《金属热处理》总习题

一、金属固态相变基础

1、固态相变是固态金属（包括金属与合金）在（ ）和（ ）改变时，（ ）的变化。 2、相的定义为

（ ）。

3、新相与母相界面原子排列方式有三种类型，分别为（ ）、（ ）、（ ），其中（ ）界面能最低，（ ）应变能最低。 4、固态相变的阻力为（ ）及（ ）。

5、平衡相变分为（ ）、（ ）、（ ）、（ ）、（ ）。 6、非平衡相变分为（ ）、（ ）、（ ）、（ ）、（ ）。 7、固态相变的分类，按热力学分类：（ ）、（ ）；按原子迁动方式不同分类：（ ）、（ ）；按生长方式分类（ ）、（ ）。 8、在体积相同时，新相呈（ ）体积应变能最小。

A．碟状（盘片状） B.针状 C.球状

9．右图示意地给出了35CrMo钢的CCT图，说明按（a）、（b）、（c）、（d）各冷却曲线冷却后可能获得的室温组织，并比较它们的硬度的相对大小。

10. 某钢的等温转变曲线如图所示，试说明该钢在300℃经不同时间等温后，按（a）、(b)、(c)线冷却后得到的组织，并写出原因。

11．钢在奥氏体化时，温度越高，保温时间越长，则（）

A．过冷奥氏体越稳定，C曲线向左移 B．过冷奥氏体越不稳定，C曲线向右移 C．过冷奥氏体越稳定，C曲线向右移 D．不确定

12、钢的TTT曲线（等温转变曲线）是表明过冷奥氏体的转变的曲线，其形状和位置受C和合金元素的影响，下列各元素可使曲线右移，其中错误的是

A．Cr B．Ni C．Co D．Mo

13. 能使碳钢C曲线（TTT）左移的合金元素是 A.Cr B.Mo C.Co D.Ni

14. 亚共析钢中， 随碳含量上升， C曲线___， 过共析钢中， 随碳含量上升， C曲线__。 a.左移， 右移 b.右移， 左移 c.不变， 右移 d.右移， 不变

15. 画出T8钢的过冷奥氏体等温转变曲线。为获得以下组织，应采用什么冷却方式：并在等温转变曲线上画出冷却曲线示意图。

（1）索氏体 （2）屈氏体+马氏体+残余奥氏体

（3）全部下贝氏体 （4）屈氏体+马氏体+下贝氏体+残余奥氏体 （5）马氏体+残余奥氏体

16. 例：有一根长2米直径20mm的实心T12钢圆棒，不均匀加热，加热后棒料温度如图所示，假设各段冷却介质如表所示，请在各段中填入相应的组织，并分析其力学性能。 (T12钢Acm为820℃)

A B C D

1000 ℃ 740 ℃ 700℃ 500℃ 17. 直径为10mm的共析钢小试样加热到相变点A1以上30℃，用右图的冷却曲线进行冷却，分析其所得到的组织，说明各属于什么热处理方法。

（1）将共析钢加热至780℃，经保温后，请回答：

1）若以图示的V1、V2、V3、V4、V5和V6的速度进行冷却，各得到什么组织？ 2）如将V1冷却后的钢重新加热至530℃，经保温后冷却又将得到什么组织？力学性能有何变化？

（2）共析钢加热奥氏体化后，按图中Ｖ1－Ｖ7 的方式冷却，指出图中①－⑩各点处的组织；

奥氏体相变

(1) 奥氏体是碳溶解在__________中的间

隙固溶体.

(a)γ-Fe (b)α-Fe (c)Fe (d)立方晶系 (2) 奥氏体形成的热力学条件为奥氏体的自由能______珠光体的自由能.

(a)温度 (b)原始组织转变 (c)奥氏体晶粒度 (d)温度及原始组织粒度.

（a）小于 （b）等于 (10) 亚共析钢在AC3下加热后的转变产物（c）大于 （d）小于等于 (3) 奥氏体的形核位置为F/Fe3C界面, 珠光体团交界处及________交界处. （a）F/F （b）Fe3C/F （c）Fe3C/Fe3C （d）先共析F/珠光体团(4) 奥氏体核的长大是依靠____的扩散, 奥氏体(A)两侧界面向铁素体(F)及渗碳体(C)推移来进行的.

（a）铁原子 （b）碳原子 （c）铁碳原子 （d）溶质原子 (5) 由铁碳相图可知, CA-F____CA-C, 碳原子向F一侧扩散, 有利于A的长大. (a) < (b) > (c) ≤ (d) = (6) 渗碳体转变结束后, 奥氏体中碳浓度不均匀, 要继续保温通过碳扩散可以使奥氏体____.

(a) 长大 (b) 转变 (c) 均匀化 (d) 溶解

(7) 碳钢奥氏体的形核与形核功____的扩散激活能有关.

(a) 碳 (b) 铁 (c) 溶质原子 (d) 溶剂原子 (8) 奥氏体的长大速度随温度升高而____. (a) 减小 (b) 不变 (c) 增大 (d) 无规律 (9) 影响奥氏体转变速度的因素为____

为___.

(a) F (b) A (c) F+A (d) P+F (11) 过共析钢在ACm下加热后的转变产物为____.

