热处理工艺复习题.docx

• 热处理工艺是指将工件通过加热、保温、冷却等过程使金属合金的组织结构发生变化，获得所需的性能。
• 退火、正火、淬火和回火
• 热处理时工件获得热量常见的方式有通过加热炉加热，通过自身发热，如直接通电加热，感应加热，离子轰击加热等。
• 影响热处理工件加热的因素有：（1）加热方式，如随炉加热，预热加热，到温入炉加热，高温入炉加热。（2）加热介质。（3）工件放置方式。（4）工件本身的尺寸与形状。
• 钢在加热时要发生氧化和脱碳过程。
• 扩散退火、不完全退火、完全退火、球化退火、再结晶退火和消除应力退火的加热温度范围及目的。
• 退火、正火缺陷种类及产生原因，消除方法。
• 淬火及回火的定义和目的。
• 常用的淬火介质有水及其溶液、油、水油混合液（乳化液）以及低熔点熔盐。
• 钢的淬透性和淬硬性
• 目前常用的淬透性的测定方法，端淬法。
• 淬火应力、变形和开裂。
• 热应力的变化规律，组织应力的变化规律。
• 影响淬火应力的因素|：含碳量，合金元素，工件尺寸，淬火介质和冷却方式。
• 影响淬火变形的因素
• 淬火裂纹产生的原因
• 淬火方法：单液淬火法，双淬火介质淬火法，喷射淬火法，分级淬火法，等温淬火法，这些方法的优缺点，目的。
钢的回火：第一类回火脆性，第二类回火脆性，如何避免。概述
第一类回火脆性又称不可逆回火脆性，低温回火脆性，主要发生在回火温度为 250～400℃。
2特征
（1）具有不可逆性；
（2）与回火后的冷却速度无关；
（3）断口为沿晶脆性断口。
3产生的原因
到目前为止有很多种不同的说法，尚无定论，很可能是多种因素综合作用的结果，而对于不同的钢材来说，也可能是不同因素所致。大致有以下三种观点：
（1）残余A转变理论
根据第一类回火脆性出现的温度范围正好与碳钢回火时残余A转变的温度范围相对应。但有些钢第一类回火脆性与残余A转变并未完全对应，故残余A转变理论，不能解释各种钢的第一类回火脆性。
（2）碳化物析出理论
钢回火时，ε-FeXC转变为χ-Fe5C2或θ-Fe3C的温度与产生第一类回火脆性的温度相近，而新形成的碳化物呈薄片状，且沿板条M的板条间、板条束的边界或片状M的孪晶带或晶界上析出，从而使材料的脆性增加。回火温度如进一步提高，薄片状碳化物将聚集长大和球化，将导致脆性降低，冲击韧性升高。
（3）杂质偏聚理论
也有人认为，S、P、Sb（锑）、As（砷）等杂质元素在回火时向晶界、亚晶界上偏聚，降低了晶界的断裂强度，引起了第一类回火脆性。
4防止方法
<p>目前，第一类回火脆性是无法消除的。没有一个有效的热处理方法能消除钢中这种回火脆性，除非不在这个温度范围内回火，也没有能够有效抑制产生这种回火脆性的合金元素。但可以采取以下措施减轻第一类回火脆性。
（1）降低钢中杂质元素的含量；
（2）用Al脱氧或加入Nb、V、Ti等合金元素细化A晶粒；
（3）加入Mo、W等可以减轻；
（4）加入Cr、Si调整温度范围（推向高温）；
（5）采用等温淬火代替淬火回火工艺。
概述
第二类回火脆性又称可逆回火脆性，高温回火脆性。发生的温度在 400～650℃。
2特征
（1）具有可逆性；
（2）与回火后的冷却速度有关；回火保温后，缓冷出现，快冷不出现，出现脆化后可重新加热后快冷消除。
（3）与组织状态无关，但以M的脆化倾向大；
（4）在脆化区内回火，回火后脆化与冷却速度无关；
（5）断口为沿晶脆性断口。
3产生机理
（1）出现回火脆性时，Ni、Cr、Sb、Sn、P等都向原A晶界偏聚，都集中在2~3个原子厚度的晶界上，回火脆性随杂质元素的增多而增大。Ni、Cr不仅自身偏聚，而且促进杂质元素的偏聚。（2）淬火未回火或回火未经脆化处理的，均未发现合金元素及杂质元素的偏聚现象。（3）合金元素Mo能抑制杂质元素向A晶界的偏聚，而且自身也不偏聚。<p>以上说明：Sb、Sn、P等杂质元素向原A晶界偏聚是产生第二类回火脆性的主要原因，而Ni、Cr不仅促进杂质元素的偏聚，且本身也偏聚，从而降低了晶界的断裂强度，产生回火脆性。
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4防止方法
<p>（1）提高钢材的纯度，尽量减少杂质；
（2）加入适量的Mo、W等有益的合金元素；
（3）对尺寸小、形状简单的零件，采用回火后快冷的方法；
（4）采用亚温淬火（A1~A3）：
（5）采用高温形变热处理，使晶粒超细化，晶界面积增大，降低杂质元素偏聚的浓度。

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• 淬火缺陷及其预防、补救
• 表面淬火常见的有：感应加热，火焰加热，激光加热、电子束加热，等离子体束加热等。
• 金属化学热处理是指改变工件表面的化学成分所进行的一种热处理方式。如渗碳、渗氮、渗金属等。
• 钢的渗碳：渗碳的目的，渗碳的分类及所用的渗剂、催渗剂。
• 20CrMnTi渗碳淬火后的从表到里的组织变化情况。
• 渗碳、渗氮、渗硼的温度大致范围。
• 固体法渗金属常用粉末包装法，将工件埋入渗剂、催渗剂和烧结防粘结剂混合物中，装箱密封。