一、名词解释
1、扩散退火：它是将钢锭、铸件或锻坯加热到略低于固相线温度下长时间保温，然后缓慢冷却以消除化学成分不均匀现象的热处理工艺。 2、球化退火：使钢中碳化物球状化，获得球状体的一种热处理工艺。
3、等温退火：钢加热到Ac3以上30~50℃保温后以较快的冷却速度冷至稍低于Ar1的温度等温，使奥氏体转变为珠光体，再空冷至室温的热处理工艺。
4、再结晶退火：将冷变形后的金属加热到再结晶温度以上，保持适当时间，使形变晶粒重新转变为均匀的等轴晶粒，以消除形变强化和残余应力的热处理工艺。
5、正火：将钢加热到Ac3（或Accm）以上适当的温度，保温一定时间，使之完全奥氏体化，然后在空气中冷却得到珠光体类组织的热处理工艺。 6、淬火：把钢加热到临界点Ac1或Ac3以上，保温并随之大于临界冷却速度冷却，并得到亚稳状态的马氏体或下贝氏体组织的热处理工艺。
7、理想淬火介质：具有在过冷奥氏体最不稳定的区域具有较快的冷却速度，而在接近马氏体点时具有缓慢的冷却速度的淬火介质。
8、特性温度：蒸汽膜破裂的极限温度。
9、闪点：油表面上的蒸汽和空气自然混合时与火接触而出现火苗闪光的温度。 10、淬透性：淬火时获得马氏体的难异程度。
11、淬硬性：淬成马氏体可能得到的最高硬度。
12、淬火的临界直径：某种钢在某种介质中能完全淬透的最大直径。
13、热应力：工件在加热或冷却时，由于表面和心部存在的温差导致热胀冷缩的不一致性所引起的内应力。 14、组织应力：工件在淬火冷却时，由于表层和心部存在温差而使相变不同所引起的内应力称为组织应力。
15、残余应力：由于试样温度已经很低，钢的屈服强度明显升高，热应力不再引起塑性变形，这样的应力分布就被保留下来成为残余应力。
16、双液淬火：采取先后在两种介质中进行冷却的办法。
17、分级淬火：将奥氏体化的工件淬入高于该钢Ms点的热浴中停留一定时间，待工件各部分与热浴的温度一致后，取出至空冷至室温，在缓慢冷却条件下完成马氏体转变的冷却方法。
18、等温淬火：将奥氏体化的工件淬入高于Ms点的热浴中等温，保持足够长的时间，使之转变为下贝氏体组织，然后空冷的淬火冷却方法。
19、冷处理：将工件淬火冷却到室温后，继续在零度以下的介质中冷却的工艺。
20、调质：淬火加高温回火，获得回火索氏体组织的工艺。
21、回火脆性：在某个温度范围内回火引起钢的冲击韧性下降的现象称为回火脆性。
22、表面淬火：工件表面有限深度范围内加热到相变点上，然后迅速冷却，即在工件表面
一定范围内获得马氏体组织，而其心部仍保持者表面淬火前组织状态。
23、表面效应：涡流在被加热工件中分布由表面至心部呈指数规律衰减，因此，涡流主要分布于工件表面，工件内部几乎没有电流通过，这种高频感应电流（涡流）集中在工件的倾向称为表面效应。
24、自回火：将感应加热好的工件迅速冷却，但不冷透，利用心部余热将表面硬化层加热到所需回火温度的方法。
25、渗碳：将低碳钢置于具有足够碳势的介质中加热到奥氏体状态并保温，使活性碳原子渗入工件，获得高含碳量的渗层，随后淬火并低温回火的热处理工艺。
26、碳势：渗碳气氛与钢件表面达到动态平衡时钢的表面含碳量。
27、渗氮（氮化)：在一定温度下，使活性氮原子渗入到工件表面的一种热处理方法。
28、软氮化：工件表层同时渗入氮和碳，并以渗氮为主的化学热处理工艺。
29、强韧化：凡是可同时改善钢件强度和韧性的热处理。
30、超细化：通过预备热处理使毛坯组织中的碳化物超细化。
