练习
-
6-1
简述共析钢加热时奥氏体形成的几个阶段。
< br>答：四个阶段，
1.
当加热温度超过
AC1
以后，
在铁素体和渗碳体界面上形成奥氏体晶核；<
/p>
2.
奥氏体晶粒的长大；
3.
残余渗碳体的溶解；
4.
奥氏体成分的均匀化。<
/p>
6-2
以共析钢为例，说明将其奥
氏体化后立即随炉冷却、空冷、油冷和水冷各得到什么组
织？
答：随炉冷，冷却缓慢，得到的是珠光体。空冷，冷却较快，得到细片状珠光体，即索氏
体
（
S
）
。油
冷得到托氏体（
T
）和马氏体（
M
）的混合组织。
水冷，冷速超过淬火临界
冷却速度，所以得到马氏体还有少量残余奥氏体。
6-3
将一组共析钢试样奥氏体化后，
分别投入
6
90
℃，
630
℃，
< br>450
℃，
300
℃的恒温槽中
并长
时间保温后冷却，各得到什么组织。
答：
690
℃得到珠光体；
630
℃得到细片状珠光体，即索氏体；
450
℃得到上贝氏体；
300
℃
得到下贝氏体。
6-5 45
钢经调质处理后硬度为
240HBS
，若再进行
200
℃低温回火，能否使其硬度升高？为
什
么？若
45
钢淬火后进行低温回火，硬度为
57HRC
（约为
515HBS
）
，若再进行
560
℃回火，
能否使其硬度降低？为什么？
答：
（
1
）不能。因为
45
钢调质处理（淬火
+
高温回火）后硬度为<
/p>
240HBS
，其组织为回火索
氏体，是
稳定的组织，若再进行
200
℃低温回火，组织不会发生改变<
/p>
,
所以硬度不会升高。
（
2
）能。因为
45
钢淬火后进行低温回火，硬度为
57HRC
（<
/p>
515HBS
）
，其组织为回火马氏体<
/p>
和残余奥氏体，是不稳定的组织，当温度升高时组织会发生转变。所以，再进行
560
℃高温
回火，组织会转变为回火索氏体，硬
度会降低。
6-6
有两个含碳量相同
的过共析钢试样，分别加热到
780
℃和
880
℃并保温相同时间，使之
达到平衡状态，然后以大于<
/p>
VK
的冷却速度冷却至室温。试问：
答：
（
1
）哪
个温度加热淬火后马氏体晶粒较粗大？
答
< br>;
因为
880
℃加热温度高，加
热时形成的奥氏体晶粒粗大，冷却后得到的马氏体晶粒较粗
大。
（
2
）哪个温度加热淬火后马氏体含碳
量较多？
答：
因为加热温度
880
℃已经超过了
Accm
，
此时碳化物全部溶于奥氏体中，
奥氏体中含碳量
增加，而奥氏体向马氏体转变是非扩散型转变，所以冷却后马氏体含碳量较多。
幻灯片
7
（
3
）哪个温度加热淬火后残余奥氏体较多？
<
/p>
答：
因为加热温度
880
℃已经超过了
Accm
，
此时
碳化物全部溶于奥氏体中，
使奥氏体中含碳
量增加，降低钢的<
/p>
Ms
和
Mf
点，
淬火后残余奥氏体增多。
（
4
）哪个温度加热淬火后未溶碳化物较少？
答：
因为加热温度
880
℃已经超过
了
Accm
，
此时碳化物全部溶于奥氏
体中，
因此加热淬火后
未溶碳化物较少
（
5
）你认为哪个温度加热淬火后合适
？为什么？
答：
780
℃加热淬火合适。因为含碳量为
1.2%
的碳钢属
于过共析钢，过共析碳钢淬火加热温
度
Ac1+
（
30
～
50
℃）
，而
780
℃在这个温度
范围内，这时淬火后的组织为均匀而细小的马氏
体和颗粒状渗碳体及残余奥氏体的混合组
织，
使钢具有高的强度、
硬度和耐磨性，
而且也具
有一定的韧性。
6-7
现有低碳钢齿轮和中碳钢齿轮各一只，为了使齿轮表面具有高的硬度和耐磨性，应该选<
/p>
择何种热处理方法？并比较热处理后它们在组织和性能上的差异
答：低碳钢齿轮可采用渗碳、淬火
+
低
温回火处理。通过
渗碳使表面含碳量达到
