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综合性训练提纲:钢材加热与组织优化

时间:2023-06-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:2)过冷奥氏体和过热的珠光体+铁素体、珠光体等都是不稳定的组织,具有向稳定组织自发转变的趋势。3)一般来说,钢加热的目的在于获得均匀一致的奥氏体组织,钢加热和保温的质量由奥氏体晶粒度来评定。影响奥氏体晶粒度的工艺因素是加热温度、加热速度和保温时间。5)一般来说,碳钢与合金钢相比,哪一类钢的淬透性好?

综合性训练提纲:钢材加热与组织优化

1.钢的组织转变

钢的组织转变与铁的同素异晶转变密切相关;钢的组织转变温度与钢中碳含量密切相关。

(1)钢在加热时的转变

1)液态钢的结晶与固态钢的过冷相变、过热相变是否遵循一般结晶规律(如形核、晶核长大等)?

2)过冷奥氏体和过热的珠光体+铁素体、珠光体等都是不稳定的组织,具有向稳定组织自发转变的趋势。过冷度和过热度的本质是否相同?分析铁碳合金双重相图。

3)一般来说,钢加热的目的在于获得均匀一致的奥氏体组织,钢加热和保温的质量由奥氏体晶粒度来评定。钢的加热和保温质量与钢的使用状态成什么关系?

4)影响奥氏体晶粒度的本质因素是钢的晶粒长大的倾向、奥氏体的含碳量、奥氏体晶界上的残余渗碳体及钢的原始组织。影响奥氏体晶粒度的工艺因素是加热温度、加热速度和保温时间。分析影响奥氏体晶粒度的因素。

(2)钢在冷却时的转变

1)实际生产中的冷却方式、冷却速度对过冷奥氏体转变产物及组织性能会产生怎样的影响?

2)过冷奥氏体高温扩散型转变形成哪种类型组织?低温非扩散型转变形成哪种类型组织?中温半扩散型转变形成哪种类型组织?

3)珠光体的形态与过冷度有何关系?贝氏体的形态与碳原子的扩散能力有何关系?马氏体的形态与过冷奥氏体的含碳量有何关系?

4)影响C曲线形状的因素主要是钢中的含碳量。影响C曲线位置的因素主要是溶入奥氏体中的碳的量和未溶入奥氏体的渗碳体的量,试分析其原因。

5)过冷奥氏体的连续冷却转变图呈半个C曲线,并且相对等温转变滞后(偏右下方),为什么?

6)马氏体是过饱和的α-Fe的固溶体,具有体心立方晶格,密度较小。马氏体的晶格结构特点与淬火应力有何关系?

2.工艺与性能

采用不同的热处理工艺可以使同一种钢获得不同的力学性能。

(1)正火与退火

1)正火是将钢加热到适当温度,保温一定时间,然后在空气中冷却的热处理工艺。其目的在于获得正常使用零件的组织性能或为进一步热处理(或加工)做组织准备。说明正火工艺对改善钢的工艺性能和使用性能的意义。

2)退火是将钢加热到适当温度,保温一定时间,然后缓慢冷却的热处理工艺。说明退火可以改善钢的加工工艺性能的原因。(www.xing528.com)

(2)淬火与回火

1)淬火是将钢加热使之完全或不完全奥氏体化,然后再快速冷却实现马氏体转变的热处理工艺。淬火是最经济有效地强化钢铁材料的手段。试分析只用淬火能否改善钢的使用性能。

2)回火是调整钢的淬火状态的热处理工艺。经低温回火、中温回火和高温回火后可以分别使哪类零件获得使用性能?一般情况下,淬火钢为什么必须回火才能投入使用?

3)比较各种淬火方法的特点和应用。

4)什么是淬透性?什么是淬硬性?两者之间有无关系?

5)一般来说,碳钢与合金钢相比,哪一类钢的淬透性好?为什么?提高钢的淬透性的主要措施有哪些?

(3)表面热处理与化学热处理

1)感应加热表面淬火为什么能使中碳钢工件表面获得高硬度、高耐磨性?哪类零件常采用感应加热表面淬火工艺?这类零件的整体力学性能是采用哪种热处理工艺来保证的?

2)表面渗碳淬火为什么适用于低碳钢工件表面获得高硬度、高耐磨性?哪类零件常采用表面渗碳淬火工艺?这类零件的整体力学性能有何特点?是如何保证的?

3.常用碳钢的热处理工艺

1)碳素结构钢在供应状态下使用,为什么?

2)优质碳素结构钢中的压力加工用钢和切削加工用钢有什么主要区别?切削加工用钢在切削加工过程中为什么常进行热处理?

3)碳素工具钢为何通常以退火状态供应?其使用性能应如何保证?

4)一般工程用铸造碳钢件在什么情况下采用退火、正火工艺?在什么情况下采用淬火和回火工艺?

4.零件结构的热处理工艺性

1)零件结构应符合使用、工艺两方面的要求。工艺对结构的要求主要指什么?

2)说明忽视热处理工艺对零件结构的要求将造成什么样的后果?

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