铝合金热处理包括______和______两过程，和钢的热处理最大区别是________1、 钢的合金化基本原则是______。在钢中细化晶粒作用较大的合金元素有______等，细化晶粒对钢性能的作用是______。2、 在钢中，常见碳化物形成元素有______（按强弱顺序排列，列举5个以上）。钢中二元碳化物分为两类：rc/rm0.59为 复杂点阵结构，有______、________________________和M3C型。3、选择零件材料的一般原则是使用性能要求、工艺性要求 和经济性要求等。汽车变速箱齿轮常用______钢制造，经______和______热处理。4、奥氏体不锈钢1Cr18Ni9晶界腐蚀倾向比较大，产生晶界腐蚀的主要原因是________________________________:固溶强化、细化强化、位错强化、第二相强化。从合金化角度考虑，提高钢的韧度主要途径有：1）细化奥氏体晶粒。如强碳化物形成元素Ti、Nb、V、WMo等。2）提高钢的回火[1]稳定性。在相同强度水平下能提高塑性和韧度。3）改善基体的韧度。如加Ni。4）细化碳化物。碳化物细小、园整、分布均匀和适量对韧度有利。5） 降低或消除回火脆性。如加入WMq6）保证强度时，降低才C%.4、从热力学和动力学条件分析壁厚铸件可得到石墨组织，而在壁薄时却得到白口组织？从热力学而言，高温铁水冷却时对石墨的形成是有利的。而从动力学条件看，形成石墨需要高的C浓度起伏和Fe、C长距离的扩散，而FesC的形成只需要C浓度起伏和Fe、C短距离的扩散，因此不利于石墨的形成但有利于FesC的形成。铸件在壁厚时，由于冷速慢，C原子可充分扩散，石墨形成的动力学条件较好，有利于石墨形成。壁薄时，由于铁水冷却快，C原子不能充分扩散，所以易得到FesC白口组织。1、 合金化基本原则是多元适量，复合加入。试举例说明Mn-V和Si-Mn的复合作用。（10分）Mn-V复合：Mn有过热[2]倾向，而V是减弱了Mn的作用；Mn能降低碳活度，使稳定性很好的VC溶点降低，从而在淬火温度下VC也能溶解许多，使钢获得较好的淬透性和回火稳定性。Si-Mn复合：Si、Mn都是强化铁素体有效的元素，能提高钢的弹性极限，但Si有脱C倾向、Mn有过热倾向，而Si-Mn复合可使钢的脱C、过热倾向降低，这样的合金复合在弹簧钢中得到了很好的应用。2、说明高速钢的铸态组织特征（3分）。有一批高速钢钻头[3]，淬火后硬度比正常的偏低，估计是淬火加热有问题。淬 火加热可能出现什么问题?（3分） 怎样从金相组织上来进行判断?（6分）高速钢的铸态组织为：黑色组织（混合型）+白亮组织（M和Ar）+莱氏体。淬火后硬度比正常的偏低可能是欠热、过热或过烧等原因。欠热：晶粒很细小，K很多；过热：晶粒较大，K较少；过烧：晶界有熔化组织，即鱼骨状或黑色组织。4、试从合金化原理角度分析9SiCr钢的主要特点。 （10分）Si、Crf淬透性，D油＜40mm；Si、Crf回稳性，〜250°C回火，＞60HRCSi、Cr使碳化物细小、分布均匀-不容易崩刃；分级或等温处理，变形较小；Si使脱碳[4]倾向较大，切削加工性相对也差些。适于制作形状较复杂、变形要求小工件，特别是薄刃工具，如丝锥、扳牙、铰刀等。1、试总结Ni元素在合金钢中的作用，并简要说明原因。 （10分） 答案要点：1）匸基体韧度 -NiJ位错运动阻力，使应力松弛；2） 稳定A，-NiJA，扩大y区，量大时，室温为A组织；3）T淬透性-JAG使“C”线右移，Cr-Ni复合效果更好；4）匸回火脆性-Ni促进有害元素偏聚；5）JMsAr-J马氏体相变驱动力。2、高速钢的热处理工艺比较复杂，试回答下列问题：（12分，每小题3分）1）淬火加热时，为什么要预热?2）高速钢W6Mo5Cr4V2勺化!在800C左右，但淬火加热温度在1200〜1240C，淬火加热温度为什么这样高？3）高速钢回火工艺一般为560C左右，并且进行三次，为什么？4）淬火冷却时常用分级淬火，分级淬火目的是什么?1）高速钢合金量高，特别是W钢导热性很差。预热可减少工件加热过程中的变形开裂倾向；缩短高温保温时间，减少氧化脱碳；可准确地控制炉温稳定性。2）因为高速钢中碳化物比较稳定，必须在高温下才能溶解。而高速钢淬火目的是获得高合金度的马氏体，在 回火时才能产生有效的二次硬化效果。3） 由于高速钢中高合金度马氏体的回火稳定性非常好，在560C左右回火，才能弥散析出特殊碳化物，产生硬化。同时在560C左右回火，使材料的组织和性能达到了最佳状态。一次回火使大部分的残留奥氏体发生了马氏体转变，二次回火使第一次回火时产生的淬火马氏体回火，并且使残留奥氏体更多地转变为马氏体，三次回火可 将残留奥氏体控制在合适的量，并且使内应力消除得更彻底。