第六章-钢的热处理作业题答案课件.ppt

1、第六章 钢的热处理作业题答案第五章第五章 作业题答案作业题答案-23：退火。：退火。6：等温退火。：等温退火。9：正火。：正火。12：不完全淬火。：不完全淬火。14：淬火。：淬火。20：等温淬火：等温淬火解：解：奥氏体化后各冷却方式的热处理工艺名称。：奥氏体化后各冷却方式的热处理工艺名称。如如1题答案图题答案图第五章第五章 作业题答案作业题答案-3 3：（P）6：（P）9：（P）12：（P+M+A残残）20：（B下下）18：（B下下+M+A残残）16：（M+A残残）、）、14：（M+A残残）解：解：比较各冷却速度下产物硬度的高低。：比较各冷却速度下产物硬度的高低。如作业题如作业题3图图第五章第

2、五章 作业题答案作业题答案-3 粒状珠光体渗碳体呈球粒状，片状珠光体渗粒状珠光体渗碳体呈球粒状，片状珠光体渗碳体呈片状；粒状珠光体强度、硬度低于片状珠碳体呈片状；粒状珠光体强度、硬度低于片状珠光体，但塑性优于片状珠光体。光体，但塑性优于片状珠光体。解：解：2：比较下列组织与性能：比较下列组织与性能：粒状珠光体与片状珠光体。：粒状珠光体与片状珠光体。：上贝氏体：上贝氏体B上与下贝氏体上与下贝氏体B下。下。：板条状马氏体：板条状马氏体M板与片状马氏体板与片状马氏体M片。片。：索氏体：索氏体S与回火索氏体与回火索氏体S回。回。：粒状珠光体与片状珠光体。：粒状珠光体与片状珠光体。第五章第五章 作业题答

3、案作业题答案-3：上贝氏体：上贝氏体B上上与下贝氏体与下贝氏体B下下。组织：组织：如奥氏体转变为如奥氏体转变为B上上的过程的过程 图图与奥氏体转变为与奥氏体转变为B下下的过程的过程 B上显微组织呈羽毛状，上显微组织呈羽毛状，Fe 3C（白色）以不连（白色）以不连续短杆状分布于近似平行的密集续短杆状分布于近似平行的密集F条间，条间，F条内部条内部位错密度大，过饱和固溶碳；位错密度大，过饱和固溶碳；B下下显微组织呈针状显微组织呈针状(黑色黑色)，针状铁素体内分布着细小，针状铁素体内分布着细小碳化物碳化物(-Fe 3C白色）与铁素体长轴约成白色）与铁素体长轴约成55角，角，F条内部位错密条内部位错密

4、度大，过饱和固溶碳。度大，过饱和固溶碳。解：解：第五章第五章 作业题答案作业题答案-3解：解：上贝氏体：上贝氏体B上上与下贝氏体与下贝氏体B下下。性能：性能：B上的硬度较大（与上的硬度较大（与T 接近）但强度、韧性塑性接近）但强度、韧性塑性远低于远低于T（碳化物比（碳化物比T 粗大），没有实用价值。粗大），没有实用价值。B下下硬度、强度接近于马氏体，且有良好的韧性与塑性，硬度、强度接近于马氏体，且有良好的韧性与塑性，机械性能匹配良好。机械性能匹配良好。第五章第五章 作业题答案作业题答案-4解：解：板条状马氏体：板条状马氏体M板与片状马氏体板与片状马氏体M片。片。组织组织 板条状马氏体马氏体呈板

5、条状，板条内板条状马氏体马氏体呈板条状，板条内存在高密度位错，片状马氏体马氏体呈片状，存在高密度位错，片状马氏体马氏体呈片状，片内存大量孪晶。片内存大量孪晶。性能性能 板条状马氏体具有高强度、硬度与一定板条状马氏体具有高强度、硬度与一定韧性，片状马氏体具有更高的强度、硬度，韧性，片状马氏体具有更高的强度、硬度，耐磨性好，韧性较差。耐磨性好，韧性较差。第五章第五章 作业题答案作业题答案-4解：解：索氏体：索氏体S与回火索氏体与回火索氏体S回。回。组织组织 索氏体索氏体S渗碳体呈片状，回火索氏体渗碳体呈片状，回火索氏体S回回渗碳体呈球粒状渗碳体呈球粒状性能性能 S强度、硬度优于珠光体（退火），强度

