《热处理设备》课设题目(金属1101,27人)(spw)——发学生
热处理设备习题答案2
16米新型燃气热处理炉16米新型燃气热处理炉的用途：16米新型燃气热处理炉是我公司承制的新型燃气、燃气工业炉采用了全硅酸铝耐火纤维炉墙、高速调温自控烧咀、先进的计算机自控系统、余热回收装置、炉体全密封等多项先进技术。
16米新型燃气热处理炉拥有的结构特点：1.全硅酸铝纤维炉墙：将耐火纤维应用在工业炉上并成功地解决了硅酸铝纤维的固定和纤维的热收缩问题。
硅酸铝纤维与普通的耐火砖相比，具有重量轻、隔热保温性能好（与普通耐火砖相比可节能28～30％）和使用寿命长的特点。
同时，由于重量轻，与普通砖体炉相比，可大大减少钢材的用量。
2.余热回收和全密封技术：通过余热回收装置，使预热空气温度～300°C，提高了炉子热效率。
采用了全密封技术，消除了炉子漏火现象，节约燃料。
综上所述，天然气热处理炉(16米)具有以下卓越性能：1)卓越的节能效果。
炉子热效率可达35～40%。
2)控温精度高。
3)优良的环保性能。
S02、NOx排放量远低于国家允许排放标准。
燥声指标低于国家标准。
4)高度的自动化性能。
操作工可以在仪表间完成所有操作。
3.先进的燃烧系统：我公司开发研制的高速调温自控烧嘴、烧嘴控制器和各种自控阀，组成了自控燃烧系统。
这种新型燃烧系统，具有出口速度高（70～100m/s)、燃烧充分、节能效果显著、NOx产物低的特点。
由于火焰出口速度高，强化了炉内气体的循环和对流，提高了炉温的均匀性和热效率，从而提高了加热质量，缩短了加热时间。
高速调温自控烧嘴系统，可实现点火、燃烧能力调节、熄火报警、自动保护及再点火等全过程的自动控制。
为高精度炉温自动控制提供了技术保证。
4.先进的自控系统：(1)可靠的安全保护系统：在仪表柜上设有温度、炉压、各烧嘴、各管路参数的操作值显示和异常情况报警及紧急保护措施。
确保操作安全。
(2)炉内压力自控系统：可设定和自动调节炉内压力，使炉压控制在最佳值，保证炉内工况稳定并充分利用炉气热量。
(3)管路参数自控系统：燃烧系统所需的助燃空气管路和燃料管路，其压力可设定和自动调节，使助燃空气和燃料量控制在最佳比值，保证了极高的燃烧效率，消除了黑烟。
金属热处理课程设计讲解
《金属学与热处理》课程设计报告45钢车床主轴箱齿轮的热处理工艺设计学院化学工程与现代材料专业金属材料工程姓名刘海旦学号12042406指导教师张美丽完成时间2015.06..01目录摘要------------------------------------------------------------------------------------11.引言---------------------------------------------------------------------------------12.设计简图-----------------------------------------------------------------------------12.1技术要求-------------------------------------------------------------------------13.失效形式及力学性能要求----------------------------------------------------------------------1 3.1受力及失效形式分析--------------------------------------------------------------13.2力学性能要求---------------------------------------------------------------------24.车床主轴箱齿轮的工作条件-----------------------------------------------------------25.车床主轴箱齿轮材料的性能及选择----------------------------------------------------26.车床主轴箱的齿轮的毛坯选择---------------------------------------------------------37.车床主轴箱的齿轮的加工工艺过程分析------------------------------------------------3 7.1基准的选择------------------------------------------------------------------------3 7.2提高精度需满足的要求------------------------------------------------------------4 7.3齿轮毛坯的加工-------------------------------------------------------------------4 7.4加工过程中应注意的问题----------------------------------------------------------4 7.5齿形及齿端加工-------------------------------------------------------------------47.6齿轮的齿端加工方式--------------------------------------------------------------58.