1金属热处理概念。
金属材料通过加热、保温和冷却获得不同组织,具有满足不同工程要求的性能的加工工艺过程。
2奥氏体化是钢热处理强化的必要途径,没有奥氏体化就没有随后的其他相变。
奥氏体的组织状态直接影响后续热处理的组织和性能。
随等温温度的降低或冷速的提高,分别转变为P、B、M3奥氏体相变过程4晶粒异常长大及原因?奥氏体晶粒随温度升高而逐渐长大,当超过某一温度生急剧长大的现象。
在铝脱氧的钢及Ti,Nb,V等元素的钢,奥氏体晶粒形成后,晶界上存在一些Al,Ti,Nb,V等碳氮化合物的微粒,阻止晶界移动,当温度升至晶粒粗化温度,碳氮化合物溶于奥氏体后,奥氏体晶粒出现快速长大。
过热,过烧和组织遗传1.珠光体重要性,不仅正确控制退火。
,正火,索氏体处理而且正确制定淬火工艺,以避免珠光体转变物。
2.珠光体组织类型,性能决定因素3.派登处理(铅浴处理):(奥氏体化后)将高碳钢丝经铅浴等温处理后得到片间距极小的索氏体组织,然后利用薄渗碳体可以弯曲和产生塑性变形的特性进行深度冷拔,以增加铁素体片内的位错密度,形成了由许多位错网络组成的位错胞,细化了亚结构,从而使强度显著提高4粒状珠光体的组织形态和用途,获得的三种方法?粒状渗碳体分布在a基体上,作为预备热处理组织;改善加工性能。
片状碳化物的粒化,渗碳体领先形核、调质处理4.先析出F(片状、块状、网状);先析出Fe3C(片状、网状5.钢的临界冷却速率:过冷奥氏体在冷却过程中不发生其它相变,完全转变为马氏体组织(包括残留奥氏体)的最低冷却速率6.合金元素对C曲线的影响?除CO外,均使P转变,c曲线右移-*Mn,W,Cr.强烈使P曲线右移,而对贝氏体转变不大,有利于获得B,Cr元素的铜,推迟贝氏体转变作用大于P有利于获得B.7.形变热处理:一种将塑性加工与热处理结合起来进行种种组合以谋求提高材料性能的方法,狭义:将以前作为独立工序进行的塑性加工热处理同时在一个工序中进行的工艺。
8.控扎控冷:艺过程中既成型,又进行着高温形变热处理,目的:最大限度的细化晶粒,细化组织以及产生第二项的弥散沉淀析出,从而有效的提高刚的强韧性。
9.典型轧制主要分哪三个不同轧制阶段?每个阶段有什么特点?奥氏体再结晶区轧制、奥氏体未再结晶区轧制、奥氏体和铁素体两相区轧制。
特点:(1)轧制时,发生动态回复再结晶和不完全再结晶。
在两道次之间的间隙时间内进行静态回复再结晶。
奥氏体晶粒随着反复轧制—再结晶而逐渐变细小。
(2)轧制不发生再结晶,形成了大量被拉长的形变奥氏体晶粒。
(3)轧制奥氏体进一步被拉长,奥氏体晶粒内形成了形变带和位错,容易形成新的等轴状铁素体晶粒。
先析出的铁素体晶粒,形成了大量的位错,经回复形成的亚结构。
10.奥氏体状态调节:通过合金化设计和热变形控制,使热变形后。
相变形钱的奥氏体具有合适的组织状态和成分,在一定条件下可得到细小的铁素体组织。
11.3.相间析出:含有强碳化物形成元素的低碳合金钢在发生γ→α转变过程中,在γ/α界面上同期地析出呈点列状排布的极细碳氮化合物的过程12.M结构的主要因素和规律:化学成分主要是C含量,随碳含量增加,m形态由板条M向透镜m及薄版M转变。
13.完全淬火+深冷处理,得到马氏体与含碳量的关系,随碳增加硬度增加;(2)不完全淬火得到马氏体+碳化物;减少而减少。
火得到马氏体+奥氏体,随碳量增加,硬度降低。
2答:马氏体具有高强度的原因是多方面的,其中主要包括相变强化、固溶强化和时效强化。
相变强化:马氏体相变的切变性造成在晶体内产生大量的微观缺陷(位错、孪晶以及层错),使马氏体得到强化。