(a) Fe3C (b) Fe3CII (c) Fe3CII+A (d) A

(12) 亚共析钢的先共析铁素体是在____以上向奥氏体转变的.

(a) AC1 (b) T0 (c) A1 (d) AC3 (13) 连续加热的奥氏体转变温度与加热速度有关.加热速度逾大, 转变温度____, 转变温度范围越小, 奥氏体___.

(a)愈低, 愈均匀 (b)愈高, 愈不均匀 (c)愈低, 愈不均匀 (d) 愈高, 愈均匀 (14) 加热转变终了时所得A晶粒度为_____.

(a)实际晶粒度 (b)本质晶粒度 (c)加热晶粒度 (d)起始晶粒度 (15) 在加热转变中, 保温时间一定时, 随保温温度升高, A晶粒不断长大, 称为____. (a)正常长大 (b)异常长大 (c)均匀长大 (d)不均匀长大 (16) 在加热转变中, 保温时间一定时,必须当温度超过某定值后, 晶粒才随温度升高而急剧长大, 称为_____.

(a)正常长大 (b)异常长大

(c)均匀长大 (d)不均匀长大 (17) 温度一定时, 随时间延长, 晶粒不断长大, 称为____.

(a)正常长大 (b)异常长大 (c)均匀长大 (d)不均匀长大 (18) 温度一定时, 随时间延长, 晶粒不再长大, 称为____.

(a)正常长大 (b)异常长大 (c)均匀长大 (d)不均匀长大 (19) A晶粒的长大是通过晶界的迁移而实行的, 晶界迁移的驱动力来自_____. (a)A与P的自由能差 (b)A的吉布斯自由能的降低

(c)界面自由能的降低 (d)相变自由能差 (20) 奥氏体晶粒半径逾小, 长大驱动力___

(a)愈大 (b)不变 (c)逾小 (d)无规律 (21) 奥氏体晶粒异常长大的原因是____ (a)温度高 (b)第二相粒子的溶解 (c)驱动力增大 (d)温度低

(22) 提高起始晶粒度的___与促使晶界平直化均能降低驱动力, 减弱A长大. (a)均匀性 (b)温度 (c)粒度 (d)碳含量

珠光体相变

(1) 片状珠光体的片层位向大致相同的区域称为______。

（a）亚结构 （b）魏氏组织 （c）孪晶 （d）珠光体团 (2) 珠光体团中相邻的两片渗碳体(或铁素体)中心之间的间距的距离称为珠光体的____。

（a）直径 （b）片间距 （c）珠光体团 （d）点阵常数 (3) 由于形成F与C的二相平衡时， 体系自由能最低， 所以A只要在A1下保持足够长时间， 就会得到____的二相混合物P。 （a）A+P （b）A+C （c）F+C （d）A+F (4) 一般认为共析钢的珠光体转变的领先

相是____。

（a）渗碳体 （b）铁素体 （c）奥氏体 （d）渗碳体和铁素体 (5) P相变时， Fe3C形核于____或A晶内未溶Fe3C粒子。

（a）P晶界 （b）珠光体团交界处 （c）A晶界 （d） Fe3C/P界面 (6) 共析成分的奥氏体发生珠光体转变时， 会发生碳在___和__中的扩散。

（a）F和A （b）F和P （c）P和A （d）F和Fe3C (7) 在A1温度以下发生的P转变， 奥氏体与铁素体界面上的碳浓度___奥氏体与渗碳体界面上碳浓度， 从而引起了奥氏体中的

碳的扩散。 间____。

（a）低于 （b）高于 （a）减少，减少 （b）增大，增大 （c）等于 （d）小于等于 (8) 生产中广泛应用的球化处理，通过___A化温度，短的保温时间， 以得到较多的未溶渗碳体粒子。

（a）低的 （b）高的 （c）很高的 （d）中等的

(9) 球化处理由片状向粒状转变， 可____， 属自发过程。

（a）降低结合能 （b）降低体积 （c）降低表面能 （d）降低碳浓度 (10) 试述球化过程中， 由片状粒状转变的机制。

(11) 试述块状、网状和片状先共析铁素体的析出的原理。

(12) 珠光体转变的形核率I及长大速度V随过冷度的增加____。

（a）先减后增 （b）不变化 （c）增加 （d）先增后减 (13) 珠光体转变的形核率随转变时间的增长而___，珠光体的线长大速度V与保温时

（c）不变，增大 （d）增大，无明显变化 (14) 珠光体等温转变动力学图有一鼻尖， 鼻尖对应了形核率和转变速度的 _____。 （a）最大处 （b）最小处

（c）平均值处 （d）次大处 (15) 亚(过)共析钢的TTT曲线左上方有一___。

（a）等温线 （b）共析线 （c）A1 （d）先共析 (16) 在A1下，共析钢的A_____ 。 （a）最不稳定 （b）最稳定 （c）转变最快 （d）转变驱动力最大 (17) 奥氏体化温度越高，保温时间越长，珠光体的形核率和长大速度____