1.0%
左右，淬火回火后，表面是
高碳的回火马氏体，硬度高，而心部仍然是低碳的组
织，韧性好。
中碳钢齿轮可采用表面
淬火
+
低温回火处理。淬火低温回
火之后，表面是中碳回火马氏体，硬度高耐磨。心部仍
然是韧性好的原正火或调质状态的组织。
< br>与表面淬火处理相比较，渗碳的零件表面硬度更高，更耐磨，心部韧性更好，更耐冲击。
< br>
确定下列钢件退火方法，并指出退火目的及退火后的组织
<
/p>
(1)
经冷轧后的
15
< br>钢钢板，要求降低硬度；
(2)ZG270
一
500
的铸造齿轮；
(3)
锻造过热的
60
钢锻坯；
(4)
具有片状
渗碳体的
T12
钢坯。
答：
1
）再结晶退火。为了消除冷轧制之后的加工硬
化，降低硬度。组织为铁素体
+
珠光体。
2
）完全退火，为了消除应力，均匀组织，提高力学性能。
F+P
3
）完全退火，为了细化晶粒。
F+P
指出下列钢件进行正火的主要目的和正火后的组织。
(1)20
钢齿轮；
(2)
综合力学性能要求不高的
45
钢小轴
(3)T12
钢手工锉刀毛坯。
答：
（
1
）预先热
处理，调整硬度，改善切削加工性。组织为铁素体
+
索氏体（<
/p>
F+S
）
。
<
/p>
（
2
）最终热处理，细化晶粒，均匀组织
，提高力学性能。组织为铁素体
+
索氏体（
F+S
）
。
（
3
）消除网状二次渗碳体，为球化退火做准备。组织为索
氏体
+
少量渗碳体。
材料
45
钢
热处理工艺
加热温度
830
±
10
/
℃
冷却方式
炉冷
空冷
油冷
水冷
水冷
水冷
水冷
水冷
炉冷
空冷
油冷
水冷
水冷
水冷
水冷
水冷
200
/
℃
400
/
℃
600
/
℃
回火温度
200
/
℃
400
/
℃
600
/
℃
硬
度
HRC
90HRB
18-24
30-35
55
53
40
24
45
94HRB
26
46
65
63
51
30
61
188
216-246
283-323
538
515
369
243
424
205
257
437
495
283
显微组织
P+F
S+F
T+B+M+F
少
M
M
回
T
回
S
回
F+M
P+Fe3C
S+Fe3C
T+M+Fe3C
M+Fe3C+A
残
M
回
+A
残
< br>
T
回
S
回
M+A
残
HB10/300
750
±
10
/
℃
T12
钢
780
±
10
/
℃
900
/
℃
例题
5
不锈钢中
Cr
起什么作用，含量有什么
要求？下列用品常用何种不锈钢制作？
1
）外科手术刀
2
）硝酸槽
3
）汽轮机叶片
不锈钢中
Cr
的作用是提高钢的耐腐蚀性，其含量应大于
1
3%
，
C
的含量应低。
1
）外科手术刀
—
4Cr13
2
）硝酸槽
—
1Cr18Ni9Ti
3
）汽轮机叶片—
2Cr13
例题
6 T10
钢和
9SiCr
钢，它们在使用上有何不同？下列工具应分别选用它们中的哪一<
/p>
种？
机用丝锥
木工刨刀
钳工手用锯条
铰刀
钳工卡尺
9SiCr
钢比
T10
钢的淬透性好、红硬性也比
T10
钢的高，价格比
T10
钢高。所以，
9SiCr
钢主要用于
切削速度稍高的各种薄刃刀具。
T10
钢主要用于切削速度低的手动工具。
机用丝锥
、铰刀
用
9SiCr
钢
钳工卡尺、木工刨刀、钳工手用锯条
用
T10
钢
三、杠杆定律的应用
计算含碳量为
0.2 %
、的亚共析钢
在室温下组织的相对量。已知组织，估计含碳量。
解答：
20
钢室温下组织为：
P
< br>和
F
ωp=0.2/0.77*100%=26%
ωF= 1
-26%=74%
已知珠光体
28%
< br>和铁素体
72%
，估计含碳量。设含碳为
x%
0
0.77
0.2