1、1 / 49 金屬材料及熱處理部分 1 指出下列名詞及其區(qū)別：耐腐蝕性與抗氧化性。 2 按用途對(duì)塑料進(jìn)行分類，并簡(jiǎn)述其應(yīng)用情況。 3 橡膠的最大特性是什么？簡(jiǎn)述其用途和儲(chǔ)存方法。 4 簡(jiǎn)述陶瓷的特點(diǎn)。 5 什么是復(fù)合材料？它有何特點(diǎn)？ 6 熱傳遞的基本方式有哪些？以工件在熱處理爐中的加熱為例說明傳熱的一般規(guī) 律。 7 解釋下列各對(duì)名詞意義：晶體與非晶體；晶格與晶胞；晶粒與晶界；單晶體與多 晶體。 8 簡(jiǎn)述純金屬的結(jié)晶過程。 9 為什么要細(xì)化晶粒？生產(chǎn)上常用哪些方法細(xì)化晶粒？ 10 什么是同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變？它有何特點(diǎn)？ 11 指出下列名詞的概念及區(qū)別：合金、組元、相及組織。 12 什么叫可控氣氛？它

2、是如何制備的？我國(guó)目前應(yīng)用的可控氣氛有哪幾種類 型？ 13 鋼在真空加熱的特點(diǎn)是什么？ 14 什么是鹽浴校正劑？常用的鹽浴校正劑有哪些？ 15 什么是熱處理工藝規(guī)程？其基本內(nèi)容是什么？ 16 退火與正火件應(yīng)如何裝爐？ 17 淬火與回火件應(yīng)如何裝爐？ 18 熱處理用工裝有哪些基本要求？2 / 49 設(shè)計(jì)熱處理工裝時(shí)應(yīng)注意哪些問題？ 簡(jiǎn)述奧氏體的形成過程。 什么是實(shí)際晶粒度和本質(zhì)晶粒度？它們對(duì)熱處理有什么指導(dǎo)意義？ 提出下面名詞的主要區(qū)別：過冷奧氏體和殘余奧氏體；連續(xù)冷卻與等溫冷卻。 什么是退火？其目的是什么？ 常用的退火工藝方法有哪些？ 什么是正火？其目的是什么？ 簡(jiǎn)述如何合理地選擇退火與正火工

3、藝。 什么是淬火？其目的是什么？ 如何針對(duì)工件的具體情況選擇淬火加熱的方法？ 如何選擇淬火加熱溫度？淬火保溫時(shí)間是根據(jù)什么確定的？ 如何計(jì)算不同形狀工件的有效厚度？ 什么是回火？其目的是什么？ 回火的種類有哪些？其適用范圍是什么？ 什么是深冷處理？其目的是什么？ 什么樣的淬火介質(zhì)最理想？ 簡(jiǎn)述氯化鈉（即食鹽）水溶液的冷卻性能。 簡(jiǎn)述鹽浴和堿浴淬火介質(zhì)的冷卻性能。 什么是表面改性熱處理？具體有哪些應(yīng)用？ 簡(jiǎn)述感應(yīng)加熱淬火的基本原理。 解釋下列名詞：集膚效應(yīng)、鄰近效應(yīng)、環(huán)流效應(yīng)及尖角效應(yīng)。 感應(yīng)加熱淬火后工件的力學(xué)性能有什么特點(diǎn)？19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 3

4、0 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 3 / 49 41 什么叫化學(xué)熱處理？它和感應(yīng)加熱表面淬火有什么區(qū)別？ 42 什么叫滲碳？其目的是什么？ 43 什么是滲氮？和滲碳相比滲氮零件有什么特點(diǎn)？ 44 熱處理生產(chǎn)中，被處理工件的清洗有何作用？ 45 什么叫噴丸處理？它有哪些作用？其適用范圍如何？ 46 提出下列名詞的區(qū)別：熱應(yīng)力與相變應(yīng)力；內(nèi)應(yīng)力與殘余應(yīng)力。 47 簡(jiǎn)述下面簡(jiǎn)單畸變矯正方法及其應(yīng)用： 冷壓校直法、 加熱校直法和熱點(diǎn)校直法。 48 簡(jiǎn)述布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度的適用范圍。 49 簡(jiǎn)述退火、正火產(chǎn)生魏氏組織的原因及補(bǔ)救方法。 50 簡(jiǎn)述高鋁磚作為耐火材料

5、的成分、性能特點(diǎn)及應(yīng)用情況。 51 鹽浴爐工作一段時(shí)間后為什么要脫氧和撈渣？ 52 如何安裝鹽浴爐的熱電偶？ 53 相變的實(shí)質(zhì)是什么？ 54 鐵碳合金相圖（即 Fe FeC 3 相圖）有何作用？ 55 指出下列名詞及其區(qū)別：滲碳體、一次滲碳體、二次滲碳體和三次滲碳體。 56 金屬晶體的晶界處有何特征？ 57 為什么在碳鋼中要嚴(yán)格控制硫和磷元素的含量？為什么在易切削鋼中又要適 當(dāng)提高它們的含量？ 58 碳素工具鋼中的碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)其力學(xué)性能有何影響？如何選用？ 59 什么是合金鋼？它有哪些優(yōu)越性？ 60 耐磨鋼常用的鋼號(hào)是哪一種？它的成分有何特點(diǎn)？它為什么能耐磨？通常它 4 / 49 是如何加工成