（a）越小 （b）越大 （c）不变 （d）先增后减 (18)原始组织细，奥氏体均匀化，随之冷却后珠光体转变的I， V均___。

（a）不变 （b）先增后减 （c）增大 （d）下降 (19) 当P片间距减小，渗碳体与铁素体____，相界面___，铁素体中位错不易滑动，故使塑变抗力增高。

（a）厚， 增多 （b）薄， 减少 （c）薄， 增多 （d）厚， 减少 (20) 在成分相同的情况下， 粒状珠光体的强度和硬度比片状的___， 塑性___。 （a）较高， 较好 （b）较低， 较低

（c）较高， 较低 （d）较低， 较好 (21) 简述派登处理在高碳钢强韧化方面的应用。

(22) 当P量少时， 亚共析钢强度主要依赖于___， P量多时， 依赖于____。

（a）F晶粒直径， P的片间距 （b）P的片间距， F晶粒直径

（c）F体积分数， P的体积分数 （d）P的体积分数， F的体积分数

马氏体相变

1、下列有关马氏体转变的无扩散性的描述中不正确的是（ ）

A．马氏体转变时发生晶格点阵改组 B．马氏体转变时没有成分变化 C．马氏体转变时原子不发生移动 D．马氏体转变时原子间保持着原有的近邻关系

2、下列有关马氏体转变的非恒温性的描述中，不正确的是（ ）

A．温度低于MS点，马氏体转变才能开始 B．马氏体转变没有孕育期，且转变速度很大，但转变很快停止

C．必须进一步降低温度转变才能继续进行 D．冷却到室温时获得100％马氏体 3、马氏体转变的可逆性，指的是下述中那一种现象（ ）

A．冷却过程中形成的马氏体，在重新加热过程中转变成贝氏体

B．冷却过程中形成的马氏体，在重新加热过程中转变成珠光体

C．冷却过程中形成的马氏体，在重新加热过程中转变成奥氏体

D．冷却过程中形成的马氏体，在重新加热过程中转变成回火索氏体

4、马氏体转变过程的研究中，人们发现了3种位相关系，下列名称中错误的是（ ） A．K-S关系 B．贝茵关系 C．西山关系 D．G-T关系

5、马氏体转变的非恒温性是指（ ） A．马氏体转变具有上限温度Ms B．马氏体转变量是温度的函数（即随着保温时间的延长转变量逐步增加）

C．马氏体转变量是温度的函数 （即随着温度的下降转变量逐步增加） D．马氏体转变存在表面浮凸

6． 有两个含碳量为1.2%的碳钢薄试样，分别加热到780℃和860℃并保温相同时间，使之达到平衡状态，然后以大于vk的冷却速度至室温。试问：

（1）哪个温度加热淬火后马氏体晶粒较粗

大？

（2）哪个温度加热淬火后马氏体含碳量较多？

（3）哪个温度加热淬火后残余奥氏体较多？

（4）哪个温度加热淬火后未溶碳化物较少？

（5）你认为哪个温度加热淬火后合适？为什么？

贝氏体相变

(1) 一般地， 贝氏体转变产物为___的二相混合物， 为非层片状组织。

a. P转变， B转变 b. B转变， P转变 c. B上转变，B下转变 d. P转变， P转变

a. A与F b. A与碳化物 (6) 贝氏体转变时， 由于温度较高， 会存c. A与P d. α相与碳化物 (2) 贝氏体形成时， 有___，位向共系和惯习面接近于M。

a.表面浮凸 b.切变 c.孪晶 d.层错 (3) 简述上贝氏体在光镜和电镜下形态。

(4) 简述下贝氏体在光镜和电镜下形态。

(5) 近年来， 人们发现贝氏体转变的C曲线是由二个独立的曲线， 即_____和____合并而成的。

在____的扩散。

a.铁原子 b.碳原子 c.铁和碳原子 d.合金元素 (7) 随A中碳含量增加， A晶粒增大， B转变速度___。

a.下降 b.上升 c.不变 d.先降后增 (8) 试图解叙述上贝氏体的转变过程。

（9）试图解叙述下贝氏体的转变过程。

(10) 贝氏体的强度随形成温度的降低而

____。

a.降低 b.不变 c.无规律变化 d.提高 (11) 碳钢在____℃以上等温淬火， 组织中大部分为上贝氏体时， 冲击韧性会大大降低。

a.400 b.450 c.350 d.300 (16) 下贝氏体的强度___上贝氏体， 韧性___上贝氏体。

a.高于， 优于 b.高于， 不如 c.低于， 优于 d.低于， 不如

回火转变

(1) 什么是回火， 回火包括哪几种转变?

(2) 试举例说明马氏体在100℃时会发生碳原子的偏聚。

(3) 双相分解是什么? 为什么还发生双相分解?

(4) 为什么高碳钢高于150℃回火会发生单相分解?

(5) 高碳， 低碳和中碳马氏体中碳化物是如何析出的?

(6) 回火时碳化物聚集长大的机制是什么? 试说明之。

(7) 淬火后α相会出现哪几类应力？在何温度回火可消除掉?

(8) 碳钢在不同温度回火可得到什么回火组织，其与M，T及S组织有什么不同?

