81、 为控制金属结晶时的晶粒大小， 工业生产中通常采用什么方法来细化晶粒？
1） 增加环境冷却能力。
2） 化学变质法。
3） 增加液体流动。
82、 为改善切削加工性能， 15Cr， 20Cr2Ni4， 40Cr，5CrMnMo， GCr15， W18Cr4V 钢应进行何种热处理？
15Cr：正火；
20Cr2Ni4：正火+回火；
40Cr：调质；
5CrMnMo：退火；
GCr15：球化退火；
W18Cr4V：球化退火。
83、 试分析比较在正常淬火条件下 20、 45、 40Cr、 T8、65 等钢的淬透性和淬硬性高低。
淬透性由高到低：40Cr、 T8、 65、 45、 20；
淬硬性由高到低：T8、 65、 45、 40Cr、 20。
84、 能否用 W18Cr4V 钢制造冷冲模， 为什么？
可以用来做模具， 但一般用在要求高强度高耐磨性少冲击的模具中， 但由于它的韧性较差， 材质特性脆， 价格贵，所以不建议用作冷冲模。
85、 45 钢经调质处理后要求硬度为 217HB～255HB， 但热处理后发现硬度偏高， 问能否依靠减慢回火时的冷却速度使其硬度降低？若热处理后硬度偏低， 能否靠降低回火时的温度， 使其硬度提高？说明其原因。
1） 不可以， 需要调整回火温度；
2） 不可以， 需要重新淬火后降低回火温度。
86、 中型拖拉机发动机曲轴要求具有较高的强度及较好的韧性， 曲轴轴颈要求耐磨性好（50HRC~55 HRC）。
（1） 选择材料并写出钢号；
（2） 制定加工制造的简明工艺路线；
（3）说明使用状态下曲轴的组织和曲轴轴颈表面的组织。合金渗碳钢：20CrMnMo、 20CrMnTi、 20MnVB
工艺路线：下料-锻造-正火-机械加工-渗碳、 淬火+低温回火-喷丸-磨加工-成品
心部组织：细片状珠光体；表面组织：回火马氏体
87、 使用硝盐浴炉时， 需要注意哪些安全措施？
必须注意防爆等安全措施。在硝盐浴炉中， 任何局部温度超过 595℃时， 都可能着火或爆炸， 使用温度应严格控制在 550℃以下。硝盐混合物是氧化型的， 不应与容易被氧化的材料混合。不应使用微细的碳化材料作硝盐的覆盖物， 也必须避免渗碳炉出料端所聚集的贪黑对硝盐浴炉的污染。在处理镁合金轻金属时， 盐浴最高温度有一定规定。
88、 在制定热处理工艺时以下几种形状的工件， 如何计算加热的有效厚度。
1） 圆棒形状：以直径计算；
2） 扁平工件：以厚度计算；
3） 实心圆锥体：按大端的 1/3 高度处的直径计算；
4） 阶梯轴或截面突变的工件：按较大直径或较大截面计算。
89、 制定铸造铝合金的固溶处理工艺应遵循哪些原则？
（1） 淬火温度的选择：淬火温度一般比最大溶解度温度略低一些， 以免过烧或产生裂纹。
（2） 淬火加热方式：为了 防止铸件过热与变形， 通常在空气循环炉内进行， 为防止变形， 最好采用 350 度以下低温入炉， 然后随炉缓慢加热到淬火温度。
（4） 冷却方式：因铸件形状复杂， 内部缺陷较多， 强度与塑性降低， 冷速过快将会使铸件产生严重变形， 因此淬火后应在热水中冷却。
90、 什么是马氏体相变塑性现象？何谓“TRIR” 钢及它的性能特点是什么？
金属及合金在相变过程中， 塑性增加， 往往低于母相屈服极限的条件下， 即发生了 塑性变形， 称之为相变塑性。利用马氏体相变塑性设计出几种 Ma 高于室温而 Ms 低于室温的钢， 他们在常温下形变时， 会诱发形成 M， M 转变反过来又诱发塑性提高， 这种钢兼有很高的强度和塑形， 故称为相变诱发塑性（TRIR） 钢。
91、 简述激光热处理的原理和优点是什么？
激光淬火技术， 又称激光相变硬化， 是利用聚焦后的激光束照射到钢铁材料表面， 使其温度迅速升高到相变点以上，当激光移开后， 由于仍处于低温的内层材料快速导热作用，是表层快速冷却到马氏体相变点以下， 获得淬硬层。
优点：与感应加热淬火相比， 使用的能量密度更高， 加热速度更快， 不需要淬火介质， 工件变形更小， 加热层深度和加热轨迹易于控制， 易于实现自动化， 激光淬火可使工件表层 0. 1-1. 0mm 范围内的组织结构和性能发生明显变化。
92、 淬火态钢中常见的马氏体有哪几种类型?形成条件是什么?分别指出其亚结构和性能特点。