固溶强化:过冷奥氏体切变形成马氏体时,使得α相中的C%过饱和,C原子位于α相扁八面体中心,C原子溶入后形成以C原子为中心的畸变偶极应力场,这个应力场与位错产生强烈的交互作用,使马氏体的强度升高。
14.时效强化:溶质原子(C、N)偏聚到位错线处,钉扎位错使得马氏体的强度升高15.相变超塑性:指在相变是发生同时呈现的超塑性现象16.m转变的主要特征切变共格性无扩散非恒温可逆无成分变化17.AR 残留奥氏体M S:马氏体点,即马氏体转变的开始温度,意义为母相与马氏体两相之间的体积自由能之差达到相变所需的最小驱动力值时的温度。
M f:马氏体转变终了点,意义为当温度降到此温度以下时,虽然马氏体转变未达到100%,但转变已不能进行18.为什么钢中M转变具有较大的相变阻力:形成位错,孪晶。
弹性能如果在M S点以上对奥氏体进行塑性变形,会诱发马氏体转变而引起M S点升高到M d,M d 称为形变马氏体点。
因形变诱发马氏体转变而产生的马氏体,常称为形变马氏体。
19.M d的物理意义:可以获得形变马氏体的最高温度。
若在高于M d点的温度对奥氏体进行塑性变形,就会失去诱发马氏体转变的作用20.影响MS的碳及合金规律:含碳量的影响:含碳量对的影响最为显著,钢中随着含碳量的增加,Ms点呈连续下降趋势,这是由于含碳量增加,奥氏体中碳的溶解度增加,碳原子对奥氏体的固溶强化作用增强,过冷奥氏体的稳定性随之增强,因此,Ms点随含碳量增加而呈连续下降趋势。
⑵合金元素的影响。
合金元素对Ms点的影响主要决定于它们对平衡温度T0的影响及对奥氏体的强化效应,凡剧烈降低T0温度及强化的奥氏体的元素,均剧烈降低Ms点。
钢中常见的合金元素均有使Ms点降低的作用,但效果不如C显著,只有Al、Co有使Ms点提高的作用。
强碳化物形成元素如W、V、Ti等在钢中多以碳化物形式存在,淬火加热时一般溶入奥氏体中很少,对Ms点影响不大。
另外,几种合金元素同时存在时,对Ms点的影响比较复杂机械稳定化:在M d以上的温度下,对奥氏体进行塑性变形,当变形量足够大时,可以使随后的马氏体转变困难,M S点降低,残余奥氏体量增多。
这种现象称为机械稳定化。
热稳定化:淬火冷却时,因缓慢冷却或在冷却过程中于某一温度等温停留,引起的奥氏体稳定性提高,而使马氏体转变迟滞的现象,称为奥氏体的热稳定化。
22形状记忆效应:某些金属材料进行变形后加热至某一特定温度以上时,能自动恢复原来形状的一种效应。
23随等温温度的降低或冷速的提高,分别转变为P、B、M。
B形成机制要点:奥氏体过冷到Ms以上,由于奥氏体中自由函降低的需求而形成富碳区和贫碳区,贫碳区已进入M区,通过切变形成贝氏体铁素体。
F中的过饱和碳根据转变温度的不同,按碳的扩散能力或以A过饱和体或通过界面进入A或在α相内部析出。
高温转变:贝氏体F+富碳A(无碳贝氏体)中温转变:贝氏体F板条+条间碳化物(上B)低温转变:贝氏体F针或条+针或条上碳化物(下B)淬火钢回火的工艺及作用作用:1.加强塑,韧性,降低脆性,强硬工艺:淬火后再重新加热到低于a1临界点以下的温度,保温一定时间1淬火钢的工艺及作用。
作用:1加强塑。
韧性降低脆性,强度,硬度。
2降低或消除残余应力。
3调整材料性能。
钢件加热淬火后再重新加热到低于A1临界点以下的温度,保温一定时间,使淬火组织发生一定的变化以调整钢件的性能。
2回火的二次淬火文化.催化现象?催化现象?二次淬火:当残留奥氏体在贝氏体区和珠光体区之间的奥氏体比较稳定的区域保持时,残留奥氏体可以不发生转变,而在随后冷却是转变为M。
