng)，析出合金或金屬及其化合物沉積于工件表面形成涂層。

Cvd法的主要特點(diǎn)：1可以沉積各種晶態(tài)或非晶態(tài)的無機(jī)薄膜材料.2純度高，集體的結(jié)合力強(qiáng)。3沉積層致密，氣孔極少，4均度性好，設(shè)備及工藝簡單。5反應(yīng)溫度較高。

應(yīng)用：在鋼鐵、硬質(zhì)合金、有色金屬、無機(jī)非金屬等材料表面制備各種用途的薄膜，主要是絕緣體薄膜，半導(dǎo)體薄膜，導(dǎo)體及超導(dǎo)體薄膜以及耐蝕性薄膜。

物理氣象沉積：氣態(tài)物質(zhì)在工件表面直接沉積成固體薄膜的過程。稱PVD法。有三種基本方法，真空蒸鍍，濺射鍍膜和離子鍍。應(yīng)用：耐磨涂層，耐熱涂層，耐蝕涂層，潤滑涂層，功能涂層裝飾涂層。、

3、說明疲勞斷口的微觀形貌和宏觀形貌。

微觀：是在微觀電子顯微鏡下觀察到的條形花樣，稱為疲勞條帶或疲勞輝紋。疲勞條帶有延性和脆性兩種，疲勞條帶具有一定的間距，在某種特定的條件下，每條條紋與一次應(yīng)力循環(huán)相對(duì)應(yīng)。宏觀：多說情況下具有脆性斷裂特征，不發(fā)生肉眼可見得宏觀變形，典型的疲勞斷口由裂紋源區(qū)、裂紋擴(kuò)展區(qū)、和瞬斷區(qū)組成。疲勞源面積較少平坦有時(shí)呈光亮鏡面，裂紋擴(kuò)展區(qū)呈河灘或貝殼花樣，有一些間距不等的疲勞源為圓心的平行弧線。瞬斷區(qū)的微觀形貌取材料的特性載荷方式與大小等，可能為韌窩或準(zhǔn)解離，解離沿晶斷口或混合形。

4、指出感應(yīng)加熱淬火常出現(xiàn)的三種質(zhì)量問題，試分析其原因。

1）、開裂：加熱溫度過高、溫度不均；淬火介質(zhì)及溫度溫度選擇不當(dāng)；回火不及時(shí)且回火不足；材料淬透性偏高，成分偏析、有缺陷，含過量夾雜物；零件設(shè)計(jì)不合理。2）、表面硬度不均：感應(yīng)結(jié)構(gòu)不合理；加熱不均；冷卻不均；材料組織不良（有帶狀組織，局部脫碳）3,）、表面熔化：感應(yīng)器結(jié)構(gòu)不合理；零件存在尖角、孔、糟等；加熱時(shí)間過長等，工件表面有裂紋。

5、高速鋼底高溫回火新工藝特點(diǎn)是什么？（以w18Cr4v為例）為什么它比普通回火后的力學(xué)性能好？W18Cr4v鋼1275加熱淬火+320*1h+540到560*1h*2次回火。

1）底高溫回火高速鋼比普通回火高速鋼的m2c型碳化物析出充分，M2c、V4c及Fe3c型碳化物彌散度大、均勻性好，而且有約5%到7%貝氏體存在，這是底高溫回火高速鋼性能優(yōu)于普通回火的重要組織因素。

6、常用可控氣氛有那些種類？簡述每種氣氛的特點(diǎn)和應(yīng)用。有吸熱式氣氛、滴注式氣氛、直身式氣氛、其他可控氣氛（氮機(jī)氣氛、氨分解氣氛、放熱式氣氛）等。

