金属热处理工艺

金属热处理

简述

金属热处理是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度，并在此温度中保持一定时间后，又以不同速度冷却的一种工艺。金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，与其他加工工艺相比，热处理一

般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量，而这一般不是肉眼所能看到的。为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能，除合理选用材

料和各种成形工艺外，热处理工艺往往是必不可少的。钢铁是机械工业中应用最广的材料，钢铁显微组织复杂，可以通过热处理予以控制，所以钢铁的热处理是金属热处理的主要内容。另外，铝、铜、镁、钛等及其合金也都可以通过热处理改变其力学、物理和化学性能，以获得不同的使用性能。

在从石器时代进展到铜器时代和铁器时代的过程中，热处理的作用逐渐为人们所认识。早在公元前770～前222 年，中国人在生产实践中就已发现，铜铁的性能会因温度和加压变形的影响而变化。白口铸铁的柔化处理就是制造农具的重要工艺。

公元前六世纪，钢铁兵器逐渐被采用，为了提高钢的硬度，淬火工艺遂得到迅速发展。中国河北省易县燕下都出土的两把剑和一把戟，其显微组织中都有马氏体存在，说明是经过淬火的。

随着淬火技术的发展，人们逐渐发现淬冷剂对淬火质量的影响。三国蜀人蒲元曾在今陕西斜谷为诸葛亮打制3000 把刀，相传是派人到成都取水淬火的。这说明中国在古代就注意到不同水质的冷却能力了，同时也注意了油和尿的冷却能力。中国出土的西汉(公元前206～公元24)中山靖王墓中的宝剑,心部含碳量为0.15～0.4%，而表面含碳量却达0.6%以上，说明已应用了渗碳工艺。但当时作为个人“手艺”的秘密，不肯外传，因而发展很慢。

1863 年，英国金相学家和地质学家展示了钢铁在显微镜下的六种不同的金相组织，证明了钢在加热和冷却时，内部会发生组织改变，钢中高温时的相在急冷时转变为一种较硬的相。法国人奥斯蒙德确立的铁的同素异构理论，以及英国人奥斯汀最早制定的铁碳相图，为现代热处理工艺初步奠定了理论基础。与此同时，人们还研究了在金属热处理的加热过程中对金属的保护方法，以避免加热过程中金属的氧化和脱碳等。

1850～1880 年，对于应用各种气体(诸如氢气、煤气、一氧化碳等)进行保护加热曾有一系列专利。1889～1890 年英国人莱克获得多种金属光亮热处理的专利。

二十世纪以来，金属物理的发展和其他新技术的移植应用，使金属热处理工艺得到更大发展。一个显著的进展是1901～1925 年，在工业生产中应用转筒炉进行气体渗碳；30 年代出现露点电位差计,使炉内气氛的碳势达到可控，以后又研究出用二氧化碳红外仪、氧探头等进一步控制炉内气氛碳势的方法；60 年代，热处理技术运用了等离子场的作用，发展了离子渗氮、渗碳工艺；激光、电子束技术的应用，又使金属获得了新的表面热处理和化学热处理方法。

金属热处理的工艺

热处理工艺一般包括加热、保温、冷却三个过程，有时只有加热和冷却两个过程。这些过程互相衔接，不可间断。加热是热处理的重要工序之一。金属热处理的加热方法很多，最早是采用木

炭和煤作为热源，进而应用液体和气体燃料。电的应用使加热易于控制，且无环境污染。利用这些热源可以直接加热，也可以通过熔融的盐或金属，以至浮动粒子进行间接加热。

金属加热时，工件暴露在空气中，常常发生氧化、脱碳(即钢铁零件表面碳含量降低)，这对于热处理后零件的表面性能有很不利的影响。因而金属通常应在可控气氛或保护气氛中、熔融盐中和真空中加热，也可用涂料或包装方法进行保护加热。

加热温度是热处理工艺的重要工艺参数之一，选择和控制加热温度，是保证热处理质量的主要问题。加热温度随被处理的金属材料和热处理的目的不同而异，但一般都是加热到相变温度以上，以获得高温组织。另外转变需要一定的时间，因此当金属工件表面达到要求的加热温度时，还须在此温度保持一定时间，使内外温度一致，使显微组织转变完全，这段时间称为保温时间。采用高能密度加热和表面热处理时，加热速度极快，一般就没有保温时间，而化学热处理的保温时间往往较长。

冷却也是热处理工艺过程中不可缺少的步骤，冷却方法因工艺不同而不同，主要是控制冷却速度。一般退火的冷却速度最慢，正火的冷却速度较快，淬火的冷却速度更快。但还因钢种不同而有不同的要求，例如空硬钢就可以用正火一样的冷却速度进行淬硬。

金属热处理工艺大体可分为整体热处理、表面热处理和化学热处理三大类。根据加热介质、加热温度和冷却方法的不同，每一大类又可区分为若干不同的热处理工艺。同一种金属采用不同的热处理工艺，可获得不同的组织，从而具有不同的性能。钢铁是工业上应用最广的金属，而且钢铁显微组织也最为复杂，因此钢铁热处理工艺种类繁多。

整体热处理是对工件整体加热，然后以适当的速度冷却，以改变其整体力学性能的金属热处理工艺。钢铁整体热处理大致有退火、正火、淬火和回火四种基本工艺。

退火是将工件加热到适当温度，根据材料和工件尺寸采用不同的保温时间，然后进行缓慢冷却，目的是使金属内部组织达到或接近平衡状态，获得良好的工艺性能和使用性能，或者为进一步淬火作组织准备。正火是将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却，正火的效果同退火相似，只是得到的组织更细，常用于改善材料的切削性能，也有时用于对一些要求不高的零件作为最终热处理。

淬火是将工件加热保温后，在水、油或其他无机盐、有机水溶液等淬冷介质中快速冷却。淬火后钢件变硬，但同时变脆。为了降低钢件的脆性，将淬火后的钢件在高于室温而低于650℃的某一适当温度进行长时间的保温，再进行冷却，这种工艺称为回火。退火、正火、淬火、回火是整体热处理中的“四把火”，其中的淬火与回火关系密切，常常配合使用，缺一不可。

“四把火”随着加热温度和冷却方式的不同，又演变出不同的热处理工艺。为了获得一定的强度和韧性，把淬火和高温回火结合起来的工艺，称为调质。某些合金淬火形成过饱和固溶体后，将其置于室温或稍高的适当温度下保持较长时间，以提高合金的硬度、强度或电性磁性等。这样的热处理工艺称为时效处理。

把压力加工形变与热处理有效而紧密地结合起来进行，使工件获得很好的强

度、韧性配合的方法称为形变热处理；在负压气氛或真空中进行的热处理称为真空热处理，它不仅能使工件不氧化，不脱碳，保持处理后工件表面光洁，提高工件的性能，还可以通入渗剂进行化学热处理。

表面热处理是只加热工件表层，以改变其表层力学性能的金属热处理工艺。为了只加热工件表层而不使过多的热量传入工件内部，使用的热源须具有高的能量密度，即在单位面积的工件上给予较大的热能，使工件表层或局部能短时或瞬时达到高温。表面热处理的主要方法有火焰淬火和感应加热热处理，常用的热源有氧乙炔或氧丙烷等火焰、感应电流、激光和电子束等。化学热处理是通过改变工件表层化学成分、组织和性能的金属热处理工艺。

化学热处理与表面热处理不同之处是后者改变了工件表层的化学成分。化学热处理是将工件放在含碳、氮或其他合金元素的介质(气体、液体、固体)中加热，保温较长时间，从而使工件表层渗入碳、氮、硼和铬等元素。渗入元素后，有时还要进行其他热处理工艺如淬火及回火。化学热处理的主要方法有渗碳、渗氮、渗金属。

热处理是机械零件和工模具制造过程中的重要工序之一。大体来说，它可以保证和提高工件的各种性能，如耐磨、耐腐蚀等。还可以改善毛坯的组织和应力状态，以利于进行各种冷、热加工。

例如白口铸铁经过长时间退火处理可以获得可锻铸铁，提高塑性；齿轮采用正确的热处理工艺，使用寿命可以比不经热处理的齿轮成倍或几十倍地提高；另外，价廉的碳钢通过渗入某些合金元素就具有某些价昂的合金钢性能，可以代替某些耐热钢、不锈钢；工模具则几乎全部需要经过热处理方可使用。