车床主轴箱齿轮加工的热处理工艺----------------------------------------------------5 8.1热处理工艺路线-------------------------------------------------------------------5 8.1.1锻造-----------------------------------------------------------------------------5 8.1.2正火-----------------------------------------------------------------------------5 8.1.3机加工---------------------------------------------------------------------------68.1.4表面淬火+回火------------------------------------------------------------------69.润滑油种类的推荐和选择-------------------------------------------------------------710.结束语------------------------------------------------------------------------------711.参考文献----------------------------------------------------------------------------7摘要：通过对车床主轴箱齿轮的工作条件及失效形式进行分析，提出了对主轴箱齿轮的力学性能要求，同时依据选材要求合理地选择所使用的金属材料，据此制定合理的加工工艺及热处理工艺路线，以满足车床主轴箱齿轮的使用性能要求。
教学热处理设备应用考核试卷
C.材料的膨胀系数
D.工件的形状பைடு நூலகம்
17.下列哪些材料在热处理时容易出现晶粒粗大？（）
A.高碳钢
B.高速钢
C.不锈钢
D.铝合金
18.以下哪些热处理工艺可以提高材料的耐磨性？（）
A.淬火
B.回火
C.正火
D.真空退火
19.在热处理设备操作中，以下哪些做法是安全的？（）
A.定期检查设备
B.遵守操作规程
A.不锈钢
B.高速钢
C.铝合金
D.铸铁
5.热处理过程中的冷却方式有哪些？（）
A.油冷
B.水冷
C.空气冷
D.以上都是
6.以下哪些情况可能导致热处理后的工件出现质量问题？（）
A.加热温度控制不当
B.冷却速度不均匀
C.保温时间不足
D.设备故障
7.以下哪些热处理工艺可以改善材料的切削性能？（）
A.正火
B.淬火
A.高碳钢
B.不锈钢
C.结构钢
D.工具钢
8.在热处理设备操作中，以下哪项措施可以有效防止工件变形？（）
A.提高加热速度
B.降低冷却速度
C.使用加热垫
D.预热
9.下列哪种热处理设备可以实现精确控温？（）
A.煤气炉
B.电阻炉
C.火焰炉
D.电弧炉
10.在热处理工艺中，以下哪种现象属于正常现象？（）
A.淬火后的工件出现变形
C.回火
D.退火
8.在热处理设备中，以下哪些措施可以提高能源利用率？（）
A.优化炉膛设计
B.使用绝热材料
C.采用智能化控制系统
D.增加加热功率
9.以下哪些因素会影响热处理后的工件硬度？（）
金属热处理工艺学课后习题答案
金属热处理工艺学课后习题答案What is a classic? It takes about 100 years to become a classic.1.热处理工艺：通过加热,保温和冷却的方法使金属和合金内部组织结构发生变化,以获得工件使用性能所要求的组织结构,这种技术称为热处理工艺;2.热处理工艺的分类：1普通热处理退火、正火、回火、淬火2化学热处理3表面热处理3复合热处理3.由炉内热源把热量传给工件表面的过程,可以借辐射,对流,传导等方式实现,工件表面获得热量以后向内部的传递过程,则靠热传导方式;4.影响热处理工件加热的因素：1加热方式的影响,加热速度按随炉加热、预热加热、到温入炉加热、高温入炉加热的方向依次增大；2加热介质及工件放置方式的影响：①加热介质的影响；②工件在炉内排布方式的影响直接影响热量传递的通道；③工件本身的影响：工件的几何形状、表面积与体积之比以及工件材料的物理性质等直接影响工件内部的热量传递及温度场;5.