1).吸熱式氣氛是將原料氣按一定比例同空氣混合，在高溫下經(jīng)過觸媒，反應(yīng)生成主要含co、H2、N2和微量co2、o2和H2O的氣氛，由于該反應(yīng)要吸收熱量，故叫吸熱式氣氛或RX氣。用于滲碳、碳氮共滲2）滴注式氣氛是將甲醇直接點(diǎn)入爐內(nèi)裂解，生成含co、h2的載體，再添加富化劑進(jìn)行滲碳；較低溫度下的碳氮共滲、保護(hù)加熱光亮淬火等。3）將滲劑如天然氣和空氣一定比例混合后直接通入爐內(nèi)，在高溫下900反應(yīng)直接生成滲碳?xì)夥?。氨分解氣用于滲氮載氣、鋼鐵或有色金屬低溫加熱保護(hù)氣氛。氮基氣氛用于高碳鋼或軸承鋼的保護(hù)效果好。放熱式氣氛用于低碳鋼、銅材光亮熱處理或可鍛鑄鐵的脫碳退火。

7、球墨鑄鐵等溫淬火目的是什么？等溫溫度及等溫淬火后的組織是什么？

答：目的：球墨鑄鐵奧氏體化后在貝氏體轉(zhuǎn)變區(qū)進(jìn)行等溫淬火可獲得良好的力學(xué)性能和小的畸變。等溫溫度： 260~300℃ 獲得下貝氏體組織； 350~400℃ 獲得上貝氏體組織。

8、簡述常用的化學(xué)熱處理（滲碳、滲氮、碳氮共滲和氮碳共滲）的工藝主要特點(diǎn)、熱處理后的組織和性能特點(diǎn)，主要適用于哪些材料或零件？

答：滲碳：主要是向工件表面滲入碳原子的過程，表層回火馬氏體，殘A及碳化物，心部目的是提高表層碳含量，具有高硬度高耐磨性，心部具有一定的強(qiáng)度和高韌性，使其承受大的沖擊和摩擦，低碳鋼如20CrMnTi，齒輪和活塞銷常用。

滲氮：向表面滲入氮原子，是表面硬度耐磨性疲勞強(qiáng)度和耐腐蝕性以及熱硬性提高，表層是氮化物，心部回火索氏體，有氣體滲氮，液體滲氮等，常用38CrMoAlA，18CrNiW。

碳氮共滲：碳氮共滲溫度低，速度快，零件變形小。表層組織為細(xì)針回火馬氏體+顆粒狀碳氮化合物Fe3（C、N）+少量殘余奧氏體。具有較高的耐磨性和疲勞強(qiáng)度及抗壓強(qiáng)度，并兼有一定的耐蝕性。常應(yīng)用于低中碳合金鋼制造的重、中負(fù)荷齒輪。

氮碳共滲：氮碳共滲工藝共滲速度較快，表面硬度略低于滲氮，但抗疲勞性能好。主要用于受沖擊負(fù)荷小，要求耐磨、疲勞極限較高及變形小的零件和工模具。一般鋼零件碳素結(jié)構(gòu)鋼，合金結(jié)構(gòu)鋼，合金工具鋼，灰鑄鐵，球墨鑄鐵和粉末冶金等均可氮碳共滲。

9、簡述熱處理工藝設(shè)計(jì)的原則

1、工藝的**性 2、工藝可靠、合理、可行 3、工藝的經(jīng)濟(jì)性 4、工藝的安全性 5、盡量采用機(jī)械化、自動(dòng)化程序高的工藝裝備

10、熱處理工藝流程的優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)考慮哪些問題

1、充分考慮冷熱加工工藝之間的銜接，熱處理工序的安排要合理；2、盡可能采用新技術(shù)，簡述熱處理工藝，縮短生產(chǎn)周期。在保證零件所要求的組織和性能的條件下，盡量使不同工序或工藝過程互相結(jié)合；3、有時(shí)為了提高產(chǎn)品質(zhì)量，延長工件使用壽命，需要增加熱處理工序。

11、簡述感應(yīng)器設(shè)計(jì)所應(yīng)遵循的原則

1、感應(yīng)器與工件的耦合距離應(yīng)盡可能的近 2、對(duì)于依靠線圈外壁加熱的工件必須加驅(qū)流導(dǎo)磁體 3、對(duì)有尖角的工件感應(yīng)器的設(shè)計(jì)避免尖角效應(yīng) 4、要避免磁力線的抵銷現(xiàn)象 5、感應(yīng)器設(shè)計(jì)要盡量滿足工件在加熱時(shí)能回轉(zhuǎn)。