金属热处理

5-1 概述

随着社会和科学技术的发展，对钢材的作用性能要求越来越严格，目前提高钢材性能的方法主要有以下两点：1），在钢中特意加入一些合金元素，也就是用合金化的手段提高钢材的性能（下一章讨论）；2）对钢进行热处理（这一章的内容）。

钢的热处理有以下途径（三步骤）：固态下进行不同的加热，保温，冷却。

热处理在生产中越来越广泛，据调查，80-90%工件需要进行热处理，象各种工，模具几乎百分之百要求热处理。

根据加热与冷却的不同，热处理可按下面分类：

虽然热处理有很多方法，但它都可归纳为加热，保温，冷却三个步骤，对不同的材料进行不同的热处理，以上三步各部相同，整个这一章我们就讨论的正是这里面的不同与实质。

<回到篇头>

钢在加热时的转变

5-2

从FE-FE3C 的分析中我们知

道，碳钢在缓慢加热或冷却过

程中,经PSK,GS,E 线时都会发

生组织转变，例如S 点, 冷却到

S 点温度时A > P,加热到S

点时P > S,由于在加热过程

中，PSK,GS,ES 三条线很重要。

以后我们把它们分别简称为

PSK—A1 线，GS—A3 线，

ES—Acm 线, 那么在热处理过

程中无论是加热还是冷却到这

三条线时，温度与这三条上的

交点就为平衡临界点。

有一点大家必须明确，以上

我们所讨论的FE-FE3C 相。

图的制定是在冷却速度非常缓慢的情况下制定的，而实际生产中，我们则选用较大的过冷度和加热度，因此碳钢不可能恰好在平衡临界点上发生转变，而是冷却时在三条线以下的地方，加热时在三条线以上的地方，并且加热和冷却速度越大，组织转变点偏离平衡临界点也越大，这个概念必须有，为了能够区别以上临界点（A1，A3，Acm），我们则将实际加热时的各临界点用Ac1，Ac3，Accm

“奥氏体”概念转：

化任何成分的钢在热处理时都要首先加热，加热到A1 以

表示，冷却时的各临界点我们则选用Ar1,Ar3，Arcm 表示。

一.共析钢的奥氏体化过程

上温时，开始了P > S，象这种由加热获得的A 组织我们就称为“奥氏体”，下面我们以共析钢为例，来分析奥氏化过程。

A1 点以下的共析钢全为珠光体组织，珠光体是由层片状的铁素体与渗碳体组成的机械混合物，铁素体含碳量很底，在A1 点仅为0.0218%, 而渗碳体晶格复杂，含碳量高达6.69%。当加热到A1 点以上时，P 转变成具有面心立方晶格的奥氏体，A 含碳量.77%，因此我们可以得出奥氏体化过程必须进行晶格的改组和铁，碳原子扩散。奥氏化过程我们简单分成以下三个方面：

（一）奥氏体晶核的形成和长大

A(奥氏体)晶核是在F(铁素体)与Fe3C(渗碳体)的界面形成的。为什么在这里形成，原因很多，但最主要的原因，是含奥氏体的碳量界于铁素体与渗碳体两者之间，而这里为形核提供了最良好的条件。

（二）残余渗碳体的溶解

A 与F 的进晶格相比较，F 的晶格较接近A 晶格，但含碳量远远不能满足A 的需要,因此A 一方面不断吞吃F 转变为A 晶格结构，另一方面又不断溶解Fe3C 转化补充自身含碳量的不足，但是Fe3C 的溶解速度远比F 转变A 晶格速度满得多。（三）奥氏体的均匀化

残余渗碳体全部溶解后，A 中的碳浓度在一段时间内用仍不均匀，在原来渗碳体处含碳量较高，在原来铁素体处含碳量较低，经过一段时间的保温,原子不断的扩散，这是A 中的含碳量才变的均匀。

二.影响奥氏体化的因素

（一）加热温度的影响

> A,还在A1 点以上温度进行，也就是说刚才我们讨论的共析碳钢加热P

到A1 点温度时，并不是立即向A 转变，而是经过一段时间才开始转变，这段时间我们称为“孕育期”，孕育期以后才开始“奥氏体化”过程。并且在全过程中，加热温度越高↑（℃），孕育期越短↓（t）,转变时间↓，奥氏体化速度↑(A 化)。以上关系是因为，加热温度↑，原子扩散能力↑，“A 化”的晶格改组及铁，碳原子扩散也越快。

（二）加热速度的影响加热速度越快↑，转变的开始温度，终了温度↑，转变的孕育期和转变所需

时间越短↑，奥氏体化的速度越快↑。

（三）原始组织的影响

刚才我们讲了，A 的晶格是在铁素体与渗碳体的相界面的地方形成的，因此 成分相同的钢，P 组织的层片状越细，那么相界面的面积也就越大，形成奥氏体 的机会也就越大，形成奥氏体晶核的机会也愈高，A 化的速度也愈快。

三.A 晶粒的长大

（一） A 的晶粒度

晶粒度：是表示晶粒大小的尺度。

起始晶粒度：钢在进行加热时, P 刚转变为 A ，由于 A 晶粒此时细小均匀， 我们称这时的晶粒为 A 的起始晶粒度。A 晶粒形成后，如果继续升温或保温， A ，

晶粒会自动长大，加热温度越高保温时间越长，A 晶粒也就长的越大，原因是高 温条件下，原子扩 散容易，另外大晶粒吞并小晶粒，减小了边界，也减少了表 面能，能量总是趋于最地状态，因此 A 晶粒越大也就越稳定。

实际晶粒度：钢在某一具体加热条件下（只临界点以上）实际获得奥氏体晶 粒大小，它的大小对钢热处理性能影响很大，实际晶粒度总比起始晶粒度要大， 它是钢加热临界点以上的温度且保温一定时间，因此 A 晶粒不同程度的长大。

本质晶粒度：有些钢加热到临界点以后，温度↑ A 晶粒迅速长大粗化↑， 我 们称它为本质粗晶粒钢， 还有一些钢在 930℃以下加热，A 晶粒生长很慢，因此 晶粒细小，当加热到高温时，A 晶粒急剧长大，我们称这种钢为本质细晶粒钢。 1—4 晶粒度为本质粗晶粒钢

本质细晶粒钢 5—8 晶粒度为

（二）奥氏体大小对钢机械性能的影响

A 晶粒越细小，热处理后钢的机械性能越高，特别是冲击韧性高，因此处理 时，希望能够获得细小而均匀的奥氏体晶粒。

过热的概念：这是金属工艺学的一个术语，钢在加热时，如果温度过高 A 3 晶粒会长大（粗化），粗化的晶粒降低材料的机械性能我们称这种缺陷为“过热”， 转化

需要控制温度在 950℃以下，这样一来，本质晶粒钢不易长大，本质粗晶钢不易 过热。

3 四.亚共析碳钢与过共析碳钢加热是的转变

（一）奥氏体化的过程

前面我们在分析 Fe-Fe C 相图时，知道亚过共析钢与共析钢组织的不同点在 于，除了室温组织中有 P 外，亚共析碳钢还有先共析铁素体，过共析钢还有先共 析二次渗碳体，因此，亚,过共析钢的奥氏体化过程,除了有 P > A 外，还有 Fe,Fe C 向 A 转化与溶解的过程。