金属和合金在不同介质中加热时常见的化学反应有氧化,脱碳；物理作用有脱气,合金元素的蒸发等;6.脱碳：钢在加热时不仅表面发生氧化,形成氧化铁,而且钢中的碳也会和气氛作用,使钢的表面失去一部分碳,含碳量降低,这种现象称为脱碳钢脱碳的过程和脱碳层的组织特点：①钢件表面的碳与炉气发生化学反应脱碳反应,形成含碳气体逸出表面,使表面碳浓度降低②由于表面碳浓度的降低,工件表面与内部发生浓度差,从而发生内部的碳向表面扩散的过程;半脱碳层组织特点;自表面到中心组织依次为珠光体加铁素体逐渐过渡到珠光体,再至相当于该钢件未脱碳时的退火组织;F+P—P+C—退火组织全脱碳层组织特点：表面为单一的铁素体区,向里为铁素体加珠光体逐渐过渡到相当于钢原始含碳量缓冷组织在强氧化性气体中加热时,表面脱碳与表面氧化往往同时发生;在一般情况下,表面脱碳现象比氧化现象更易发生,特别是含碳量高的钢;7.碳势：即纯铁在一定温度下于加热炉气中加热时达到既不增碳也不脱碳并与炉气保持平衡时表面的含碳量;8.退火：将组织偏离平衡状态的金属或合金加热到适当的温度,保持一定时间,然后缓慢冷却以达到接近平衡状态组织的热处理工艺称为退火;退火的目的在于均匀化学成分,改善机械性能及工艺性能,消除或减少内应力,并为零件最终热处理准备合适的内部组织; 9.钢件退火工艺按加热温度分类：1在临界温度以上的退火,又称相变重结晶退火,包括完全退火,不完全退火;扩散退火和球化退火;2在临界温度以下的退火,包括软化退火,再结晶退火及去应力退火;按冷却方式可分为连续冷却退火及等温退火;10.正火：是将钢材或钢件加热到Ac3或Accm以上适当温度,保温适当时间后在空气中冷却,得到珠光体类组织的热处理工艺;目的是获得一定的硬度,细化晶粒,并获得比较均匀的组织和性能;11.扩散退火: 将金属铸锭,铸件或锻坯,在略低于固相线的温度下长期加热,消除或减少化学成分偏析及显微组织枝晶的不均匀性,以达到均匀化目的的热处理工艺称为扩散退火,又称均匀化退火;12.完全退火：将钢件或钢材加热到Ac3点以上,使之完全奥氏体化,然后缓慢冷却,获得接近于平衡组织的热处理工艺称为完全退火;13.不完全退火：将钢件加热到Ac1和Ac3之间,经保温并缓慢冷却,以获得接近平衡组织;14.球化退火：使钢中的碳化物球状化,或获得“球状珠光体”退火工艺称为球化退火;球化退火的目的：①降低硬度,改善切削性能;②获得均匀组织,改善热处理工艺性能③经淬火,回火后获得良好的综合机械性能;15.各类铸件在机械加工前应进行消除应力处理;一般正火加热温度为Ac1+30-50℃;16.正火时应考虑的问题：1低碳钢正火的目的之一是为了提高切削性能2中碳钢的正火应该根据钢的成分及工件尺寸来确定冷却方式3过共析钢正火,一般是为了消除网状碳化物,故加热时必须保证碳化物全部溶入奥氏体中4双重正火,有些铸件的过热组织或铸件粗大铸造组织,一次正火不能达到细化组织的目的,为此采用二次正火;17.退火和正火的缺陷：过烧,黑脆,粗大魏氏组织>Ac3加热,快冷或慢冷,严重时双重正火,反常组织重新退火,网状组织重新正火,球化不均匀正火和一次球化退火,硬度过高退火;18.淬火：把钢加热到临界点Ac1或Ac3以上,保温并随之以大于临界冷却速度冷却,以得到介稳状态的马氏体或下贝氏体组织的热处理工艺方法称为淬火;目的:①提高工具,渗碳零件和其他高强度耐磨机器零件等的硬度,强度和耐磨性；②结构钢通过淬火和回火之后获得良好的综合机械性能；③改善钢的物理和化学性能;19.实现淬火过程的必要条件：1加热温度必须高于临界点以上,以获得奥氏体组织2其后的冷却速度必须大于临界冷却速度,而淬火得到的组织是马氏体或下贝氏体,低碳钢水冷得到P,称水冷正火,高速钢空冷得到M,称淬火20.最常用的淬火介质是液态介质,液态淬火介质分成两类,有物态变化的和无物态变化的;常用淬火介质有水及其溶液,油,水油混合物以及低熔点熔盐;21.在有物态变化的淬火介质中淬火冷却时,钢件冷却过程分为3个阶段：蒸气膜阶段,沸腾阶段,对流阶段;22.淬火介质的冷却能力最常用的表示方法使用淬火烈度H ,他实质上反映了该种淬火介质的冷却能力;23.钢的淬透性是指钢材被淬透的能力,或者说钢的淬透性是指表征钢材淬火时获得马氏体能力的特性,主要取决于钢的临界淬火冷速的大小;钢的淬硬性是指钢在理想条件下淬火所能达到的最高硬度来表征的材料特征,它主要与淬火加热时固溶于A中的碳含量有关;可硬性指淬成M可能得到的硬度,主要和钢中含碳量有关;24.影响钢的淬透性的因素：1钢的化学成分除Ti,Zr,Co外,所有合金元素都提高钢的淬透性2奥氏体晶粒度增大,增大3奥氏体化温度增大,晶粒增大,淬透性增大4第二相的存在和分布5钢的原始组织,应变和外力场等对钢的淬透性也有影响;25.在淬火冷却过程中可能产生两种内应力：一种是热应力,即工件在加热或冷却时,由于不同部位的温度差异,导致热涨或冷缩的不一致所引起的应力,另一种是组织应力,即由于工件不同部位组织转变不同时性而引起的内应力;26.