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简答题
1, 试术42CrMo中加入Cr Mo 元素的作用?
42CrMo为合金结构钢,一般热处理工艺规范为调制处理,即淬火加高温回火,加入Cr的作用: 1,是增加淬透性,2,略有减少过热倾向
3,提高回火稳定性,4,增加回火脆性倾向, 加入Mo的作用: 1,消除刚的回火脆性,2,防止过热,3,进一步提高淬火的淬透性,
2,工具钢的热处理有哪些特点?
工具钢的预先热处理通常采用球化退火,以获得在铁素体上分布着细小均匀的颗粒状碳化物组织,有时为了消除网状碳化物,往往在
退火前先进行一次正火处理。工具钢的最终热处理包括淬火和低温回火处理,以保证获得高硬度和高耐磨性,
3,高速钢能够用二次硬化进行处理的主要理由是什么?
高速钢中含有很高亮的 钨 钼 钒等合金元素的高熔点碳化物,淬火加热时未溶解碳化物颗粒能阻止奥氏体晶粒长大,为使钢产生
二次硬化。所采用的淬火加热温度虽然很高,淬火后仍可获得细晶粒组织,因而不会造成钢的性能变坏,这就是钢能够进行二次硬化
的主要原因。
4,简述晶体的特征?
晶界在常温下的硬度和强度比较高,在高温下则比较低,晶界容易被腐蚀,晶界熔点低,晶界上院子扩散速度快,
5,试述塑性变形的滑移?
晶体在切应力的作用下,某一部分沿着一定的晶界和晶向面对另一部分发生位移通常称为滑移,
6,金属塑性变形时,位错对滑移的影响如何?
少量位错对金属塑性变形有利,因减少临界切应力而使变形容易,位错密度继续增大,由于位错之间及位错与缺陷之间的相互阻碍作用,
使位错运动不能进行,从而表现为强度的提高,使塑变形阻力增大而不易滑移,这种塑性变形时加工硬化现象妨碍了进一步的加工变形,
7,为什么在合金中组元的原子尺寸越小,则扩散速度加快?
组元的原子尺寸差越大,晶格畸变越大,是畸变能增高,原子不稳定,从而降低了激活能,扩散时阻力就减少,因而使扩散速度加快,
8,铁碳合金中,为什么随碳含量的增加(指固溶体)而扩散速度加快?
当碳溶于固溶体中时,由于碳的熔点低于铁,因此,低熔点组元增加时,降低了激活能,时碳原子扩散阻力减小,因而增加了扩散速度,
9,简答什么是形变热处理?
形变热处理是将压力加工和热处理有效的结合起来,以达到加工硬化和热处理强化双层强化的效果,得到比单一强化更高的综合力学性能,
10,什么叫碳势,碳势的高低与什么因素有关?
通常把在一定温度下,退碳与增碳反应达到平衡时,炉气成分所对应的碳钢的含碳量称为该温度下炉气的碳势, 某一温度下炉气的碳势
,取决于退碳性气体和增碳性气体的相对含量,增碳性气体含量越多,炉气碳势越高,反之则碳势越低。
11,简述PID调节?
PID调节是把比例调节 积分调节 微分调节结合起来,发挥PD的快速性,I的持久性,D的超前控制,老火的满意的控制结果。
12,试述多用箱式电阻炉在热处理中的应用?
因为多用箱式电阻炉有良好的密封性,可使用多种气氛,炉内气氛能方便地调节与控制,因而可以进行渗碳,碳氮共渗,表面复碳,光亮正火,光亮退火,
等多种热处理工艺,该炉型工艺灵活性,
13,矿物油作为淬火介质(与水相比较)主要特点是什么?
矿物油的沸点一般在250--400℃范围内,与水相比较,在较高温区便进入对流阶段,故,在低温区(M转变区)它的冷却能力较弱,
有利于减少工件变形和开裂的倾向,但油在高温区(P转变区)的冷却能力也很小,故不能用于淬透性较小的碳素钢淬火,
只能用于淬透性比较大的各类合金钢的淬火。
14,什么类型的钢具有第二次回火脆性?为什么?
含有Cr Ni Mn 三种元素合金的钢具有第二类回火脆性,这种元素的加入使晶粒边界杂志浓度增加而产生回火脆性。
15,热处理可变强化变形铝合金淬火后为什么塑性好?时效后强度为什么会提高?