主要形态板条马氏体、 片状马氏体。奥氏体转变后， 所产生的 M 的形态取决于 A 中的含碳量，含碳量<0. 6%的为板条马氏体， 含碳量在 0. 6-1. 0%之间为板条和针状混合的 M， >1%的为针状马氏体。板条马氏体的亚结构主要由高密度的位错组成， 并存在条间 A。板条马氏体具有较高的强度和硬度， 而且塑性任性也好。
片状马氏体的亚结构主要由互相平行的细小孪晶组成，
并集中在 M 片的中央部分， 具有高硬度， 脆性大。
93、 错位分哪两种类型？位错运动方式有哪两种？位错的固溶强化原理是什么？
刃型位错和螺型位错， 滑移和攀移；融入固溶体中的溶质原子造成晶格畸变， 晶格畸变增大了 位错运动的阻力， 使滑移难以进行， 从而使合金固溶体的强度与硬度增加。
94、 零件失效的主要形式分为哪四大类？
答：材料的变形， 断裂， 磨损和腐蚀。
95、 对高碳钢实施球化退火工艺的目 的是什么?
目 的：使钢中碳化物球状化， 从而达到降低硬度、 改善切削加工性， 并为以后淬火做准备。
96、 在正常条件下， 对 45 钢、 40Cr、 GCr15、 W6MO5Cr4V2钢进行常规淬火， 试选择这些钢的淬火介质及常规的淬火方法：
45 钢：采用单液淬火法， 自来水为淬火介质；
40Cr ：小件采用单液淬火法， 油为淬火介质；大件采用双淬火法， 先水后油。
GCr15：采用单液淬火法， 油为淬火介质;
W6MO5Cr4V2：采用分级淬火， 淬火介质为空气。
97、 试指出下列工件整体淬火后进行回火的温度范围。
（1） 模具、 轴承、 齿轮：低温：150-250℃，
（2） 弹簧：中温：350-500℃。
（3） 轴类、 连杆、 螺栓：高温：500-650℃。
98、 现对机床齿轮、 大直径的轧辊及进行表面淬火， 试选择感应加热的类型并指出其频率范围。
机床齿轮表面淬火加热：高频加热 ， 100 ~1000kHz；
大直径的轧辊加热：工频加热， 50kHz；
推土机齿轮表面淬火加热：中频加热， 0. 5~10kHz。
99、 为了 改善低碳钢的切削性能， 应采用何种热处理工艺？说明原因。
采用正火处理。因为低碳钢切削性能差的原因是刚中含有较多的 F, 只有降低 F 的量才能改善其切削性能。而正火冷却属于非平衡冷却， 冷却速度的增加会使共析反应的温度降低， 从而使 P 的连增加， F 量减少。
100、 阐述 T8 钢淬火加热过程中 A 的形成过程及影响 A转变速度的因素。
A 的形成过程：A 的形核、 长大、 残余渗碳体的溶解及 A
成分的均匀化四个基本过程。
影响 A 转变速度的因素：
①加热温度。温度越高， 转变速度越快
②加热速度。加热速度快， 转变温度越高， 转变速度越快
101、 变形铝合金的回归处理与时效工艺区别是什么？目的分别是什么？
1） 回归处理仅用于经淬火和自 然时效处理过的零件，
既将零件在硝盐浴中迅速加热到 200~250℃， 保温 2~3 分钟
后在水中冷却。目的是恢复得到过饱和固溶体淬火相， 使合金重新软化，
便于加工、 校形等。
102、 零件选材的基本原则是什么？
在选材时既要选择材料的使用性能， 又要考虑材料的工艺性能和经济性。
1） 根据材料的使用性能选材：通过分析零件的工作条件及失效分析结果确定零件的主要使用性能， 根据零件使用性能要求提出对材料的性能的要求。
2） 根据材料的工艺性能选材：依据不同材料陶瓷、 塑料、 金属的工艺性能选材（如金属的铸造、 压力加工、 焊接性、 热处理工艺性能等）。
3） 根据材料的经济性选材：要降低零件的总成本， 这包括制造成本材料价格、 零件自重、 加工费、 试验研究费和附加成本， 如零件寿命等。
103、 试简述影响过冷奥氏体等温转变的因素。
1） 谈的影响
2） 合金元素的影响
3） 加热条件的影响
4） 应力影响
104、 对机床主轴有何性能要求？通常选用何种材料制作？
要求：承受中等扭转-弯曲复合载荷， 转速中等并承受一定冲击载荷。材料：大多选用 45 钢， 载荷大时采用 40Cr。
原始组织：原始 P 组织越细， 相界面越多， Fe3C 易于溶解， 越有利于 A 的性和长大， 使转变速度越快。
合金元素：Co、 Ni 增大碳在 A 中的扩散速度， 加快 A 化过程；碳化物形成元素减慢 A 的形成过程；Si、 Al、 Mn 不影响 A 化过程 。
105、 若将共析钢加热至奥氏体温度后分别以图中的冷却速度 Vl、 V0、 V2、 V3、 V4 进行冷却至室温后得到什么组织?连续冷却转变曲线的实用意义是什么?