金属热处理原理及工艺总结 整理版(精编文档).doc

【最新整理，下载后即可编辑】 5.实际晶体中的点缺陷，线缺陷和面缺陷对金属性能有何影响？ 答：如果金属中无晶体缺陷时，通过理论计算具有极高的强度，随着晶体中缺陷的增加，金属的强度迅速下降，当缺陷增加到一定值后，金属的强度又随晶体缺陷的增加而增加。因此，无论点缺陷，线缺陷和面缺陷都会造成晶格崎变，从而使晶体强度增加。同时晶体缺陷的存在还会增加金属的电阻，降低金属的抗腐蚀性能。 6.为何单晶体具有各向异性，而多晶体在一般情况下不显示出各向异性？ 答：因为单晶体内各个方向上原子排列密度不同，造成原子间结合力不同，因而表现出各向异性；而多晶体是由很多个单晶体所组成，它在各个方向上的力相互抵消平衡，因而表现各向同性。 7.过冷度与冷却速度有何关系？它对金属结晶过程有何影响？对铸件晶粒大小有何影响？ 答：①冷却速度越大，则过冷度也越大。②随着冷却速度的增大，则晶体内形核率和长大速度都加快，加速结晶过程的进行，但当冷速达到一定值以后则结晶过程将减慢，因为这时原子的扩散能力减弱。③过冷度增大，ΔF大，结晶驱动力大，形核率和长大速度都大，且N的增加比G增加得快，提高了N与G的比值，晶粒变细，但过冷度过大，对晶粒细化不利，结晶发生困难。 8.金属结晶的基本规律是什么？晶核的形成率和成长率受到哪些因素的影响？答：①金属结晶的基本规律是形核和核长大。②受到过冷度的影响，随着过冷度的增大，晶核的形成率和成长率都增大，但形成率的增长比成长率的增长快；同时外来难熔杂质以及振动和搅拌的方法也会增大形核率。 9.在铸造生产中，采用哪些措施控制晶粒大小？在生产中如何应用变质处理？答：①采用的方法：变质处理，钢模铸造以及在砂模中加冷铁以加快冷却速度的方法来控制晶粒大小。②变质处理：在液态金属结晶前，特意加入某些难熔固态颗粒，造成大量可以成为非自发晶核的固态质点，使结晶时的晶核数目大大增加，从而提高了形核率，细化晶粒。③机械振动、搅拌。 第二章金属的塑性变形与再结晶 2．产生加工硬化的原因是什么？加工硬化在金属加工中有什么利弊？ 答：①随着变形的增加，晶粒逐渐被拉长，直至破碎，这样使各晶粒都破碎成细碎的亚晶粒，变形愈大，晶粒破碎的程度愈大，这样使位错密度显著增加；同时细碎的亚晶粒也随着晶粒的拉长而被拉长。因此，随着变形量的增加，由于晶粒破碎和位错密度的增加，金属的塑性变形抗力将迅速增大，即强度和

热处理工艺规程

浙江 X X 重型锻造有限公司 热处理中心 文件名称：热处理工艺规程 文件编号：HT/GC-01-A 制定：日期：2010.9.10 审核：日期：2010.9.12 批准：日期：2010.9.15 版次：A/0 共12页受控号：生效日期：2010.9.15

热处理工艺规程 1.0热处理工艺规范 1.1退火及其目的 把钢加热到其一适当温度并保温，然后缓慢冷却的热处理方法，称为退火。根据退火的目的和工艺特点，可分为去应力退火，再结晶退火、完全退火、不完全退火、等温退火、球化退火和均匀化退火等。 退火的目的主要有以下几点： （1）降低硬度，改善切削加工性能。 （2）细化晶粒，改善钢中碳化物的形态和分布，为最终热处理做好组织准备。 （3）消除内应力，消除由于塑性变形加工、切削加工或焊接造成的内应力以及铸件内残留的内应力，以减小变形和防止开裂。 （4）使碳化物球状化．降低硬度。 （5）改善或消除钢在铸造、锻造和焊接过程中形成的各种组织缺陷，防止产生白点。 在大多数情况下，退火一般为预备热处理，通常安排在铸造或锻造之后．粗加工之前，目的是为了降低硬度．改善切削加工性能，细化组织，为最终热处理做组织准备。对于一些要求不很高的工件，退火也可作为最终热处理。消除内应力退火往往在铸造、焊接、压力加工或粗加工之后。 1.2均匀化退火 （1）定义： 均匀化退火也称扩散退火，是把钢加热到远高于Ac3或Acm的温度，经长时间保温，然后缓慢冷却的热处理工艺。 （2）目的： 是使钢的成分均匀化，消除成分偏析。在高温下，钢中原子具有大的活动能量，有利于原子进行充分的扩散，从而消除成分偏析及组织的不均匀性。以减轻钢在热加工时产生脆裂的倾向和消除铸钢件内应力，并提高其力学性能。 （3）范围： 适用于铸钢件及具有成份偏析的锻轧件。 （4）工艺： 加热温度为Ac3+150～200℃，保温时间为10～20h ,随炉缓冷至350 ℃以下出炉。由于退火的加热温度很高，保温时间又长，很容易引起晶粒长大，需在退火后进行细化晶粒的处理，如进行压力加工使晶粒碎化，或通过完全退火、正火使晶较细化。 1.3再结晶退火 （1）目的： A、消除加工硬化，降低硬度。 B、消除冷塑性变形后的内应力。 （2）范围： 主要用于冷变形加工的工件。如工件经冷冲压或拉伸后，为降低硬度，便于继续进行冷变形加工，均需进行再结晶退火，也称工序间退火。对于某些冷变形加工零件，为消除加工硬化及内应力，再结晶退火也可作为最终热处理。 （3）工艺： 再结晶退火温度 Ac1－50～150℃。碳钢的再结晶退火温度一般为600～700℃。由于再结晶温度与钢的化学成分及冷塑性变形量有关，因此应根据具体情况确定。温度太高，晶粒会明显长大；温度过低，再结晶过程不能完全进行，晶粒大小不均匀。保温后空冷。 1.4去应力退火 （1）定义：

机械加工常见热处理工艺

渗碳 渗碳热处理 渗碳：是对金属表面处理的一种，采用渗碳的多为低碳钢或低合金钢，具体方法是将工件置入具有活性渗碳介质中，加热到900--950摄氏度的单相奥氏体区，保温足够时间后，使渗碳介质中分解出的活性碳原子渗入钢件表层，从而获得表层高碳，心部仍保持原有成分。相似的还有低温渗氮处理。这是金属材料常见的一种热处理工艺，它可以使渗过碳的工件表面获得很高的硬度，提高其耐磨程度。 概述 渗碳（carburizing/carburization）是指使碳原子渗入到钢表面层的过程。 也是使低碳钢的工件具有高碳钢的表面层，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。 渗碳工件的材料一般为低碳钢或低碳合金钢(含碳量小于0.25%)。渗碳后﹐钢件表面的化学成分可接近高碳钢。工件渗碳后还要经过淬火﹐以得到高的表面硬度﹑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。渗碳工艺广泛用于飞机﹑汽车和拖拉机等的机械零件﹐如齿轮﹑轴﹑凸轮轴等。 渗碳工艺在中国可以上溯到2000年以前。最早是用固体渗碳介质渗碳。液体和气体渗碳是在20世纪出现并得到广泛应用的。美国在20年代开始采用转筒炉进行气体渗碳。30年代﹐连续式气体渗碳炉开始在工业上应用。60年代高温(960～1100℃)气体渗碳得到发展。至70年代﹐出现了真空渗碳和离子渗碳。 分类 按含碳介质的不同﹐渗碳可分为气体渗碳、固体渗碳﹑液体渗碳﹑和碳氮共渗（氰化）。 气体渗碳是将工件装入密闭的渗碳炉内，通入气体渗剂（甲烷、乙烷等）或液体渗剂（煤油或苯、酒精、丙酮等），在高温下分解出活性碳原子，渗入工件表面，以获得高碳表面层的一种渗碳操作工艺。 固体渗碳是将工件和固体渗碳剂（木炭加促进剂组成）一起装在密闭的渗碳箱中，将箱放入加热炉中加热到渗碳温度，并保温一定时间，使活性碳原子渗人工件表面的一种最早的渗碳方法。 液体渗碳是利用液体介质进行渗碳，常用的液体渗碳介质有：碳化硅，“603”渗碳剂等。 碳氮共渗（氰化）又分为气体碳氮共渗、液体碳氮共渗、固体碳氮共渗。 原理 渗碳与其他化学热处理一样﹐也包含3个基本过程。

