12 冷却速度对转变产物类型的影响:可用 VC、VC′判断。
当 V > VC 时,A 过冷→M ;当 V<VC′时,A 过冷→P ;当 VC′< V <VC时,A 过冷→P M
13、珠光体的形态取决于加热时奥氏体化的程度(奥氏体成分较均匀时→片状;不均匀时→球(粒) 状)。
14、淬火马氏体金相形态影响因素:实质取决于转变温度:
高于 200 ℃——板条状马氏体;低于 200 ℃——片状马氏体 。形态与 C%关系:低碳——板条状;高碳——片状 。马氏体特点强度高硬度高 C%↑, 马氏体 HRC↑ 。
15、钢中马氏体强化机制:
① C 的固溶强化:
② 相变强化(亚结构强化) :高密度位错、孪晶、层错;
③ 时效(沉淀) 强化:C 向缺陷处扩散偏聚或析出,钉扎位错。
16、片状 M:硬而脆;板条 M:强而韧(与亚结构有关)
17、板条 M 塑韧性好的原因:①含碳量低, 过饱和度小;② 淬火内应力小,形成微裂纹的敏感度小;
高碳片状 M 塑韧性差的原因:① C 过饱和度高,畸变大,②淬火内应力大,形成微裂纹的敏感度高。
18、下贝氏体高强度、韧性好原因:下贝氏体中铁素体针细小而均匀分布,位错密度很高,在铁素体内部又沉淀析出细小、多量而弥散的ε-碳化物。
19、在奥氏体晶粒较粗大,冷却速度相对较快时,钢中先共析相(先共析铁素体或先共析渗碳体)以针状或片状形态从原奥氏体晶界沿奥氏体一定晶面往晶内平行或规则生长,并与片状珠光体混合存在,该组织称为魏氏体。(冷速较大时易形成,韧性↓↓ ; 消除方法:正火)
钢的回火转变:
20、淬火:钢加热到 AC3或AC1以上,保温,V>V 临界 ,M 或 B。
回火:淬火钢加热到低于临界点 A1 的某温度,保温后以适当方式冷却到室温的热处理工艺。
目的:
(1) 调整钢强硬度与塑韧性的配合, 获要求的性能;
(2) 降低内应力, 防止工件变形或开裂;
(3) 稳定组织, 防尺寸变化。
21、定义:随回火温度提高,淬火钢韧性在某些温度区间显著下降的现象。低温回火脆性形成原因及防止方法形成原因:片状碳化物沉淀理论;
杂质偏聚。防止方法:a. 避免在此温度区间回火;b. 使ε→θ 的温度↑ :c. 采用等温淬火.
回火脆性形成原因及防止方法特点:a.与回火后冷却速度有关;b. 可逆性. ;产生原因:P、 Sn、 As 、Sb 等杂质元素晶界偏聚。防止方法:注:无论碳钢、合金钢,只要在该温区回火,就会产生低温回火脆性,a. ↑钢纯度;b. 回火后快冷;c. 加入 Mo、 W 等元素;注:碳钢不产生高温回火脆性, 合金钢尤含Mn、 Cr 的合金钢易产生回火脆性。
22、珠光体、马氏体、贝氏体转变特点比较?
23、比较下贝氏体与高碳马氏体的主要不同点?
① 显微组织特征不同,下贝氏体为黑针状或竹叶状,高碳马氏体为片状;
② 亚结构不同,下贝氏体亚结构为位错,高碳马氏体的亚结构为孪晶;
③性能特点不同,下贝氏体具有良好的综合机械性能,高碳马氏体强度硬度高,塑性和韧性差;④相变特点不同,下贝氏体为半扩散型相变,高碳马氏体非扩散型相变。
⑤下贝氏体为复相组织,高碳马氏体为单相组织。
24. 珠光体、贝氏体、马氏体的特征、性能特点是什么?