影响淬火应力的因素：①含碳量的影响②合金元素的影响③工件尺寸的影响27.淬火时,工件发生的变形有两类,一种是翘曲变形,一是体积变形;28.工件淬火冷却时,如其瞬时内应力超过该时钢材的断裂强度,则将发生淬火裂缝;①纵向裂缝,②横向裂缝和弧形裂缝,③表面裂缝29.淬火加热温度,主要根据钢的相变点来确定;对亚共析钢,一般选用淬火加热温度为Ac3+30-50℃,过共析钢则为Ac1+30-50℃;确定淬火加热温度时,尚应考虑工件的形状,尺寸,原始组织,加热速度,冷却介质和冷却方式等因素;30.一般情况下把升温和保温两段时间通称为淬火加热时间;31.分级淬火法：把工件由奥氏体化温度淬入高于该种钢马氏体开始转变温度的淬火介质中,在其中冷却直至工件各部分温度达到淬火介质的温度,然后缓冷至室温,发生马氏体转变;32.等温淬火法：工件淬火加热后,若长期保持在下贝氏体转变区的温度,使之完成奥氏体的等温转变,获得下贝氏体组织,这种淬火称为等温淬火;进行等温淬火的目的是为了获得变形少,硬度较高并兼有良好韧性的工件;33.当钢全淬成马氏体再加热回火时,随着回火温度升高,按其内部组织结构变化,分四个阶段进行：马氏体的分解,残余奥氏体的转变,碳化物的转变, 相状态的变化及碳化物的聚集长大;34.回火的目的是减少或消除淬火应力,提高韧性和塑性,获得硬度,强度,塑性和韧性的适当配合,以满足不同工件的性能要求;35.低温回火一般用于以下几种情况：1工具和量具的回火2精密量具和高精度配合的结构零件在淬火后进行120-150℃12h,甚至几十小时回火;3低碳马氏体的低温回火4渗碳钢淬火回火36.中温回火得到回火屈氏体组织,主要用于处理弹簧钢37.高温回火,这一温度区间回火的工件,常用的有如下几类：1调质处理;即淬火加高温回火,以获得回火索氏体组织;这种处理称为调质处理,主要用于中碳碳素结构钢或低合金结构钢以获得良好的综合机械性能;一般调质处理的回火温度选在600℃以上;2二次硬化型钢的回火3高合金渗碳钢的回火;38.钢件淬火时最常见的缺陷有淬火变形,开裂,氧化,脱碳,硬度不足或不均匀,表面腐蚀,过烧,过热及其他按质量检查标准规定金相组织不合格;39.39、常见的回火缺陷有硬度过高或过低,硬度不均匀,以及回火产生变形及脆性等;40.40、表面淬火是指被处理工件在表面有限深度范围内加热至相变点以上,然后迅速冷却,在工件表面一定深度范围内达到淬火目的的热处理工艺;41.表面淬火的目的：在工件表面一定深度范围内获得马氏体组织,而其心部仍保持着表面淬火前的组织状态调质或正火状态,以获得表面层硬而耐磨,心部又有足够塑性,韧性的工件;42.表面淬火的分类：1感应加热表面淬火2火焰淬火3电接触加热表面淬火4电解液加热表面淬火5激光加热表面淬火6电子束加热表面淬火7等离子束加热表面淬火;其他还有红外线聚焦加热表面淬火等一些表面淬火方法;43.感应加热表面淬火是利用感应电流通过工件产生的热效应,使工件表面局部加热,继之快速冷却,获得马氏体组织的工艺;44.火焰淬火可用下列混合气体作为燃料：1煤气和氧气2天然气和氧气3丙烷和氧气4乙炔和氧气;不同混合气体所能达到的火焰温度不同,最高为氧乙炔焰,可达3100,最低为氧丙烷焰,可达2650,通常用氧乙炔焰,简称氧炔焰;火焰分为焰心,还原区和全燃区,其中还原区温度最高,应尽量利用这个高温区加热工件;45.化学热处理：金属制件放在一定的化学介质中,使其表面与介质相互作用,吸收其中某些化学元素的原子或离子并通过加热,使该原子自表面向内部扩散的过程称为化学热处理;化学热处理的结果是改变了金属表面的化学成分和性能;简言之,所谓金属的化学热处理就是改变金属表面层的化学成分和性能的一种热处理工艺;常见的化学热处理方法有渗碳,渗氮,碳氮共渗,渗硫等46.一般固体表面对气相的吸附分成两类,即物理吸附和化学吸附;在化学热处理时,有两种情况,一种是被渗元素渗入很快,表面浓度很快达到界面反应平衡浓度,这时化学热处理过程主要取决于扩散过程,称为扩散控制型;另一种是化学热处理过程中表面不能立即达到平衡浓度,此时渗层的增长速度取决于界面的反应速度和金属中该元素的扩散速度,这种化学热处理过程称为混合控制型的;47.加速化学热处理过程的途径：1物理催渗法1.高温化学热处理2.高压或负压化学热处理3.高频化学热处理4.采用弹性振荡加速化学热处理2化学催渗法1.卤化物催碳法2.提高渗剂活性的催渗方法;48.钢的渗碳就是钢件在渗碳介质中加热和保温,使碳原子渗入表面,获得一定的表面含碳量和一定碳浓度梯度的工艺;渗碳的目的是使机器零件获得高的表面硬度,耐磨性及高的接触疲劳强度和弯曲疲劳强度;根据所用渗碳剂在渗碳过程中聚集状态的不同,渗碳方法可以分为固体渗碳法,液体渗碳法及气体渗碳法三种;49.渗碳缺陷组织：黑色组织,反常组织,粗大网状碳化物组织,渗碳层深度不均匀,表层贫碳或脱碳,表面腐蚀和氧化50.氮化：向金属表面渗入氮元素的工艺称为渗氮,通常也称为氮化;常见的渗氮缺陷有：变形,脆性和渗氮层剥落,渗氮层硬度不足及软点,抗腐蚀渗氮后质量检查;51.