Vl: M 马氏体
V0 : M 马氏体
V2：T 屈氏体
V3：S 索氏体
V4：P 珠光体
106、 简述影响钢的淬透性及淬硬性因素。
钢在淬火时能够获得马氏体的能力 即钢被淬透的深度大小称为淬透性。其影响因素有：
1) 亚共析钢含碳量↑ ， C 曲线右移， 过共析钢含碳量↑ ，C 曲线左移；
2) 合金元素（除 Co 外） 使 C 曲线右移；
4) A 的晶粒度， 晶粒越细， 晶界越多， 降低过冷 A 的稳
定性， 降低钢的淬透性；
5) 未溶碳化物及夹杂物， 降低过冷 A 的稳定性， 降低钢
的淬透性 A
6) 对 A 实施变形， 可以增加钢的淬透性；
淬硬性：主要取决于 M 提的含碳量。含碳越高， 淬硬性
愈好。
107、 试写出用 20CrMnTi 材料制作汽车变速箱齿轮的加工工艺路线， 并分析各热加工工序的作用。
用 20CrMnTi 制作汽车变速箱齿轮的加工工艺路线：下料—锻造—正火—机械加工—渗碳、 淬火+低温回火—喷丸—磨加工—成品。
正火：可以细化锻后的粗大晶粒， 调整硬度改善切削加工性能， 得到所需要的纤维（流线） 组织。
渗碳：提高工件表层的碳含量， 使工件经热处理后表面具有高的硬度和耐磨性， 而芯部具有一定的强度和较高的韧性。这样工件既能承受大的摩擦。工件渗碳后还需进行淬火和低温回火处理， 才能使表面具有高硬度、 高耐磨性和较高的接触疲劳强度及弯曲疲劳强度， 芯部具有一定的强度和较高的韧性。
淬火的目的是：在齿面得到一定深度的 M 组织， 可提高齿轮表面硬度， 提高齿面耐磨性和接触疲劳强度；
低温回火的作用是：消除淬火应力， 防止磨削裂纹， 提高冲击抗力。
喷丸处理：可提高齿面硬度约 1-3HRC， 增加表面残余压
应力， 从而提高接触疲劳强度
108、 钢的“TTT” 及“CCT” 曲线是怎样获得的？两者的区别？
钢的过冷奥氏体等温转变曲线的开始温度和终了 温度曲线像英文字母 C， 它描述了 A 在等温转变过程中， 不同温度和保温时间下的析出物的规律， 成为 TTT 曲线。而连续冷却曲线是各种不同冷速下， 过冷奥氏体转变开始和转变终了温度和时间的关系简称 CCT 曲线。
相同点：
1） 都具有渗碳体的先共析线。
2） 相变都有一定的孕育期。
3） 曲线中都有一条相变开始线和一条相变完成线。
不同点：
1） CCT 曲线中无贝氏体转变区 。
2） CCT 曲线中发生相变的温度比 TTT 曲线中的低。
3） CCT 曲线中发生相变的孕育期比 TTT 曲线中长
109、 影响“TTT” 转变的因素有哪些？如钢的含碳量的影响？C 曲线的实用价值？
1） 含碳量的影响
随着奥氏体含碳量的增加， 稳定性增强， c 曲线右移，所以在热处理正常加热条件下， 亚共析碳钢的 C 曲线， 随含碳量的增加向右移， 过共析碳钢随含碳量增加， 由于有未溶渗碳体存在， 促使奥氏体分解， C 曲线左移， 共析钢的 C 曲线最靠右， 稳定性最强。
2） 合金元素的影响
除了 Co 外， 所有合金元素的溶入均增加过冷奥氏体的稳定性， 使 C 曲线右移。
4） 原始组织的影响原始组织越细， 易得到均匀奥氏体，使 C 曲线右移， 并使 Ms 点下降。
5） 应力和塑性变形的影响拉应力促使 A 等温转变， 等向压应力阻碍这种转变。进行塑性变形也加速奥氏体转变。实用价值: C 曲线是对碳钢加热得到 A 后， 在冷却过程中组织转变进行分析的工具。