6、、硬度优于珠光体（退火），S回回强度、硬度与退火珠光体相当，但韧、塑性强度、硬度与退火珠光体相当，但韧、塑性较好，综合机械性能良好。较好，综合机械性能良好。第五章第五章 作业题答案作业题答案-5 3：列表说明完全退火、正火、淬火、回火：列表说明完全退火、正火、淬火、回火：含义；：含义；：目的；：目的；：加热温度范围；：加热温度范围；：冷却特点。：冷却特点。第五章第五章 作业题答案作业题答案-5热处理热处理名称名称含义含义完全退完全退火火 将亚共析钢加热到将亚共析钢加热到Ac3以上以上20-50，经过一定时，经过一定时间保温后，缓慢冷却至间保温后，缓慢冷却至500 后出炉空冷，以获得后出炉空冷，

7、以获得接近平衡组织的一种热处理工艺。如碳素钢接近平衡组织的一种热处理工艺。如碳素钢 与退与退火分类图火分类图-1 ：1线线正火正火 将钢加热到将钢加热到Ac3（亚共析钢）或（亚共析钢）或Ac1（过共析钢）（过共析钢）以上以上30-50，经过一定时间保温后，然后在空气，经过一定时间保温后，然后在空气中冷却，以获得珠光体组织的一种热处理工艺。如中冷却，以获得珠光体组织的一种热处理工艺。如正火图。正火图。解：解：第五章第五章 作业题答案作业题答案-5热处理热处理名称名称含义含义淬火淬火将钢加热到将钢加热到Ac3（亚共析钢）或（亚共析钢）或A c1（过共析钢）（过共析钢）以上一定温度，保温后快速冷却，

8、以获得马氏以上一定温度，保温后快速冷却，以获得马氏体或下贝氏体的一种热处理工艺方法。体或下贝氏体的一种热处理工艺方法。如共析钢过冷奥氏体连续转变曲线如共析钢过冷奥氏体连续转变曲线-3 图：曲线图：曲线1回火回火将淬火钢加热将淬火钢加热A c1 以下一定温度，保温后以适以下一定温度，保温后以适当方式冷却的一种热处理工艺方法。当方式冷却的一种热处理工艺方法。解：解：第五章第五章 作业题答案作业题答案-5完全完全退火退火正火正火淬火淬火回火回火加热加热温度温度范围范围Ac3以以上上20-50Ac3（亚共析（亚共析钢）或钢）或Ac1（共析、过（共析、过共析钢）以共析钢）以上上30-50，Ac3（亚共析

9、（亚共析钢）或钢）或Ac1（共析、过（共析、过共析钢）以共析钢）以上上30-50，低温低温150250中温中温350500高温高温500650冷却冷却特点特点缓冷缓冷（随炉（随炉冷却）冷却）较快冷（空较快冷（空气中冷却）气中冷却）激冷（水、激冷（水、盐水中冷却）盐水中冷却）较快冷（空气中冷较快冷（空气中冷却）却）解：解：第五章第五章 作业题答案作业题答案-9 700 760 840 组织组织原始原始F+PF+AA热处理后热处理后 F+PF+M+A残残M+A残残硬度硬度一般一般较硬较硬最硬最硬 4：某：某45钢小工件，原始组织为珠光体与铁素体钢小工件，原始组织为珠光体与铁素体（Ac1724Ac3

10、780）若采用不同的加热温度：）若采用不同的加热温度：700 ；：760 ；：；：840 。加热后。加热后投入水中激冷，试比较冷却后的组织与硬度。投入水中激冷，试比较冷却后的组织与硬度。如作业题如作业题10图图解：解：第五章第五章 作业题答案作业题答案-10 5：根据下列零件的性能要求及技术条件，试选：根据下列零件的性能要求及技术条件，试选择热处理工艺方法。择热处理工艺方法。：用用45钢制作某机床主轴，轴颈部分和轴承接触钢制作某机床主轴，轴颈部分和轴承接触要求表面耐磨要求表面耐磨HRC5256，硬化层深，硬化层深1mm。：用用45钢制作直径为钢制作直径为18mm的某传动轴，要求有的某传动轴，要