碳氮共渗：在钢的表面同时渗入碳和氮的化学热处理工艺称为碳氮共渗;52.渗硼：将钢的表面渗入硼元素以获得铁的硼化物的工艺称为渗硼;渗硼的目的能显着提高钢件表面硬度和耐磨性,以及具有良好的红硬性及耐蚀性,故获得了很快的发展;53.在机械零件设计时,除了考虑使所设计零件能满足服役条件外,还必须考虑通过何种工艺方法才能制造出合乎需要的零件,以及他们的经济效果如何即该零件的工艺性和经济性;54.齿轮钢: 齿轮钢是对可用于加工制造齿轮的钢材的统称;一般有低碳钢如20钢,低碳合金钢如：20Cr、20CrMnTi等,中碳钢：35钢、45钢等,中碳合金钢：40Cr、42CrMo、35CrMo等,都可以称为齿轮钢;这类钢材通常按照使用要求经过热处理之后都具备良好的强度、硬度、和韧性,或者是表面耐磨而心部有良好的韧性耐冲击;淬透性是齿轮钢的重要性能指标之一,它主要是保证不同大小齿轮的心部硬度,且有利于控制齿轮热处理变形;晶粒大小是齿轮钢的一项重要指标;齿轮钢中细小均匀的奥氏体晶粒,淬火后得到细马氏体组织,明显改善齿轮的疲劳性能,同时减少齿轮热处理后的变形量;1. 常见热处理工艺,热处理缺陷和改善方法：几种常见热处理工艺A 正火：指将钢材或钢件加热到Ac3 或Acm钢的上临界点温度以上30～50℃,保持适当时间后,在静止的空气中冷却得到珠光体类组织的热处理的工艺;正火的目的：主要是提高低碳钢的力学性能,改善切削加工性,细化晶粒,消除组织缺陷,为后道热处理作好组织准备等;获得一定硬度,细化晶粒,并获得较均匀的组织和性能B.退火：指金属材料或合金加热到适当的温度,保持一定的时间,然后缓慢冷却以达到接近平衡状态组织的热处理工艺;常见的退火工艺有：软化退火,再结晶退火,去应力退火；球化退火,完全退火,不完全退火,扩散退火等;退火的目的：主要是降低金属材料的硬度,提高塑性,以利切削加工或压力加工,减少残余应力,提高组织和成分的均匀化,或为后道热处理作好组织准备等;均匀化学成分,改善机械性能及工艺性能,消除或减少内应力,并为零件最终热处理准备合适的内部组织;C.淬火：指将钢件加热到Ac3 或Ac1钢的下临界点温度以上某一温度,保持一定的时间,然后以适当的冷却速度,获得马氏体或贝氏体组织的热处理工艺;常见的淬火工艺有盐浴淬火,马氏体分级淬火,贝氏体等温淬火,表面淬火和局部淬火等;淬火的目的：使钢件获得所需的马氏体组织,提高工件的硬度,强度和耐磨性,为后道热处理作好组织准备等;D.回火：将经过淬火的工件加热到临界点AC1以下的适当温度保持一定时间,随后用符合要求的方法冷却,以获得所需要的组织和性能的热处理工艺E.固溶热处理：将合金加热至高温单相区恒温保持,使过剩相充分溶解到固溶体中,然后快速冷却,以得到过饱和固溶体的热处理工艺F.时效：合金经固溶热处理或冷塑性形变后,在室温放置或稍高于室温保持时,其性能随时间而变化的现象;G.时效处理：在强化相析出的温度加热并保温,使强化相沉淀析出,得以硬化,提高强度H. 化学热处理：指金属或合金工件置于一定温度的活性介质中保温,使一种或几种元素渗入它的表层,以改变其化学成分,组织和性能的热处理工艺;常见的化学热处理工艺有：渗碳,渗氮,碳氮共渗,渗铝,渗硼等;化学热处理的目的：主要是提高钢件表面的硬度,耐磨性,抗蚀性,抗疲劳强度和抗氧化性等 ;I.调质处理：一般习惯将淬火加高温回火相结合的热处理称为调质处理;调质处理广泛应用于各种重要的结构零件,特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等;调质处理后得到回火索氏体组织,它的机械性能均比相同硬度的正火索氏体组织为优;它的硬度取决于高温回火温度并与钢的回火稳定性和工件截面尺寸有关,一般在HB200―350之间;退火---淬火---回火一．退火的种类A. 完全退火和等温退火完全退火又称重结晶退火,一般简称为退火,这种退火主要用于亚共析成分的各种碳钢和合金钢的铸,锻件及热轧型材,有时也用于焊接结构;一般常作为一些不重工件的最终热处理,或作为某些工件的预先热处理;B. 球化退火球化退火主要用于过共析的碳钢及合金工具钢如制造刃具,量具,模具所用的钢种;其主要目的在于降低硬度,改善切削加工性,并为以后淬火作好准备;C.去应力退火去应力退火又称低温退火或高温回火,这种退火主要用来消除铸件,锻件,焊接件,热轧件,冷拉件等的残余应力;如果这些应力不予消除,将会引起钢件在一定时间以后,或在随后的切削加工过程中产生变形或裂纹;二．淬火方法：最常用的冷却介质是盐水,水和油;盐水淬火的工件,容易得到高的硬度和光洁的表面,不容易产生淬不硬的软点,但却易使工件变形严重,甚至发生开裂;而用油作淬火介质只适用于过冷奥氏体的稳定性比较大的一些合金钢或小尺寸的碳钢工件的淬火;三．钢回火的目的A.