片状 P 体,片层间距越小,强度越高,塑性、韧性也越好;粒状 P 体,Fe3C颗粒越细小,分布越均匀,合金的强度越高。第二相的数量越多,对塑性的危害越大;片状与粒状相比,片状强度高,塑性、韧性差;上贝氏体为羽毛状,亚结构为位错,韧性差;下贝氏体为黑针状或竹叶状,亚结构为位错,位错密度高于上贝氏体,综合机械性能好;低碳马氏体为板条状,亚结构为位错,具有良好的综合机械性能;高碳马氏体为片状,亚结构为孪晶,强度硬度高,塑性和韧性差。
二
1、钢的退火目的和工艺?
退火: 是将钢加热至临界点 Ac1 以上或以下温度,保温以后随炉缓慢冷却以获得平衡状态组织的热处理工艺。
目的:是均匀钢的化学成分及组织,细化晶粒,调整硬度,消除内应力和加工硬化,改善钢的成形及切削加工性能,并为淬火作好组织准备。
分类:临界温度以上:完全退火、均匀化退火、不完全退火和球化退火。
临界温度以下:再结晶退火、去应力退火。
2、正火目的及工艺?
定义:正火是将钢加热到Ac3(或Acm)以上适当温度,保温以后再空气中冷却得到珠光体类组织的热处理工艺。
正火过程的实质是:完全奥氏体化加伪共析转变。当钢中碳含量为 0. 6~1. 4%时,正火组织中不出现先共析相,只有伪共析体或索氏体。碳含量小于 0. 6%的钢,正火后除了伪共析体,还有少量铁素体。
目的:正火作为预备热处理,为机械加工提供适宜的硬度,又能细化晶粒,消除应力,消除魏氏组织和带状组织,为最终热处理提供合适的组织状态。
正火工艺简单、经济的热处理方式。主要用于:
①改善低碳钢的切削加工性能;
②消除中碳钢的热加工缺陷;
③消除过共析钢的网状碳化物, 便于球化退火;
④提高普通结构件的力学性能。
3、钢的淬火?
定义:将钢加热至临界点 Ac3 或 Ac1 以上一定温度,保温后以大于临界冷却速度冷却得到马氏体(或下贝氏体)的热处理工艺叫做淬火。
目的:使奥氏体化后的工件获得尽量多的马氏体,热后配以不同温度回火获得各种需要的性能。
在制定淬火工艺时应注意:
(1)淬火应力。工件在淬火过程中会发生形状和尺寸的变化,甚至产生淬火裂纹。工件变形或开裂的原因是由于淬火过程中在工件内产生的内应力造成的。
分类:淬火内应力主要有热应力和组织应力两种。当淬火应力超过材料的屈服强度时,就会产生塑性变形;当淬火应力超过材料的抗拉强度时,工件则发生开裂。
热应力:工件加热或冷却时由于内外温差导致热膨胀冷缩不一致而产生的内应力。热应力是由于快速冷却时工件界面温差造成的。
组织应力:工件在冷却过程中,由于内外温差造成组织转变不同时,引起内外比体积的不同变化而产生的内应力。
工件淬火冷却过程中的瞬间应力和残余应力是热应力和组织应力叠加的结果。
(2)淬火加热温度。淬火加热温度的选择应以得到均匀细小的奥氏体晶粒为原则,以便淬火后得到细小的马氏体组织。淬火温度主要根据钢的临界点确定。
(3)淬火介质。钢从奥氏体状态冷至Ms 点一下所用的冷却介质。图10-4
(4)淬火方法。
(5)钢的淬透性。是指奥氏体化后的钢在淬火时获得马氏体的能力,其大小以钢在一定条件下淬火获得的淬透层深度和硬度分布来表示。
淬透性与淬硬性的区别:淬透性表示钢淬火时获得马氏体的能力,他反应钢的过冷奥氏体稳定性, 即与钢的临界冷却速度有关。而淬硬性表示钢淬火时的硬化能力,用淬成马氏体可能得到的最高硬度表示。它主要取决于马氏体中的含碳量。马氏体中含炭量越高,钢的淬硬性越高。
4、钢的回火?
定义:是将淬火钢在A1以上温度加热,使其转变为稳定的回火组织,并以适当方式冷却到室温的工艺过程。
目的:减少或消除淬火应力,保证相应的组织转变,提高钢的韧性和塑性,获得硬度、强度、塑形和韧性的适当配合,以满足各种用途工件的性能要求。
分类:低温回火、中温回火、高温回火等几种。
