热处理工300问(中级题库四)

2025-01-21


四、简答题

161)同样形状和大小的两块铁碳合金,其中一块是低碳钢,一块是白口铸铁。试问用什么简便方法可迅速将它们区分开来。

答案:由于它们含碳质量分数不同,特性就不同,最显著的是硬度不同,前者硬度低,韧性好,后者硬度高,脆性大。从这两方面考虑,可有多种方法,如(1)、用钢挫试挫,易挫者为低碳钢,(2)、用榔头敲砸,砸不断的是低碳钢。等等。

162)金属铸件能否通过再结晶退火来细化晶粒?

答案:不能,再结晶退火必须用于经冷塑性变形加工的材料。其目的是改善冷变形后材料的组织和性能。再结晶退火的温度较低,一般都在相变临界点以下。铸件不能进行冷变形加工,若对铸件采用再结晶退火,其组织不会发生相变,也没有形成新晶核的驱动力,所以不会形成新晶粒,也就不能细化晶粒。

163)简要概括马氏体转变的特点。

答案:1、无扩散;2、它的晶体结构改变是通过所有原子的协力运动进行的。3、马氏体转变的另一个特点是它的界面运动的高速度。4、有不变切变平面(惯习面)。另外,在很多情况下,马氏体转变是可逆的。

164)试述无扩散型相变有何特点?

答案:

1、   存在由于均匀切变引起的形状改变,使晶体外形发生变化。(表面浮凸)

2、   由于相变过程无扩散,新相与母相的化学成分相同。

3、   新相与母相间有一定的晶体学位向关系。

4、   相界面移动速度极快,可接近声速。

165)钢铁零件渗碳温度一般选择哪个相区中进行?为什么?

答案:

钢铁零件渗碳温度一般选择γ-Fe相区中进行。因为α-Fe中最大碳溶解度只有0.0218%,对于含碳质量分数大于0.0218%的钢铁,在渗碳时零件中的碳浓度梯度为零,渗碳无法进行,即使是纯铁,在α相区渗碳时铁中碳浓度梯度很小,在表面也不能获得高含碳层;由于温度低,扩散系数也很小,渗碳过程极慢,没有实际意义。γ-Fe中的碳溶解度高,渗碳时在表层可获得较高的碳浓度梯度使渗碳顺利进行。

166)说明过冷度、临界过冷度、动态过冷度概念的区别。

答案:实际结晶温度与理论结晶温度之间的温度差,称为过冷度。过冷液体中,能够

形成等于临界晶核半径的晶胚时的过冷度,称为临界过冷度。晶核长大时,要求液/固相

界面前沿液体中有一定的过冷,晶体才能长大,这种过冷称为动态过冷度。

167)何为预备热处理?

答案:为调整性能便于机械加工,或为最终热处理做组织准备的热处理叫预备热处理。

168)何为最终热处理?

答案:为达到(满足)产品最终性能要求,采用的热处理叫最终热处理。

169)σ0.2的含义是什么?为什么低碳钢不用此指标?

   答案:σ0.2 为名义屈服强度(点),适用于没有明显屈服现象的金属材料。低碳钢有明显的屈服现象,用σs 表示。

170)抗拉强度与硬度之间有没有一定的关系?为什么?

   答案:有。因为它们以不同形式反映了材料在外力作用下抵抗变形和断裂的能力。只是反映的材料体积不同,Rm反映的是被测材料整个体积内,而HRC反映被压处。

171)αk代表什么指标?为什么αk 不用于设计计算?

  答案:αk 代表金属材料的冲击韧度,即试样缺口底部面积上的冲击吸收功,代表抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力。因为αk值的影响因素多,重复性差,且工件大多以小能量多次冲击下工作,此时的寿命主要取决于强度。所以,不直接用于设计计算。

172)金属的晶粒大小对其力学性能有何影响?如何控制液态金属的结晶过程,以获得细小晶粒?

  答案:晶粒越细,晶界就越多,晶界处的晶格排列方向极不一致,犬牙交错、互相咬合,从而增加了塑性变形的抗力,提高了金属的强度。同时,金属的塑性和韧性也可得到提高。

   采用快速冷却、人工精核、机械震动、超声波振动、电的磁搅拌等方法可获得细小晶粒。

173)室温下,WC=0.45℅的亚共析钢中铁素体和珠光体各占多少?

答案:因为F(0.45-0)=(100%-F)(0.77-0.45)

所以F=

174)室温下,共析钢中铁素体和渗碳体各占多少?

答案:因为F(0.77-0)=(100%-F)(6.69-0.77)

所以

175)从仓库找出一根积压的钢材,经金相分析后发现其组织为珠光体加铁素体,其中铁素体占80℅,问此钢材的含碳量大约是多少?

答案:因为珠光体含量为1- 80% = 20%

所以Wc=(为15钢)

176)什么是热处理? 你认为热处理的重要意义是什么?