12、設(shè)計(jì)人員在選材時(shí)應(yīng)考慮哪些基本原則

1、根據(jù)零件的工作條件，包括載荷類型及大小，環(huán)境條件及主要失效模式等選用材料；2、考慮零件的結(jié)構(gòu)、形狀和尺寸大小等因素，對(duì)易產(chǎn)生淬火畸變和開裂的要選用淬透性較好，可采用油淬或水溶性淬火介質(zhì)處理的材料；3、了解材料熱處理后的組織和性能，有些針對(duì)各種熱處理工藝方法開發(fā)的鋼種，其處理后的組織和性能會(huì)更好；4、在保證零件使用性能和壽命的前提下，應(yīng)盡量選用可簡化熱處理工序，特別是能夠節(jié)省的材料。

13、選擇金屬材料制造零件時(shí)應(yīng)考慮哪些工藝性能

1、鑄造性能 2、壓力加工性能 3、機(jī)械加工性能 4、焊接性能 5、熱處理工藝性能。

14、磨損失效類型有幾種？如何防止零件的各類磨損失效？

磨損類型：粘著磨損、磨粒磨損、腐蝕磨損、接觸疲勞。防止方法：對(duì)粘著磨損，合理選擇摩擦副配對(duì)材料；采用表面處理減小摩擦系數(shù)或提高表面硬度；減小接觸壓應(yīng)力；減小表面粗糙度。對(duì)磨粒磨損，除在設(shè)計(jì)時(shí)減小接觸壓力和滑動(dòng)摩擦距離一級(jí)改進(jìn)潤滑油過濾裝置以清除磨粒外，還要合理選用高硬度材料；采用表面熱處理和表面加工硬化等方法提高摩擦副材料表面硬度。對(duì)于腐蝕磨損，選擇抗氧化材料；表面涂層；選用耐蝕材料；電化學(xué)保護(hù)；加緩蝕劑設(shè)計(jì)時(shí)減小拉應(yīng)力的應(yīng)力集中；進(jìn)行去應(yīng)力退火；選擇對(duì)應(yīng)力腐蝕不敏感的材料；改變介質(zhì)條件。對(duì)接觸疲勞，提高材料硬度；提高材料的純凈度，減少夾雜物；提高零件心部強(qiáng)度和硬度；減小零件表面粗糙度；提高潤滑油的粘度以降低油楔作用。

15、鋼的化學(xué)熱處理的基本過程是什么？P127試述加速化學(xué)熱處理的主要途徑有哪些？P127-128“滲碳分段控制工藝法”的**性是什么？P127通常情況下低碳鋼滲碳淬火后表層和心部的組織是怎樣的？

分解，吸附，擴(kuò)散三部；分段控制法的應(yīng)用，復(fù)合滲處理，高溫?cái)U(kuò)散，采用加速擴(kuò)散過程的新材料，化學(xué)催滲，物理催滲；防止工件表面氧化，利于擴(kuò)散，使三個(gè)過程充分協(xié)調(diào)，減少工件表面形成炭黑的過程，加快滲碳的過程，保證得到過渡層較寬較平緩的良好滲層；由表面向心部依次為過共析，共析，過度亞共析，原始亞共析。

16、什么是粒狀貝氏體？

是由塊狀（等軸狀）的鐵素體和高碳的A區(qū)組成。

17、說明球退的類型、目的及用途？

普通球退：增加硬度，改善切削加工性，減少淬火畸變開裂。等溫球退：用于高碳工具鋼、合金工具鋼。循環(huán)球退：用于碳素工具鋼、合金工具鋼。

18、亞共析鋼的淬火溫度常選在Ac3以上，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？

（1）亞共析鋼由于含量較低，原始組織P+F，若淬火溫度低于Ac3，則會(huì)有未溶F，淬火后將會(huì)出現(xiàn)軟點(diǎn)。對(duì)于過共析鋼，若溫度過高，過多的k’溶解，使片狀M的量增加，易造成變形和開裂，增加A’量，過多的k’溶解，又使鋼的耐磨性降低。（2）對(duì)于過共析鋼溫度過高，氧化脫碳傾向增大，使鋼的表面成分不均勻，MS高低不同，導(dǎo)

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