铝合金是扩散型强化,由两个缺一不可的热处理过程(淬火与时效)实现的,在淬火时固溶体分解被阻止而得到低强度与高塑性的过饱和固溶体。
时效过程中,内部组织发生扩散,形成许多强化相微粒弥散散于固溶体基础上,使合金强化。
16,钢在淬火冷却过程中产生的热应力和组织应力对工件的影响是什么?
在淬火冷却过程中,热应力和组织应力的变化时相反的,最终应力状态恰好也是相反的,热应力和组织应力的合力称为淬火应力,它是引起工件变形开裂和变形的原因,
当淬火呢应力超过钢的屈服强度即造成工件变形,当淬火内应力超过钢的断裂强度,工件便发生开裂。
17,钢的组织应力造成变行有哪些规律?
1.沿着大尺寸方向伸长,沿着小尺寸反方向缩小,
2.平面凹下,直角变锐。
3.外径缩小,内径胀大。
18.工件淬火开裂有哪几种形式?
1.纵向开裂: 纵向尅咧又称轴向开裂,
2.横向开裂:这类开裂常发生在未淬透的工件中,
3.其他形式的开裂:凹角部分的开裂,凸角角部的开裂,截面急变处开裂,孔壁的开裂,淬火不均匀产生的开裂,淬火冷却不均匀产生的软点引起的开裂。
19. 什么是水韧处理?
水韧处理时使高锰钢在1000--1100℃得到均匀的奥氏体组织,然后快速冷却(以免碳化物析出)把高温下的奥氏体组织在室温下固定下来。
填空题
1, 碳氮共渗在正常时,渗层只有一定数量的(碳氮化合物)一般不会形成连续的化合物层,
2.45钢退火后硬度偏高,是由于加热温度高,且(冷却速度快)的原因,
3.热处理质量检验的内容主要有 外观检验,硬度检验 变形和开裂检验,金相组织检验,化学成分检验,(力学性能检验).
4.带状组织可明显(降低)才智的力学性能,特别是横向的力学性能。
5.碳氮共渗是以渗(氮)为主,能改善工件耐磨性.
6.钢种的发纹可用 酸腐蚀法,磁力探伤法,或(塔形车削法)检验。
7.可热处理强化变形铝合金有 硬铝 超硬铝和锻铝三种,他们的主要强化途径是(时效强化).
8.GB/T7232---1999《金属热处理工艺术语》规定,(渗透带)是“同一牌号的钢因化学成分或奥氏体晶粒度的波动而引起的淬透性曲线变化的范围,
9.淬火冷却时(热应力)与组织应力的集中或叠加,是引起变形的主要因素.
10.量具钢常用的退火工艺为球化和(去应力)退火。
11.共析钢中的带状组织可用扩散退火的方法来消除,较好的使用(反复锻打)来消除。
12.当高速工具钢碳化物不均匀性的改善程度受到限制时,为避免过热组织的产生,可以在保证硬度的前提下,采用(降低)淬火加热温度来处理,
13.机床导轨的淬火一般采用 高频感应加热淬火,火焰淬火,(接触电阻加热法)。
14.选择回火温度时,应尽量避开出现回火脆性的温度区,故回火温度不能超过(250°)
15.马氏体的转变总是没有进行完毕,而残留有(残余奥氏体)马氏体转变可以具有可逆性,
16.奥氏体晶粒的实际尺寸决定于(本质晶粒度)及实际加热条件。
17.滴注式气体渗碳炉在炉温低于(750°)不得向炉内滴入渗剂。
18.工业生产中的冷塑性变形的应用实例有 拉丝和 (冲压)等。
19.对工件的畸变和变形来说,热处理工艺过程的合力性,工艺参数的正确性,及(操作方法的合理性)是至关重要的。
20.钢退火后出现石墨是由于 温度过高,时间过长,(使碳化物分解造成的)。
21.因为奥氏体的(塑性好)屈服强度低,所以锻造时要加热至奥氏体化温度区间。
22.金属的(高温)强度用蠕变极限和持久极限来表示。
23.相的化学成分和(结构类型)发生变化的组织转变过程叫 相变。
24.轴承对材料的要求很高,首先由高纯度,淬透性好,(组织均匀)被切削加工性好,
25.金属塑性变形的主要形式(滑移)与 孪生。