6、零件的？ 61 正確選擇材料的原則是什么？ 62 簡(jiǎn)述鑄鐵的石墨化過程并說明影響石墨化的因素有哪些。 63 簡(jiǎn)述灰鑄鐵表面淬火的目的和淬火方法。 64 鋁合金是如何分類的？ 65 什么是硬質(zhì)合金？其性能特點(diǎn)是什么？ 66 熱處理工藝編制的原則是什么？ 67 奧氏體連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變圖和奧氏體等溫轉(zhuǎn)變圖有何不同？ 68 什么是雙介質(zhì)淬火？控制雙介質(zhì)淬火的關(guān)鍵是什么？ 69 舉例說明淬火件浸入淬火介質(zhì)應(yīng)遵循的原則及采用的方法。 70 什么是二次硬化？其產(chǎn)生的原因是什么？ 71 淬硬性和淬透性有什么區(qū)別？ 72 影響淬透性的主要因素有哪些？ 73 簡(jiǎn)述淬透性在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)實(shí)際中的作用。 74 白點(diǎn)是如何形成

7、的？影響白點(diǎn)敏感性的主要因素是什么？簡(jiǎn)述預(yù)防白點(diǎn)熱處 理的原理。 75 什么是熱應(yīng)力、相變應(yīng)力？它們對(duì)淬火件的變形有何影響？ 76 淬火零件開裂的原因是什么？常見的淬火裂紋有幾種類型？ 77 為什么合金鋼的淬火變形傾向小于碳鋼？ 78 怎樣防止工件的淬火變形和開裂？ 79 合金元素在鋼中有何作用？ 80 調(diào)質(zhì)鋼中合金元素的作用是什么？ 81 調(diào)質(zhì)鋼預(yù)備熱處理的目的是什么？5 / 49 82 簡(jiǎn)述彈簧鋼的熱處理方法。 83 滾動(dòng)軸承鋼的主加元素是什么？有何作用？其含量多少為宜？ 84 簡(jiǎn)述精密軸承零件的尺寸穩(wěn)定處理。 85 高速鋼刃具淬火后為什么要及時(shí)回火和多次回火？ 86 冷作模具鋼常用材料有

8、哪些？如何選用？ 87 為什么 Cr12 型模具鋼在退火前要反復(fù)鍛造？ 88 Cr12 型鋼模具有哪兩種熱處理工藝？各自的性能及適用情況怎樣？ 89 量具鋼熱處理的主要特點(diǎn)是什么？ 90 火焰加熱淬火設(shè)備都有哪些部分組成？對(duì)淬火質(zhì)量影響最大的什么？ 91 火焰表面加熱淬火的預(yù)備熱處理是怎樣進(jìn)行的？ 92 感應(yīng)加熱表面淬火的方法有哪些？ 93 感應(yīng)加熱后的冷卻方法有哪些？各自適用范圍是什么？ 94 感應(yīng)加熱淬火后的工件為什么要及時(shí)回火？常用的回火方法有哪些？ 95 制作感應(yīng)器時(shí)應(yīng)如何確定感應(yīng)器的形狀？ 96 同滲碳相比碳氮共滲有哪些特點(diǎn)？ 97 簡(jiǎn)述碳氮共滲層的組織和性能，并說明碳氮共滲表面的最

9、佳碳、氮濃度是什 么？為什么？ 98 氮碳共滲同滲氮相比有何特點(diǎn)？ 99 簡(jiǎn)述氮碳共滲的組織和性能，并說明氮碳共滲的優(yōu)點(diǎn)及不足之處。 100 滲氮前應(yīng)做哪些準(zhǔn)備工作？ 101 采用電拋光技術(shù)可以去除哪些痕跡？它有何局限性？ 6 / 49 102 什么是發(fā)藍(lán)？它有何優(yōu)點(diǎn)？ 103 什么是磷化？其目的是什么？7 / 49 答案 1 答：耐腐蝕性和抗氧化性都屬于金屬材料的化學(xué)性能，都是指金屬對(duì)周圍介質(zhì)侵 蝕的抵抗能力，只是它們的程度有所不同。 耐腐蝕性是指金屬材料在常溫下對(duì)大氣、水蒸氣、酸及堿等介質(zhì)腐蝕的抵抗能力。而 抗氧化性是指金屬材料在高溫下對(duì)周圍介質(zhì)中的氧與其作用而損壞的抵抗能力。 2 答：按

10、塑料的應(yīng)用情況可將其分為通用塑料、工程塑料和耐熱塑料。 通用塑料是指產(chǎn)量大、用途廣、價(jià)格低而受力不大的塑料產(chǎn)品。主要有聚乙烯、聚氯 乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、酚醛塑料等，它們廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中。 工程塑料是指力學(xué)性能較好、耐熱、耐寒、耐蝕和電絕緣性良好的塑料，它們可以取 代金屬材料制造機(jī)械零件和工程構(gòu)件。這類塑料主要有聚碳酸脂、聚酰胺（即尼龍） 、聚甲 醛、聚砜和 ABS 等。 耐熱塑料是指在較高溫度下工作的各種塑料，如聚四氟乙烯、環(huán)氧塑料和有機(jī)硅塑料 等均能在1002000 C的溫度下工作。 3 答：橡膠最重要的特性是高彈性。橡膠在儲(chǔ)存過程中要特別注意保護(hù)其彈性，氧 化、光照（特