降低脆性,消除或减少内应力,钢件淬火后存在很大内应力和脆性,如不及时回火往往会使钢件发生变形甚至开裂;B 获得工件所要求的机械性能,工件经淬火后硬度高而脆性大,为了满足各种工件的不同性能的要求,可以通过适当回火的配合来调整硬度,减小脆性,得到所需要的韧性,塑性;C 稳定工件尺寸D 对于退火难以软化的某些合金钢,在淬火或正火后常采用高温回火,使钢中碳化物适当聚集,将硬度降低,以利切削加工热处理缺陷及改善方法一、过热现象我们知道热处理过程中加热过热最易导致奥氏体晶粒的粗大,使零件的机械性能下降;A.一般过热：加热温度过高或在高温下保温时间过长,引起奥氏体晶粒粗化称为过热;粗大的奥氏体晶粒会导致钢的强韧性降低,脆性转变温度升高,增加淬火时的变形开裂倾向;而导致过热的原因是炉温仪表失控或混料常为不懂工艺发生的;过热组织可经退火、正火或多次高温回火后,在正常情况下重新奥氏化使晶粒细化; B断口遗传：有过热组织的钢材,重新加热淬火后,虽能使奥氏体晶粒细化,但有时仍出现粗大颗粒状断口;产生断口遗传的理论争议较多,一般认为曾因加热温度过高而使MnS之类的杂物溶入奥氏体并富集于晶接口,而冷却时这些夹杂物又会沿晶接口析出,受冲击时易沿粗大奥氏体晶界断裂;C.粗大组织的遗传：有粗大马氏体、贝氏体、魏氏体组织的钢件重新奥氏化时,以慢速加热到常规的淬火温度,甚至再低一些,其奥氏体晶粒仍然是粗大的,这种现象称为组织遗传性;要消除粗大组织的遗传性,可采用中间退火或多次高温回火处理;二、过烧现象加热温度过高,不仅引起奥氏体晶粒粗大,而且晶界局部出现氧化或熔化,导致晶界弱化,称为过烧;钢过烧后性能严重恶化,淬火时形成龟裂;过烧组织无法恢复,只三、脱碳和氧化钢在加热时,表层的碳与介质或气氛中的氧、氢、二氧化碳及水蒸气等发生反应,降低了表层碳浓度称为脱碳,脱碳钢淬火后表面硬度、疲劳强度及耐磨性降低,而且表面形成残余拉应力易形成表面网状裂纹; 加热时,钢表层的铁及合金与元素与介质或气氛中的氧、二氧化碳、水蒸气等发生反应生成氧化物膜的现象称为氧化;高温一般570度以上工件氧化后尺寸精度和表面光亮度恶化,具有氧化膜的淬透性差的钢件易出现淬火软点; 为了防止氧化和减少脱碳的措施有：工件表面涂料,用不锈钢箔包装密封加热、采用盐浴炉加热、采用保护气氛加热如净化后的惰性气体、控制炉内碳势、火焰燃烧炉使炉气呈还原性四、氢脆现象高强度钢在富氢气氛中加热时出现塑性和韧性降低的现象称为氢脆;出现氢脆的工件通过除氢处理如回火、时效等也能消除氢脆,采用真空、低氢气氛或惰性气氛加热可避免氢脆;第一章1、影响加热速度的因素有哪些为什么H答：1加热方法加热介质的不同;由综合传热公式Q=аT介-T工得知,当加热介质与被加热工件表面温度差T介-T工越小,单位表面积上在单位时间内传给工件表面的热量越小,因而加热速度越慢;2工件在炉内排布方式的影响;工件在炉内的排布方式直接影响热量传递的通道,例如辐射传递中的挡热现象及对流传热中影响气流运动情况等,从而影响加热速度;3工件本身的影响;工件本身的几何形状、工件表面积与其体积之比以及工件材料的物理性能C、λ、γ等直接影响工件内部的热量传递及温度,从而影响加热速度;同种材料制成的工件,当其特征尺寸s与形状系数k的乘积相等时,以同种方式加热时则加热速度相等2、回火炉中装置风扇的目的是什么气体渗碳炉中装置风扇的目的是什么J回火炉中装置风扇的目的是为了温度均匀,避免因为温度不均而造成材料回火后的硬度不均;气体渗碳炉中装置的风扇的目的是为了气氛的均匀,避免造成贫碳区从而影响组织性能;3、今有T8钢工件在极强的氧化气氛中分别与950度和830度长时间加热,试述加热后表层缓冷的组织结构,为什么H根据题意,由于气氛氧化性强,则炉火碳势低;在950℃长时间加热时,加热过程中工件表面发生氧化脱碳;工件最外层发生氧化反应,往里,由于950℃高于Fe-C状态图中的G点,所以无论气氛碳势如何低,脱碳过程中从表面至中心始终处于A状态,缓冷后,由表面至中心碳浓度由于脱碳和扩散作用,碳含量依次升高直至%,所以组织依次为铁素体和珠光体逐渐过渡到珠光体,再至相当于碳含量为%的钢的退火组织P+C;当工件在830℃加热时,温度低于G点,最外层依然会发生氧化反应;往里,工件将在该温度下发生脱碳;由于气氛氧化性极强,则碳势将位于铁素体和奥氏体的双相区,所以工件发生完全脱碳;由外及里的组织在缓冷后依次是铁素体,铁素体加珠光体,珠光体加渗碳体;第二章1.今有一批ZG45铸钢件,外形复杂,而机械性能要求高,铸后应采用何种热处理为什么答：实现应该采用均匀化退火,以消除铸件的偏析和应力如果偏析不严重,也可以采用完全退火;就机械性能而言,45最好为调质,如果形状确实太复杂,淬火时容易变形、开裂、可用正火代替;2.有一批20GrMnTi钢拖拉机传动齿轮,锻后要进行车内孔,拉花键及滚齿等机械加工,然后进行渗碳淬火,回火;问锻后和机械加工前是否需要热处理若需要,应进行何种热处理主要工艺参数如何选择J锻后和机械加工前需要正火处理,这样可使同批毛坯具有相同的硬度便于切削加工,可以细化精粒,均匀组织,为后续的渗碳与淬火提供良好的组织状态;二则应该是把硬度调整到利于切削加工的硬度正火工艺：正火加热温度为Ac3以上120~150即在960℃左右,其原则是在不引起晶粒粗话的前提下尽量采用高的加热温度,以加速合金碳化物的溶解和奥氏体的均匀化,然后风冷5分钟左右,接着在640℃等温适当时间后空冷,硬度在HB180左右,利于切削加工;3.