第四章 有色金属热处理原理与工艺

第四章有色金属热处理原理与工艺 一、概述 热处理是有色加工的重要组成部分 有色金属材料：黑色金属以外的所有金属及其合金。 分类：轻有色、重有色、稀有色、贵金属 作用：改善工艺性能，保证后续工序顺利进行；提高使用性能，充分发挥材料潜力。 类型：退火、淬火、时效、形变热处理 退火：加热到适当温度，保温一定时间，缓慢速度冷却。 有色中的退火：去应力退火、再结晶退火、均匀化退火 二、均匀化退火 对象：铸锭、铸件—→浇铸冷速大，造成成分偏析以及内应力 目的：提高铸件的性能，消除内应力，稳定尺寸与组织，消除偏析枝晶，改善性能。 非平衡铸态组织特征：晶内偏析or枝晶偏析；伪共晶or离异共晶；非平衡第二相；最大固溶度偏移。非平衡组织对性能的影响：枝晶偏析&非平衡脆性相—→塑性↓； 晶内偏析、浓度差微电池—→耐腐蚀性↓； 粗大的枝晶和严重的偏析—→各向异性&晶间断裂倾向↑； 非平衡针状组织—→性能不稳定。 固相线以下100~200℃长时间保温—→也称为扩散退火 组织变化：获得均匀的单相、晶粒长大、过饱和固溶体的分解、第二相聚集与球化 性能变化：塑性↑、改善冷变形的工艺性能、耐蚀性↑、尺寸形状稳定、消除残余应力 缺点：加热温度高，时间长，耗时耗能；高温长时间出现变形、氧化以及吸气缺陷；产品强度下降。制定均匀化推过规程的原则： （1）加热温度：温度越高，原子扩散越快，均匀化过程越快，但不宜过高，易发生过烧。一般为 0.90~0.95T m ①高温均匀化退火：在非平衡相线温度以上但在平衡固相线温度以下进行均匀化退火。 适用：大截面工件or铝合金 ②分级加热均匀化退火：现在低于非平衡固相线温度加热，待非平衡相部分溶解及固溶体 内成分不均匀部分降低，从而非平衡固相线温度升高后，再加热 至更高温度保温，在此温度下完成均匀化退火过程。 目的：均匀化更迅速、更彻底，且避免过烧 适用：镁合金 （2）保温时间：包括非平衡相溶解及消除晶内偏析所需的时间 取决于退火温度：T↑，D↑，时间↓； 铸锭原始组织特征：合金化程度、第二相分散度、尺寸 铸锭的致密程度 （3）加热速度与冷却速度 原则：铸锭不产生裂纹和大的变形，不能过快or过慢 主要采用均匀化退火的合金：Al合金、Mg合金、Cu合金中的锡磷青铜、白铜

热处理工艺规范资料

热处理工艺规范 一、淬火、回火工艺规范 1．淬火、回火准备工作：1）检查设备，仪表是否正常；2）正确选择夹具；3）检查零件表面是否有碰伤、裂纹、锈斑等缺陷；4）确认零件要求的淬火部位硬度、变形等的技术要求，核对零件的形状、材料的加工状态是否与图样及工艺文件相符合；5）表面不允许氧化、脱碳的零件，当在空气炉加热时，应采取防氧化脱碳剂装箱保护或采用真空炉加热；6）易开裂的部位如尖角靠边的孔，应采取预防措施，如塞石棉、耐火泥等。 2．常见材料淬火、回火工艺规范 1）加热温度 表1 常用材料的常规淬火、回火规范 注：Cr12Mo1V1 即 D2（美国）、1.2379（德国）、SLD（日立）、SKD11（日本）、K110（奥地利）； 9CrWMn 即 O1（美国）、1.2510（德国）、K460（奥地利）； 4Cr5MoSiV1 即 H13（美国）、1.2344（德国）、8407/8402（一胜百）、W302（奥地利）； 7Cr7Mo3V2Si 即 LD1；

HS-1是高级火焰淬火，多用模具钢； 除45号钢或特别说明均采用回火两次的工艺。 2）淬火保温时间t =8～10 min+kαD k——装炉系数（1～1.5）；α——保温系数（见表2）；D——零件有效厚度。 表2 淬火保温系数 3）回火保温时间 ①工件有效厚度d<=50mm，保温2小时； ②工件有效厚度d>50mm，按照保温时间t=d/25（小时）计算； ③每次回火后空冷至室温，再进行下次回火。 4）去应力（入炉时效） ①高合金钢550~650℃，热透后，保温时间>3小时； 3．淬火和回火设备 1）淬火设备——真空淬火炉、中温箱式炉、高温箱式炉。 2）回火设备——真空回火炉、中温箱式炉。 3）冷却设备——水槽、油槽、风箱。 4．操作方法 1）零件应均匀摆放于炉内有效加热区，在箱式炉中一般为单层排列加热，工件间适当间隙。 小件可适当堆放，但要酌情增加保温时间。 2）细长零件加热要考虑装炉方法，以减少工件变形，如垂直吊挂，侧立放平支稳等。

常用热处理工艺【详情】

常用的几种热处理方法 内容来源网络，由深圳机械展收集整理！ 更多相关表面处理及精密零件加工展示，就在深圳机械展！ 1.常用热处理方式 1.1.退火 把钢加热到一定温度并在此温度下保温，然后缓慢冷却到室温。 退火有完全退火、球化退火、去应力退火等几种。 a.将钢加热到预定温度，保温一段时间，然后随炉缓慢冷却称为完全退火．目的是降 低钢的硬度，消除钢中不均匀组织和内应力． b.把钢加热到750度，保温一段时间，缓慢冷却至500度下，最后在空气中冷却叫球 化退火。目的是降低钢的硬度，改善切削性能，主要用于高碳钢。 c.去应力退火又叫低温退火，把钢加热到500～600度，保温一段时间，随炉缓冷到 300度以下，再室温冷却．退火过程中组织不发生变化，主要消除金属的内应力。 1.2.正火 将钢件加热到临界温度以上30-50℃，保温适当时间后，在静止的空气中冷却的热处理工艺称为正火。 正火的主要目的是细化组织，改善钢的性能，获得接近平衡状态的组织。 正火与退火工艺相比，其主要区别是正火的冷却速度稍快，所以正火热处理的生产周期短。故退火与正火同样能达到零件性能要求时，尽可能选用正火。 1.3.淬火 将钢件加热到临界点以上某一温度（45号钢淬火温度为840-860℃，碳素工具钢的淬火温度为760～780℃），保持一定的时间，然后以适当速度在水（油）中冷却以获得马氏体或贝氏体组织的热处理工艺称为淬火。 淬火与退火、正火处理在工艺上的主要区别是冷却速度快，目的是为了获得马氏体组织。马氏体组织是钢经淬火后获得的不平衡组织，它的硬度高，但塑性、韧性差。马氏体的硬度随钢的含碳量提高而增高。

1.4.回火 钢件淬硬后，再加热到临界温度以下的某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺称为回火。 淬火后的钢件一般不能直接使用，必须进行回火后才能使用。因为淬火钢的硬度高、脆性大，直接使用常发生脆断。通过回火可以消除或减少内应力、降低脆性，提高韧性；另一方面可以调整淬火钢的力学性能，达到钢的使用性能。根据回火温度的不同，回火可分为低温回火、中温回火和高温回火三种。 A 低温回火150～250．降低内应力，脆性，保持淬火后的高硬度和耐磨性。 B 中温回火350～500；提高弹性，强度。 C 高温回火500～650；淬火钢件在高于500℃的回火称为高温回火。淬火钢件经高温淬火后，具有良好综合力学性能（既有一定的强度、硬度，又有一定的塑性、韧性）。所以一般中碳钢和中碳合金钢常采用淬火后的高温回火处理。轴类零件应用最多。 淬火+高温回火称为调质处理。 2.Q235热处理工艺 Q235属于碳素结构钢，含碳量大概0.12%-0.2%之间，相当于普通的10、20钢，淬火后硬度改变不大。具有较高的强度，良好的塑性，韧性和焊接性能，综合性能好，能满足一般钢结构和钢筋混凝土结构用钢的要求。 Q235一般买来就用不热处理，一般它都用在工程上大量需要钢材的地方，数量巨大，一般是热轧后就使用，热轧也就是有正火这个热处理，不热处理的原因有几个： 1)这些场合不需要太高的力学要求。 2)这些钢构件的体积太大了，你想热处理也不现实。 3)这些钢很多情况下要被焊接使用的，你热处理了被焊接后也被焊接过程中将焊缝的 热处理给破坏了。 4)材料价格便宜，质量要求比较低，而且是低碳钢，热处理的效果也不太好。 5)如果非要用Q235淬出硬度那只能渗碳，但是一件很不划算的事情。 Q235在理论上是可以淬火得到马氏体的。但是由于马氏体碳过饱和度很低，淬火后的硬度很低，只有170HBS左右。而这种钢的供应状态硬度大概就有144HBS左右(出