11、別是紫外線照射） ，均會(huì)促使其老化、龜裂、發(fā)黏或變脆，從而喪失其彈性。 由于橡膠是具有優(yōu)良的拉伸性能和儲(chǔ)能性能，以及優(yōu)良的耐磨性、隔音性和絕緣性的高分 子材料，所以其在機(jī)械零件中廣泛用于制造密封件、減震件、傳動(dòng)件、輪胎和電線的絕緣 皮等。 4 答：陶瓷的共同特點(diǎn)是硬度高、抗壓強(qiáng)度大、耐高溫、耐磨損及抗氧化性能好。 但也存在著脆性大，沒有延展性，經(jīng)不起碰撞和急冷急熱的缺點(diǎn)。 5 答：復(fù)合材料是由兩種或多種固體材料（不同的非金屬材料、非金屬材料與金屬 材料、不同的金屬材料）復(fù)合而成。復(fù)合材料與金屬和其他固體材料相比具有比強(qiáng)度和比 模量高、抗疲勞強(qiáng)度高、減震性好、耐高溫能力強(qiáng)、斷裂安全性好、化學(xué)穩(wěn)定

12、性、減磨性 和電絕緣性良好等特點(diǎn)。 6 答：熱傳遞的基本方式有三種：傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射。實(shí)際上這三種傳熱方式并非 單獨(dú)存在，熱量從8 / 49 某一物體傳至另一物體往往是這三種基本傳熱方式的不同組合，但不論 其組合方式如何，溫度差的存在是產(chǎn)生傳熱過程的先決條件。例如，工件在熱處理爐中加 熱時(shí)，一般是工件表面通過輻射或?qū)α鱾鳠岬姆绞綇募訜嵩O(shè)備中取得熱量，同時(shí)工件表面 又以傳導(dǎo)傳熱方式將熱量傳給其心部。所以，熱處理爐中的傳熱，每種基本傳熱方式并非 單獨(dú)存在，而往往總是三種傳熱方式同時(shí)并存的綜合傳熱。 7 答：自然界中的固態(tài)物質(zhì)按其原子的聚集狀態(tài)而分為兩大類：晶體與非晶體。在 物質(zhì)內(nèi)部，凡原子呈無序堆

13、積狀況的，稱為非晶體，例如普通玻璃、松香、樹脂等，均屬 于非晶體。相反，凡原子呈有序、有規(guī)則排列的物質(zhì)稱為晶體。 表示原子在晶體中排列方式的空間格架，叫做結(jié)晶格子或結(jié)晶點(diǎn)陣， 簡(jiǎn)稱晶格或點(diǎn)陣。 由于晶體中的原子排列具有周期重復(fù)性， 因此，可從晶格中選取一個(gè)最具有代表性的最小幾 何單元來說明晶體中的原子排列排列規(guī)律和特點(diǎn)， 這個(gè)最小的能反映晶格原子排列特征的單 元稱為晶胞。 外形不規(guī)則而內(nèi)部原子排列規(guī)則的小晶體稱為晶粒。由于每個(gè)晶粒的位向不同，使它 們相遇時(shí)不能合為一體，這些晶粒與晶粒這間的分界面稱為晶界。 結(jié)晶后只有一個(gè)晶粒的晶體稱為單晶體，如果結(jié)晶后的晶體是由許多位向不同的晶粒 組成的，則稱

14、為多晶體。 8 答：當(dāng)液態(tài)金屬冷卻到結(jié)晶溫度以下時(shí)，液態(tài)金屬中首先形成晶核，并以此為中 心吸引周圍的原子，按一定的幾何形狀進(jìn)行有規(guī)則的排列，使其不斷長(zhǎng)大，同時(shí)還會(huì)有新 的晶核產(chǎn)生和長(zhǎng)大，直到液體金屬全部結(jié)晶為晶體為止。 9 答：金屬的晶粒大小對(duì)金屬的力學(xué)性能有重要的影響。通常在室溫下，細(xì)晶粒金 屬具有較高的強(qiáng)度和韌性。所以為了提高金屬的力學(xué)性能，必須控制金屬結(jié)晶后的晶粒大 小。常用的細(xì)化晶粒方法有下面三種： （ 1） 增加過冷度：金屬的形核率 N 和長(zhǎng)大速度 v 均隨過冷度的增大而增大，但 兩者增大的速率并不相同， 在很大范圍內(nèi)形核率比晶核長(zhǎng)大速度增大更快， 因此， 增加過冷 度能使晶粒細(xì)化。

15、 這種方法只適用于中、 小型鑄件， 對(duì)于大型鑄件則需要用其他方法使晶粒 細(xì)化。 （ 2） 變質(zhì)處理：在澆注前向液態(tài)金屬中加入一些細(xì)小的形核劑（又稱變質(zhì)劑或 9 / 49 孕育劑），使它分散在金屬液中作為人工晶核，可使晶粒顯著增加，或者降低晶核的長(zhǎng)大速 度，這種細(xì)化晶粒的方法稱為變質(zhì)處理。鋼中加入鈦、硼、鋁等，鑄鐵中加入硅鐵、硅鈣等 均能起到細(xì)化晶粒的作用。 （ 3） 振動(dòng)處理：在結(jié)晶時(shí)，對(duì)金屬液加以機(jī)械振動(dòng)、超聲波振動(dòng)和電磁振動(dòng)等， 使生長(zhǎng)中的枝晶破碎，從而提供更多的結(jié)晶核心，達(dá)到細(xì)化晶粒的目的。 10 答：金屬在固態(tài)下， 隨溫度的改變由一種晶格轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N晶格的現(xiàn)象稱為同 素異構(gòu)轉(zhuǎn)變。同素異