4）分级淬火目的：降低热应力和组织应力，尽可能地减小工件的变形与开裂。4、试从合金化原理角度分析9Mn2V钢的主要特点。（10分）1）Mnf淬透性，D油=〜30mm；2）MnJJMs，淬火后Ar较多，约20〜22%使工件变形较小；3）V能克服Mn的缺点，！过热敏感性，且能细化晶粒；4）含0.9%C左右，K细小均匀，但钢的硬度稍低，回火稳定性较差，宜在200C以下回火；5）钢中的VC使钢的磨削性能变差。9Mn2V广泛用于各类轻载、中小型冷作模具。Cr_，为防止或减轻晶界腐蚀，在合金化方面主要措施有______、______。币以计 乃 在玄 处于和5、影响铸铁石墨化的主要因素有______、______。球墨铸铁在浇注时6、铁基固溶体的形成有一定规律,______、________7、对耐热钢最基本的性能要求是Cr、Al、Si。1、钢中二元碳化物分为二类：rc/ rM
铝合金热处理包括______和______两过程，和钢的热处理最大区别是________
1、 钢的合金化基本原则是______。在钢中细化晶粒作用较大的合金元素有______等，
细化晶粒对钢性能的作用是______。
2、 在钢中，常见碳化物形成元素有______（按强弱顺序排列，列举5个以上）。钢中二元碳化
物分为两类：rc/rm0.59为 复杂点阵结构，有______、________________________
和M3C型。
3、选择零件材料的一般原则是使用性能要求、工艺性要求 和经济性要求等。
汽车变速箱齿轮常用______钢制造，经______和______热处理。
4、奥氏体不锈钢1Cr18Ni9晶界腐蚀倾向比较大，产生晶界腐蚀的主要原因是________________________________
:固溶强化、细化强化、位错强化、第二相强化。从合金化角度考虑，提高钢的韧度主要途径有：
1）细化奥氏体晶粒。如强碳化物形成元素Ti、Nb、V、WMo等。
2）提高钢的回火[1]稳定性。在相同强度水平下能提高塑性和韧度。
3）改善基体的韧度。如加Ni。
4）细化碳化物。碳化物细小、园整、分布均匀和适量对韧度有利。
5） 降低或消除回火脆性。如加入WMq
6）保证强度时，降低才C%.
4、从热力学和动力学条件分析壁厚铸件可得到石墨组织，而在壁薄时却得到白口组织？
从热力学而言，高温铁水冷却时对石墨的形成是有利的。而从动力学条件看，形成石墨需要高的C浓度起伏和Fe、C
长距离的扩散，而FesC的形成只需要C浓度起伏和Fe、C短距离的扩散，因此不利于石墨的形成但有利于FesC的形
成。铸件在壁厚时，由于冷速慢，C原子可充分扩散，石墨形成的动力学条件较好，有利于石墨形成。壁薄时，由于
铁水冷却快，C原子不能充分扩散，所以易得到FesC白口组织。
1、 合金化基本原则是多元适量，复合加入。试举例说明Mn-V和Si-Mn的复合作用。（10分）
Mn-V复合：Mn有过热[2]倾向，而V是减弱了Mn的作用；Mn能降低碳活度，使稳定性很好的VC溶点降低，从而在淬火
温度下VC也能溶解许多，使钢获得较好的淬透性和回火稳定性。
Si-Mn复合：Si、Mn都是强化铁素体有效的元素，能提高钢的弹性极限，但Si有脱C倾向、Mn有过热倾向，而Si-Mn
复合可使钢的脱C、过热倾向降低，这样的合金复合在弹簧钢中得到了很好的应用。
2、说明高速钢的铸态组织特征（3分）。有一批高速钢钻头[3]，淬火后硬度比正常的偏低，估计是淬火加热有问题。淬 火加热可能出现什么问题?（3分） 怎样从金相组织上来进行判断?（6分）
高速钢的铸态组织为：黑色组织（混合型）+白亮组织（M和Ar）+莱氏体。
淬火后硬度比正常的偏低可能是欠热、过热或过烧等原因。
欠热：晶粒很细小，K很多；过热：晶粒较大，K较少；过烧：晶界有熔化组织，即鱼骨状或黑色组织。
4、试从合金化原理角度分析9SiCr钢的主要特点。 （10分）
Si、Crf淬透性，D油＜40mm；Si、Crf回稳性，〜250°C回火，＞60HRC
Si、Cr使碳化物细小、分布均匀-不容易崩刃；分级或等温处理，变形较小；Si使脱碳[4]倾向较大，切削加工性相对也
差些。
适于制作形状较复杂、变形要求小工件，特别是薄刃工具，如丝锥、扳牙、铰刀等。
1、试总结Ni元素在合金钢中的作用，并简要说明原因。 （10分） 答案要点：
1）匸基体韧度 -NiJ位错运动阻力，使应力松弛；
2） 稳定A，-NiJA，扩大y区，量大时，室温为A组织；
3）T淬透性-JAG使“C”线右移，Cr-Ni复合效果更好；
4）匸回火脆性-Ni促进有害元素偏聚；
5）JMsAr-J马氏体相变驱动力。
2、高速钢的热处理工艺比较复杂，试回答下列问题：（12分，每小题3分）
1）淬火加热时，为什么要预热?
