材料加工與成型工藝第四章簡答

2022-09-09 12:03:04 字數 4640 閱讀 9103

1.鋼的熱處理:將鋼在固態下通過加熱、保溫、冷卻以改變組織,從而獲得所需效能的一種工藝方法.

目的:消除毛坯中的缺陷,改善其工藝效能,為後續工藝過程創造條件,並能提高鋼的力學效能,充分發揮鋼材的潛力,提高零件使用壽命。

2.熱處理分類:1)整體:退火、正火、淬火、回火等 2)表面:表面淬火 3)化學:滲碳、碳氮共滲、滲氮等.

3.根據工序位置的不同,熱處理還分為預備熱處理和最終熱處理.

4.鋼加熱時的轉變:1)鋼的奧氏體化:首先是珠光體轉變為奧氏體,然後先共析相向奧氏體轉變或溶解,最後得到單相的奧氏體組織。

2)奧氏體晶粒的長大及控制:奧氏體晶粒越小,冷卻轉變產物的組織越細,其屈服強度、衝擊韌度越高。奧氏體晶粒的大小是評定加熱質量的指標之一。

過熱:晶粒度超過規定的標準時的一種加熱缺陷。控制奧氏體的晶粒大小方法:

加熱溫度、保溫時間、加熱速度。加熱溫度越高,保溫時間越長,奧氏體晶粒越大;加熱溫度相同,加熱速度越快,保溫時間越短,奧氏體晶粒越小。(表面淬火

5.冷卻方式:連續冷卻(爐冷、空冷、水冷),等溫冷卻(等溫淬火)。

研究奧氏體的冷卻轉變規律的方法:一是在不同的過冷度下進行等溫冷卻測定奧氏體的轉變過程,繪出奧氏體等溫轉變曲線;另是在不同的冷卻速度下進行連續冷卻測定奧氏體的轉變過程,繪出奧氏體連續冷卻轉變曲線。

6.奧氏體在臨界點以上為穩定相,以下成不穩定相,處於過冷狀態,稱為過冷奧氏體。

7.珠光體(p)轉變(550攝氏度以上);貝氏體轉變(550-230),上貝氏體(b上:550-350),下貝氏體(b下:350-m)。

8.珠光體轉變的三條曲線:ps線為a-p轉變開始線;pf線為a-p轉變終止線;k為a-p轉變終止線,它表示冷卻曲線碰到**時,過冷奧氏體停止向珠光體轉變,剩餘部分一直冷卻到ms線以下發生馬氏體(m)轉變。

9.馬氏體是淬火鋼的基本組織,按其金相組織形態分:針片狀馬氏體;板條狀馬氏體。馬氏體強度、硬度取決於含碳量。

10.高碳馬氏體硬度高、脆性大;低碳馬氏體具有高的強韌性。

11.馬氏體轉變量隨溫度降低而不斷增多,直至mf,轉變停止。此時獲得殘留奧氏體(as)。帕運會降低鋼的硬度和耐磨性;導致工件的尺寸發生變化,降低尺寸精度。

改變方法:將淬火件放到零下溫度的冷卻介質中,以最大限度的消除殘留奧氏體,達到提高硬度、耐磨性與穩定尺寸的目的。稱為「過冷卻」。

12.鋼的退火:將鋼材或鋼件加熱到適當的溫度,保持一定的時間,隨後緩慢冷卻以獲

得接近平衡狀態組織的熱處理工藝,稱為退火 。

退火分類:①:均化退火、再結晶退火、去應力退火、去氫退火,其特點:

通過控制加熱溫度和報溫時間使冶金及冷熱加溫過程中產生的不平衡狀態(成分偏析、形變強化、內應力等)過渡到平衡狀態。

②:完全退火、不完全退火、等溫退火、球化退火等,通過改變組織和效能為目的,其特點:通過控制加熱溫度、保溫時間以及冷卻速度等工藝引數,來改變鋼中的珠光體、鐵素體和碳化物等組織形態及分布,從而改變效能。

13.鋼的正火:鋼材或鋼件加熱到ac3以上,保溫適當時間,在空氣中冷卻。

14.剛的淬火:將鋼件加熱到ac1或ac3以上某一溫度,保溫一定時間,然後以大於臨界冷卻速度冷卻以獲得馬氏體和下貝氏體組織。

15.通過調整冷卻介質、淬火方法可以控制淬火件的冷卻速度。水和油是最常用的冷卻介質,水是最廉價的冷卻介質,它的冷能力較大,使用安全,y汙染環境,淬火工件不需要清洗(食鹽水溶液、鹼水溶液)。