16、構(gòu)轉(zhuǎn)變除了具備結(jié)晶的特點(diǎn)外，由于其屬于固態(tài)相變，又具有其本身 的特點(diǎn)，例如：同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變時(shí)，新晶格的晶核優(yōu)先在原來晶粒的晶界處形核；轉(zhuǎn)變需要 較大的過冷度；晶格的變化伴隨著金屬體積的變化，轉(zhuǎn)變時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力。 11 答：一種金屬元素與其它金屬元素或非金屬元素， 通過熔煉或其它方法結(jié)合而 成的具有金屬特性的物質(zhì)稱為合金；組成合金的獨(dú)立的最基本的物質(zhì)叫做組元，簡(jiǎn)稱元； 即合金中具有同一成分、同一聚集狀態(tài)，并能以界面相互分開的各個(gè)均勻組成部分稱為相； 所謂的組織是指用金相觀察方法，在金屬及合金內(nèi)部看到的涉及晶體或晶粒的大小、方向、 形狀、排列狀況等組成關(guān)系的構(gòu)造情況。也可以說是人們觀察到的（包

17、括用肉眼直接觀察 或借助于儀器觀察）合金的特征與形貌。 12 答：在我國(guó)對(duì)保護(hù)氣氛及可控的滲碳 （或碳氮共滲）氣氛統(tǒng)稱為可控氣氛。 將 含碳?xì)浠衔锏脑蠚?，如天然氣、液化石油氣、城市煤氣、丙烷、甲烷等，按一定的?例和空氣混合后，送入燃燒室或反應(yīng)罐中進(jìn)行不完全燃燒可制得可控氣氛。根據(jù)制備原理， 我國(guó)目前應(yīng)用的可控氣氛有：放熱式氣氛、吸熱式氣氛、氨分解氣氛和滴注式氣氛。 13 答：鋼在真空加熱時(shí)，具有一般熱處理所沒有的以下特點(diǎn)： （ 1） 保護(hù)作用 真空爐內(nèi)氧化性與脫碳性氣體極少， 故可以防止氧化脫碳，實(shí)現(xiàn) 光亮淬火。 （ 2） 表面凈化作用 真空爐內(nèi)的氣氛中，氧的分壓力很低。在高溫下，零件表

18、面 的氧化物將發(fā)生分解反應(yīng)： 2FeO T2Fe+0 2，所生成的氧氣由真空泵排除，使零件獲得光 10 / 49 亮的表面。 （3） 脫氣作用 加熱時(shí)零件處在高溫負(fù)壓狀態(tài)，常壓時(shí)溶入金屬的氣體，如氫、 氧、氮等，在負(fù)壓時(shí)將從金屬表面逸出，這種現(xiàn)象稱為脫氣。氫的脫氣效果最為明顯。脫 氣作用使鋼熱處理后強(qiáng)度、韌性都有明顯提高。 （4） 加熱速度低 零件在真空爐中的加熱是依靠熱輻射來實(shí)現(xiàn)的。 與其它加熱方 式相比，零件的溫度上升較慢，升溫過程中零件表面與中心溫差較小，零件各處膨脹比較 均勻，因而真空熱處理的變形較小。 （5） 脫元素現(xiàn)象 真空加熱時(shí)， 在高溫下某些蒸氣壓高的合金元素 （如 Cr、Mn

19、 ） 會(huì)從零件表面蒸發(fā)，這種現(xiàn)象稱為脫元素現(xiàn)象。 14 答：所謂鹽浴校正劑是指能恢復(fù)或保持鹽浴加熱性能、 減少工件氧化或脫碳的 物質(zhì)。常用的鹽浴校正劑有木炭、鈦白粉（ TiO2 ）、硅膠（ SiO2 ）及硅鈣合金（ Si Ca） 硼砂（Na2B4O7 WH20 ）等。 15 答：熱處理工藝規(guī)程是各道熱處理工序必須遵守的準(zhǔn)則， 其基本形式是熱處理 工藝卡。它是操作工人必須遵守的法規(guī)文件，其基本內(nèi)容如下： （ 1） 零件概況 即零件名稱及編號(hào)、材料牌號(hào)、質(zhì)量大小、輪廓尺寸及熱處理有 關(guān)尺寸、工藝路線等。 （ 2） 熱處理技術(shù)要求 熱處理工序完成后的質(zhì)量驗(yàn)收指標(biāo)。 熱處理工藝卡上的技 術(shù)要求比圖紙上