(9) 当加热但A1 — MS之间时，M的存在___P转变， ___ B转变。

a.促进， 大大促进 b.促进， 减慢 c.减慢， 促进 d.减慢， 减慢 (10) 当加热回火时， 如残余奥氏体未分解， 则在冷却过程中残余奥氏体将转变为马氏体， 这一过程称为___。

a.钝化 b.相变 c.催化 d逆转变 (11) W18Cr4V在560℃回火后， 在冷却过程中在250℃稍作停留， 残余奥氏体将不再转变为马氏体， 这一过程称为___。 a.催化 b.相变 c.逆转变 d.稳定化 (12) 低碳钢低温回火可以得到___强度及___塑性与韧性。

a.较高， 一定的 b.较高的， 较高的 c.较低的， 较高的 d.较低的， 较低的 (13) 高碳钢一般采用____， 淬火后____以获高的硬度和大量弥散分布的碳化物。 a.不完全淬火， 低温回火 b.完全淬火， 低温回火

c.完全淬火， 高温回火 d.完全淬火， 中温回火.

(14) 中碳钢淬火后____回火， 可获得优良的综合机械性能。

a.高温回火 b.中温回火 c.低温回火 d.时效

(15) 出现了第一类回火脆性后， 再加热到较高温度回火, ___脆性消除; 如再在此温度范围回火，就___出现这种脆性。 a.可将， 不会 b.不可将， 会 c.可将， 会 d.不可将， 不会 (16) 出现了第二类回火脆性后， 如重新加热到650℃回以上， 然后快冷至室温， ___消除脆化. 在脆化消除后， 再在450?650℃加热___再次发生脆化。 a.可， 可 b.可， 不可 c.不可， 可 d.不可， 不可

合金的脱溶沉淀与时效

1. 指出图7-2所示相图中的错误，并加以改正。

2.计算铁碳合金中二次渗碳体和三次渗碳体的最大含量。

3.计算含碳3%的铁碳合金按亚稳定系统冷却到室温后组织中珠光体、二次渗碳体和莱氏体的相对百分含量。

4.计算莱氏体中共晶渗碳体和二次渗碳体的含量。

5.计算含碳4%的铁碳合金按亚稳定系冷却到室温后组织中的珠光体，二次渗碳体和莱氏体的相对含量，并计算珠光体中渗碳体和铁素体及莱氏体中二次渗碳体，共晶渗碳体与共析渗碳体所占的百分量。

6.wCu＝0.065的Al—Cu合金圆棒，置于水平钢模中加热熔化，然后采用一端顺序结晶方式冷却。试求合金圆棒内组织组成物的分布，各组成物所占圆棒的百分数及沿圆棒长度上Cu浓度的分布曲线(假设液相内完全混合，固相内无扩散，界面平直移动，液相线与固相线呈直线)。

7.将铁碳相图的液相线与固相线近似地取为直线。假设将含碳0.4%钢置于长度为L的水平圆筒模具内，加热熔化及采用定向顺序凝固方式，并使液相完全混合及界面以平直状生长。试求：