11、求有良好的综合机械性能，良好的综合机械性能，HRC2225，回火索氏体组，回火索氏体组织。织。：用用20CrMnTi钢制作某汽车传动齿轮，要求表面钢制作某汽车传动齿轮，要求表面高硬度。高硬度。：用用38CrMoTiAl钢制作某高精度镗床镗杆，要钢制作某高精度镗床镗杆，要求表面高硬度大于求表面高硬度大于800HV。：用用65Mn钢制作直径为钢制作直径为5mm的某弹簧，要求高的某弹簧，要求高弹性（弹性（HRC3840），回火屈氏体组织。），回火屈氏体组织。第五章第五章 作业题答案作业题答案-10解：解：用：用45钢制作某机床主轴，轴颈部分和轴承接触钢制作某机床主轴，轴颈部分和轴承接触要求表面耐磨要

12、求表面耐磨HRC5256，硬化层深，硬化层深1mm。锻造锻造正火正火粗加工粗加工调质调质机加工机加工（半精）（半精）高频表面淬火高频表面淬火低温回火低温回火磨削磨削第五章第五章 作业题答案作业题答案-10解：解：用：用45钢制作直径为钢制作直径为18mm的某传动轴，要求有的某传动轴，要求有良好的综合机械性能，良好的综合机械性能，HRC2225，回火索氏体组，回火索氏体组织。织。下料下料正火正火机加工机加工（粗）（粗）调质调质机加工机加工（精）（精）第五章第五章 作业题答案作业题答案-11：用：用20CrMnTi钢制作某汽车传动齿轮，要求表面钢制作某汽车传动齿轮，要求表面高硬度高耐磨性，表面高硬

13、度高耐磨性，表面HRC5863，硬化层深。，硬化层深。下料下料锻造锻造正火正火机加工机加工（粗）（粗）铣齿铣齿渗碳渗碳淬火淬火+低温回火低温回火磨齿磨齿去碳机械加工去碳机械加工淬火淬火+低温回火低温回火解解或或第五章第五章 作业题答案作业题答案-11解解下料下料锻造锻造正火正火机加工机加工（粗）（粗）机加工机加工（精）（精）高频表面淬火高频表面淬火+低温回火低温回火磨齿磨齿拉花键孔拉花键孔或选用或选用40Cr：热处理工艺方法如下：热处理工艺方法如下第五章第五章 作业题答案作业题答案-11解解 ：用：用38CrMoTiAl钢制作某高精度镗床镗杆，要钢制作某高精度镗床镗杆，要求表面高硬度大于求表面

14、高硬度大于800HV。下料下料锻造锻造退火退火机加工（粗）机加工（粗）调质调质机加工（半精）机加工（半精）低温退火低温退火精车精车低温退火低温退火磨削磨削磁力探伤磁力探伤氮化氮化磁力磁力探伤探伤半精半精磨磨油煮定性（油煮定性（140160、18 20h）精磨精磨油煮油煮定性定性超精磨超精磨油煮油煮定性定性研配研配第五章第五章 作业题答案作业题答案-11解：解：用：用65Mn钢制作直径为钢制作直径为5mm的某弹簧，要求高的某弹簧，要求高弹性（弹性（HRC3840），回火屈氏体组织。），回火屈氏体组织。下料下料冷拔（三次、变形量达冷拔（三次、变形量达50%）加热（加热（Ac3以上）以上）+铅浴等温

15、（铅浴等温（450550）冷拔至尺寸（多次）冷拔至尺寸（多次）冷卷成型冷卷成型去应力退火（去应力退火（200300）根据性能需要特点，有如下三种工艺可选择：根据性能需要特点，有如下三种工艺可选择：第五章第五章 作业题答案作业题答案-11解：解：用：用65Mn钢制作直径为钢制作直径为5mm的某弹簧，要求高的某弹簧，要求高弹性（弹性（HRC3840），回火屈氏体组织。），回火屈氏体组织。下料下料冷拔至尺寸（多次）冷拔至尺寸（多次）淬火（油）淬火（油）+中温回火中温回火冷卷成型冷卷成型去应力回火去应力回火下料下料冷拔至尺寸（多次）冷拔至尺寸（多次）退火退火冷卷成型冷卷成型淬火淬火+中温回火中温回火或