油是常用的冷卻介質,主要採用礦物油,冷卻效能好,速度較水低,多用於合金鋼淬火。

常用淬火方法:單液淬火、雙液淬火、馬氏體分級淬火和貝氏體等溫淬火。

16.鋼的淬透性:指在規定條件下,決定鋼材有效淬硬深度和硬度分布的特性。

鋼的淬透性主要決定於馬氏體臨界冷速。過冷奧氏體越穩定,馬氏體臨界冷深越小,鋼的淬透性越好。

17.注意:①要把鋼的淬透性和淬硬性區別開,淬硬性是指鋼在淬火後能夠達到的最高硬度,反鋼的硬化能力,主要取決於鋼的碳含量。

②要吧鋼的淬透性與具體淬火條件下工件的淬透層深度區別開,同一鋼種在同一奧氏體化條件下,其淬透性是相同的,但是,水淬比油淬的淬透層深,小件比大件的淬透層深,這並不意味著同一種水淬比油淬的淬透性大。

方法:結構鋼末端淬透性實驗法最常用。

18.淬火缺陷及其防止:①變形與開裂:

在淬火冷卻過程中,由於工件內外溫差而導致熱脹冷縮不一致,由此而產生的應力稱為熱應力,除此之外,在組織轉變過程中,由比熱容的變化而產生的內應力稱為組織應力。

熱應力和組織應力是形成淬火應力的根源。

②硬度不足:指工件上較大區域內的硬度達不到技術要求。

形成缺陷的原因:淬火介質冷卻能力不足;淬火加熱溫度過低或保溫時間短,淬火組織中存在珠光體或鐵素體;表面脫碳降低了鋼的淬硬性。

對於硬度不足的工件,可以重新淬火,但在淬火前,應進行一次退火、正火

火、或高溫回火以消除淬火應力,防止在重新淬火的過程中產生更大的變形甚至開裂。

③氧化與脫碳:鋼在加熱時,鐵和合金元素與氧化性介質作用在工件表面生成氧化物餓現象稱為氧化。

脫碳是指鋼在加熱時,鋼表層中的碳與周圍介質中氧、二氧化碳等發生化學反應,生成含碳氣體逸出鋼外,使鋼表層含碳量下降。氧化會使工件尺寸減小,表面粗糙度增加。

脫碳會降低鋼的表面硬度、耐磨性和抗疲勞能力。氧化脫碳還會增加淬火開裂傾向。

為了防止,通常採用脫氧良好的鹽浴加熱、保護氣體加熱、真空加熱、高溫短時加熱等。

19.淬火鋼的回火:強度、硬度降低,韌性、塑性公升高。

回火:鋼件淬硬後,再加熱到ac1點以下的某一溫度、保溫一點時間後冷卻到室溫的熱處理過程。

20.回火分類:①低溫回火(150-250):回火馬氏體,硬度58-64hrc具有較高強度、硬度及耐磨性。

②中溫回火(350-500):回火託氏體,硬度為35-45hrc,由鐵素體基體和碳化物顆粒組成。具有很高的彈性極限,較高強度、中等的硬度和韌性。

③高溫回火(500-650):回火索氏體,硬度為200-330hbw,油鐵素體和粒狀碳化物組成,具有良好的綜合力學效能。

21.習慣上將高溫回火加淬火稱為調質處理。調質一般作為最終熱處理,但也可以作為表面淬火和化學熱處理的預備熱處理,以保證表面和心部不同的效能要求。

第一類回火脆性(250-350);第二類回火脆性(450-650)。

22.鋼的表面熱處理:僅對鋼的表層進行熱處理以改變其組織效能的工藝。最常用的的是表面淬火加回火。

鋼的表面淬火是通過快速加熱,使鋼的表層奧氏體化,在心部組織尚未發生相變時立即予以淬火冷卻,使表層獲得硬而耐磨的馬氏體組織,心部仍保持原來的塑性和韌性較好的退火、正火、或調質狀態的組織。

表面淬火加熱可採用:感應加熱、火焰加熱、雷射加熱等。(頻率:

①高頻:50-300khz ②中頻:1-10 ③工頻:

50hz)。多用於中碳鋼和中碳低合金鋼,如45、49cr、40mnb。

感應加熱表面淬火優點:加熱速度快、時間短,表面氧化、脫碳較小,生產率較高;表層區域性加熱,工件變形小;淬火組織為細隱晶馬氏體,表面硬度較高脆性低;表層獲得馬氏體後,表層膨脹,造成殘留壓應力,提高疲勞強度;可用於生產流水線,工藝質量穩定。