（1）计算凝固及试棒中Z/L值为0.1、0.5及1.0处的成分；

（2）假定在冷却时，δ与γ相保持稳定，相内无扩散，求δ相、γ相与共晶体占试棒全长的百分量。

8. 固溶体凝固，如果液、固相线均为直线，试证明液、固界面保持平面的临界条件可简化为

G/R??T/D。

9．参见Cu-Zn相图，图中有多少三相平衡，写出它们的反应式。分析含wZn=0.40的Cu-Zn合金平衡结晶室温下相组成物与组织组成物。

10. 指出下列概念中错误之处，并更正。 (1) 固熔体晶粒内存在枝晶偏析，主轴与枝间成分不同，所以整个晶粒不是一个相。

(2) 尽管固熔体合金的结晶速度很快，但是在凝固的某一个瞬间，A、B组元在液相与固相内的化学位都是相等的。

(3) 固熔体合金无论平衡或非平衡结晶过程中，液—固界面上液相成分沿着液相平均成分线变化；固相成分沿着固相平均成分线

变化。

(4) 在共晶线上利用杠杆定律可以计算出共晶体的相对量。而共晶线属于三相区，所以杠杆定律不仅适用于两相区，也适用于三相区。

(5) 固熔体合金棒顺序结晶过程中，液—固界面推进速度越快，则棒中宏观偏析越严重。

(6)将固熔体合金棒反复多次“熔化一凝固”，并采用定向快速凝固的方法，可以有效地提纯金属。

(7) 从产生成分过冷的条件：可知，合金中熔质浓度越

高，成分过冷区域小，越易形成胞状组织。

(8) 厚薄不均匀的Ni-Cu合金铸件，结晶后薄处易形成树枝状组织，而厚处易形成胞状组织。

(9) 非平衡结晶，靠近共晶线端点内侧的合金比外侧的合金易于形成离异共晶组织。

(10) 具有包晶转变的合金，室温时的相组成物为。α＋β，其中β相均是包晶转变产物。

(11) 用循环水冷却金属模，有利于获得柱状晶区，以提高铸件的致密性。

(12) 铁素体与奥氏体的根本区别在于固熔度不同，前者小而后者大。

(13) 727℃是铁素体与奥氏体的同素异构转变温度。

答案：

GmC01?K0??RDK0

(14) 在Fe-Fe3C系合金中，只有过共析钢的平衡结晶组织中才有二次渗碳体存在。

(15) 凡是碳钢的平衡结晶过程都具有共析转变，而没有共晶转变；相反，对于铸铁则只有共晶转变而没有共析转变。

(16) 无论何种成分的碳钢，随着碳含量的增加，组织中铁素体相对量减少，而珠光体相对量增加。

(17) 含碳wC＝0.043的共晶白口铁的显微组织中，白色基体为Fe3C，其中包括Fe3CI、Fe3CII、Fe3CIII、Fe3C共析和Fe3C共晶等。

(18) 观察共析钢的显微组织，发现图中显示渗碳体片层密集程度不同。凡是片层密集处则碳含量偏多，而疏稀处则碳含量偏少。

(19) 厚薄不均匀的铸件，往往厚处易白口化。因此，对于这种铸件必须多加碳、少加硅。

(20) 用Ni-Cu合金焊条焊接某合金板料时，发现焊条慢速移动时，焊缝易出现胞状组织，而快速移动时则易于出现树枝状组织。

退火与正火

1. 在生产中，用来消除过共析钢中的网状渗碳体最常用的热处理工艺是（ ） A．完全退火 B．正火 C．不完全退火 D．回火

2. 对于T8钢的预备热处理应采用（ ） A．完全回火 B．扩散退火 C．球化退火 D．正火

3、45钢经下列处理后所得组织中，最接近于平衡组织的是（ ） A．750℃保温10h后空冷 B．750℃保温10h后炉冷 C．800℃保温10h后炉冷 D．800℃保温10h后空冷

4、45＃钢正火组织中最有可能的是（ ）

A．铁素体＋珠光体 B．珠光体 C．珠光体＋少量渗碳体 D．铁素体＋少量渗碳体

5、某钢的AC3为780℃，如在820℃保温并随炉冷却。此工艺最有可能属于（ ） A．完全退火 B．不完全退火C．扩散退火 D．球化退火 6、亚共析钢的正火温度一般为（ ） A．Acl+30-50°C B．Accm+30-50°C C．Ac3+30-50°C D．Ar3+30-50℃ 7、如果过共析钢中存在严重的网状渗碳体，球化退火前进行（ ）预先热处理 A．正火 B．完全退火 C．调质处理 D．淬火

8、低碳钢为便于削切加工，常进行（ ） A．完全退火 B．正火 C．球化退火 D．不完全退火 9、某钢的AC3为780℃，如在950℃保温并随炉冷却。此工艺最有可能属于（ ） A．完全退火 B．不完全退火 C．扩散退火 D．球化退火 10、某碳素钢的AC3为780℃，如在750℃保温并随炉冷却。此工艺最有可能属于（ ）

A．完全退火 B．不完全退火 C．扩散退火 D．球化退火 11、为了改善60钢的切削加工性能，一般 应采用（ ） A．完全退火 B．球化退火 C．正火 D.回火

12． 下列碳钢的退火工艺中加热温度最高的退火工艺是（ ）

A.扩散退火 B.完全退火 C.不完全退火 D.再结晶退火 13． 下列碳钢的退火工艺中加热温度最低的工艺是（ ）

A.扩散退火 B.完全退火 C.不完全退火 D.再结晶退火 14． 亚共析钢很多时候采用不完全退火工艺，下列对不完全退火的描述中不正确的是（ ）

A.不完全退火温度选取在为Ac1和Ac3之间；

B.基本上不改变先共析铁素体原来的形态

及分布；

C.珠光体的片间距有所减小； D.内应力有所降低

15． 下列球化退火的目的中不正确的是（ ）

A.降低硬度，改善切削性能；

B.获得均匀组织，改善热处理工艺性能； C.经淬火，回火后获得良好综合力学性能；D.获得高的强度和硬度；

16． 正火是工业上最常用的热处理工艺之一，下列有关正火的叙述中不正确的是（ ）

A. 一般正火的加热温度为Ac3以上30－50℃；

B. 正火一般采用热炉装料； C. 正火时的加热保温时间一工件烧透为准；

D. 正火的主要目的是，降低硬度改善切削加工性能；

17． 下列组织缺陷中不属于退火缺陷的是（ ）

A.过烧； B.粗大魏氏组织；C.变形、开裂； D.硬度过高； 18.正火状态的碳素工具钢加热过程中，首先转变为奥氏体的相可能是（ ）

A.先共析铁素体； B.先共析渗碳体；C.珠光体； D.马氏体； 19. 正火是工业上最常用的热处理工艺之一，下列有关正火的叙述中不正确的是（ ）

A.一般正火的加热温度为Ac3以上30－50℃；

B.正火一般采用热炉装料；

C.正火时的加热保温时间一工件烧透为准； D.正火的主要目的是，降低硬度改善切削加工性能；

20．一批45钢试样（尺寸；直径15×10mm），因其组织、晶粒大小不均匀且存在较大的残余应力，需采用退火处理。拟采用以下几种退火工艺：（8分） （1）缓慢加热至700℃，保温足够时间，随炉冷却至室温； （2）缓慢加热至840℃，保温足够时间，随炉冷却至室温； （3）缓慢加热至1100℃，保温足够时间，随炉冷却至室温；

问上述三种工艺分别属于何种退火工艺（3分），各得到何种组织（3分）？若要得到大小均匀细小的晶粒，选择何种工艺最合适（2分）?

