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《材料结构与表征》考试大纲 金属部分： 钢铁热处理有何特点及其适用范围是什么？ 定义：热处理是指将钢在固态下加热、保温和冷却。以改变钢的组织结构，获得所需要性能的一种工艺； 特点：热处理区别于其他加工工艺如铸造、压力加工等的特点是只通过改变工件的组织来改变性能，而不改变其形状； 适用范围：只适用于固态下发生相变的材料，不发生固态相变的材料不能用热处理强化。 典型钢的普通热处理有哪些方法，适用范围如何？ 1、退火：将钢加热至适当温度保温，然后缓慢冷却（炉冷）的热处理工艺。如a、完全退火：细化组织和降低硬度提高塑性，去除内应力，主要用于亚共析钢铸、锻件；b、不完全退火：细化组织，降低硬度，主要用于中、高碳钢及低合金钢内的锻、轧件，组织细化程度低于完全退火；c、去应力退火：消除内应力，使之达到稳定状态，主要用于铸件、焊接件、锻轧件及机加工件。对于过共析钢，必须采用正火消除网状渗碳体及其他组织缺陷后，才可采用这种退火法； 2、正火：将亚共析钢加热到Ac3+30-50度，共析钢加热到Ac1+30-50度，过共析钢加热到Accm+30-50度保温后空冷的工艺。适用范围：① HYPERLINK /s?wd=%E4%BD%8E%E7%A2%B3%E9%92%A2hl_tag=textlinktn=SE_hldp01350_v6v6zkg6 \t /_blank 低碳钢：提高硬度，改善加工性能，防止机加工粘刀，降低表面粗造度值；② HYPERLINK /s?wd=%E4%B8%AD%E7%A2%B3%E9%92%A2hl_tag=textlinktn=SE_hldp01350_v6v6zkg6 \t /_blank 中碳钢和合金钢：细化晶粒，均匀组织，为淬火做好准备；③高碳钢和高合金钢：消除网状碳化物，为球化退火作准备；④渗碳钢：消除渗层中的网状碳化物；⑤锻件和铸件：消除不正常组织（如粗晶等）；⑥要求不高的碳钢：消除不正常组织（如粗晶等）； 3、淬火：将钢加热到临界点以上，保温后以大于Vk速度冷却，使奥氏体转变为马氏体的热处理工艺。如a、单介质淬火：在单一冷却介质（如水、油、空气等）中淬火，达到硬度、强度等要求，为最常用的方法；b、双介质淬火：在两种淬火介质（如水—油、水—空气、油—空气等）中淬火，保证足够的淬硬层，避免淬裂，减少变形，适用于中、高碳钢零件和合金钢大型零件；c、分级淬火：先淬入浴槽中，使零件内外温度都达到浴槽介质的温度，然后再淬入另一种冷却较缓慢的介质，减少变形和开裂，适用于形状复杂、变形要求严格的零件，包括尺寸较小的合金钢、碳钢零件，尺寸较大零件或淬透性差的钢种；d、 固溶处理：将其他相充分溶解到固溶体中，适用于沉淀硬化不锈钢、马氏体时效钢。 4、回火：指将淬火钢加热到A1以下的某温度保温后冷却的工艺。如a、低温回火：150~250℃回火，获得回火马氏体组织。目的是在保持高硬度条件下，提高塑性和韧性，适用于超高强度钢、工模具钢、量具、刃具、轴承及渗碳钢；b、中温回火：350~500℃回火，获得托氏体组织。目的是获得高弹性和足够的硬度，保持一定的韧性，适用于中温超高强度钢、弹簧、热锻模具；c、高温回火：500~650℃回火，获得索氏体组织。目的是达到较高强度与韧性良好配合，适用于结构钢零件、渗氮件预备热处理；d、时效：从过饱和固溶体中析出金属间化合物，提高硬度、强度； 5、渗碳：增加表面碳含量，提高表面硬度、耐磨性及抗疲劳性能，碳氮共渗与渗碳相似，但渗入温度略低，渗层较浅，变形较小，用于心部有一定强度和良好韧性而表面要求高硬度（HRc58~64）的场合，还用于提高耐磨性或疲劳性能的场合。主要用于齿轮、销类和轴类。 说明共析钢的完全奥氏体化的过程。 定义：奥氏体话是指在临界点以上加热，目的是获得均匀的奥氏体组织； 过程： 第一步 奥氏体精河形成：首先在alpha与Fe3C相界形核； 第二步 奥氏体晶核长大：gama晶核通过碳原子的扩散想alpha和Fe3C方向长大； 第三步 残余Fe3C溶解：铁素体的成分、结构更接近于奥氏体，因而先消失。残余的Fe3C随保温时间延长继续溶解直至消失； 第四步 奥氏体成分均匀化：Fe3C溶解后，其所在部位碳含量仍很高，通过长时间保温使奥氏体成分趋于均匀。 下列说法是否正确？为什么？ 马氏体是硬而脆的相； 错，高硬度是马氏体性能的主要特点。马氏体的硬度主要取决于其含碳量。随着含碳量增加，其硬度增加。而马氏体的塑性和韧性主要取决于其亚结构的形式。针状马氏体脆性大，而板条马氏体具有较好的塑性和韧性。 过冷奥氏体的冷却速度大于Vk时，则冷速越大，所得马氏体的硬度越高； 错，V 为CCT曲线的临界冷却速度，即获得全部马氏体组织时的最小冷却速度。马氏体硬度取决于含碳量,与冷却速度无关 钢中的合金元素含量越高