二、简答论述题（书后习题）
第一章
1、确定下列工件的退火方法，并指出退火的目的及退火后的组织。
（1）经冷轧后的15钢钢板，要求降低硬度 再结晶退火 目的：消除内应力和残余应力 组织：F+P
（2）ZG35的铸造齿轮 去应力退火 目的：消除残余内应力 组织：F+P
（3）锻造过热后的60钢锻坯 完全退火 目的：细化晶粒和改善组织，消除内应力，降低硬度，改善切削加工性 组织：F+P
（4）具有片状渗碳体的T12钢坯 球化退火 目的：降低硬度，均匀组织，改善切削加工性，并为淬火作组织准备。 组织：P+Fe3C
3、正火与退火有何不同？如何进行选择？
（1）工艺：加热T、保温t相同。 冷速不同：退火 随炉冷
正火 空冷
（2）组织：亚共析钢：正火后，先共析 F少，P数量多，且P片间距小
过共析钢：正火后，先共析 网状Fe3C 数量少，甚至没有
（3）性能：正火后获得的组织比相同钢材退火的要细小，因此，强度、硬度及韧性较高。只有球化退火的钢件，因其所得的组织为粒状珠光体，其综合性能优于正火的钢件。
选择：（1）：含碳量小于0.25%（质量）的低碳钢和低碳合金钢选用正火。
（2）：含碳量为0.25~0.5%（质量）的中碳钢也可以用正火代替退火。
（3）：含碳量为0.5~0.75%（质量）的高碳钢一般采用完全退火或不完全退火。
（4）：含碳量大于0.75%（质量）的高碳钢或工具钢一般均采用球化退火，如有二次网状渗碳体存在，应先进行正火，消除网状渗碳体。
4、球化退火的目的是什么？说明球化退火的原理及常用的3种球化退火的工艺。
（1）目的：降低硬度，均匀组织，改善切削加工性，并为淬火作组织准备。
（2）原理：球化组织不易过热，即球体溶入奥氏体较慢，所以奥氏体晶粒不易长大，淬火后组织为隐晶马氏体，且淬火开裂倾向小。
（3）工艺：a、一次加热球化退火工艺 b、等温球化退火工艺 c、往复球化退火工艺
5、今有一批20CrMnTi钢制造的拖拉机传动齿轮，锻造要进行车内孔、拉花键及滚齿等机械加工，然后进行渗碳、回火。试问锻后及机加工前是否需要进行热处理？若需要，则应该进行什么热处理？其主要工艺参数如何选择？
答： 要 正火
工艺参数：a、提高温度Ac3+30~50℃ b、保温时间T=kD 冷却：空冷
第二章
2、现需要制造一汽车传动齿轮，要求表面具有高的硬度、耐磨性很高的接触疲劳强度，心部具有良好的韧性，应采用哪种工艺及材料?
答：用低碳合金结构钢20CrMnTi经渗碳+淬火+低温回火
3、将45钢和T10钢加热到700℃、770℃、840℃淬火，说明淬火温度是否正确?为什么45钢在770℃淬火的硬度比T12钢低?
答：45钢淬火温度Ac3+30~50℃ 选840℃
T10钢淬火温度Ac1+30~50℃选770℃
45钢770℃淬火组织：M+F。 T12钢在770℃淬火组织：M+Fe3C+AR 相比较T12固溶碳量高，其淬硬性高。
4、今用T10钢制造形状简单的车刀，其工艺路线为锻造→热处理→机械加工→热处理→磨削，试说明需采用何种热处理和其作用，指出热处理后的大致硬度和显微组织。
（1）球化退火 作用：降低硬度，均匀组织，改善切削加工性，并为淬火作组织准备。
（2）淬火+低温回火，作用：使零件获得较高的硬度、耐磨性和韧性，消除淬火内应力，稳定组织和尺寸。
（3）工艺规范：760℃水淬+200℃回火 显微组织：M回+Cm，大致硬度：60HRC.