金属工艺学课后答案

金属工艺学课后答案 1、什么是应力？什么是应变？ 答：试样单位截面上的拉力，称为应力，用符号ζ表示，单位是MPa。 试样单位长度上的伸长量，称为应变，用符号ε表示。 2、画出低碳钢拉伸曲线图，并指出缩颈现象发生在拉伸图上哪一点？若没有出现缩颈现象，是否表示试样没有发生塑性变形？ 答：b 点发生缩颈现象。若没有出现缩颈现象，试样并不是没有发生塑性变形，而是没有产生明显的塑性变形。 3、将钟表发条拉直是弹性变形还是塑性变形？怎样判断它的变形性质？ 答：将钟表发条拉直是弹性变形，因为当时钟停止时，钟表发条恢复了原状，故属弹性变形。 4、布氏硬度法和洛氏硬度法各有什么优缺点？各适用于何种场合。下列情况应采用哪种硬 度法测定其硬度？ 答：布氏硬度法：（1）优点：压痕面积大，硬度值比较稳定，故测试数据重复性好，准确度 较洛氏硬度法高。（2）缺点：测试费时，且压痕较大，不适于成品检验。 （3）应用：硬度值HB 小于450 的毛坯材料。 洛氏硬度法：（1）优点：设备简单，测试简单、迅速，并不损坏被测零件。 （2）缺点：测得的硬度值重复性较差，对组织偏析材料尤为明显。 （3）应用：一般淬火件，调质件。 库存钢材——布氏硬度锻件——布氏硬度 硬质合金刀头——洛氏硬度台虎钳钳口——洛氏硬度。 5、下列符号所表示的力学性能指标的名称、含义和单位是什么？ ζ：强度，表示材料在外加拉应力的作用下，抵抗塑性变形和断裂的能力，单位MPa。 ζs：屈服强度，指金属材料开始发生明显塑性变形时的应力，单位MPa。 ζb：抗拉强度，指金属材料在拉断前可能承受的最大应力，单位MPa。 ζ0.2：屈服强度，试样在产生0.2%塑性变形时的应力，单位MPa。 ζ-1：疲劳强度，表示金属材料在无数次的循环载荷作用下不致引起断裂的最大应力，单位MPa。 δ：伸长率，试样产生塑性变形而发生破坏是的最大伸长量。 αk：冲击韧性，金属材料在一次性、大能量冲击下，发生断裂，断口处面积所承受的冲击功，单位是J/cm2 HRC：洛氏硬度，无单位。 HBS：布氏硬度，无单位。表示金属材料在受外加压力作用下，抵抗局部塑性变形的能力。HBW：布氏硬度，无单位。 1、金属的晶粒粗细对其力学性能有什么影响？ 答：晶粒越细小，ζb、HB、αk 越高；晶粒越粗，ζb、HB,、αk,、δ下降。 2、什么是同素异晶转变？试画出纯铁的冷却曲线，并指出室温和1100℃时的纯铁晶格有什 么不同？ 答：随温度的改变，固态金属晶格也随之改变的现象，称为同素异

各种热处理工艺介绍

第4章热处理工艺 热处理工艺种类很多，大体上可分为普通热处理（或叫整体热处理），表面热处理，化学热处理，特殊热处理等。 4.1钢的普通热处理 4.1.1退火 将金属或合金加热到适当温度，保温一定时间，然后缓慢冷却（一般为随炉冷却），的热处理工艺叫做退火。 退火的实质是将钢加热到奥氏体化后进行珠光体转变，退火后的组织是接近平衡后的组织。 退火的目的： z降低钢的硬度，提高塑性，便于机加工和冷变形加工； z均匀钢的化学成分及组织，细化晶粒，改善钢的性能或为淬火作组织准备； z消除内应力和加工硬化，以防变形和开裂。 退火和正火主要用于预备热处理，对于受力不大、性能要求不高的零件，退火和正火也可作为最终热处理。 一、退火方法的分类 常用的退火方法，按加热温度分为： 临界温度（Ac1或Ac3）以上的相变重结晶退火：完全退火、扩散退火、不完全退火、球化退火 临界温度（Ac1或Ac3）以下的退火：再结晶退火、去应力退火 碳钢各种退火和正火工艺规范示意图： 1、完全退火 工艺：将钢加热到Ac3以上20~30 ℃℃，保温一段时间后缓慢冷却（随炉）以获得接近平衡组织的热处理工艺（完全A化）。 完全退火主要用于亚共析钢（w c=0.3~0.6%），一般是中碳钢及低、中碳合金钢铸件、锻件及热轧型材，有时也用于它们的焊接件。低碳钢完全退火后硬度偏 低，不利于切削加工；过共析钢加热至Ac cm以上A状态缓慢冷却退火时，Fe3C Ⅱ

会以网状沿A晶界析出，使钢的强度、硬度、塑性和韧性显著降低，给最终热处理留下隐患。 目的：细化晶粒、均匀组织、消除内应力、降低硬度和改善钢的切削加工性。 亚共析钢完全退火后的组织为F+P。 实际生产中，为提高生产率，退火冷却至500℃左右即出炉空冷。 2、等温退火 完全退火需要的时间长，尤其是过冷A比较稳定的合金钢。如将A化后的钢较快地冷至稍低于Ar1温度等温，是A转变为P，再空冷至室温，可大大缩短退火时间，这种退火方法叫等温退火。 工艺：将钢加热到高于Ac3(或Ac1)的温度，保温适当时间后，较快冷却到珠光体区的某一温度，并等温保持，使A?P然后空冷至室温的热处理工艺。 目的：与完全退火相同，转变较易控制。 适用于A较稳定的钢：高碳钢（w(c)>0.6％）、合金工具钢、高合金钢(合金元素的总量>10％)。等温退火还有利于获得均匀的组织和性能。但不适用于大截面钢件和大批量炉料，因为等温退火不易使工件内部或批量工件都达到等温温度。 3、不完全退火 工艺：将钢加热到Ac1~Ac3(亚共析钢)或Ac1~Ac cm(过共析钢)经保温后缓慢冷却以获得近于平衡组织的热处理工艺。 主要用于过共析钢获得球状珠光体组织，以消除内应力，降低硬度，改善切削加工性。球化退火是不完全退火的一种 4、球化退火 使钢中碳化物球状化，获得粒状珠光体的一种热处理工艺。 ℃℃温度，保温时间不宜太长，一般以2~4h 工艺：加热至Ac1以上20~30 为宜，冷却方式通常采用炉冷，或在Ar1以下20℃左右进行较长时间等温。 主要用于共析钢和过共析钢，如碳素工具钢、合金工具钢、轴承钢等。过共析钢经轧制、锻造后空冷的组织是片层状的珠光体与网状渗碳体，这种组织硬而脆，不仅难以切削加工，在以后的淬火过程中也容易变形和开裂。球化退火得到球状珠光体，在球状珠光体中，渗碳体呈球状的细小颗粒，弥散分布在铁素体基体上。球状珠光体与片状珠光体相比，不但硬度低，便于切削加工，而且在淬火加热时，奥氏体晶粒不易粗大，冷却时变形和开裂倾向小。如果过共析钢有网状渗碳体存在时，必须在球化退火前采用正火工艺消除，才能保证球化退火正常进行。 目的：降低硬度、均匀组织、改善切削加工性为淬火作组织准备。 球化退火工艺方法很多，主要有： a)一次球化退火工艺：将钢加热到Ac1以上20~30 ℃℃，保温适当时间，然后随炉缓慢冷却。要求退火前原始组织为细片状珠光体，不允许有渗碳体网存在。