23.鋼的化學熱處理:把鋼製零件放在含欲滲元素的活性介質中加熱到預定的溫度,保溫一定時間,使該元素滲入到工件表層中,從而改變表層的成分、組織和效能。

①鋼的滲碳:為了增加鋼件表層的碳含量和獲得一定的碳濃度梯度,將鋼件在滲碳介質中加熱並保溫,使碳原子滲入到鋼件表層。

②根據滲碳劑的不同,滲碳方法分:固體、氣體、液體滲碳。

③滲碳層的表面碳含量在0.8%-1.1%之間為好,尤其在0.85%-1.05%之間最好。

④表面碳含量低,則不耐磨且疲勞強度也較低;反之,則滲碳層變脆,易出現壓碎剝落。

⑤鋼經滲碳淬火、低溫回火後表面硬度可達58-64hrc,耐磨性好,心部韌性好。適用於過載、磨損、衝擊條件下工件的零件。

24.鋼的滲氮:在一定溫度下使活性氮原子滲入到工件表面。目的:更大提高鋼件表面的硬度、耐磨性、疲勞強度和抗蝕性。

25.氣體滲碳與氣體滲氮比較:①滲氮溫度低,心部不發生相變,零件變形小。

②滲氮後,具有高耐磨性和熱硬性。③滲氮後,不再進行熱處理,只進行磨削和拋光。④滲氮時間長,工藝較複雜,滲氮層薄。

26.碳氮共滲:同時向零件表面滲入碳和氮。

27.預備熱處理:退火、正火、調質。

調質作為預備熱處理,主要是為了保證表面淬火或化學熱處理零件心部的力學效能和為易變形零件最終熱處理組織準備。鍛造-正火或退火-粗加工-調質-精加工-表面熱處理或滲氮。

28:最終熱處理的工序位置:①整體淬火:鍛造-正火或退火-粗加工、半精加工-淬火+回火-精加工。

②表面淬火:鍛造-正火或退火-粗加工-調質-半精加工-表面淬火、回火-精加工。

③整體滲氮:鍛造-正火-粗加工-滲碳-半精加工-表面淬火、回火-精加工。

④區域性滲氮:鍛造-正火-粗加工-滲碳-去區域性滲氮層-淬火、回火-精加工。

鍛造-正火-機加工-鍍銅-滲碳-淬火、回火-退銅-精加工。

⑤滲氮:鍛造-退火-粗加工-調質-精加工-去應力退火-粗磨-滲氮-精磨或研磨。

29.非鐵合金的固溶處理:將固溶隨溫度的公升高而增大的合金,加熱到單相固溶體相區內的適當溫度,保溫適當時間,以使原組織中的脫溶相溶入固溶體的過程。

30.非鐵合金的時效強化:工件經固溶處理在室溫或稍高於室溫放置,過飽和固溶體發生脫溶分解,其強度、硬度公升高的過程(自然時效、人工時效)。

31.高聚物:①接枝共聚物 ②鑲嵌共聚物 ③交聯共聚物

32.復合強化:在復合過程中,利用高強度、高模量材料作為增強組分與基體材料進行人工復合,使材料效能提高的方法。

33.材料的表面技術處理:①原子沉積 ②顆粒沉積 ③離子注入 ④雷射表面處理 ⑤鋼的氧化和磷化。

第四章材料的表面與介面

4.3.2.多晶體的晶界 在無機材料中,多晶體的組織變化發生在晶粒接觸處即晶界上,晶界形狀是由表面張力的相互關係決定的,晶界在多晶體中的形狀 構造和分布稱為晶界構形。為了便於討論,我們僅僅分析二維的多晶截面,並假定晶界能是各向同性的。如果兩個顆粒間的介面在高溫下經過充分的時間使原子遷移或氣相傳質而達...

第四章實踐與認識

一 主要內容和重點 1 馬克思主義認識論的特徵 2 實踐與認識的關係 認識的基礎和源泉 3 認識的發展的過程和總規律 認識的方式 方法和途徑 4 真理及其檢驗標準。二 實踐的觀點是認識論的首要的和基本的觀點 1馬克思主義認識論的特徵 基本概念 認識論 反映論 先驗論 兩條認識路線 直觀反映論 能動反...

第四章計畫與控制

一 計畫的性質與編制 1 計畫的概念與特徵 計畫是預先進行的行動安排,包括對事項的敘述 目標和指標的排列 所採用手段的選擇以及進度的規定等。計畫具有以下特徵 l 計畫的目標性。每個計畫及其派生計畫,都致力於企業的經營目的和各個目標的實現。企業通過精心安排的合作,實現其所制定的目標,從而得以生存。所以...