片状 S’ 淬火+高温回火 M 淬火 细小弥散的渗碳体粒分布在铁素体基体（等轴晶）上 韧性、塑性均高于S 低碳M呈板条状，高碳M呈针状M’保持了M的高（竹叶状） 硬度，同时降低了M的脆性及残余应力。 M’ 淬火+低温回火 亚稳定的ε-Fe2.4C碳化物分布于过饱和的α’（ 板条或针状）上 40. 试说明淬火钢回火的必要性。 参考答案：
答：必要性——淬火组织的问题：
a. 消除淬火应力，降低脆性
b. 稳定工件尺寸，由于M，残余A不稳定
c. 获得要求的强度、硬度、塑性、韧性。
41. 为什么钢淬火后回火是钢最有效的强化手段？ 参考答案：
答：①淬火形成Ｍ：
固溶强化：过饱和C和Me， 位错强化：高密度位错
细晶强化：极细小、不同取向的马氏体束 ②回火
第二相强化：析出细小碳化物粒子
基本保持了淬火态的细小晶粒、高密度位错及一定的固溶强化作用。
42. 确定下列钢件的退火方法及退火后的组织
1) 经冷轧后的15钢钢板。要求降低硬度 2) 65钢切削加工前
3) 改善T12钢的切削加工性能
4) ZG35的铸造齿轮铸造后存在枝晶偏析
参考答案：
答：1）再结晶退火，退火后的组织——F+P
2）完全退火，退火后的组织——F+P
3）球化退火，退火后的组织——球状渗碳体分布于铁素体基体上 4）扩散退火，退火后的组织——F+P
43. 指出下列工件的回火温度，并说明回火后的组织
1) 45钢轴 2) 60钢弹簧 3) T12钢锉刀
参考答案：
答：1）560~600℃，回火后的组织——S’
2）350-500℃，回火后的组织——T’ 3）150-250℃，回火后的组织——M’
44. 写出下列零件的最终热处理方式及其组织：(1)60Si2Mn弹簧；(2)高速钢车刀。 参考答案：
答：
60Si2Mn弹簧 高速钢车刀 最终热处理方式（各3分） 淬火+中温回火 最终组织（各2分） 淬火+550-570（600）℃回火三次 M’+K T’ 45. 试说明表面淬火、渗碳、氮化处理在适用钢种、性能、应用等方面的差别。 参考答案：
答：
适用钢种 性能特点 应用 机床主轴，齿轮，发动 表面淬火——通过快速加中碳钢、合获得高硬度，高耐磨性的表面，而心部仍热，使刚件表面很快到淬火金调质钢 的温度，在热量来不及穿到然保持的良好韧性。 机的曲轴等 工件心部就立即冷却，实现局部淬火。 渗碳处理——使低碳钢的低碳钢、合更高的表面硬度﹑高的耐磨性和疲劳强度﹐并保持心部有低碳钢淬火后的强韧性﹐使工件能承受冲击载荷。 飞机﹑汽车和拖拉机等的机械零件﹐如齿轮﹑轴﹑凸轮轴等。 工件具有高碳钢的表面层，金渗碳钢 再经过淬火和低温回火，使工件的表面层具有高硬度和耐磨性，而工件的中心部分仍然保持着低碳钢的韧性和塑性。 氮化处理——指在一定温中碳钢、合优异的耐磨性、耐疲劳性、耐蚀性及耐高温。 钻头、螺丝攻、挤压模、压铸模、鍜压机用鍜造模、螺杆、连杆、曲轴、吸气及排气活门及齿轮凸轮等 度（一般在AC1）以下，使金调质钢 活性氮原子渗入工件表面的化学热处理工艺。氮化温度低、变形小。 46. 钢的回火脆性有哪几类？其发生是否可逆？如何避免？ 参考答案：
答：回火脆性是指淬火钢回火后出现韧性下降的现象。回火脆性可分为第一类回火脆性（250~400℃）和第二类回火脆性（450~650℃）。
第一类回火脆性与碳化物片沿M晶界析出有关，具有不可逆性，与回火后的冷却速度无关。因此只能避免在此温度回火。
第二类回火脆性与P等元素在原A晶界偏聚有关，具有可逆性，与回火后的冷却速度有关，回火保温后，缓冷出现，快冷不出现，出现脆化后可重新加热后快冷消除。因此可提高钢材的纯度（↓P等杂质元素含量）；加入适量的Mo、W等有益的合金元素；采用回火后快冷的方法。