回火与淬火

1、钢的淬硬性主要取决于（ ）

A．马氏体 B．马氏体＋少量残余奥氏体

A．含碳量 B．含金元素含量 C．贝氏体 D．屈氏体 C．冷却速度 D．保温时间 2、钢的淬火方法有完全淬火和不完全淬火两种，其中完全淬火方法主要适用于 A．共析钢 B．亚共析钢 C．过共析钢 D．所有成分范围的钢 3、小尺寸碳素钢冷作模具，要求淬火后变形量极小时，采用（ ）

A．油冷 B．热油冷 C．碱浴分级淬火 D．水冷 4、30＃钢奥氏体化后等温淬火，最有可能获得的组织是（ ）

5、量具的最终热处理一般为 （ ）

A．淬火 B．淬火+高温回火 C．淬火+中温回火 D．淬火+低温回火 6．过共析钢的淬火加热温度一般确定为（ ）以上30℃~50℃。

A．Ac1 B．Ac3 C．AcCm D.A1 7、下列三种钢正常淬火加热温度最高的是（ ）

A．20钢 B．45钢 C．T10钢 D．T12钢 8、在淬火时易于产生纵向裂纹的钢件是（） A．中碳纲经表面淬火 B．高碳钢完全淬透

C．高碳钢不完全淬透 D．低碳钢表面淬火 9、亚共析钢的淬火加热温度一般确定为（ ）以上30℃～50℃。

A．Ac1 B．Ac3 C．Accm D．Ar1 10、碳钢淬火后于150～250℃回火时，得到( )。

A.回火马氏体 B.回火屈氏体 C.回火索氏体 D.回火珠光体 11、65Mn做弹簧淬火后应进行( )。

A.高温回火 B.中温回火 C.低温回火 D. 不回火 12、相比而言，下列碳素钢中（ ）过热后更易淬裂。

A．T12 B．45钢 C．20钢 D．35钢 13、充分奥氏体化的T12钢水淬淬火后的组织，最有可能是( )

A.马氏体 B.贝氏体 C.马氏体+奥氏体 D.马氏体+渗碳体 14． 要制造直径16mm的螺栓，要求整个截面上具有良好的综合机械性能，应选用（ ）

（a）45钢经正火处理

（b）60Si2Mn经淬火和中温回火 （c）40Cr钢经调质处理

15．制造手用锯条应当选用（ ） （a）T12钢经淬火和低温回火 （b）Cr12Mo钢经淬火和低温回火 （c）65钢淬火后中温回火

16．汽车、拖拉机的齿轮要求表面高耐磨性，中心有良好的强韧性，应选用（ ）

（a）20钢渗碳淬火后低温回火 （b）40Cr淬火后高温回火 （c）20CrMnTi渗碳淬火后低温回火 17. 下列有关淬透性影响因素的描写中不正确的是：

A.亚共析钢而言，随着含碳量的增加，淬透

性也增加； B.Ti、Zr、Co等元素降低钢的淬透性； C.Mo、Cr、Mn等元素增加钢的淬透性；

D.钢中合金元素含量越高淬透性一定越好；

18. 下列有关钢的淬透性的描述中不正确的是；

A.奥氏体晶粒尺寸减小，淬透性提高； B.奥氏体化温度提高，淬透性提高； C.奥氏体化时间越长，淬透性提高； D.钢中存在未溶夹杂物多时，降低钢的淬透性；

19. 工件淬火冷却时，由于各部位的冷却速度不同，发生马氏体相变的时间也不同，由于马氏体的比容奥氏体大（单位重量的体积），在工件内部形成组织应力，对圆柱形工件而言，在完全淬透的前提下，下列叙述中正确的是：

A.表面受压应力，心部受拉应力； B.表面受拉应力，心部受压应力； C.表面受拉应力，心部也受拉应力； D.表面受压应力，心部也受压应力；

20. 等温淬火可以获得综合性能较好的下

贝氏体组织，下列有关等温淬火的叙述中正确的是：

A.等温淬火时需要先奥氏体化，并在低于Mf点一定温度范围的等温浴中冷却； B.等温淬火时先奥氏体化，并在Ar1温度以下一定范围的等温浴中冷却;

C.等温淬火时先奥氏体化，并在Ms温度以上一定范围的等温浴中冷却;

D.等温淬火时先奥氏体化，并在Mf温度以

上一定范围的等温浴中冷却;

21. 共析成分的碳钢表面淬火后，从表面到内部的组织依次是（M:马氏体，P：珠光体，F：铁素体）：

A. M、P+M、F＋P B. M、P

C. M、M+P、P D. M、M+F、F＋P、P

22．有两个含碳量为1.2％的碳钢薄试样，分别加热到780℃和900℃并保温相同时间，使之达到平衡状态，然后以大于Vk的冷却速度冷至室温。试问： （1）哪个温度加热淬火时Ms点高？（2分）

