《热处理工艺》复习题.docx.pdf
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1、熬处理工艺 一、名词解释 1、 快速加热 2、 过烧:烧结温度过高或烧结时间过长使产品最终性能变坏的烧结 3、 过热:金属或合金在热处理加热时,由于温度过高,晶粒长得很大,以致性能显 著降低的现象,称之为过热。 4、 欠热: 5、 对流传热:流体在流动时,流体质点发生位移和相互混合而发生的热量传递, 叫对 流传热。 6、 辐射传热 : 任何物体在高于热力学零度时,都会不停的向外发射粒子(光子),这 种现象称为辐射传热。 7、 碳势:纯铁在一定温度下于加热炉气中加热时达到即不增碳也不脱碳,并与炉气 保持平衡时表面的碳含量。 8、 传导传热:温度不同的接触物体间或一物体中各部分之间热能的传递过程,
2、 称为传 导传热。(仅靠传热物质质点的相互碰撞) 9、 允许的加热速度 10、技术上可能的加热速度 1K 间接加热:从邻近的发热体以一定的方式进行热交换而获得。 12、正常加热13、直接加热:以工件自身为发热体,把其他形式的能量转变为热能而 加工工 14、热处理工艺:通过加热,保温盒冷却的方法使金属盒合金内部组织结构发生变 化,以获得工件使用性能所要求的组织结构,这种技术成为热处理工艺。研究热处理 工艺规律和工艺原理的学科成为热处理工艺学。 15、正火:加热温度A3+ (3050 C, 工件透烧,然后空冷。 16、退火:将组织偏离平衡状态的金属或合金加热到适当的温度,保持一定时间, 然 后缓慢
3、冷却以达到近乎平衡状态组织的热处理工艺称为退火。 17、等温退火:等温退火是以较快的速度冷却到A1 以下某一温度,保温一定时间 使奥氏体转变为珠光体组织,然后空冷 18、扩散退火:将金属铸锭、铸剑或锻坯,在低于固相线的温度下长期加热,消除 或减少化学成分偏析及显微组织(枝晶)的不均匀性,以达到均匀化目的的热处理工 艺称为扩散退火,又称均匀化退火。 19、完全退火:将钢件或钢材加热到Ac3 点以上,使之完全奥氏体化,然后缓慢冷 却,获得接近于平衡组织的热处理工艺称为完全退火。 20、热应力:工件在加热或冷却时,由于不同部位的温度差异,导致热膨胀(或冷 却)的不一致所引起的应力称为热应力。 21、
4、热处理应力 22、组织应力:组织应力又称相变应力,是由于工件快速冷却时表层与心部相变不 同时而产生的应力。 23、瞬时应力:在冷却过程中某一时刻所发生的内应力。 24、淬火:把钢件加热到临界点Ac1 或 Ac3 以上,保温并随之以大于临界冷却 速度冷却,以得到介稳状态的马氏体或下贝氏体组织的热处理工艺方法称为淬火。 25、残余应力:冷却终了,残存于工件内部的应力。 26、单液淬火:把已加热到淬火温度的工件放入一种淬火介质,使其完全冷却。 27、双重冷却淬火 28、 等温淬火:工件淬火加热后,若长期保持在下贝氏体转变区的温度,使之完成奥 氏体的等温转变,获得下贝氏体组织,这种淬火称为等温淬火。
5、29、 分级淬火:把工件由奥氏体化温度淬入高于该种钢马氏体开始转变温度的淬火介 质中,在其中冷却直至工件各部分温度达到淬火介质的温度,然后缓冷至室温,发生 马氏体转变。纠错名词解释:把工件由奥氏体化温度淬入高于该种钢马氏体开始转变 温度的淬火介质中,在其中冷却直至工件各部分温度达到淬火介质的温度,然后缓冷 至室温,发生马氏体转变。30、淬火介质:常用的淬火介质有水及其溶液、油、水油 混合液(乳化液以及低熔点熔盐。 31、冷处理:钢件淬火冷却到室温后,继续在0 C 以下的介质中冷却的热处理工 艺。冷却到液氮温度(T96 C)的冷处理称为深冷处理。 32、淬透性:钢的淬透性是指钢材被淬透的能力,或
6、者说钢的淬透性是指表征 33、 回火:将淬火后的钢,在AC1 以下加热、保温后冷却下来的热处理工艺。 34、 纯扩散:渗入元素原子在母相金属中形成固溶体,在扩散过程中不发生相变或化 合物的形成和分解,这种扩散过程称为纯扩散。 35、 感应加热表面淬火:以电磁感应原理在工件表面产生电流密度很高的涡流来力I 热工件表面的淬火方法。 36、鷗的渗碳:钢件在渗很介质中加热和保温,使碳原子渗入表面,获得一定的表面 含碳量和一定的碳浓度梯度的工艺。 37、反应扩散:与渗剂平衡的浓度高于该温度固溶体的饱和极限时的另一种情 况是,由溶解度较低的固溶体转变成浓度更高的化合物。 38、碳氮共渗:将碳氮原子同时渗入