残留奥氏体转变为M可以产生二次淬火现象。
催化:如果回火是发生二次淬火的MS’点比原来攻的MS 点高,产生的二次M量就比较多,称为反之称为稳定化.3.二次硬化:当M含有足够碳化物形成元素,500℃以上回火将析出细C、MC型碳化物,使由于回火温度升高,θ碳小弥散M2化物粗化而下降的硬度重新升高的现象。
4回火脆性。
第一类回火脆性200-350之间特点具有不可逆性与冷却速度无关。
原因是由残留的奥氏体转变所引起的。
减轻措施:1降低钢中杂质元素的含量,提高钢的纯净度。
2用AL脱氧或加入TI nh v等元素细化奥氏体晶粒3加入cr si 等元素以调整第一类回火脆性的温度范围4采用等温淬火代替一般淬火回火工艺。
第二类:可逆性原因刚才在450-650回火时,杂质元素SB s as等偏聚于晶界;或n p o等杂质元素偏聚于晶界,形成网状或片状化合物,降低晶界。
防止:1降低钢中杂质元素2加入喜欢奥氏体元素如上加入适量MO W4避免在第二类回火脆性温度范围内回火。
采取快速冷却。
1.淬火钢回火过程中组织及状态的变化?答:要点:淬火钢组织为M(过饱合的α-Fe)+Ar,由于组织的不稳定性,在回火加热时发生以下组织及状态的变化(按温度升高):碳的偏聚;碳化物析出:亚稳碳化物→稳定碳化物→合金碳化物→碳化物粗化;马氏体分解和α-Fe回复和再结晶:单相分解和双相分解获得c/a下降的α-Fe→回复(位错和孪晶密度降低)→再结晶(位错和孪晶消失);残余奥氏体转变:根据不同的温度可转变为P、B、M、分解为F+Fe3C。
残余应力的降低和消除:(第一、二、三类内应力)。
8. 4.固溶处理和淬火的异同?淬火:基体晶体点阵发生改变(即具有同素异构相变)的淬火过程;固溶处理:基体晶体点阵不发生改变均匀化退火的目的:高温下通过原子扩散消除或减小铸件成分不均和偏离平衡态的组织,改善工艺、使用性能工艺参数:加热温度,保温时间其次是加热速度,冷却速度。
共格界面、半共格界面、非共格界面2.两相自由焓差,界面能、弹性应变能3.奥氏体形核、奥氏体长大、渗碳体溶解、奥氏体均匀化4.粒状渗碳体分布在a基体上,片状碳化物的粒化,渗碳体领先形核、调质处理5. G、P、B→相(G、P、Ⅱ区)→相→ Q相(CuAl2)6. Co,Al; Mo,W7.板条马氏体,位错;透镜片状马氏体,孪晶+位错8.提高塑性、韧性,降低脆性,消除内应力。
9.不完全淬火-低温回火;完全淬火-中温回火;完全淬火-低温回火.连续沉淀析出、非连续沉淀析出、局部脱溶析出.会出现内应力导致的开裂和变形,应及时回火,消除内应力。
2.等温时间过短,未奥氏体化,未发生马氏体转变。
3.时效硬化。
淬火后为不稳定的过饱和状态,室温放置一段时间后出现时效现象,产生不平衡脱溶,使硬度提高。
4.回火时的催化,使奥氏体全部变成马氏体。
5.高碳钢完全淬火低温回火残余大量奥氏体,使用中由于奥氏体不稳定转变为马氏体,出现体积膨胀,尺寸变化。
.魏氏组织:亚共析钢或过共析钢高温转变时先析出的F或Fe3C由晶界形核向晶内长大,呈片状,往往力学性能低。
2.随奥氏体化温度升高,钢组织状态的变化?升高组织变化晶粒细小晶粒粗大晶界弱化晶界熔化定义正常晶粒(工业应用)过热过烧过烧热处理校正可以可以不可以二、合金元素对残余奥氏体转变的影响合金钢中残余奥氏体的转变与碳素钢中残余A的转变情况基本相似,只是合金元素可以改变残余A分解的温度和速度,从而可能对残余A转变的性质和类型产生影响。