26.魏氏组织是沿着过饱和的固溶体的(特定界面)析出并在母相内呈一定的片状或针状分布的第二相形成的复相组织。
27.金属或合金在加热或冷却过程中,发生(相变的温度)称为相变点。
28.现场管理主要存在的问题有 技术装备的(状态欠佳),各类物品摆放无序,废弃物品不能及时清除。
29.待热处理件的基本数据包括(待热处理件)化学成分,炼钢炉号拉伸实验数据,硬度试验数据,淬透性及金相组织试验资料。
30.简单点阵碳化物具有(硬度和熔点高)稳定性高,加热时不易溶入奥氏体中,对相变的影响较小等性能。
31.金属工艺性能包括(切削加工性)可锻性,可焊性,热处理工艺性。
32.齿轮的主要参数有压力角a 齿数z 模数m,
33.金属金体中的一系列或若干列原子发生错排现象叫(位错)这是一种线型的不完整结构,也称线缺陷。
34.固溶热处理是将合金加热至高温单相区恒温保持,使过剩相(充分溶解)到固溶体中后快速冷却,以得到过饱和的固溶体的工艺。
35.复合渗工艺通常使指在零件表面同时渗入(两种或两种)以上的元素。又称多元共渗。
36.微观应力称为第二应力,是金属经冷塑性变形后,由于各晶粒或亚晶粒(变形不均匀)而引起的一种应力,
1.铝合金是怎么样分类的?
按加工特点铝合金可以分为两类: a. 形变铝合金 1.防锈铝合金,
2.硬铝合金, 按性质可分: 普通铝合金, 超硬铝合金,耐热铝合金,
3.锻铝合金, 按性质可分: 普通铝合金, 耐热铝合金,
b.铸造铝合金 1.低强度铸铝合金, 2.中强度铸铝合金, 3.中强度耐热铸铝合金, 4.高强度铸铝合金,5.高强度耐热铝合金
6.高强度耐蚀铸铝合金。
2.多晶体金属是怎样发生塑性变形的?
多金属晶体在受到外力时,当某一晶粒内某一滑移系中的应力达到临界切应力时,则位错沿滑移面滑动,直至晶界处受阻力为止,这样的无数晶粒的位错都集中于晶界时,
晶界处应力集中,而使相邻两晶界内部有利于滑移的面开始滑动,如此一批一批地滑动,使整个多晶体金属产生协调的变形,这就是多晶体金属性变形的实质。
3.再结晶退火的转变有几个过程?
主要有以下几个过程: 回复: 当再结晶退火加热温度较低时,金属中空位与缺陷相结合,而使空位减少,温度再高,分散杂乱的位错互相结合并按一定的规律排列起来
形成许多小晶块,这个过程叫亚晶的回复,回复后第二类的微观应力消除,性能稍有恢复,
再结晶:当加热温度高时,以亚晶为核心形成位向与变形晶粒位向不同的等轴晶粒,随之长大直至变形晶粒完全消失,此时潜在的能量完全消失,
晶粒恢复至变形前的状态,表现为强度和硬度下降,性能恢复至变形前的状态。再结晶全过程中无相变发生。
4. 钢回火后性能有何变化?
低碳钢在300以下回火,力学性能基本上不发生变化,300以上回火,钢的硬度和强度显著降低,塑性增高。
高碳钢在200以下回火,由于弥散硬化,钢的硬度略有升高,200-300回火时,硬度变化不大,高于300回火,力学性能变化规律与低碳钢相似。
中碳钢200以下回火,硬度变化不明显,200-300之间回火,出现最高值,超过300回火,钢的强度降低塑性增高,
另外,在200-300回火。中,高碳素钢会因韧性降低而变脆,即出现第一类回火脆性,硌钢和硌镍钢等在450-650之间回火,会出现第二类回火脆性,
5.简述防止小淬火开裂的几种方法?
1. 马氏体转变区应尽量缓慢冷却,使工件表面和中心部分的温差减少,组织转变开始的时间比较接近,从而使减少由于组织转变而产生的残余拉应力,
2. 利用热应力使工件表面产生残余压应力达到防止开裂的目的。
3.在降低淬火残余拉应力的同时,提高马氏体的强度,对防止淬火开裂也是很重要的。
4.清除工件表面冷却速度不均匀是防止淬火开裂的关键问题。
6. 简述渗碳齿轮的热处理技术要求?