110、 马氏体有哪两种基本形态？其微观形态、 亚结构及性能有何不同？
板条马氏体和片状马氏体：
板条马氏体：微观形态， 椭圆截面的柱状晶粒；亚结构：高密度的位错组成；性能：较高的强度和硬度， 而且塑性韧性也较好。
片状马氏体：呈片状、 竹叶状主体形态为双凸透镜状；亚结构：细小的孪晶组成；性能：硬度高脆性大。
111、 亚共析钢的淬火温度常选在 Ac3 以上， 而过共析钢淬火加热温度为何选在 Ac1～Acm 之间， 试从理论上加以分析。
亚共析钢淬火时， 应将工件加热到完全奥氏体， 使铁素体全部溶解， 以保证淬火后马氏体的含碳量， 从而保证淬火后硬度。而过共析钢淬火加热温度应选择在 Ac1~Acm， 以使得加热时碳化物不完全溶解， 在随后的淬火时， 这些碳化物成为硬的质点， 提高耐磨性， 同时， 降低淬火温度， 可以降低马氏体的含碳量， 降低马氏体的脆性， 同时， 降低淬火温度， 还可以减少残余奥氏体量， 提高工件硬度。
112、 试指出 5 类常用的电热原件材料， 并说明其适应温度范围。
铁 铬 铝 电 热 合 金 1Cr13Al4 ， 应 用 于 低 温0Cr25Al5, 0Cr13Al16Mo2， 适应于中温 0Cr27AlMo2， 应用于高温最高 1300；镍铬电热合金 Cr15Ni60， 应用 于低温。Cr20Ni80， 应用于 1000 度以下中温；SiC 电热元件可在 1350度下长期工作， 最高温度可达 1500；MoSi2 电热元件， 其最高温度可达 1700；石墨电热元件， 真空炉的电热元件， 工作温度为 1400-2800℃。
113、 晶体中的位错有哪两种类型， 位错在晶体中的运动方式有那两种， 位错的固溶强化原理是什么？
刃位错与螺位错。滑移和攀移。固溶强化：1， 化学交互作用：一些溶质原子可以偏聚在层错面附近， 形成铃木气团， 增加位错扩展的宽度， 交滑移困难；增大位错阻力增大层错能。
114、 试画出 Fe-Fe3C 相图的简单示意图， 简要说明 T12钢（过共析钢） 的平衡凝固过程。（要求画出各温度区间的简单组织示意图即可）
在 T1~ T2 开始由液相结晶出奥氏体， 到 T2 结晶完毕。到 T3 温度时由奥氏体结晶出二次渗碳体， 当到达共析温度时剩余的奥氏体发生共析反应生成珠光体， 低于共析温度由铁素体析出三渗碳体忽略！
室温组织是：珠光体+二次渗碳体
115、 简述淬火冷却方法(至少说出五种) 。
1） 水冷：用于形状简单的碳钢工件， 主要是调质件；
2） 油冷：合金钢、 合金工具钢工件。
3） 延时淬火：工件在浸入冷却剂之前先在空气中降温以减少热应力；
4) 双介质淬火：工件一般先浸入水中冷却， 待冷到马氏体开始转变点附近， 然后立即转入油中缓冷；
5) 马氏体分级淬火：钢材或工件加热奥氏体化， 随之浸入稍高或稍低于钢的上马氏体点的液态介质（盐浴或碱浴）中， 保持适当时间， 待钢件的内、 外层都达到介质温度后取出空冷， 以获得马氏体组织的淬火工艺。用于合金工具钢及小截面碳素工具钢， 可减少变形与开裂；
7） 贝氏体等温淬火：钢材或工件加热奥氏体化， 随之
快冷到贝氏体转变温度区域（260-400℃） 等温保持， 使奥
氏体转变为贝氏体的淬火工艺。用于要求变形小、 韧性高的
合金钢工件 。
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