5、有两个T10钢小样试样A和B，A试样加热到750℃、B试样加热到850℃，均充分保温后在水中冷却，哪个试样的硬度更高?为什么?
答： 试样A硬度高 T10钢的淬火温度Ac1+30~50℃ 为770~790℃
A试样加热到750℃低于淬火温度 淬火组织中将出现F
6、、根据下列表格提供的条件填写组织。
钢号 | 850℃水淬 | 850℃油冷 | 850℃空冷 | 850℃炉冷 | 850℃水冷+560℃空冷 | 780℃水冷+200℃空冷 |
45钢 | M | F+P(T)+M | F+P（片间距小） | F+P | 回火Ｓ | Fe3C+AR+M回 |
T10 | M+AR | Fe3C+P(T)+B+M | P | Fe3C+Ｐ | Ｆ＋M回 | M回 |
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第三章
3、简述钢快速加热时相变的特点。
（1）钢快速加热对钢临界点的影响：提高加热速度将使Ac3、Accm线均升高。
（2）快速加热对奥氏体晶粒及成分均匀化的影响：a、显著细化奥氏体晶粒。b、奥氏体成分不均匀性增大。
（3）钢快速加热对过冷奥氏体的转变及马氏体形态的影响：a、原铁素体区形成低碳马氏体，原珠光体区形成高碳针片状马氏体
（4）钢快速加热对回火的影响：在淬火过程中低碳马氏体区易发生自行回火。
6、用45钢做机床主轴，要求综合力学性能良好、轴颈部分要求耐磨，硬度要求50~60HRC，试选择热处理方法，并编写简明的工艺路线。
答：锻造→退火或正火→粗加工→调质→轴颈部分感应表面淬火→低温回火→精磨
第四章
3、如何选择渗碳后的热处理?（P79）
（1）直接淬火 适用于由本质细晶粒钢制成的工件
（2）一次淬火 适用于固体渗碳的工件以及气体、液体渗碳的本质粗晶粒钢工件，或某些不宜于直接淬火的工件，以及设备条件不允许直接淬火的工件。
（3）二次淬火 适用于粗晶粒钢钢和使用性能要求比较高的工件。
5、渗氮钢在成分上有什么特点?渗氮后的工件在性能上有何特点?
（1）氮化钢多为碳含量偏低的中碳铬钼铝钢
（2）工件渗氮后的特性
a：具有高的表面硬度及耐磨性。
b：具有高的疲劳强度和耐腐蚀性。
C：工件变形小。
第四章（其他）
1、化学热处理时，元素渗入工件表面通常包括分解、吸收和扩散三个过程。
答（1）分解：活性介质（渗剂）在一定温度和压力下分解渗入元素的活性原子的过程。
（2）吸收：活性原子被工件表面吸附和溶解于基体金属或与基体中组元形成化合物的过程。
（3）扩散：活性原子由表面不断向内部迁移，形成一定深度的扩散层。
2、化学热处理与其他热处理方式比较具有哪些优点?
（1）：不受工件外形的限制，都可以获得较均匀的硬化层。
（2）：由于表面成分和组织同时发生了变化，所以耐磨性和疲劳强度更高。
（3）：表面过热现象可以在随后的热处理过程中给以消除。
3、常用渗碳钢的特点，应用及预备热处理。
4、滴注式可控式气氛渗碳过程是由排气、强烈渗碳、扩散及降温4个阶段组成。
5、渗碳后的热处理：直接淬火、一次淬火、二次淬火
6、在正常情况下，渗碳淬火后的组织从表面到心部依次为马氏体+粒状碳化物+残余奥氏体→马氏体+残余奥氏体→马氏体→心部组织
7、一般渗氮工件的工艺路线是锻造→退火或正火→粗加工→调质→精加工→渗氮。