金属热处理原理与工艺复习提纲精选版

金属热处理原理与工艺 复习提纲 Document serial number【KKGB-LBS98YT-BS8CB-BSUT-BST108】

一、名词解释 1.正火：把零件加热到临界温度以上30-50℃，保温一段时间，然后在空气中冷却的热处理工艺。 2.退火：将钢加热、保温后，随炉冷却后，获得接近平衡状态组织的热处理工艺。 3.回火：将淬火钢重新加热到A1线以下某一温度，保温一定时间后再冷却到室温的热处理工艺。 4.淬火：将钢加热到AC1或AC3以上某一温度，保温一定时间，以大于临界冷却速度进行快速冷却，获得马氏体或下贝氏体组织的热处理工艺。 5.淬硬性：钢淬火后的硬化能力。 6.淬透性：钢淬火时获得马氏体的能力。 7.贝氏体：过冷奥氏体中温转变的产物。 8.马氏体：C原子溶入 -Fe形成的饱和间隙固溶体。 9.贝氏体转变：奥氏体中温转变得到贝氏体的过程。 10.马氏体转变：将奥氏体快速冷却到Ms点以下得到马氏体组织的过程。 11.脱溶：从过饱和固溶体中析出第二相(沉淀相)、形成溶质原子聚集区以及亚稳定过渡相的过程称为脱溶或沉淀，是一种扩散型相变。 12.固溶：将双相组织加热到固溶度线以上某一温度保温足够时间，获得均匀的单相固溶体的处理工艺。 13.固溶强化：当溶质原子溶入溶剂原子而形成固溶体时，使强度、硬度提高，塑性、韧性下降的现象。 14.渗碳：向钢的表面渗入碳原子的过程。

15.渗氮：向钢的表面渗入氮原子的过程。 16.化学热处理：将零件放在特定的介质中加热、保温，以改变其表层化学成分和组织，从而获得所需力学或化学性能的工艺总称。 17.表面淬火:在不改变钢的化学成分及心部组织情况下，利用快速加热将表层奥氏体化后进行淬火以强化零件表面的热处理方法。 二、简答题 1.材料的强韧化机制及其应用 答：固溶强化； 位错强化； 第二相强化； ④细晶强化。 2.相变应力/组织应力是什么对组织性能有什么影响 3. 答：组织应力又称相变应力：金属制品在加热和冷却时发生相变，由于新旧相之间存在着结构和比容差异，制品各部分又难以同时发生相变，或者各部分的相变产物有所不同，也会引起应力，这种因组织结构转变不均均而产生的应力称为组织应力。 热应力：金属制品在加热和冷却过程中，由于各部分加热速度或冷却速度不同造成制品各部分温度差异，从而热胀冷缩不均匀所引起的内应力。4.奥氏体化的形成及控制（形成过程、机理、及控制措施）其中包含的化学反应有哪些？ 答：奥氏体：C溶于γ–Fe的八面体间隙形成间隙式固溶体

10机械《金属工艺学》复习材料

一、选择题 1、下列不是金属力学性能的是（ D ）。 A、强度 B、硬度 C、韧性 D、压力加工性能 2、工程上一般规定，塑性材料的δ为（ B ）。 A、≥1% B、≥5% C、≥10% D、≥15% 3、试样拉断前所承受的最大应力称为（ D ）。 A、抗压强度 B、屈服强度 C、疲劳强度 D、抗拉强度 4、珠光体是（ A ）。 A、铁素体与渗碳体的片层状混合物； B、铁素体与奥氏体的片层状混合物； C、奥氏体与渗碳体的片层状混合物； D、铁素体与莱氏体的片层状混合物。 5、钢的含碳量一般在（ B ）。 A、0.77%以下 B、2.11%以下 C、4.3%以下 D、6.69%以下 6、为了减小淬火内应力和降低脆性，表面淬火后一般要进行（ B ）。 A、正火 B、低温回火 C、中温回火 D、高温回火 7、20Cr是( D ) 。 A、调质合金钢 B、中淬透性钢 C、高淬透性钢 D、低淬透性渗碳钢 8、下列是铸造特点的是（C ）。 A、成本高 B 、精度高 C、适应性广 D 、铸件质量高 9、为防止坯料在镦粗时产生弯曲，坯料原始高度应小于其直径 ( C ) 。 A、1倍 B 、2倍 C、 2.5倍 D、 3倍 10、焊接时，焊接电流主要根据 ( A ) 选择。 A、焊条直径 B、焊接方法 C、焊接接头 D、坡口 11、根据拉伸实验过程中拉伸实验力和伸长量关系，画出的力—伸长曲线（拉伸图）可以确定出金属的（A ）。 A、强度和塑性 B、强度和硬度 C、强度和韧性 D、塑性和韧性 12、共析钢的含碳量为（A ）。 A、Wc=0.77% B、Wc>0.77% C、Wc<0.77% D、Wc=2.11% 13、为保证较好的综合力学性能，对轴、丝杠、齿轮、连杆等重要零件，一般采用的热处理方式是（D ）。 A、淬火 B、正火 C、退火 D、调质 14、目前工业上应用最广泛的是气体渗氮法。它是在渗氮罐中进行加热时，不断通入（B ）介质。 A、氮气 B、氨气 C、一氧化碳 D、二氧化碳 15、45钢是( B ) 。 A、碳素结构钢 B、优质碳素结构钢 C、碳素工具钢 D、优质碳素工具钢 16、机床的床身一般选（C ）。 A 、焊接 B 、锻造 C 、铸造 D 、冲压

热处理工艺方法

典型零件热处理工艺方法 发布时间: 2007-5-05 21:36 作者: 网络转载来源: 字体: 小中大 | 上一篇下一篇 | 打印 a、紧固件的热处理 1）螺栓、螺钉和螺柱的力学性能。 2）螺母力学性能。 3）不同强度级别、不同之境的螺栓所对应的钢号。 4）钢材球化退火工艺。 5）螺栓和螺母用部分合金钢热处理规范。 6） 35、45钢螺栓和螺母热处理规范。 7）螺栓和螺母低碳合金钢的热处理和力学性能。 8）几种不锈钢热处理规范及力学性能。 9）几种钢材的高温力学性能。 10）几种钢材低温冲击值。 11）弹性垫圈及弹性挡圈的技术要求。 12）销的材料选用及热处理。 13）铆钉用材料、热处理机表面处理。 b、大型铸件的热处理 1）大型铸件的热处理。 c、模具的热处理内增加。 1）塑料模的热处理 塑料模具的工作条件和分类。 塑料模具的主要失效形式。 塑料模具材料的选用。 塑料模具的热处理工艺。 2）提高模具性能和寿命的途径 高强韧模具材料的应用及效果实例。 模具强韧化处理应用实例。 常用模具钢真空淬火工艺参数。 模具表面强化技术及应用实例。 d、轴类零件的热处理内增加 1）连杆 连杆材料。 常用碳素钢和合金结构钢连杆的调质工艺。 经不同工艺处理的40Cr和45钢连杆的力学性能。 连杆的常见热处理缺陷及预防补救措施。 2）活塞销 活塞销的服役条件和失效方式。 活塞销材料。

活塞销的渗碳热处理工艺。 活塞销常见热处理缺陷及预防补救措施。 3）挺杆 挺杆的服役条件和失效方式。 挺杆的材料。 各种挺杆的热处理工艺及技术要求。 冷镦合金铸铁挺杆的热处理工艺。 e、机床零件的热处理 1）机床导轨的热处理 导轨服役条件及失效形式。 机床导轨材料。 铸铁导轨的感应淬火。 灰铸铁导轨感应淬火常见缺陷及解决办法。 铸铁导轨的火焰淬火。 铸铁导轨的接触电阻加热淬火。 2）机床主轴的热处理 机床主轴的服役条件和失效方式。 机床主轴材料。 机床主轴的热处理工艺。 3）机床丝杠的热处理 机床丝杠的服役条件和失效方式。 机床丝杠材料。 机床普通丝杠的热处理工艺。 机床滚珠丝杠的热处理工艺。 4）机床离合器零件的热处理。 f、液压元件的热处理 1）齿轮泵零件的热处理。 2）叶片泵零件的热处理。 3）柱塞泵零件的热处理。 4）液压阀零件的热处理。 g、化工机械零件的热处理 1）压力容器的热处理。 压力容器的失效。 压力容器用碳钢和低合金钢的力学性能。 压力容器用低温钢和不锈钢的力学性能。 压力容器用耐热钢和抗氢钢的力学性能。 压力容器用不锈钢铸件的力学性能。 压力容器用钢的正火工艺。 各种压力容器用钢最佳回火温度。 各种压力容器用钢的去应力退火温度及保温时间。