2）高速钢W6Mo5Cr4V2勺化!在800C左右，但淬火加热温度在1200〜1240C，淬火加热温度为什么这样高？
3）高速钢回火工艺一般为560C左右，并且进行三次，为什么？
4）淬火冷却时常用分级淬火，分级淬火目的是什么?
1）高速钢合金量高，特别是W钢导热性很差。预热可减少工件加热过
程中的变形开裂倾向；缩短高温保温时间，减少氧化脱碳；可准确地控制炉温稳定性。
2）因为高速钢中碳化物比较稳定，必须在高温下才能溶解。而高速钢淬火目的是获得高合金度的马氏体，在 回火时才能产生有效的二次硬化效果。
3） 由于高速钢中高合金度马氏体的回火稳定性非常好，在560C左右回火，才能弥散析出特殊碳化物，产生
硬化。同时在560C左右回火，使材料的组织和性能达到了最佳状态。一次回火使大部分的残留奥氏体发生了马氏
体转变，二次回火使第一次回火时产生的淬火马氏体回火，并且使残留奥氏体更多地转变为马氏体，三次回火可 将残留奥氏体控制在合适的量，并且使内应力消除得更彻底。
4）分级淬火目的：降低热应力和组织应力，尽可能地减小工件的变形与开裂。
4、试从合金化原理角度分析9Mn2V钢的主要特点。（10分）
1）Mnf淬透性，D油=〜30mm；
2）MnJJMs，淬火后Ar较多，约20〜22%使工件变形较小；
3）V能克服Mn的缺点，！过热敏感性，且能细化晶粒；
4）含0.9%C左右，K细小均匀，但钢的硬度稍低，回火稳定性较差，宜
在200C以下回火；
5）钢中的VC使钢的磨削性能变差。
9Mn2V广泛用于各类轻载、中小型冷作模具。
Cr_，为防止或减轻晶界腐蚀，在合金化方面主要措施有______、______。
5、影响铸铁石墨化的主要因素有______、______。球墨铸铁在浇注时
6、铁基固溶体的形成有一定规律,
______、________
7、对耐热钢最基本的性能要求是
Cr、Al、Si。
1、钢中二元碳化物分为二类：rc/ rM
题目解答
答案
固溶处理 时效硬化 铝合金没有同素异构相 多元适量、复合加入 Ti、VNb 既强化又韧化Ti、Nb、VMo W Cr、简单 M2C M23G M?G 20CrMnTi 渗碳 淬回火 晶界析出CsG，导致晶界区贫 降低碳量 加入Ti、VNb强碳化物元素 碳当量 冷却速度 原子尺寸因素 电子结构 简单 左下 Mn Ni 左上 Cr、Mo W 获得均匀的组织，满足力学性能要求 奥氏体 高热强性 良好的热疲劳[5]抗力 良好的 冲击韧性 5CrNiMo 延伸率》3% 黄铜 硬铝 锡青铜 Ti、V 细化晶粒组织 弥散沉淀强化 时效硬化 加热过程中没有同素异构转变 固溶强化 位错强化 细晶强化 沉淀强化 细晶强化 获得均匀的组织，满足力学性能要求 1.5%左右 碳化物液析 满足力学性能要求 良好的工艺性能 经济性 左下 Mn、Ni 左上 Cr、Mo 共析碳含量降低 抗拉强度不小于 600MPa 延伸率不小于 黄铜 硬铝 锡青铜 Ti、V 细晶强化 淀强化 时效硬化 没有同素异构转变