16、选用或选用右边工右边工艺方法艺方法或选用或选用右边工右边工艺方法艺方法第五章第五章 作业题答案作业题答案-13解：解：如作业题如作业题15图图6：画出共析钢：画出共析钢C曲线与曲线与CCT曲线，为获得下列组织曲线，为获得下列组织(试用图示并说明应采用什么冷却方式？试用图示并说明应采用什么冷却方式？)：S+P。：T+M。：全部：全部B下。下。：M+AR。：B下下+M+AR。第五章作业题第五章作业题-4（注：（注：45钢的钢的Ac1=724，Ac3=780；T10钢的钢的Ac1=730；40Cr钢的钢的Ac1=743，Ac3=782）。）。：45钢正火。钢正火。：45钢某齿轮淬火。钢某齿轮淬火。：

17、T10钢某冲头球化钢某冲头球化：T10钢某冲头淬火。钢某冲头淬火。：40Cr某轴淬火。某轴淬火。7：试确定下列材料制造的工件，热处理加热温度、：试确定下列材料制造的工件，热处理加热温度、冷却方式或介质，并说明确定的原因，冷却方式或介质，并说明确定的原因，退火。退火。第五章第五章 作业题答案作业题答案-13解：解：45钢正火。钢正火。加热温度：加热温度：T=850冷却介质冷却介质空气空气原因原因：加热温度保证充分奥氏体化（晶粒又不致粗化）；加热温度保证充分奥氏体化（晶粒又不致粗化）；空气中冷却速度适中能获得较细珠光体组织。空气中冷却速度适中能获得较细珠光体组织。（注：（注：45钢的钢的Ac1=7

18、24，Ac3=780；）第五章第五章 作业题答案作业题答案-13解：解：45钢某齿轮淬火。钢某齿轮淬火。（注：（注：45钢的钢的Ac1=724，Ac3=780）高频表面高频表面加热：加热：表面表面T850，心部，心部T接近室温接近室温冷却介质冷却介质喷水。喷水。原因原因 加热温度保证表面充分奥氏体化（晶粒又不致粗加热温度保证表面充分奥氏体化（晶粒又不致粗化），心部保持原始组织；喷水冷却速度大能获得隐化），心部保持原始组织；喷水冷却速度大能获得隐晶马氏体组织。晶马氏体组织。第五章第五章 作业题答案作业题答案-13解：解：T10钢某冲头球化。（注：钢某冲头球化。（注：T10钢的钢的Ac1=730）

19、加热温度：加热温度：T=760冷却介质冷却介质随炉冷却，随炉冷却，500 出炉冷却。出炉冷却。原因原因：在此加热温度使珠光体奥氏体化时片状渗碳体发在此加热温度使珠光体奥氏体化时片状渗碳体发生不完全溶解而断开，成为细小渗碳体分布于奥氏体生不完全溶解而断开，成为细小渗碳体分布于奥氏体基体上，此细小渗碳体便是球状渗碳体晶核；随炉冷基体上，此细小渗碳体便是球状渗碳体晶核；随炉冷却，便于消除应力与珠光体的形成。却，便于消除应力与珠光体的形成。第五章第五章 作业题答案作业题答案-13解：解：加热温度加热温度T=760冷却介质冷却介质水。水。原因原因：在此加热温度使珠光体奥氏体化时片状渗碳体未在此加热温度使

20、珠光体奥氏体化时片状渗碳体未完全溶解于奥氏体，奥氏体含碳量低，避免完全溶解于奥氏体，奥氏体含碳量低，避免Ms、Mf下降，减少下降，减少A残残，提高淬火组织（，提高淬火组织（M+A残残）性能。水）性能。水作为冷却介质是为了快冷获得马氏体组织。作为冷却介质是为了快冷获得马氏体组织。：T10钢某冲头淬火（注：钢某冲头淬火（注：T10钢的钢的Ac1=730）如淬火钢含碳量、如淬火钢含碳量、残余奥氏体量、残余奥氏体量、硬度的关系图硬度的关系图 加热温度较碳钢高是因为合金钢中合金元素化加热温度较碳钢高是因为合金钢中合金元素化合合 物与合金碳化物十分稳定，不易溶解于奥氏体，即物与合金碳化物十分稳定，不易溶解