20、提出的熱處理技術(shù)要求更詳細(xì)、更具體。如零件化學(xué)熱處理后還要進(jìn)行磨 削加工，熱處理工藝卡上的硬化層深應(yīng)加上磨削量。 （ 3） 零件簡(jiǎn)圖 在工藝卡上應(yīng)繪制零件簡(jiǎn)圖，便于識(shí)別、核對(duì)零件，同時(shí)局部熱 處理、硬度檢查部位等一目了然。 （ 4） 裝爐方式及裝爐量。 （ 5） 設(shè)備及工裝名稱、編號(hào)。 （ 6） 工藝參數(shù) 包括：保溫時(shí)間、冷卻方式、淬火介質(zhì)等。對(duì)于化學(xué)熱處理還涉 及到碳勢(shì)、氮?jiǎng)菀约?1 / 49 活性介質(zhì)的流量等。 （ 7） 質(zhì)量檢查的內(nèi)容，檢查方法及抽查率。 16 答：退火、正火件的裝爐方法 （1 ） 檢查爐體各部分是否損壞，平車、卷?yè)P(yáng)機(jī)和其它附屬設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常，高溫 儀表指示必須正確，工

21、件應(yīng)裝在各種爐型規(guī)定的有效加熱區(qū)內(nèi)； （2 ） 同爐的工件，工藝規(guī)范須相同或相近，各類工件有效厚度不能相差太大，工件 堆放保持適當(dāng)距離。如果使用箱式電爐，工件離爐底板的距離應(yīng)大于或等于 100mm ； （3 ） 使用大型燃料爐時(shí)，工件有效厚度相差不能大于 200mm ，裝在臺(tái)車上要平衡 穩(wěn)定，離臺(tái)車表面距離要大于 200mm ，橫向間隔應(yīng)大于或等于 100mm ，以保證爐氣良好 循環(huán)； 4 ） 大件放在底層，小件放在上層，厚壁大件放在近火門處，上層工件的重量不應(yīng) 集中在下層易變形處； （5 ） 力學(xué)性能試棒必須與所代表的工件同爐裝在工件有代表性的部位或工藝卡規(guī) 定的地方； （6 ） 保護(hù)氣氛加

22、熱爐、熱浴加熱爐、真空爐、連續(xù)作業(yè)爐等以及其它爐型用于退火 或正火時(shí)，其操作可按各企業(yè)專用的操作規(guī)范處理。 17 答：淬火、回火件的裝爐方法 （ 1） 允許不同材料但具有相同加熱溫度和加熱速度的零件裝入同一爐中加熱； （ 2） 截面大小不同的零件裝入同一爐時(shí)，大件應(yīng)放在爐膛里面，以便小件先出爐； （ 3） 零件裝爐時(shí)，應(yīng)放在爐內(nèi)均勻溫區(qū)，多方面采取措施，力求提高均溫程度； （4） 裝爐時(shí)必須將零件放在裝料架或爐底板上， 用鉤、 鉗堆放， 不準(zhǔn)將零件直接拋 入內(nèi)，以免碰傷零件或損壞設(shè)備； （ 5） 入爐零件均應(yīng)干燥無油污； （ 6） 如圖 3-1a 、 b 所示：細(xì)長(zhǎng)零件應(yīng)盡量垂直吊掛，以免變形

23、。對(duì)某些工件要合 理綁扎，以免因12 / 49 自重而變形； （ 7） 鹽爐的裝爐量要適當(dāng)，零件放入鹽浴后，鹽浴液面應(yīng)低于鹽浴規(guī)定的液面線， 還要使零件之間保持大于或等于 10mm 距離； （ 8） 零件入鹽浴前要預(yù)熱或烘干， 對(duì)于薄而長(zhǎng)的工件， 應(yīng)設(shè)法避免鹽浴翻滾時(shí)工件 互相撞擊，還要防止工件碰撞電極或距電極太近而造成過熱或過燒； （ 9） 箱式爐的裝爐一般為單層排列， 零件間距離 1030mm 為宜。小件允許堆放， 加熱時(shí)間須酌量增加，每爐零件數(shù)應(yīng)基本一致； （10 ） 有力學(xué)性能要求的工件，試棒與工件同時(shí)裝爐，試棒應(yīng)放在有代表性的位置。 18 答：熱處理工裝應(yīng)滿足如下要求： ( 1) 較

24、好的耐熱性能 一般在高溫下承載工件的工裝， 都要求具有較好的耐熱性能 和一定的耐蝕性，以防止嚴(yán)重的氧化，有的還要求能抗?jié)B碳等。為了滿足這些要求，一般都 從材料的選擇上加以考慮，因此，材料的成本較高。 ( 2) 一定的高溫強(qiáng)度 高溫強(qiáng)度是指裝載工件的工裝在高溫長(zhǎng)時(shí)間加熱的情況下， 能夠承載被加熱工件的重量， 而且工裝不發(fā)生嚴(yán)重變形甚至散架。 工裝的高溫強(qiáng)度靠材料和 工裝的結(jié)構(gòu)保證，但如果結(jié)構(gòu)太強(qiáng)，則重量大，吸收的熱量多，使工件的單位能耗增加，加 熱時(shí)間延長(zhǎng)，導(dǎo)致生產(chǎn)成本上升。 ( 3) 較低的材料與制作成本 熱處理工裝是一種易損件， 主要的失效形式是高溫氧 化減薄，強(qiáng)度嚴(yán)重下降。制作工裝常用焊接

25、、鑄造的方法?？刂乒ぱb材料與工裝制作成本， 是控制熱處理生產(chǎn)成本的重要方面。 19 答：一般應(yīng)考慮以下問題： 1) 對(duì)工件結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求做具體分析，最大限度地滿足技術(shù)要求。 2) 保證工裝能安全可靠地承載工件完成熱處理工藝過程，并具有較長(zhǎng)的使用壽命。 3) 保證工件裝載在工裝上均勻地被加熱，被滲碳、碳氮共滲，被均勻冷卻。 4) 盡可能多地裝載工件，以提高熱處理生產(chǎn)效率，降低能源消耗。 13 / 49 5) 盡可能地兼顧工裝的通用性，減少工裝種類，簡(jiǎn)化工裝管理，降低成本。 6) 盡可能地降低工裝用材料和制造成本。 20 答：根據(jù) FeFe3C 相圖，由鐵素體和滲碳體兩相所組成的珠光體，加熱溫度