有一批45钢普通车床传动齿轮,其工艺路线为锻造---热处理---机械加工----高频淬火—回火;试问锻后应进行何种热处理,为什么常用淬火介质及冷却特性；H进行正火处理,45钢是中碳钢,正火后其硬度接近于最佳切削加工的硬度;对45钢,虽然碳含量较高,硬度稍高,但由于正火生产率高,成本低,随意采用正火处理;第三章钢制弹簧,已知该种钢直径30mm的轴在循环水中淬时可以完全淬透,现有弹簧系由直径为15mm的圆钢盘制,试问,用循环油淬火时能否淬透G可以淬透;水的淬火烈度为,油的为,在理想临界直径、实际临界直径与淬火烈度的关系图中,可以得到该钢的理想临界直径为44mm,再从此处向上引垂线,与H=相交,再从交点引水平线与纵坐标交于16mm处,即该种钢在油淬中的临界直径为16mm,故15mm 的圆钢盘油中能淬透;。
《热处理设备》复习题
热处理设备复习题第一单元综合训练题答案一、填空题1．常用耐火材料有（粘土砖、高铝砖、耐火混凝土制品及各种耐火纤维），它们的最高使用温度分别为（1350℃、1500℃、600~1460℃、1100~1600℃）。
2．荷重软化开始点是指在一定压力条件下，以一定的升温速度加热，测出样品开始变形量为 0.6% 的温度。
3．抗渗碳砖是Fe2O3含量 a 的耐火材砖。
a. ＜1% b.＞1% c.＞2%4．常用隔热材料有（硅藻土、蛭石、矿渣棉、石棉以及珍珠岩制品），其中最低使用温度及材料是石棉、 500℃。
5．传热的基本方式有传导、对流、辐射，综合传热为同时具有两种或两种以上的单一传热。
6．电阻丝对炉墙的传热是 b ，炉墙对车间的传热是 b ，电阻丝对炉墙对车间的传热包括了e ，通过炉墙的传热是 a ，上述四者中传热量较大或热阻较小（可忽略不计）的是 h 、热阻较大的是 k ；燃气对工件的传热是 b 。
a.传导b.对流+辐射c.辐射+传导d.辐射e.辐射+传导+对流 g.传导+对流 h.电阻丝对炉墙的传热 i.炉墙对车间的传热 k.通过炉墙的传热7．影响“黑度”的因素有 b 、d、e、g、f 。
a.时间b.表面粗糙度c.传热面积d.温度e.物体的材料f.物体的形状g.物体的颜色h.角度系数8．增强传热（含炉温均匀性）有 a、s、d、g、h、k、n、o，削弱传热有d、e、f、i、j、l、m、p 。
a.加大温差b.增加传热面积c.增加风扇d.加大气孔率e.减小热导率f.增加隔板g.增加导风系统h.箱式炉膛改圆形炉膛 i.圆形炉膛改箱式炉膛 j.炉壳外刷银粉比砖墙或一般金属外壳 k.增加黑度（如工件或炉壁表面涂覆高黑度磷化处理层或CO2红外涂料）l.降低黑度 m.工件表面不氧化（真空、可控、保护、中性气氛加热）比工件表面氧化 n.高速燃气烧嘴比低速燃气烧嘴 o.燃气炉比空气炉 p.空气炉比燃气炉三、简答题1．比较重质砖、轻质砖以及硅酸铝耐火纤维的主要性能，说明它们在热处理炉中的应用及应注意的问题。
金属热处理复习题(含答案)
金属热处理复习题（含答案）一、判断题（共100题，每题1分，共100分）1.布氏硬度测量法不宜用于测量成品及较薄零件。
（）A、正确B、错误正确答案：A2.间隙固溶体一定是无限固溶体。
（）A、正确B、错误正确答案：B3.要求大截面工件获得小尺寸试样的性能指标或者要求低碳钢不经化学热处理达到高硬度等都是不合理的。
（）A、正确B、错误正确答案：A4.锻造生产是以材料的韧性为基础的，球墨铸铁、可锻铸铁都能进行锻造。
（）A、正确B、错误正确答案：B5.在设计热处理工装夹具时，应将容易变形的方筐改为不易变形的圆筐，增加焊接加强助以提高板或框架的牢固程度，用多点悬挂支撑来代替单点悬挂支撑以平衡工件重量等。
（）A、正确B、错误正确答案：A6.经热处理后钢出炉温度过高会造成氧化色。
（）B、错误正确答案：A7.临界淬透直径与冷却介质无关。
（）A、正确B、错误正确答案：B8.高速钢是热硬性(热稳定性)、耐磨性很好的高合金工具钢。
它的热硬性可达到600℃,切削时能长期保持刀具刃口锋利,故又称为""锋钢""。
（）A、正确B、错误正确答案：A9.存在残余应力的工件受外载荷作用时，若残余应力作用的方向与受力方向相反，会加速工件失效。
（）A、正确B、错误正确答案：B10.杠杆定律不仅适用于匀晶相图两相区中两平衡相的相对重量计算,对其他类型的二元合金相图两相区中两平衡相的相对重量计算也同样适用。
（）A、正确B、错误正确答案：A11.在退火状态（接近平衡组织），45钢比20钢的硬度和强度都高。
（）A、正确正确答案：A12.多元少量是合金化的重要原则之一。
（）A、正确B、错误正确答案：A13.采用感应加热表面淬火时,可通过调节电流频率来调节工件淬硬层深度。
（）A、正确B、错误正确答案：A14.滚动轴承钢的最终热处理为淬火加低温回火。