7、工件表面的化学热处理工艺。 39、液体渗碳:液体渗碳是在能析出活性炭原子的盐浴中进行的渗碳方法。 40、固体渗碳:是把渗碳工件装入有固体渗剂的密封箱内(一般采用黄泥或耐 火粘土密封),在渗碳温度加热渗碳。 4K 闪点:燃油在规定结构的容器中加热挥发出可燃气体与液面附近的空气混 合,达到一定浓度时可被火星点燃时的燃油温度。 42、 淬硬性:以钢在理想条件下淬火所能达到的最高硬度来表征的材料特性。 43、 淬火烈度: 二、气体渗碳时的渗碳时间如何确定 950 度渗碳时 900 度渗碳时t 一小时 870 度渗碳时一渗层深度mm 渗碳时间主要根据渗层深度的要求来确定。实际生产中常采用对随炉试样渗 层
8、深度 的检查来最后确定加热时间。 三、钢在进行气体渗碳时的渗碳温度如何选取 温度升高,碳在奥氏体中的扩散系数呈指数增加,渗碳速度加快,温度过高,导致奥 氏体晶粒显著长大,影响工件的机械性能,变形量增大。一般采用900 一 950 度,在 材料、设备允许情况下,也可采用950-1000 度。 、气体渗碳剂供应量如何确定 渗剂的供应量必须保证工艺提出的碳势要求,使分解、吸收、扩散过程相协调。 有人推荐:强渗阶段每平方米吸碳表面积每分钟的煤油供应量为1 毫升;扩散阶段 的煤油量为强渗阶段的1/5o 五、气体渗碳时工艺过程的组成 每个阶段都需相应地控制温度、时间、炉气的碳势。 六、钢经渗碳后如何热处理
9、 K 直接淬火法 渗碳预冷直接淬火(适用本质细晶粒钢)。将工件预冷到略高于Ar3 温度,然后淬火的方法称预冷直接淬火法。 2、 一次淬火法 工件渗碳后随炉冷却到室温,然后再重新加热到淬火温度,经保温后淬火。 淬火加热温度的选择: 对心部组织和性能要求较高的合金渗碳钢, 淬火温度应稍高于心部的Ac3, 以 细化心部的组织,淬火后得到低碳马氏体。对只要求表面耐磨性而心部组织和性能无 严格要求的渗碳件,淬火温度据表层含碳量选择,略高于Ac1 (760-780 度)即可淬 火。 对一般渗碳件淬火温度Ac1-Ac3 之间,兼顾表面和心部的组织与性能。 3、 两次淬火法 将渗很缓打到室温的工件进行两次加热
10、淬火。 第一次淬火的目的:细化心部组织和消除表面网状碳化物。加热温度在心部温度 AC3 以上 冷去卩油冷。 第二次淬员加热温度Ac1-Ac3 之间 (760-780 度)以使渗碳层获得细针状马氏体 和细粒状碳化物组织。第二次淬火加热温度下的保温时间应短一点,仅使表面层形成 细晶粒的奥氏体即进行淬火,这样可以增加条状马氏体改善渗碳层的韧性。 两次淬火加热次数多,工艺较复杂,生产成本高,易造成氧化脱碳变形,仅适用 开承受高载荷的工件。 七、钢坐在渗碳时对非渗碳表面如何保护 1) 预留加工余量法:渗层加工余量1.5-2 2) 镀铜法: 分四个阶段加热、渗碳、扩散、冷却 3) 涂层法:防渗涂料 4)
11、堵孔法:耐火泥、石棉粉、水玻璃混合物堵塞,防渗涂料塞堵。 八、渗碳件常见缺陷有哪些 K 黑色组织 2、 反常组织 3、 粗大网状碳化物组织 4、 渗碳层深度不均匀 5、 表层贫碳或脱碳九、钢的碳氮共渗都包括哪些内容,分几类碳氮共渗:将C、 N 同时渗入工件表面的化学热处理工艺。 C、N 共渗分类:(按共渗温度分) 1、 高温 C、N 共渗: 880-950 以渗 C 为主 2、 中温 C、N 共渗: 780-880 3、 低温 C、N 共渗: 500-580 以渗 N 为主 习惯上说 C、N 共渗主要指中温气体C、N 共渗 十、碳氮共渗有何特点 1、 氮的渗入降低了钢的临界点 2、 氮的渗入增
