熱處理常見問題及其解答一

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2024-04-16

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常用的淬火方法有哪些,說明選用不同淬火方法的原則?

單液淬火——在一種淬火介質中冷卻到底的工藝,單液淬火組織應力熱應力都比較大,淬火變形大。


雙液淬火——目的:在650℃~Ms之間快冷,使V>Vc,在Ms以下緩慢冷卻,以降低組織應力。碳鋼:先水后油。合金鋼:先油后空氣。


分級淬火——將工件取出后在某一溫度停留使工件內外溫度一致,然后空冷的工藝,分級淬火是在空冷時發生M相變得,內應力小。


等溫淬火——指在貝氏體溫度區等溫,發生貝氏體轉變,內應力減小,變形小。淬火方法選擇的原則既要考慮滿足性能的要求,同時要盡量降低淬火應力,以免淬火變形與開裂。




化學氣相沉積與物理氣象沉積技術的區別是什么,它們的主要應用場合?




化學氣象沉積主要是CVD法,含有涂層材料元素的反應介質在較低溫度下氣化,然后送入高溫的反應室與工件表面接觸產生高溫化學反應,析出合金或金屬及其化合物沉積于工件表面形成涂層。


? ? ? CVD法的主要特點:

? ? ?1.可以沉積各種晶態或非晶態的無機薄膜材料。

? ? ?2.純度高,集體的結合力強。

? ? ?3.沉積層致密,氣孔極少。

? ? ?4.均度性好,設備及工藝簡單。

? ? ?5.反應溫度較高。

? ? ?應用:在鋼鐵、硬質合金、有色金屬、無機非金屬等材料表面制備各種用途的薄膜,主要是絕緣體薄膜、半導體薄膜、導體及超導體薄膜以及耐蝕性薄膜。


? ? ? 物理氣象沉積:氣態物質在工件表面直接沉積成固體薄膜的過程,稱PVD法。有三種基本方法,分別是真空蒸鍍、濺射鍍膜和離子鍍。應用:耐磨涂層、耐熱涂層、耐蝕涂層、潤滑涂層、功能涂層裝飾涂層。




說明疲勞斷口的微觀形貌和宏觀形貌。




微觀:是在微觀電子顯微鏡下觀察到的條形花樣,稱為疲勞條帶或疲勞輝紋。疲勞條帶有延性和脆性兩種,疲勞條帶具有一定的間距,在某種特定的條件下,每條條紋與一次應力循環相對應。


? ? ?宏觀:多數情況下具有脆性斷裂特征,不發生肉眼可見宏觀變形,典型的疲勞斷口由裂紋源區、裂紋擴展區和最終瞬斷區組成。疲勞源面積較少平坦,有時呈光亮鏡面,裂紋擴展區呈河灘或貝殼花樣,有一些間距不等的疲勞源為圓心的平行弧線。瞬斷區的微觀形貌取材料的特性載荷方式與大小等,可能為韌窩或準解離,解離沿晶斷口或混合形。




指出感應加熱淬火常出現的三種質量問題,試分析其原因。




開裂:加熱溫度過高、溫度不均;淬火介質及溫度溫度選擇不當;回火不及時且回火不足;材料淬透性偏高,成分偏析,有缺陷,含過量夾雜物;零件設計不合理。


表面硬度不均:感應結構不合理;加熱不均;冷卻不均;材料組織不良有帶狀組織,局部脫碳。


表面熔化:感應器結構不合理;零件存在尖角、孔、糟等;加熱時間過長等,工件表面有裂紋。




高速鋼底高溫回火新工藝特點是什么?




以W18Cr4V為例,為什么它比普通回火后的力學性能好?W18Cr4V鋼1275℃加熱淬火+320℃*1h+540℃到560℃*1h*2次回火。


高溫回火高速鋼比普通回火高速鋼的M2C型碳化物析出充分,M2C、V4C及Fe3C型碳化物彌散度大、均勻性好,而且有約5%到7%貝氏體存在,這是高溫回火高速鋼性能優于普通回火的重要組織因素。




常用可控氣氛有哪些種類?簡述每種氣氛的特點和應用。




有吸熱式氣氛、滴注式氣氛、直身式氣氛、其他可控氣氛(氮機氣氛、氨分解氣氛、放熱式氣氛)等。


? ? ?吸熱式氣氛是將原料氣按一定比例同空氣混合,在高溫下經過觸媒,反應生成主要含CO、H2、N2和微量CO2、O2和H2O的氣氛,由于該反應要吸收熱量,故叫吸熱式氣氛或RX氣。用于滲碳、碳氮共滲。


? ? 滴注式氣氛是將甲醇直接點入爐內裂解,生成含CO、H2的載體,再添加富化劑進行滲碳;較低溫度下的碳氮共滲、保護加熱光亮淬火等。


? ? ?將滲劑如天然氣和空氣一定比例混合后直接通入爐內,在高溫下900℃反應直接生成滲碳氣氛。氨分解氣用于滲氮載氣、鋼鐵或有色金屬低溫加熱保護氣氛。氮基氣氛用于高碳鋼或軸承鋼的保護效果好。放熱式氣氛用于低碳鋼、銅材光亮熱處理或可鍛鑄鐵的脫碳退火。




球墨鑄鐵等溫淬火目的是什么?等溫溫度及等溫淬火后的組織是什么?




目的:球墨鑄鐵奧氏體化后在貝氏體轉變區進行等溫淬火可獲得良好的力學性能和小的畸變。?


等溫溫度:260~300℃獲得下貝氏體組織;350~400℃?獲得上貝氏體組織。




簡述常用的化學熱處理(滲碳、滲氮、碳氮共滲和氮碳共滲)的工藝主要特點,熱處理后的組織和性能特點,主要適用于哪些材料或零件?




滲碳:主要是向工件表面滲入碳原子的過程,表層回火馬氏體,殘A及碳化物,心部目的是提高表層碳含量,具有高硬度高耐磨性,心部具有一定的強度和高韌性,使其承受大的沖擊和摩擦,低碳鋼如20CrMnTi,齒輪和活塞銷常用。


? ? 滲氮:向表面滲入氮原子,是表面硬度耐磨性疲勞強度和耐腐蝕性以及熱硬性提高,表層是氮化物,心部回火索氏體,有氣體滲氮,液體滲氮等,常用38CrMoAlA,18CrNiW。


? ? ?碳氮共滲:碳氮共滲溫度低,速度快,零件變形小。表層組織為細針回火馬氏體+顆粒狀碳氮化合物Fe3(C、N)+少量殘余奧氏體。?具有較高的耐磨性和疲勞強度及抗壓強度,并兼有一定的耐蝕性。常應用于低中碳合金鋼制造的重、中負荷齒輪。


? ? ?氮碳共滲:氮碳共滲工藝共滲速度較快,表面硬度略低于滲氮,但抗疲勞性能好。主要用于受沖擊負荷小,要求耐磨、疲勞極限較高及變形小的零件加工模具。一般鋼零件,如碳素結構鋼、合金結構鋼、合金工具鋼、灰鑄鐵、球墨鑄鐵和粉末冶金等均可氮碳共滲。



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