（）A、正确B、错误正确答案：A15.调质处理广泛用于重要的受力构件。
金属热处理考试题与参考答案
金属热处理考试题与参考答案一、判断题（共100题，每题1分，共100分）1.滚动轴承钢的最终热处理为淬火加低温回火。
（）A、正确B、错误正确答案：A2.钢号""Q195""表示此钢的屈服极限是为195N/mm2。
（）A、正确B、错误正确答案：A3.马氏体组织是一种非稳定的组织。
（）A、正确B、错误正确答案：B4.奥运主场馆鸟巢用的钢是Q460。
（）A、正确B、错误正确答案：A5.索氏体和回火索氏体的性能没有多大的区别。
（）A、正确B、错误正确答案：B6.不同金属材料的密度是不同的。
（）A、正确B、错误正确答案：A7.金属是指单一元素构成的具有特殊的光泽延展性导电性导热性的物质。
（）A、正确B、错误正确答案：A8.塑性好的材料易变形加工。
（）A、正确B、错误正确答案：A9.钢水浇铸前加入钛、硼、铝等可细化晶粒。
（）A、正确B、错误正确答案：A10.纯金属的结晶过程是一个恒温过程。
（）A、正确B、错误正确答案：A11.由液体转变为固体的过程都叫结晶。
（）A、正确B、错误正确答案：A12.一般清况下碳钢淬火用油，合金钢淬火用水。
（）A、正确B、错误正确答案：B13.铸造铝合金中没有成分随温度变化的固溶体,故不能用热处理方式进行强化。
（）A、正确B、错误正确答案：B14.奥氏体不锈钢的耐蚀性高于马氏体不锈钢。
（）A、正确B、错误正确答案：A15.钢中退火后出现石墨碳,对性能影响不大,可以应用。
（）A、正确B、错误正确答案：B16.炉衬是决定热处理电阻炉工作性能和热效率的主要因素。
（）A、正确B、错误正确答案：A17.常用的塑性材料在使用时，一般不允许有塑性变形。
（）A、正确B、错误正确答案：A18.珠光体向奥氏体转变也是通过形核及晶核长大的过程进行的。
（）A、正确B、错误正确答案：A19.火焰淬火最常用的燃料是氧-乙炔火焰混合气体。
（）A、正确B、错误正确答案：A20.碳溶于α-Fe中形成的间隙固溶体，称为奥氏体。
金属热处理设备课内实践活动指导书
佳木斯大学金属热处理设备实践活动指导书设计任务：按工作要求可设计一台热处理电阻炉，其技术要求为：(1)用途：中低碳钢、合金钢毛坯或零件的淬火、正火处理，处理对象为中小型零件，无定型产品，处理批量为多品种，小批量；(2)生产率：110kg/h ；(3)工作温度：最高使用温度≤600℃； (4)生产特点：周期式成批装料，长时间连续生产。
一、炉型的选择根据给定的技术要求和生产特点选取低温箱式炉，箱式炉结构简单，操作方便，容易准确控制温度，炉膛温度分布均匀，故设计额定温度（最高使用温度）600℃，为低温回火炉类热处理炉。
二、确定炉体结构和尺寸1．炉底面积的确定因是无定型产品，故不能用实际排料法确定炉低面积，只能用加热能力指标法。
已知生产率为110kg/h ，按表5-1可选择箱式炉用于淬火和正火时的单位面积生产率为115kg/(m 2·h)，故可求得炉底有效面积F 1 = P /h = 110/115 = 0.96m 2K 为有效面积与炉底总面积的比例系数，K =F /F 1=0.75~0.85，我们取系数为0.75，则炉底实际面积：F = F 1/0.84 =0.96/0.75 =1.28m 22．炉底长度和宽度的确定由于热处理箱式炉设计时应考虑装出料方便，取长度与宽度之比L /B =3:2，因此可求得：L =F 23= 1386mm B =2L/3=924mm 。
又因为要考虑便于砌砖，根据标准砖尺寸，取L =1380mm ，B =920mm 。
3．炉膛高度的确定炉膛高度可根据经验总结来计算，炉膛高度H 与炉底宽度B 之比H /B 大约在0.8左右，本设计根据炉子工作条件并考虑利于辐射散热与对流传热等因素，这里取H/B = 0.85，再根据标准砖尺寸，最终选定炉膛高度H = 780mm。
因此，确定炉膛尺寸如下：长L = 230×8 = 1380mm，宽 B = 115×8 = 920mm，高H = 65×12 =780mm。
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《热处理设备》课程设计安排
（班级：金属1101，指导教师：宋佩维）
1. 题目及分组：见下表（27人）
2. 时间：第17-20周（2014.6.16～2014.7.11）
3. 地点：由班长通知各位同学。
4. 设计、分析、计算过程及格式参阅课设指导书、教材和其它相关资料。
5. 设计结果形式
课设结果以正式设计资料形式装订成册（包括封面、目录、设计内容、参考文献、致谢、封底等），并装袋。
6. 第20周周三课设结束，各位同学自己立即将资料上交指导老师。
7. 请各位同学严格遵守纪律，按时到教室进行设计工作；课设期间实行每天签到制，由戚云昊同学负责签到管理工作；课设结束后，将名单交指导老师。
8. 贾凯同学作为本组的召集人。
课设题目及分组名单（金属1101）
宋佩维2014.4.20。