12、加了共渗过冷奥氏体的稳定性,降低了临界淬火速度 3、 碳氮共渗后的机械性能优于渗碳或渗氮十一、钢经碳氮共渗后如何热处理除共渗 后需切削加工的工件外,一般采用直接淬火,不减少工件变形也可采用分级淬火。淬 火后低温回火180-200 不进一步减小残奥也可在淬火后低回前加一次冷处理十二、 钢经碳氮共渗后共渗层常出现哪些组织缺陷 K 一般缺陷:残奥过多形成大量的碳氮化合物危害?以致出现壳状组织, 产生原因:共 渗温度偏低、氨气供应量过大。 2、黑色组织:形状与分布有黑点、黑网、黑带 可以在抛光面未经腐蚀的试样上清晰地显示出来。黑色组织对工件的使用性能影响很 大 且形成原因不详 一种认为:由于高氮化合物
13、相产生分解析出分子氮,这些分子氮聚愈合于表层的显微 孔洞中一种认为:由于炉内存在少量的氯或氯化物气体与钢中合金元素发生内氯化作 用而引起。 十三、渗碳件常见缺陷及预防措施十四、感应加热淬火常用的介质有哪些 水、油乳化液、 10% 食盐水溶液、 0?仁0.3% 的聚乙烯醇水溶液。 十五、感应加热表面淬火后的回火方式有哪些 6、表面腐蚀和氧化 全部进行低温回火,减小残余应力,降低脆性 a、炉内回火b、自行回火c、感应回火a、炉内回火:淬火后工件放入炉中180-200 度回火,保温1-2 小时。实验表明在相同回火温度下,高频淬火后的表面硬度比普通 淬火高。 b、自行回火:利用工件心部尚未散失的剩余热
14、量来加热淬硬层的回火方法。自 行回火简化工艺,提高生产率,降低成本,工件开裂倾向小。 缺点:工艺不易掌握,消除淬火炉应力不如炉内回火。 6 感应回火:通常采用中频或工频加热回火,为 了降低过渡层的拉应力,感应回火加热层应比淬火层较深些,加热速度 一般不超过20-30 度/s,感应回火比炉内回火加热时间短,显微组织中碳化物的弥散度 大,因此,耐磨性高,并有良好韧性。 十六、评定碳氮质量的主要指标 十七、化学热处理有何特点 K 最有效地改善钢件表面的化学成分,组织和性能,而且这种改善是由表面向心部逐 渐过渡,渗层与基体的结合是牢固的。 2、 不受工件外形的限制,表面都可以获得分布均匀的渗层和淬硬层
15、。 3、 经化学热处理后的工件大部分具有变形小,精度高,尺寸稳定性好等特点。 4、大部分化学热处理,在提高表面机械性能的同时还可以提高表面的耐腐蚀性, 抗氧化,减磨,抗咬合,耐热等。 十八、感应加热表面淬火的技术条件包括哪些 十九、感应加热后的性能如何 1)表面硬度比普通淬火高2-3HRc 2) 耐磨性比普通淬火高 原因:淬硬层中马氏体晶粒极为细小,碳化物弥散度很高,硬度、强度也较 高,表面氧化脱碳少。 原因 : a 细晶组织 b 残奥少c 表层压应力 3)疲劳强度显著提高 7 -1 疲劳强度的提高与淬硬层深度有一定关系。层浅,强化效果不显著。淬硬层深 度增加 -1 随层深的增加而增大,但淬硬
16、层过厚时,表面残余压应力下降, a -1 反而降 低。 实验表明:在弯曲疲劳强度最高时的最佳淬硬 层深度 o -1=10-20%D (工件直径。 二十、感应加热时钢的相变特点 以电磁感应原理与表面效应为基础,提供高能量密度的热源,加热速度极快。 Ac1v Ac3 、Accm 均随速度的增大而升高,当加热速度在大于200 C/s 时, Ac3、 Accm 线趋向水平上升,加热速度达10 的五次方到 10 的六次方 C/s 时,表现出无扩 散相变的特征,含碳量0. 2-0. 8% 的碳钢的临界点均为Ac3o 2、奥氏体晶粒显著细化,加热速度越大,奥氏体晶粒越细。因为加热速度的提高, 则形成奥氏体的
17、临界晶核尺寸减小,形核部位增多,不仅晶界处形核,而且在铁素体 结构的边界上也大量形核,形核率增大,使奥氏体起始晶粒极细,并且来不及长大, 从而显著细化了晶粒。 二十一、感应加热后的冷却方式主要有哪些 a、 喷射冷却 通过感应器或冷却圈上的许多小孔,将淬火剂以定压力喷射到工件表面,而进行冷 却,小孔中心与冷却圈的轴线呈一定角度(30-45 ) 常用于连续加热淬火。 b、 浸液冷却 工件表面同时一次加热后,立即将工件整件浸入淬火槽中冷却。 c、 埋油淬火 对细箱 ( 件或合金钢齿轮,为减少变形开裂和防止喷油着火,可将感应器和工件同时放 入 油槽中加热,断电后即同时冷却。 d、 预冷淬火 工件淬火前
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