21、于奥氏体，即奥氏体化需要较高温度。奥氏体化需要较高温度。油作为冷却介质是因为油作为冷却介质是因为合金钢合金钢C曲线靠右，即奥氏体更稳定，一般不易产生曲线靠右，即奥氏体更稳定，一般不易产生高温转变（扩散型、半扩散型转变），在较慢冷却速高温转变（扩散型、半扩散型转变），在较慢冷却速度冷却也能获得马氏体组织。度冷却也能获得马氏体组织。第五章第五章 作业题答案作业题答案-13解：解：加热温度加热温度T=890冷却介质冷却介质油。油。原因原因：40Cr某轴淬火。（注：某轴淬火。（注：40Cr钢的钢的Ac1=743，Ac3=782）如如40Cr与与45钢淬钢淬火比较示意图火比较示意图作业题作业题1图答案图

22、答案-17271000 100101时间(s)MsA1稳定AMf温度12634578910111213141516171819201：（：（A+P）2：（P）3：（P）4：（A）5：（P）6：（P）8：（P）7：（A+P）9：（P）10：（A+P）作业题作业题1图图 答案答案-17271000 100101时间(s)MsA1稳定AMf温度126345789101112131415161718192011：（A+P）12：（P+M+A残残）13：（A）14：（M+A残残）15：（A）16：（M+A残残）18：（B下下+M+A残残）17：（A+B下下）1 9：（B下下）20：（B下下）作业题作业题

23、1图图 1题答案题答案7271000 100101时间(s)MsA1稳定AMf温度12634578910111213141516171819203：退火。：退火。6：等温退火。：等温退火。9：正火。：正火。12：不完全淬火。：不完全淬火。14：淬火。：淬火。20：等温淬火：等温淬火作业题作业题1图图 1题题7271000 100101时间(s)MsA1稳定AMf温度1263457891011121314151617181920 3：（P）与）与 6：（P）9：（P）12：（P+M+A残残）20：（B下下）16：（M+A残残）、）、14：（M+A残残）或或 3：（P）与与 6：（P）9：（P）2

24、0：（B下下）12：（P+M+A残残）16：（M+A残残）与与14：（M+A残残）奥氏体转变为奥氏体转变为B上上的过程的过程 还原还原短杆状Fe 3C 奥氏体转变为B上的过程奥氏体转变为奥氏体转变为B下下的过程的过程 还原还原奥氏体转变为B下的过程-Fe 3C 碳素钢的相临界转变温度碳素钢的相临界转变温度 作业题答案作业题答案-5FeP+Fe3CP+FFPAc1A1Ar1AccmAcmArcmA3Ac3Ar3退火分类图退火分类图-1作业题答案作业题答案-51VKVKDCBA72710020030040050060070080001000 100101时间(s)MsA1Mf稳定A2正火正火 作业

25、题答案作业题答案-5退火正火Ac3+(30-50)7271000 100101时间(s)MsA1Mf稳定A亚共析钢Ac1+(30-50)过共析钢共析钢过冷奥氏体连续转变曲线共析钢过冷奥氏体连续转变曲线-3 作业题答案作业题答案-621VKVKDCBA72710020030040050060070080001000 100101时间(s)MsA1Mf稳定A3作业题作业题10图图 作业题答案作业题答案-10317271000 100101时 间(s)M sA 1稳 定AM f温 度2F+PF+AA作业题作业题15图图 作业题答案作业题答案-13稳定AMfA1Ms时间(s)0800700600500400300200100727：S+P：T+M：全部：全部B下下：M+AR：B下下+M+AR。淬火钢含碳量、残余奥淬火钢含碳量、残余奥氏体量、硬度的关系氏体量、硬度的关系 作业题答案作业题答案-15204060800 0.4 0.8 1.2c1硬度0501030残余奥氏量体100%32A残 1-高于Ac1及Acm淬火后硬度2-亚共析钢高于Ac3、过共析 钢高于Acm淬火后硬度3-马氏体硬度40Cr与与45钢淬火比较示意图钢淬火比较示意图作业题答案作业题答案-16温度MsMf40Cr45谢谢！