（2）哪个温度加热淬火后马氏体含碳量较多？（2分） （3）哪个温度加热淬火后残余奥氏体较多？（2分） （4）哪个温度加热淬火后未溶碳化物较多？（2分）

23. 说明下列零件的淬火及回火温度，并说明回火后获得的组织：（本题共6分） (1)45钢小轴(要求有较好的综合力学性能) （2分）。

(2)60钢弹簧(要求有较好的弹性) （2分）。

(3)T12钢锉刀(要求具有高的硬度) （2分）。

24. 将Φ5mm的T8钢试样,加热至760℃,保温足够时间,用下列冷却工艺,将获得何种组织? (1) 620℃ 等温退火；

（2）随炉冷却；

（3）400℃等温淬火；

3. 根据下列条件画出一个二元系相图，A和B的熔点分别是1000和700℃，含WB＝25％的合金正好在500℃完全凝固．它的平衡组织由73．3％的先共晶a和26．7％的(a+b)组成。而WB=50％的合金在500℃时的组织由40％的先共晶a和60％(a+b)组成，并且此合金的总量为50％。

4. 一块碳钢在平衡冷却条件下显微组织中含有50%珠光体和50%铁素体，问：

（1）此碳钢的碳含量； （2）此碳钢加热到730℃，平衡条件下将获何种显微组织？ （3）若加热到850℃，又将得何组织？ （4）室温下相的相对含量分别是多少？

5. 含碳量为0.35%的碳钢在共析转变刚刚结束时，求：

（1）铁素体和渗碳体重量百分比分别为？ （2）先共析铁素体和珠光体重量百分比分别为 （3）共析铁素体含量？

6．试分析在一个含碳量2.2％的铁碳合金中，其室温组织未发现莱氏体的原因。

7．试分析在一个含碳量2.0％的铁碳合金试样组织中出现少量莱氏体的原因。 8.

(1) Wa =（6.69-0.35）/(6.69-0.0218)=95% WFe3C=5%

(2) Wa先=(0.77-0.35)/(0.77-0.0218)=56% Wp=44%

(3) Wa共析=Wa- Wa先=95%-56%=39%

图1

（4）水淬火150℃，马上加热到300℃等温足够时间。

（5）水淬火150℃，马上加热到500℃等温足够时间

25.为下列材料的热处理工艺选择合适的加热范围，并说明理由。（1）20钢完全退火；（2）40钢调质；（3）T10钢淬火；（4）T10钢正火；（5）T10钢低温回火(温度选择用Ac1,Acm等代号表示)

26．填写下列材料在该加热温度下以及以大于临界冷却速度冷却后的组织： 材料 温度℃ 组织 温度℃ 组织 温度℃ 组织 45 820 950 680 T10 680 780 830

（注：已知 45钢的Ac3=780℃，T10的Acm=810℃）

表面淬火

1、感应淬火时，电流频率越高，则获得的硬化层深度（ ）

A．越深 B．越浅 C．基本相同 D．不确定 2. 表面淬火时钢处于非平衡加热，下列有关非平衡加热的特点描述上正确的是： A.在一定加热速度范围内，临界点随加热速

度的增加而提高；

B.在所有温度范围内，临界点随加热速度的增加而提高；

C.在一定加热速度范围内，临界点随不加热速度的增加而提高；

D.在所有温度范围内，临界点都不会随加热速度的增加而提高；

3. 感应加热时，涡流主要分布在工件的表面，其富集程度可用电流透入深度来表示，试问感应加热时电流透入深度与频率的关系是：

A.透入深度与频率的2次方成正比； B.透入深度与频率的-2次方成正比； C.透入深度与频率的1/2次方成正比； D.透入深度与频率的-1/2次方成正比； 4. 激光和电子束加热表面淬火是70年代初发展起来的新技术，下面的有关描述中错误

的是：

A.激光加热是以扫描方式实现的； B.电子束加热是以扫描方式实现的； C.激光加热时工件表面需进行黑化处理； D.电子束加热时工件表面需进行黑化处理； 5. 共析成分的碳钢表面淬火后，从表面到内部的组织依次是（M:马氏体，P：珠光体，F：铁素体）：

A.M、P+M、F＋P B.M、P

C.M、M+P、P D.M、M+F、F＋P、P

6 有一根φ30mm的轴，受中等的交变载荷作用，要求零件表面耐磨，心部具有较高的强度和韧性，供选择的材料有16Mn、20Cr、45钢、T8钢和Crl2钢。

要求：1)选择合适的材料；2)编制简明的热处理工艺路线；3)指出最终组织。

化学热处理

1.工件渗氮前的热处理工序最好采用（） A.退火 B.正火 C.调质 D.淬火 2.为了使碳原子渗入钢中的速度加快，必须使钢处于（ ）

A.γ状态 B.α状态 C.α+γ状态 D.P状态

3.钢的碳氮共渗热处理中，特定条件下的工艺也称之为软氮化或者是氮碳共渗，这种工艺指的是（ ）

A.低碳钢在900~950℃温度下进行的碳氮共渗；

B.中碳钢在900~950℃温度下进行的碳氮共渗；

C.中碳钢在700~880℃温度下进行的碳氮共渗；

D.中碳钢在570~600℃温度下进行的碳氮共渗；

4.下列材料中最适合进行渗碳处理的是： A.高碳钢； B.中碳钢； C.低碳钢； D.工具钢； 5.下列材料中不适合进行渗处理碳的是： A.GCr15 B.20＃ C.16Mn D.30CrMo 6.下列材料中最适合进行渗碳处理的是：