渗层深度: 端面模数mt《5渗层0.9--1.3mm。 mt>5时,渗层1.0--1.4. mt>8时,渗层1.2--1.6mm。
以上是用金相法检测定时的要求,若产品图赏有有效硬化层深度规定时,则应在金相法层深基础上减0.2mm,有效硬化层深度测定:是在9.8N试样力下从试样表面打到维氏硬度
值为550HV处的垂直距离,
硬度:齿面硬度:58--62HRC
心部硬度:1.洛氏硬度规定为33-48HRC 2.维氏硬度规定 300--45HV
非马氏体组织层深度不得超过0.02mm 金相组织: 碳化物的要求根据ZBT04001--88《汽车渗碳齿轮金相检验》的规定,在显微镜放大400倍检查,部位一齿顶角工作面为准,
要求在1--5级合格,
马氏体及残余奥氏体,根据ZBT04001--88的规定在金相显微镜下放大400倍检查,部位以节圆或工作面为准,1--5级合格。
7.简要分析ZGMn13钢水韧处理的工艺参数?
1. 预热ZGMn13钢由于其导热性差,加热时应缓慢。特别是在700以下时。应控制在<70℃/h以下为好,因此,在箱式 电阻炉或井式炉第一次预热温度为600,豹纹时间采用2min/mm
之后转入中温盐浴炉第二次预热800,保温时间采用30--50s/mm,
2.加热要在高温盐浴炉中进行,加热温度应能保证所有碳化物溶入奥氏体中,过热则晶粒长大,屈服强度降低过韧性差,温度一般为1050--1100.由于高温加热需要注意氧化和脱碳。
3.冷却水韧处理的冷却速度要越快越好,一般用流动清水,水温不得超过20℃,入水钱的工件温度不得低于950℃,以免碳化物析出,
水韧处理后一般不回火,也不宜在250℃以上的环境使用,
8. 试述回火脆性的产生和预防?
回火脆性是淬火钢在某些温度区间回火或回火温度缓慢冷却通过该温度区间的脆化现象,分为第一类回火脆性和第二类回火脆性,第一类回火脆性是钢淬火后在300
左右回火时产生的回火脆性,其预防即消除方法可用更高温度的回火,提高韧性,以后再次在300回火则不会出现。
第二类回火脆性是含Cr Mn Ni等元素的合金钢淬火后,在脆化温度400--500区回火,或经高温回火后缓慢冷却通过脆化温度区产生的脆性,其预防消除的方法是可通过
高于脆化温度再次回火后冷却消除,消除后如再次在脆化温度区间回火,或更高温度回火后缓慢冷却通过脆化温度区,则重复出现脆性,
9.间隙相和间隙化合物在高速钢中起的作用??
工具钢,特别是高速钢中加入钒与碳后形成VC是间隙相,很稳定,能组织晶粒长大,这是因为它再高温不易聚集,冷却时不易析出,从而使高速钢具有高的热硬性,
此外,有间隙化合物Mo2C, W2C等的存在,使之增加耐磨性,Tic,Wc,是制造硬质合金钢的材料,故间隙化合物在工具钢钢中起重要作用,
10. 大件容易出现什么缺陷,如何防止?
大锻件的成分偏析较严重,需要锻造来改善,锻造后应缓慢冷却以防止白点的产生,此外,材料的非金属杂质物要少,以提高锻件的致密度,为此后热处理过程多采用
下列工艺,加热600-650为重结晶阶段,可以消除应力,使氢气分布均匀,加热250--320未获得下贝氏体并进一步除氢,加热630--650除去中心的氢,最后缓慢冷至400
出炉,以减少应力防止白点的产生。
11. 试述工件裂纹特征?
(1. 原材料及冶金因素造成的裂纹特征,
a,轧制,锻造时产生纵向裂纹,方向平直深度较大,断面呈灰黑色,有氧化。
b,气泡造成的裂纹在表层中形成皮下裂纹,
c,内部沿纵向产生的很亮的白点,横向呈细短裂纹,
d,由于夹杂疏松引起的李玟在信不产生网状裂纹或表面皮下细微裂纹,
(2 .淬火裂纹特征,
a,裂纹呈刀割状与磨削方向有关,
b,裂纹发生的部位多在工件横断面急剧变化的部位,尖角或控的地方,
c,断面无氧化,也无脱碳,只有少量的淬火介质侵入,
(3. 磨削裂纹,裂纹总是垂直于磨削方向或呈龟甲状。
12.举例说明常用不锈钢的分类?
