工程材料3,4章作业

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1、工程材料作业第三章1.简述等温转变动力学曲线(C曲线)的意义和应用。答：意义：(1)钢件热处理后的性能在很大程度上取决于冷却时A转变产物类型和形态；(2)转变温度及冷却速度不同，过冷奥氏体将按不同机理转变成不同组织(P、B、M);(3)通过研宄不同冷却条件下钢中A组织的转变规律对于正确制定热处理工艺、合理选材有重要的实际意义。应用：(1)等温淬火：将加热到淬火温度的零件淬入350°C至MS点之间的恒温槽中，长时间等温，可得到下贝氏体；(2)等温退火：用于合金钢锻、铸件，以消除冷却时形成的巨大应力。操作时将零件加热到完全退火的高温区域

2、，再冷却到A-P区域等温，使发生P转变。(3)形变热处理：形变热处理将合金钢加热到两条C曲线屮间的A稳定区域变形，可提高缺陷密度及材料强度。(4)定性解释连续冷却的奥氏体转变过程。2.什么是贝氏体、珠光体和马氏体？其性能和组织有何特点？答：珠光体：铁素体和渗碳体的机械混合物。贝氏体：碳过饱和的铁素体和细小碳化物的混合物。马氏体：碳在a-Fe中的过饱和间隙固溶体。性能特点：珠光体：初性较大，珠光体团直径和片层间距越小，强度越高，塑性也大。而亚晶粒越细，晶体点阵畸变越大，则所得珠光体强度越高。贝氏体：初性、强度和硬度介于珠光体和马氏体之

3、间，不贝氏体综合性能更好，因为下贝氏体中，较小的碳化物不易形成裂纹，即使形成，其扩展也将受到大量弥散碳化物和位错的阻止。贝氏体适用于强度要求不太高乂需要有一定初性的场合。马氏体：高强度、高硬度，其硬度在一定范围内随C含量的增加而升高。相对而言，板条型马氏体具有较好的韧性，因此板条状马氏体相对片状马氏体机械综合性能好。组织特点：珠光体组织形态：主要为片状珠光体，即是由一片铁素体和一片渗碳体交替堆叠而成。片层方向大致相同的区域构成“珠光体闭”。一个原奥氏体晶粒内部往往有多个“珠光体团”，同一“珠光体团”内片层取向基本相同。在珠光体形成的

4、温度区间内，过冷度越大，则珠光体片层间距越小。贝氏体组织形态：主要分为上贝氏体和下贝氏体。(1)上W氏体为是渗碳体分布于条状铁素体之间，显微镜下整体形貌呈羽毛状，又称羽毛状贝氏体。(2)下贝氏体是渗碳体以细小颗粒分布于针状铁素体的内部，显微镜不整体形貌呈针状组织。马氏体组织形态：主要分为板条状马氏体和针状马氏体。(1)针状马氏体：即为高碳马氏体，主要是在高碳钢和低碳合金钢中，显微形貌呈针状。(2)板条马氏体：即为低碳马氏体，主要是在低碳钢和低碳合金钢中，显微形貌呈现板条状。1.为什么要对钢件进行热处理？答：通过热处理可以改变钢的组织

5、结构，从而改善钢的性能。热处理可以显著提高钢的机械性能，延长机器零件的使用寿命。恰当的热处理工艺可以消除铸、锻、焊等热加工工艺造成的各种缺陷，细化晶粒、消除偏析、降低内应力，使钢的组织和性能更加均匀。2.淬火的目的是什么？常用的淬火操作有哪几种？指出各种淬火操作在应用和材料组织结构上的异同点。答：淬火的FI的是使过冷奥氏体进行马氏体或贝氏体转变，得到马氏体或贝氏体组织，然后配合以不同温度的回火，以大幅提高钢的强度、硬度、耐磨性、疲劳强度以及韧性等，从而满足各种机械零件和工具的不同使用要求。也可以通过淬火满足某些特种钢材的铁磁性、耐蚀

6、性等特殊的物理、化学性能。常用的淬火操作冇：单液淬火法、双介质淬火法、分级淬火法、等温淬火法。单液淬火法：这种方法操作简单，容易实现机械化，自动化，如碳钢在水中淬火，合金钢在油屮淬火。但其缺点是不符合理想淬火冷却速度的要求，水淬容易产生变形和裂纹，油淬容易产生硬度不足或硬度不均匀等现象。适合于小尺寸且形状简单的工件。双介质淬火法：采用先水冷再油冷的操作。充分利用了水在高温区冷速快和油在低温区冷速慢的优点，既可以保证工件得到马氏体组织，乂可以降低工件在马氏体区的冷速，减少组织应力，从而防止工件变形或开裂。适合于尺寸较大、形状复杂的工件

7、。等温淬火法：它是将加热的工件放入温度稍高于Ms的硝盐浴或碱浴中，保温足够长的时间使其完成B转变。等温淬火后获得！^组织。不贝氏体与回火马氏体相比，在碳量相近，硬度相当的情况下，前荞比后者具有较高的塑性与初性，适用于尺寸较小，形状复杂，要求变形小，具有高硬度和强軔性的工;A，模其等。分级淬火法：它是将加热的工件先放入温度稍高于Ms的硝盐浴或碱浴中，保温2〜5niirb使零件内外的温度均匀后，立即取出在空气中冷却。这种方法可以减少工件内外的温差和减慢马氏体转变吋的冷却速度，从而冇效地减少内应力，防止产生变形和开裂。但由于硝盐浴或碱浴的

8、冷却能力低，只能适用于零件尺寸较小，要求变形小，尺寸精度高的工件，如模具、刀具等。3.回火的目的是什么？常用的回火操作有哪几种？答：回火的目的是降低淬火钢的脆性，减少或消除内应力，使组织趋于稳定并获得所需要的性能。常用的冋火操作有低温