26、稍高于 Ac1 時(shí)要轉(zhuǎn)變?yōu)閱蜗鄪W氏體。由于新形成的奧氏體和原來的鐵素體及滲碳體的碳質(zhì) 量分?jǐn)?shù)和晶格結(jié)構(gòu)相差很大，所以珠光體轉(zhuǎn)變成奧氏體的整個(gè)過程可以看成是由四個(gè)基本 過程組成，如圖 4-3 所示，即奧氏體晶核的形成、奧氏體晶核的長(zhǎng)大、殘余滲碳體的溶解 和奧氏體成分的均勻化。 21 答：實(shí)際晶粒度是指鋼在實(shí)際生產(chǎn)中的具體加熱條件下所獲得的奧氏體晶粒 度。它的大小直接影響工件的性能。而本質(zhì)晶粒度是在規(guī)定的加熱條件下（加熱到 930 C, 保溫 3 或 8h ），所測(cè)得的奧氏體晶粒度。本質(zhì)晶粒度并不指具體的晶粒，而僅僅是表現(xiàn)某 種鋼奧氏體晶粒的長(zhǎng)大傾向。本質(zhì)細(xì)晶粒鋼在熱處理時(shí)就可選擇較寬的加熱溫度，

27、而本質(zhì) 粗晶粒鋼，就要嚴(yán)格控制加熱溫度，避免因加熱時(shí)晶粒粗大使零件在熱處理后性能變壞。 22 答：過冷奧氏體是指暫時(shí)存在于 A1 溫度線以下，尚未發(fā)生轉(zhuǎn)變的處于不穩(wěn)定 狀態(tài)的奧氏體；而殘余奧氏體是指過冷到 Mf溫度以下仍未發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變的奧氏體。 將奧氏體自高溫連續(xù)冷卻到室溫稱為連續(xù)冷卻；而將奧氏體迅速冷卻到臨界溫度以下 某一溫度進(jìn)行保溫，然后再冷卻到室溫稱為等溫冷卻。 23 答：退火就是將金屬或合金加熱到適當(dāng)溫度， 保溫一定時(shí)間， 然后緩慢冷卻的 熱處理工藝。其目的主要是：降低鋼的硬度，提高塑性，以利于切削加工及冷變形加工。 細(xì)化晶粒，消除因鑄、鍛、焊引起的組織缺陷，均勻鋼的組織及成分，改善

28、鋼的性能或 為以后的熱處理做準(zhǔn)備。消除鋼中的內(nèi)應(yīng)力，以防止變形和開裂。 24 答：常用的退火工藝方法有完全退火、球化退火、 去應(yīng)力退火、再結(jié)晶退火和 均勻化退火等幾種。 14 / 49 25 . 答：將鋼材或鋼件加熱到 AC3 （或Ac cm）以上3050 C,保溫適當(dāng)時(shí)間后， 在靜止的空氣中冷卻的熱處理工藝稱為正火。其目的主要有：改善碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低的鋼 材的切削性能。中碳結(jié)構(gòu)鋼要求不高時(shí)，可代替調(diào)質(zhì)作為最終熱處理，起到簡(jiǎn)化工藝的 目的。消除過共析鋼的網(wǎng)狀滲碳體。消除缺陷、細(xì)化晶粒、改善組織，為最終熱處理 做準(zhǔn)備。 26 答：主要從以下三個(gè)方面加以考慮： （1 ） 從切削加工性考慮 一般來說，

29、硬度在170230HBS范圍內(nèi)的鋼材，其切 削加工性能最好。硬度過高難以加工，且刀具易于磨損；硬度太低，切削時(shí)容易“粘刀” ， 使刀具發(fā)熱而磨損，且工件的表面不光。因此作為預(yù)備熱處理，低碳鋼正火優(yōu)于退火，而 高碳鋼正火后硬度太高，必須采用退火。 （ 2） 從使用性能上考慮 對(duì)于亞共析鋼工件來說， 正火比退火具有較好的力學(xué)性 能。如果零件的性能要求不高，則可用正火作為最終熱處理。但當(dāng)零件形狀復(fù)雜時(shí)，由于 正火冷卻速度快，有引起開裂的危險(xiǎn)，則以采用退火為宜。 （ 3） 從經(jīng)濟(jì)上考慮 正火比退火的生產(chǎn)周期短、成本低，且操作方便，故在可能 的情況條件下優(yōu)先采用正火。 27 答：鋼的淬火就是將鋼加熱到