47. 为什么过共析钢的淬火温度不选择在ACCM以上？
参考答案：
答：如过共析钢的淬火温度选择在ACCM以上，（1）淬火温度过高→A粗大→M粗大，从而→①力学性能↓，→②淬火应力↑→变形，开裂↑； （2）A中C%↑→M中C%↑→残余A↑→M脆性↑、HRC↓、耐磨性↓。因此过共析钢的淬火温度不选择在ACCM以上。
48. 试分析金属的主要强化机制。 参考答案：
答：（1）固溶强化：溶质原子 → 晶格畸度 → 与位错相互作用 → 阻碍位错运动→强化。
（2）细晶强化：晶界 → 阻碍位错运动 → 强化
（3）位错强化：位错 → 增殖并相互作用 → 阻碍位错运动 → 强化 （4）第二相强化：第二相粒子 → 阻碍位错运动 → 强化
49. 合金元素对钢的等温转变“C”曲线有哪些影响？又是如何影响淬透性的？ 参考答案：
答：①“C”曲线位置：除Co以外的合金元素均使“C”曲线右移，因此提高淬透性。
②“C”曲线形状：碳化物形成元素(Mn,Cr,Mo,W,V,Nb,Zr,Ti)使“C”曲线上下分离成两个C形
③Ｍ转变临界温度：除Co、Al以外的合金元素均使Ｍ转变临界温度下降。
50. 合金元素对钢的回火转变有哪些影响？ 参考答案：
答：（1）提高回火稳定性：V、Si、Mo、W、Ni、Mn、Co；（2）产生二次硬化：沉淀硬化：V、Mo、W、Cr (Ni、Co协同）；（3）影响回火脆性：（第 二类回火脆性——450-600oC高温，与P有关）：增大第二类回火脆性：Mn、Cr、Ni，消除第二类回火脆性：Mo(0.5%)、W(1%)
51. 为何要向不锈钢中加入大量的Cr和Ni？
参考答案：
答：加入Cr：↑电极电位——含量＞12.5%电极电位跃升(如马氏体不锈钢)；
形成单相F ——Cr量＞12.7%→单相F(如铁素体不锈钢)；
加入Ni：形成单相A（如奥氏体不锈钢）
52. 手工锯条、普通螺钉、机床主轴分别用何种碳钢制造？ 参考答案：
答：手工锯条——T12；普通螺钉——Q235；机床主轴——45
53. 试对比渗碳钢和调质钢的合金化和热处理特点 参考答案：
答：
合金化特点 ①低C：0.1%～0.25% 热处理特点 正火——渗碳——淬火渗碳钢 ②加入提高淬透性元素：Cr，Ni，Mn，B ——低温回火 ③加入Mo、W、V、Nb、Ti等阻碍A晶粒长大和形成ｋ(碳化物)提高耐磨性 ④Ni增加渗层塑、韧性 调质钢 ①中C：0.25%～0.50%，以0.4左右为主 正火——淬火——高温②主：加入提高淬透性元素Cr,Ni,Mn,Si,B 回火（——表面淬火） ③辅：加入Mo,W消除回火脆性 54. 简述高速钢的热处理和性能特点，并说明合金元素的作用。 参考答案：
答：高速钢的性能特点：①高硬度：HRC＞60；②高耐磨性；③高热硬性；④足够塑性和韧性。
靠加入的合金元素的作用来保证：①高C:0.7 %～1.5%→↑M硬度，形成高硬度的碳化物；②加入Cr（4％）提高淬透性→保证获得M；③加入W,Mo,形成二次硬化→保证高的热硬性；加入V形成高硬度的碳化物→提高耐磨性。
如W系——W18Cr4V热硬性突出；W-Mo系——W6Mo5Cr4V2热塑性、韧性突出。
55. 请分析高速钢工具的最终热处理中需回火三次的原因及使用态组织。 参考答案：
答：淬火时1220-1280oC高温加热使合金元素充分溶解于奥氏体中，显著提高回火稳定性，550-570oC回火仍然处于低温回火阶段，三次回火后碳化物的充分析出，形成显著的二次硬化效应。
最终组织：M'+K+A'