A.T8； B.20CrMnTi； C.W18Cr4V； D.60Mn；

7.某一热处理车间，对20Cr钢在930℃进行表面渗碳处理（盐浴炉渗碳）后，把工件移到780℃盐浴炉中冷却，随后淬入油槽淬火。试问这种热处理工应称之为： A.一次加热淬火； B.直接淬火； C.等温淬火； D.二次加热淬火；

总习题

一、填空题：

1．大多数热处理工艺都需要将钢件加热到 以上。 2．钢中产生珠光体转变产物的热处理工艺称为 或 。 3．回火第一阶段发生马氏体的 。

4．钢件退火工艺种类很多，按加热温度可分为两大类，一类是在 的退火，又称相变重结晶退火。

5．有物态的淬火介质淬火冷却过程可分为三个阶段： 阶段 、 阶段和 阶段。

6.随着合金含量的增加（Co等个别元素除外），钢的等温转变曲线 ，淬透性 ，比碳钢更 获得马氏体。

7. 45钢正火后渗碳体呈 状，调质处理后渗碳体呈 状。 8．板条马氏体的亚结构主要为 ；片状马氏体的亚结构主要为： 。 9. M形态主要有 和 两种，其中 M硬度高、塑性差。 10. 淬火时工件的内应力主要包括： 和 。 11．我们用 表示钢淬火时获得马氏体的难易程度。 12．奥氏体是碳溶于 所形成的固溶体。

13．奥氏体晶粒度有三种： 晶粒度、 晶粒度、 晶粒度。

14．退火或者正火时，加热温度过高，晶界氧化，甚至晶界局部熔化造成工件报废，无法修复，此缺陷称为 。

15．能改变材料表面化学成分和组织的热处理工艺称为 。

16．奥氏体转变为马氏体时，新旧两相之间保持着严格的晶体学 ，马氏体的不变平面被称为马氏体的 。

17、T10A钢做锯片，淬火后应进行 。

18、在相同加热条件下，珠光体的片层间距越小，则奥氏体化的速度 。 19、碳钢淬火后于150～250℃回火时,得到 。

20．贝氏体转变过程中的扩散性与马氏体转变的无扩散性不同，贝氏体转变过程中存在 的扩散， 但不存在 的扩散.

21．亚共析钢退火组织应为 和 组织，但部分亚共析钢正火后组织为全珠光体，我们称这种组织为 组织。

22. 过共析钢的淬火加热温度一般确定为 以上30℃~50℃。 23. 65Mn做弹簧淬火后应进行 。

24．钢的整体热处理主要有 、 、 和 。 25．钢中马氏体的硬度主要取决于 。

26．碳钢中的贝氏体是等温淬火的产物，根据等温温度的不同，贝氏体主要可以分成 贝氏体和 贝氏体两种。

27. 为了改善20钢的切削加工性能，一般应采用 。 28、感应淬火时，电流频率越高，则获得的硬化层深度 。

29. 碳的质量分数为1.2% 的碳钢，当加热至Ac1～Accm时，其组织应为 。 30．通常把奥氏体的稳定化分为 和 。 31、工件渗氮前的热处理工序最好采用 。

32．对于亚共折钢，适宜的淬火加热温度一般为 ，淬火后的组织为均匀的马氏体。 33. 含碳量为0.43～0.47％的碳素结构钢，经完全退火处理，组织中主要相组成为 和 。

34. 奥氏体晶粒异常长大的原因是___ _。

35. 片状珠光体的片层位向大致相同的区域称为______。

36. 珠光体团中相邻的两片渗碳体(或铁素体)中心之间的间距的距离称为珠光体的____。

37. 在成分相同的情况下， 粒状珠光体的强度和硬度比片状的 ，塑性_ __。 38. 一般地，贝氏体转变产物为 和 的二相混合物，为非层片状组织。 39. 热处理工艺一般包括 、 、 三个过程

40. 亚共析钢中， 随碳含量上升， C曲线_ ， 过共析钢中，随碳含量上升，C曲线 。

二、计算题：

1.已知两组元A（熔点600C）和B（熔点500C）在液态无限互溶，固态时A在B中的最大溶解度为

wA?30%，室温时为

wA?10%，而B在固态和室温时均不溶于A。在300C时，

含40%B的液态合金发生共晶反应。试绘制该A-B合金相图，并分析20%B，80%B合金的结晶过程，计算它们在室温下组织组成物和相组成物的相对量。

2.已知在A-B二元合金中，A不溶于B，而B在A中为有限互溶，室温下固溶度极微。A的熔点围400℃，B的熔点为1000℃。该合金存在如下恒温反应： L (30%B) + B

??? β（50%B） （反应温度700℃）

???α（25%B） （反应温度500℃）

L（15%B）+β（40%B）β（60%B）+Bβ（50%B）

???γ（80%B） （反应温度550℃）

???α（15%B）+γ（80%B） （反应温度300℃）

试绘出A-B二元相图，并填写相区，指出各恒温反应名称。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/niq2.html