30、Ac3 或 Ac1 以上某一溫度，保持一定時(shí)間，然 后以適當(dāng)速度冷卻獲得馬氏體和（或）下貝氏體組織的熱處理工藝。 淬火的目的是使過冷奧氏體進(jìn)行馬氏體 （或下貝氏體） 轉(zhuǎn)變，得到馬氏體 （或下貝氏體） 組織，然后配合以不同溫度的回火，獲得所需的力學(xué)性能。 28 答：一般的低、 中碳鋼工件， 視工件厚薄可采用現(xiàn)有加熱設(shè)備能達(dá)到的較快加 熱速度（如到溫加熱、超溫裝料或超溫加熱）進(jìn)行加熱；鑄鍛件在其鍛后及鑄造后的熱處 理加熱時(shí)，由于工件內(nèi)部存在著鍛造及鑄造應(yīng)力，因而要控制加熱速度，一般采用低溫入 爐，隨爐升溫的方法進(jìn)行加熱；大截面工件內(nèi)部易存在偏析、夾雜、組織不均等缺陷及有 較大內(nèi)應(yīng)力，高碳鋼及高合金

31、鋼導(dǎo)熱性差，表面和心部溫差大，導(dǎo)致熱應(yīng)力大，15 / 49 厚薄相差 懸殊及形狀復(fù)雜工件，易產(chǎn)生應(yīng)力集中造成變形和開裂，這三類工件應(yīng)嚴(yán)格控制加熱速度， 采用分段預(yù)熱的加熱方法。 29 答：淬火加熱溫度是根據(jù)鋼的成分、 組織和不同的性能要求來確定的。 其基本 原則是：亞共析鋼 AC3+3050 C；共析鋼和過共析鋼 Aci+3050 C。在具體選 擇鋼的淬火加熱溫度時(shí)，除了遵守上述的一般原則外，還應(yīng)考慮工件的化學(xué)成分、技術(shù)要 求、尺寸形狀、原始組織以及加熱設(shè)備、淬火介質(zhì)等諸多因素的影響，對(duì)加熱溫度予以適 當(dāng)調(diào)整，如對(duì)合金鋼零件而言，通常取推薦溫度的上限或更高溫度。而對(duì)于形狀復(fù)雜、易 變形開裂的碳

32、鋼零件，則應(yīng)取推薦溫度的下限以減少淬火應(yīng)力。 在具體生產(chǎn)條件下，工件保溫時(shí)間應(yīng)根據(jù)工件的有效厚度來確定。 30 答：工件有效厚度 D 的計(jì)算可按下述方法確定： （ 1） 圓柱體以其直徑作為有效厚度； （ 2） 板件以其厚度作為有效厚度； （ 3） 矩形截面工件以其短邊作為有效厚度； （ 4） 筒類工件以其壁厚作為有效厚度； （ 5） 錐體以離小頭 2/3 長(zhǎng)度處的直徑作為有效厚度； （ 6） 球體以其直徑的 0.6 倍作為有效厚度； （ 7） 形狀復(fù)雜工件按工作部分厚度計(jì)算，或按幾處主要截面部位的平均厚度計(jì)算。 31 答：回火就是將淬火后的零件加熱到 Ac1 以下某一溫度，保溫后冷卻到室溫，

33、獲得較穩(wěn)定組織及所需力學(xué)性能的熱處理工藝。回火的目的是：合理的調(diào)整力學(xué)性能，使 工件滿足使用要求；穩(wěn)定組織，使工件在使用過程中不發(fā)生組織轉(zhuǎn)變，從而保證工件的形 狀、尺寸不變；降低或消除內(nèi)應(yīng)力，以減少工件的變形并防止開裂。 16 / 49 32 答：一般根據(jù)回火溫度將回火分為以下三類： （1） 低溫回火 將淬火工件加熱到 150250 C回火，可得到回火馬氏體組織。主 要用于刀具、 量具、拉絲模、滾動(dòng)軸承以及其它要求硬而耐磨的零件。 硬度一般大于 55HRC 。 （2） 中溫淬火 將淬火工件加熱到 250500 C回火，可獲得回火托氏體組織。主 要用于彈性零件及熱鍛模等。硬度一般在 3550HR

34、C 范圍內(nèi)。 （3） 高溫回火 將淬火工件加熱到 500700 C回火，習(xí)慣上將淬火加高溫回火的 工藝稱為調(diào)質(zhì)處理， 可獲得回火索氏體組織。 調(diào)質(zhì)處理廣泛應(yīng)用于受力構(gòu)件， 如螺栓、 連桿、 齒輪、曲軸等零件， 還可作為零件表面淬火、 滲氮前的預(yù)先熱處理。 硬度一般在 2540HRC 。 33 答：將淬火鋼繼續(xù)冷卻到室溫以下某一溫度， 并停留一定時(shí)間， 使殘余奧氏體 轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體的熱處理工藝稱深冷處理。深冷處理的目的是提高硬度、穩(wěn)定尺寸及提高鋼 的磁性（因奧氏體無磁性） 。 34 . 答：理想淬火介質(zhì)的性能是使鋼在高溫區(qū)域（ 700 C以上）較緩慢地冷卻，以 減少工件的熱應(yīng)力；在550600 C

35、間以足夠快的冷卻速度迅速通過奧氏體等溫轉(zhuǎn)變圖的 “鼻 尖”，以防止發(fā)生珠光體或貝氏體轉(zhuǎn)變；在容易造成淬火裂紋的過冷卻奧氏體較穩(wěn)定的低溫 區(qū)域（300 C以下）緩慢冷卻，使工件在緩冷條件下通過奧氏體向馬氏體的轉(zhuǎn)變區(qū)，從而減 少相變應(yīng)力。 35 答：氯化鈉（食鹽）水溶液是最常用的鹽水，一般使用濃度為 5%15% 。食 鹽水溶液在500650 C區(qū)間的冷卻能力約為清水的二倍，能使工件淬火后得到高而均勻的 硬度，而它在低溫時(shí)的冷卻速度則與清水差不多。由于鹽水能使工件冷卻均勻，因此用它 作為淬火介質(zhì)，可使零件獲得高硬度，而且硬度均勻，避免產(chǎn)生軟點(diǎn)，變形、開裂傾向比 清水小。缺點(diǎn)是零件淬火后容易生銹，必須