金属工艺学考试资料及答案

金属工艺学考试资料及答案

1、什么是熔模铸造？试述其大致工艺过程。(P169) 答：熔模铸造是用易熔材料制成模样，然后在模样上涂耐火材料，经硬化后，再将模样熔化，排出型外，获得无分型面铸型，浇注即可获得铸件。因为熔模广泛采用蜡质材料来制造，故这种方法也称失蜡铸造。它是发展较快的一种精密铸造方法。 工艺过程：1、压型制造 2、蜡模制造 3、蜡模组装4、结壳5、脱蜡 6、焙烧、浇注 7、落沙和清理。 2、与自由锻相比，模锻具有哪些优点？(P185) 答：与自由锻相比,模锻的优点：锻件的形状和尺寸比较精确，机械加工余量较小，节省加工工时，材料利用率高；可以锻制形状较为复杂的锻件；生产率较高；操作简单，劳动强度低，对工人技术水平要求不高，易于实现机械化；锻件内流线分布更为合理，力学性能高。 3、用φ50冲孔模具来生产φ50落料件能否保证冲压件的精度？为什么？P193 答：不能。落料和冲孔时，首先使金属发生弯曲，然后由于凸模和凹模刃口的作用，使坯料在与切口接触处开始出现裂纹，随着凸模继续往下压，上下两处裂纹扩展连在一起，使坯料分离。为了使成品边缘光滑，凸模刃口必须锋利，凸凹模间隙要适当均匀。而用φ50冲孔模具来生产φ50落料件没有间隙了。影响断面质量，模具寿命以及成品的尺寸精度。 4、用φ250×1.5板料能否一次拉深直径为φ50的拉深件？应采取哪些措施才能保证正常生产？ P194 答：不能，因为一次性拉伸，变形量过大，容易出现拉穿现象。为了避免拉穿，应分几次进行拉深，逐渐增加工件的深度，减小工件的直径，即所谓多次拉深。 5、解释应力与应变的概念 答：单位面积上所承受的附加内力称为应力，当材料在外力作用下不能产生位移时，它的几何形状和尺寸将发生变化，这种形变就称为应变 6、说明晶粒粗细对力学性能的影响。P28 答：细晶粒的金属不仅仅强度较高，而且塑性及韧性也较好。因为晶粒越细，一定体积的晶粒数目越多，在同样变形条件下，变形量分散在更多的晶粒内进行，使各晶粒的变形也比较均匀而不致产生过分的应力集中现象。此外，晶粒越细，晶界就越多，越曲折，越不利于裂纹的传播，从而使其在断裂前能承受较大的塑性变形，表现出较高的塑性和韧性。 7、何谓退火和正火？两者的特点和用途有什么不同？P53 答：退火是将钢加热到适当温度，保温一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。（退火主要用于铸、锻、焊毛坯或半成品零件，作为预备热处理。退货后获得珠光体型组织。退火的主要目的：软化钢材以利于切削加工；消除内应力以防止工件变形；细化晶粒，改善组织，为零件的最终热处理做准备。）正火是将钢加热到Ac3（或Accm）以上30到50摄氏度，保持适当时间，出炉后在空气中冷却的热处理工艺。正火与退火的主要差别：前者冷却冷却速度快，得到的组织比较细小，强度和硬度也稍高些。（正火主要应用：1、对力学性能要求不高的结构、零件，可用正火作为最终热处理，以提高其强度硬度和韧性。2、对低、中

常见的热处理方法

常见的热处理方法、目的和工序位置的安排 由于热处理工序安排对车削类工艺影响较大，更重要的是往往由于热处理工序安排颠倒，使工件无法继续加工，而且所产生的废品往往是无法挽回的。为此对热处理工序的安排要加以了解，并引起重视。 下面将常见的热处理方法、目的和工序位置的安排分别介绍如下： 一、预备热处理 预备热处理包括退火、正火、调质和时效等。这类热处理的目的是改善加工性能，消除内应力和为最终热处理做好组织准备。退火、正火、调质工序多数在粗加工前后，时效处理一般安排在粗加工、半精加工以后，精加工之前。 1.退火和正火 目的是改善切削性能，消除毛坯内应力，细化晶粒，均匀组织；为以后热处理作准备。 例如：含碳量大于0.7%的碳钢和合金钢，为降低硬度便于切削加工采用退火处理； 含碳量低于0.3%的低碳钢和低合金钢，为避免硬度过低切削时粘刀，而采用正火适当提高硬度。 一般用于锻件、铸件和焊接件。退火一般安排在毛坯制造之后，粗加工之前进行。2.调质 目的是使材料获得较好的强度、塑性和韧性等方面的综合机械性能，并为以后热处理作准备。 用于各种中碳结构钢和中碳合金钢。调质一般安排在粗加工之后，半精加工之前。 调质是最常用的热处理工艺。大部分的零件都是通过调质处理来提高材料的综合机械性能，即提高拉伸强度、屈服强度、断面收缩率、延伸率、冲击功。调质处理能大大提高材料的拉伸和屈服强度，提高屈强比和冲击功，使材料具有强度和塑韧性的良好配合。由于屈服强度、疲劳强度、冲击强度的提高，在零件设计时就可以采用更小的材料截面，从而减少机械设备的整体重量，节省零件占用空问和能量消耗。因此在某些场合为了减少机械空间和机械重量在设计过程中要有意识地利用调质工艺。 需要强调的是，一般来讲调质钢应该为中碳钢( C = 0．3％～0．6％)；碳钢中像30、 35、40、45、50等钢种则既可以调质处理又可以正回火使用；而对高碳钢和低碳钢则 不宜采用调质工艺 调质过程是淬火加高温回火。首先需要将零件加热到材料的Acl点以上30～50℃ (800．950℃)，保温一定时间，然后在油中或水中冷却。冷却后立即入炉进行回火(500～650℃)，以降低淬火应力、调整组织成份，进而达到机械性能要求。而回火温度的制定是根据硬度或性能高低而定的，硬度和强度越高，回火温度越低。调质工序后的任何高于回火温度的加热，都将降低已达到的强度。 选择调质处理时应特别注意以下几点： (1)图纸中应明确要求 应明确写明“调质”。若只写“热处理…H B”外协厂家可能采用其他热处理工艺，比如正回火达到所要求的硬度。而正回火所达到的同样硬度的材料其屈服强度和冲击功会非常低。实际工作中曾发生过地脚螺栓使用时发生早期断裂的事故就是由此导致的。 (2)调质的硬度和硬度范围 要按材料标准选择调质的硬度和硬度范围。这一方面有利于工厂配炉生产，另一方面过窄的硬度范围要求在实际生产中根本无法满足。

2017热处理工艺复习题

2017热处理工艺复习题 一、 填空题 1.钢的热处理工艺由 加热 、 保温 、 冷却 三个阶段所组成。 2.热处理工艺基本参数： 加热温度、气氛、冷却方法、热源 。 3.钢完全退火的正常温度范围是 Ac3以上20~30℃ ，它只适应于亚共析 钢。 4.球化退火的主要目的是 ，它主要适用于 钢。 5.钢的正常淬火温度范围，对亚共析钢是 ，对过共析钢 是 。 6.当钢中发生奥氏体向马氏体的转变时，原奥氏体中碳含量越高，则M S 点越 ，转变 后的残余奥氏体量就越 。 7.改变钢整体组织的热处理工艺有 、 、 、 四种。 8.淬火钢进行回火的目的是 ，回火温度越高，钢 的强度与硬度越 。 9.化学热处理的基本过程包括 、 、 等三个阶段。 10.欲消除过共析钢中大量的网状渗碳体应采用 ，欲消除铸件中枝晶 偏析应采用 。 11.低碳钢为了便于切削，常预先进行 处理；高碳钢为了便于 切削，常预先进行 处理； 12.感应加热表面淬火，按电流频率的不同，可分为 、 、和 三种。而且感应加热电流频率越高，淬硬层越 。 13.钢的淬透性主要取决于————————————，马氏体的硬度主要取决于————————————，钢的 表层淬火，只能改变表层的————————————，而化学热处理既能改变表层的————————————，又能 改变表层的————————————。 14.钢在一定条件下淬火后，获得一定深度的淬透层的能力，称为钢的淬透性。淬透层通 常以 的深度来表示。 15. 中温回火主要用于处理__ ____零件，回火后得到 组织。