答案:热处理是将金属或者合金在固态范围内, 通过加热﹑保温﹑冷却的有机配合,使金属或者合金改变内部组织得到所需要的性能的操作工艺。(40)

1)预备热处理:为机械加工提供组织准备。(20)

2)工件整体热处理:获得整体性能均一的工件。(20)

3)表面处理:表面获得特殊性能的处理。(20)

177)试简述奥氏体形成的基本过程及影响?

答案: 1)奥氏体晶核的形成及长大。(50)

    2)残余渗碳体的溶解。(25)

3)奥氏体的均匀化。(25)

178)轴承钢(例如GCr15)的热处理一般包括预备热处理和最终热处理两部分,试简述一下这两种热处理的目的?

答案:1)预备热处理:是为了获得球状珠光体组织,以便降低其硬度,有利于切削加工性。(占50%)

       2)最终热处理:一般采用淬火及低温回火,是为了获得回火马

氏体,以保证高的硬度和良好的耐磨性。(占50%)

179)简述淬火钢回火的组织转变过程?

答案:1)马氏体分解2)残余奥氏体分解3)渗碳体的形成4)渗碳体的积聚长大。

180)试简述托氏体、珠光体、索氏体的区别?如何获得托氏体?

答案:三者是根据铁素体和渗碳体的片层间距来划分的,其中珠光体片层间距最大,托氏体片层间距最小,索氏体片层间距居中。(占60%)

450~550℃的盐浴中等温转变或淬火+中温回火。(占40%)

181)影响奥氏体化的因素?(写出2种)

答案:1)钢的化学成份:合金元素增加奥氏体化时间;(占50%)

2)加热温度:温度越高,元素扩散速度提高奥氏体化时间缩短。(占40%)

182)为什么绝大多数钢淬火后,要及时回火?

答案:1)淬火后的马氏体硬而脆;(占40%)

2)存在很大的内应力,易于变形与开裂;(占30%)

3)有少量的不稳定组织的残余奥氏体的存在。(占30%)

183)适用Ac1Ac3表示亚共析钢的淬火、正火和退火的温度及冷却方式?

答案:1)淬火温度为Ac3+30~50℃,在水中冷却;(占40%)

      2)正火温度为Ac3+30~50℃,出炉空冷;(占30%)

3)退火温度为Ac3+30~50℃,随炉冷却;(占30%)

184)工件加热时应从那些方面来确定加热速度?

答案:1)工件的大小和形状:大小和形状不同,加热时所产生的应力大小和分布不同;(占40%)

2)钢的化学成份:合金元素都降低钢的加热速度;(占30%)

3)设备的热效率:设备的升温速度将限制加热速度。(占30%)

185)金属有哪三种常见晶体结构,其中不能作为空间点阵的是哪一种结构?

答案:面心立方、体心立方、密排六方,不能作为空间点阵的是密排六方。

186)金属结晶时的过冷度是一个恒定数值吗?过冷度受哪些因素影响?

答案:不是。过冷度受金属的纯度、冷却速度、铸模材料的性质等因素影响。

187)一次、二次、三次渗碳体分别从哪个相中析出?

答案:一次渗碳体由液相析出,二次渗碳体由奥氏体析出,三次渗碳体由铁素体析出。

188)简述平衡状态下,亚共析钢、过共析钢、共析钢的室温平衡显微组织。

答案:亚共析钢为铁素体+珠光体;共析钢为珠光体;过共析钢为渗碳体+珠光体。

189)简述平衡状态下,亚共析钢、过共析钢、共析钢的相组成。

答案:三者都为铁素体+渗碳体

190)微量元素在合金钢中的有益作用可以归结为哪四个方面?

答案:   (1)净化作用;(2)变质作用;(3)控制夹杂物形态;(4)微合金化作用。

191)简述PS对钢的危害性及有益作用。

答案:危害性:P会增加钢的冷脆性,S会增加钢的热脆性。

      有益作用:低合金高强度钢中适当增加P会提高钢的耐蚀性,某些特殊钢如炮弹钢还可利用P的冷脆性增大杀伤力。利用S可生产易切削钢。

192)合金元素是通过哪些途径提高合金钢强度的?

答案:(1)铁素体的固溶强化;(2)增加珠光体的相对量;(3)细化铁素体晶粒;(4)析出强化。

193)疲劳断裂的断口宏观特征是什么?

答案:   由两个区组成,即疲劳裂纹产生及扩展区和最后断裂区。

194)什么叫接触应力?

答案:   两物体相互接触时,在表面上产生的局部压入应力。

195)工具钢回火温度的制定原则是什么?

答案:   消除有害应力,尽量保持高硬度。

196)何谓二次硬化?其实质是什么?

答案:   淬火钢在回火时自马氏体中析出弥散的碳化物等颗粒,使钢的硬度大大提高的现象。其实质是析出弥散强化。


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