4. 将一T12钢小试样分别加热到780oC和860oC,经保温后以大于Vk的速度冷却至室温,试问:(T12钢Ac1=730oC Accm=830oC)
5. 某汽车齿轮选用20CrMnTi材料制作,其工艺路线如下: 下料——锻造——正火①切削加工——渗碳②淬火③低温回火④喷丸——磨削加工。请分别说明上述①、②、③和④项热处理工艺的目的及组织。
答案
一:(每题3分,共15分)
1. 奥氏体(A):C在γ-Fe中的间隙固溶体,常用A或γ表示,是一种硬度较低而塑性较高的固溶体。
2.淬透性:钢在淬火时获得的淬硬层深度称为钢的淬透性,其高低用规定条件下的淬硬层深度来表示。淬硬性:指钢淬火后所能达到的最高硬度,即硬化能力
3.固溶强化: 固溶体溶入溶质后强度、硬度提高,塑性韧性下降现象。
4.热处理:钢在固态下通过加热、保温、冷却改变钢的组织结构从而获得所需性能的一种工艺。
5.马氏体:碳在α-Fe中的过饱和固溶体称为马氏体。回火马氏体:在回火时,从马氏体中析出的ε-碳化物以细片状分布在马氏体基础上的组织称为回火马氏体。 二:(每题1分,共15分)
1.X 2.X 3.X 4.X 5.√ 6.X 7.√8. X 9.X 10.X 11.X 12.X 13.X 14.√ 15.√
三:(每题2分,共40分)
1.D 2.C 3.C 4.A 5.B 6.C 7.C 8.D 9.B 10.B 11.D 12.C 13.C 14.B 15.C 16.A 17.D 18.C 19.A 20.A 四:(每题6分,共30分)
1. 答:奥氏体晶粒细小时,冷却后转变产物的组织也细小,其强度
与塑性韧性都较高,冷脆转变温度也较低;反之,粗大的奥氏体晶粒,冷却转变后仍获得粗晶粒组织,使钢的力学性能(特别是冲击韧性)降低,甚至在淬火时发生变形、开裂。 2. 答:回火的目的是:
(1)降低零件脆性,消除或降低内应力; (2)获得所要求的力学性能; (3)稳定尺寸; (4)改善加工性。 3. 答:
铁素体:碳在α-Fe中的间隙固溶体,软而韧。 渗碳体:碳与铁形成的间隙化合物,硬而脆。 珠光体:铁素体与渗碳体形成的层片状交替排列的机械混合物,良好的综合力学性能。
4. 答:(1)860℃下淬火后晶粒更细。860℃>830℃,即加热温度大于AC㎝由于奥氏体晶粒粗大,含碳量提高,使淬火后马氏体晶粒也粗大,且残余奥氏体量增多,使钢的硬度、耐磨性下降,脆性和变形开裂倾向增加。
(2)780oC下未溶碳化物较多, (3)860℃下残余奥氏体量较多。
(4)780oC更适合淬火。T12是含碳量为1.2%的碳素工具钢,是过共析钢,其淬火火为AC1+(30~50)oC。
5. 答:(1)正火:对于低、中碳的亚共析钢而言,正火的目的是调整
硬度,便于切削加工,细化晶粒,提高力学性能,为淬火作组织准备,消除残作内应力,防止在后续加热或热处理中发生开裂或形变。使用组织为:铁素体加索氏体。
(2)渗碳:提高工件表面硬度、耐磨性及其疲劳强度,同时保持工件心部良好的韧性和塑性。使用组织:表层为高碳回火马氏体+颗粒碳化物+少量残余奥氏体,心部为低碳回火马氏体+铁素体。
(3)淬火:获得马氏体组织,提高工件的硬度,获得相应的力学性能。使用组织:淬火马氏体。
(4)低温回火:减少或消除淬火内应力,稳定工件尺寸,获得工艺所要的力学性能。使用组织:回火马氏体。