16.45钢正火后渗碳体呈状，调质处理后渗碳体 呈状。 17.形变热处理是将塑性变形的强化与热处理时 的强化结合，使成型工艺与获得最终性能统一起来的一种综合工艺。 二、单选题 1.电阻炉空载功率小，说明炉子热损失： A）小；B）大；C）厉害；D）可忽略不计。 2.检测氮碳共渗零件的硬度时应选用：A）洛式硬度计；B）维氏硬度计；C）布氏硬度计； D）肖氏硬度计。 3.可控气氛炉渗碳时排出的废气：A）必须燃烧后排放；B）不燃烧直接排放；C）通入水中排 放； D）通入碱水中排放。 4.在生产中，用来消除过共析钢中的网状渗碳体最常用的热处理工艺是：A）完全退火； B）正火；C）不完全退火；D）回火。 5.气体渗氮的主要缺点是：A）周期太长；B）劳动强度大；C）硬度低；D）渗层浅。 6.镗床主轴通常采用38CrMoA1钢进行：A）氮碳共渗；B）渗碳；C）渗氮；D）渗硫。 7.确定碳钢淬火加热温度的基本依据是：A）Fe-Fe C相图；B）“C”曲线；C）“CCT”曲线； 3 D）淬透性曲线图。 8.为获得良好的综合力学性能，38CrMoAl钢制造的氮化件预先热处理应采用：A）退火；B） 正火；C）调质；D）渗碳。 9.高速钢淬火冷却时，常常在580～600℃停留10～15分钟，然后在空气中冷却，这种操作 方法叫做：A）双介质淬火；B）等温淬火；C）分级淬火；D）亚温淬火。 10.某零件调质处理以后其硬度偏低，补救的措施是：A）重新淬火后，选用低一点的温度回火； B）再一次回火，回火温度降低一点；C）重新淬火后，选用高一点的温度回火；D）再一次回火，回火温度提高一点。 11.钢感应加热表面淬火的淬硬层深度，主要取决于：A）钢的含碳量；B）冷却介质的冷却能 力；C）感应电流频率；D）感应电流电压。 12.为增加T12钢的强韧性，希望控制淬火马氏体的含碳量，减少孪晶马氏体的相对量及获得

金属工艺学试题库

金属工艺学综合练习（一） 1、目前现代制造机械最主要的材料是。 A、金属材料 B、塑料 C、高分子材料 D、有色金属 2、将淬火钢重新加热到A C1以下某个温度，保温后冷却的热处理工艺称为。 A、退火 B、正火 C、淬火 D、回火 3、钢的分类有按化学成分、用途、质量和脱氧程度等方法来划分，其中优质钢是按分类方法所分类出来的。 A、化学成分 B、用途 C、质量 D、脱氧程度 4、是一种以金属为基础，加入其他金属或非金属，经过熔炼或烧结制成的具有金属特性的材料。 A、碳素钢 B、灰铸铁 C、合金 D、黄铜 5、将钢加热到A C3以上30-50℃（亚共析钢）或A C cm以上30-50℃（过共析钢），保温后在空气中冷却的热处理工艺叫做。 A、退火 B、正火 C、淬火 D、回火 6、金属材料的主要力学性能有：、塑性、硬度、韧性、疲劳强度等。 A、强度 B、导热性 C、延展性 D、伸长性 7、金属材料在力的作用下，抵抗塑性变形和断裂的能力我们称之为。 A、强度 B、塑性 C、硬度 D、韧性 8、金属材料在拉断前所能承受的最大应力叫做，以σb表示。 A、抗拉强度 B、疲劳强度 C、强度 D、硬度 9、在铁碳合金状态图中，表示共析线的是。 A、ACD线 B、AECF线 C、ECF线 D、PSK线 10、金属材料的一般是在硬度计上测定的。常用的有布氏硬度法和洛氏硬度法，有时还采用维氏硬度法。 A、刚度 B、硬度 C、强度 D、塑性 11、提高零件疲劳强度的措施有：、减少应力集中、提高零件的表面质量、喷丸处理、表面热处理、控制材料的内部质量、避免内部气孔及夹杂等。 A、改善零件结构形状 B、增加杂质 C、粗化晶粒 D、加入介质 12、金属材料的物理性能主要有：、熔点、热膨胀性、导热性、导电性和磁性等。 A、密度 B、导热性 C、延展性 D、伸长性 13、金属材料的硬度一般是在硬度计上测定的。常用的有布氏硬度法和洛氏硬度法，有时还采用维氏硬度法。布氏硬度法因其压痕面积较大，其硬度值也比较稳定，测试数据重复性也好，准确度较洛氏硬度法高。由于测试过硬的材料可导致钢球变形，布氏硬度法常用于测试HB值小于450的材料，如灰铸铁、非铁合金及较软的钢材。但也因为其压痕较大，故不适用于成品检验。洛氏硬度法压痕小，可用于成品检验，但是它有测得的硬度值重复性差的缺

《金属工艺学》课程教学大纲解析

金属工艺学》课程教学大纲 一、理论教学内容 绪论金属工艺学的性质、目的和任务。机器制造过程。机械制造工业在国民经济中的地位和作用。课程教学基本要求与学习方法。 第一部分热加工 （一）金屑材料的基本知识 1．金属材料的力学性能力学性能的概念。力学性能主要指标（强度、塑性、硬度、韧性和疲劳强度）的符号、单位、物理意义与试验方法。 2．金属的晶体结构与结晶纯金属的晶体结构，纯金属的结晶过程。冷却曲线和过冷度。晶粒、晶界、晶格、晶胞、晶面的概念。晶粒大小对金属力学性能的影响。金属的同素异构转变。 3．合金的相结构与相图合金的相结构。二元合金相图的概念。 4．铁碳合金铁碳合金相图中的相、特性点和特性线。典型铁碳合金的组织转变。铁碳合金相图的应用。 5．钢的热处理热处理的基本概念。钢在加热和冷却时的组织转变。钢的退火、正火、淬火、回火的目的、工艺特点及应用。钢的表面淬火和化学热处理。 6．常用钢材含碳量和常存元素对碳钢力学性能的影响。钢的分类、牌号和用途。 （二）铸造1．铸造的实质、特点及应用范围。铸造方法分类。 2．合金铸造性能 充型能力和流动性的概念。充型能力和流动性对铸件质量的影响。影响充型能力和流动性的主要因素，提高充型能力和流动性的主要措施。 收缩的概念。铸造应力、收缩对铸件质量的影响。缩孔、缩松、变形、裂纹等铸造缺陷的形成机理和防止措施。 3．常用合金铸件及其生产灰铸铁件：灰铸铁的分类、牌号、组织和性能特点及应用。铸铁的石墨化。孕育处理。 灰铸铁件的生产特点。球墨铸铁件：球墨铸铁的分类、牌号、组织和性能特点及应用。球墨铸铁件的生产工艺和铸造工艺特点。 可锻铸铁件：可锻铸铁的分类、牌号、组织和性能特点及应用。可锻铸铁件的制造过程和铸造工艺特点。 蠕墨铸铁件和合金铸铁件。铸铁的熔炼：冲天炉的工作原理。铁水温度和化学成分的控制。铸钢件、铜合金铸件和铝合金铸件生产。 4．砂型铸造及铸造工艺规程设计铸造工艺规程设计的意义、内容及步骤。常见手工造型方法的选择。机器造型和造型生产线。铸件结构的铸造工艺性分析。铸造工艺图的制定：浇注位置和分型面的选择；铸造工艺参数（加工余量、起模斜度、铸造收缩率、铸造圆角等）的确定；型芯设计。铸造工艺图实例。 5．特种铸造熔模铸造、金属型铸造、低压铸造、压力铸造和离心铸造等特种铸造方法的工艺过程、特点及应用。 （三）锻压1．锻压的实质、特点和应用。锻压方法分类。 2金属的塑性变形金属塑性变形的实质。单晶体与多晶体的塑性变形。塑性变形对金属组织和力学性能的影响。冷变形与热变形的概念。锻造比与锻造流线。金属锻造性能的概念。 3．自由锻自由锻的特点和应用。坯料的加热和锻造温度范围。自由锻工艺规程的制定：绘制锻件图；确定变形工序；计算坯料的质量和尺寸；选定锻造设备等。