按其在不同腐蚀介质中所具有的化学稳定性可分为 (1. 普通不锈钢 (2.不锈耐酸钢
按其正火后组织不同又可分为 1. 马氏体不锈钢 2.奥氏体型不锈钢及中间型不锈钢。
eg; ( 1Cr3SiAl铁素体型, 0Cr13. 1Cr13 Cr14马氏体-铁素体型)
(2Cr13 3Cr13 4Cr13 9Cr18 2Cr13Ni2马氏体型) , (1Cr14Mn14Ni奥氏体型)
(属于不锈耐酸钢 Cr17 Cr28 Cr18Si2 1Cr25Ti铁素体型 , Cr17Ni2马氏体--铁素体型)
(9Cr18MoV 1Cr11Ni2W2MoVA马氏体型 , 0Cr18Ni9 1Cr18Ni9Nb 奥氏体型)
13.使用洛氏硬度计应注意些什么?
1.被测定工件或样品表面粗糙度值不得高于Ra 3.2 nm,仲裁试样表面粗糙度值一般不得高于Ra1.6um。
2.被测表面于支撑面要平整,光洁,不得带有油脂,氧化皮,毛刺,铁屑等污物,测试时平面要平行,保证压头垂直压入试样表面。
3.试样表面要防止受热软化或冷作硬化而引起材料硬度的变化。
4.应在室温状态下10--35 测量。
5.对微观结构的粗糙的(铸铁)不宜用。
6.检测曲面或球面时,必须测试其最高点,使压头受力均匀压入试样表面。HRC的测量范围应在20---67HRC.
1.钢中由于加入稀土元素,改善了杂质物的状态。
2.某些钢(例如20CrMnMo)渗碳后用空冷,表层形成托氏体,内层一部分马氏体造成表面拉应力而发生开裂。
3.疏松的存在,在淬火时容易产生裂纹。
4.钢的冶炼过程都要经过 熔化--杂志氧化--造渣---脱氧---调整成分--出钢。
5.普通黄铜中加入 铅,铝,镍,锰,铁,硅等能改造其性能,称为特殊的黄铜。
6.钛合金是按照“退火状态的组织”进行分类的。
7.锡青铜铸性能好,耐蚀性好,有较高的机械性能和耐磨性能,内燃机上常用来作各种耐磨件,如 铜套。
8.为保证变形铝合金加热温度均匀,必须在带有清冽空气循环装置的电炉或带有压缩空气搅拌装置的硝盐装置中进行,为保证炉温复合规定,可用易于过烧的LY2合金片做淬火实验。
9.经过淬火变形的铝合金,时效时有孕育期,在孕育期内强度变化很小,工件可以在孕育期内进行矫正,铆接,冲压,。和其他冷加工,排除淬火变形不易矫正的困难。
10.生产现场快速分析工件化学成分的方法,有便携式看谱镜进行光谱分析, 用转速为3000r/min砂轮机进行火花鉴定,
11.合金的组成相是多种多样的,概括起来,合金的相可分为 固溶体和金属化合物。
12.珠光体转变时随着钢的成分,转变温度的不同,所析出的先析出相的数量和形状将极不相同。
13.在不锈钢中加入 钛和铌是为了防止晶间腐蚀。
14.镍对不锈钢的影响,只有与络配合才能充分表现出来。
15.提高不锈钢的抗腐蚀能力的途径:主要是降低含碳量,或添加稳定化元素。
16.高锰钢铸铁的性质硬而脆,耐磨性也差,不能实际应用,经水韧处理后,才能具有一定的耐磨性,
17.铁素体型耐热钢不能通过热处理强化,热处理的目的是为了消除加工内应力和获得单一的铁素体组织并消除脆性。
18.真空炉一般由 炉体 真空机组 液压系统 控制系统组成。
19.炉温均匀性测量的目的在于通过测量掌控炉膛内各处温度分布情况。
20.新添置的热处理炉或经过大维修热处理炉应按照国家标准测定有效加热区。
21.粘土砖不易作铁--镙--铝电阻丝的搁砖和可控气氛炉衬。
22.放热式可控气氛炉不需外部提供热量即可,故称放热式可控气氛炉。
23.吸热式可控气氛炉在低于750时与空气混合会产生爆炸。
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