36、及時(shí)仔細(xì)清洗。 36 答：鹽浴和堿浴都屬于不發(fā)生物態(tài)變化的淬火介質(zhì)。 淬火時(shí)不會(huì)引起介質(zhì)的汽 17 / 49 化，所以在冷卻過程中，無蒸氣膜階段和沸騰階段，工件的冷卻主要是通過介質(zhì)的對(duì)流和 傳導(dǎo)來實(shí)現(xiàn)的。工件淬入這類介質(zhì)中，開始冷卻時(shí)，由于工件與介質(zhì)間溫差最大，所以冷 卻一開始就很快達(dá)到最大冷卻速度，也就是說在高溫區(qū)域它們的冷卻速度較快；此后，隨 著溫差的減小，其冷卻能力逐漸降低，即低溫區(qū)域冷速較慢。總之，它們的冷速主要取決 于浴的成分、流動(dòng)性以及與淬火工件之間的溫差。這種冷卻特性可以保證某些鋼種和過冷 奧氏體在高溫區(qū)域不發(fā)生分解，而在低溫區(qū)域，能以較低的速度發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變，從而使 工件的變形

37、、開裂傾向大大減少。 37 答：表面改性熱處理是利用各種物理和化學(xué)的方法， 使金屬表面獲得特殊的化 學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)和性能，從而達(dá)到提高金屬零件或構(gòu)件使用壽命的技術(shù)。 對(duì)于在彎曲、扭轉(zhuǎn)以及各種交變載荷作用下服役的一些機(jī)械零件，如軸、曲軸、齒輪 和凸輪等， 其表面外層承受的應(yīng)力要比心部承受的高出許多， 另外，在有摩擦作用時(shí)， 這些 零件還要受到不同程度的磨損。 因此， 在工程上必須想辦法提高這些零件表層的硬度、 耐磨 性和抗疲勞性， 而在心部仍需保持較好的強(qiáng)度和韌性，使其能承受各種沖擊載荷。 此時(shí)，若 采用常規(guī)的整體熱處理的方法，就很難滿足上述的要求，這就需要采用表面改性熱處理。 38 答：所謂

38、感應(yīng)加熱淬火就是利用感應(yīng)電流通過工件所產(chǎn)生的熱效應(yīng)， 使工件表 層及局部加熱至淬火溫度，隨后進(jìn)行快速冷卻的淬火工藝。淬火時(shí)把零件放在銅質(zhì)的感應(yīng) 器中，接上某一固定頻率的交流電以產(chǎn)生電磁感應(yīng)，其結(jié)果會(huì)在零件表層產(chǎn)生與感應(yīng)圈中 電流相反的感應(yīng)電流。這種感應(yīng)電流沿零件表面形成的封閉回路，稱為渦流。在渦流及零 件本身電阻的作用下，電能便在零件表層轉(zhuǎn)化為熱能，使表層很快升溫至淬火溫度，此后 將零件立即進(jìn)行快速冷卻，就達(dá)到了表面淬火的目的。 39 . 答：當(dāng)通過交流電時(shí)，其電流在導(dǎo)體截面上的分布是不均勻的， 導(dǎo)體表面的 電流密度大，中心的電流密度小，電流密度自面向中心呈指數(shù)規(guī)律衰減。這種現(xiàn)象就稱為 18

39、/ 49 交流電的集膚效應(yīng)。當(dāng)兩個(gè)相鄰導(dǎo)體通過電流時(shí)，若其電流方向相同，則由于它們所產(chǎn) 生的交變磁場(chǎng)的相互作用，使得兩個(gè)導(dǎo)體相鄰一側(cè)的感應(yīng)反電勢(shì)最大，電流被驅(qū)向于導(dǎo)體 外側(cè)流過；相反，當(dāng)電流方向相反時(shí)，電流被驅(qū)向于兩導(dǎo)體相鄰一側(cè)，即內(nèi)側(cè)流過，這種 現(xiàn)象稱為鄰近效應(yīng)。當(dāng)交變電流通過圓環(huán)狀或螺旋狀導(dǎo)體時(shí)，由于交變磁場(chǎng)的作用，使 其外表面電流密度因自感反電動(dòng)勢(shì)增大而降低，而在圓環(huán)內(nèi)側(cè)的表面會(huì)獲得最大的電流密 度，這種現(xiàn)象稱為環(huán)流效應(yīng)。將外形帶有尖角、棱邊及曲率半徑較小的突出部分工件置 于感應(yīng)器中加熱時(shí)，即使感應(yīng)器與工件之間的間隙相等，但由于在工件的尖角處和突出部 分通過的磁力線密度較大，感應(yīng)電流密度也較大，加熱速度快，熱量集中，這樣會(huì)使這些 部位產(chǎn)生過熱，甚至發(fā)生燒熔現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為尖角效應(yīng)。 40 答：感應(yīng)加熱后的工