第六章 钢的热处理参考答案讲解
机械制造基础第六章合金钢及其热处理习题解答
第六章合金钢及其热处理习题解答6-1 什么是合金元素?按其与碳的作用如何分类?答：1、为了改善钢的组织和性能，在碳钢的基础上，有目的地加入一些元素而制成的钢，加入的元素称为合金元素。
常用的合金元素有锰、铬、镍、硅、钼、钨、钒、钛、锆、钴、铌、铜、铝、硼、稀土(RE) 等。
2、合金元素按其与钢中碳的亲和力的大小，可分为碳化物形成元素和非碳化物形成元素两大类。
常见的非碳化物形成元素有：镍、钴、铜、硅、铝、氮、硼等。
它们不与碳形成碳化物而固溶于铁的晶格中，或形成其它化合物，如氮可在钢中与铁或其它元素形成氮化物。
常见的碳化物形成元素有：铁、锰、铬、钼、钨、钒、铌、锆、钛等(按照与碳亲和力由弱到强排列) 。
通常钒、铌、锆、钛为强碳化物形成元素；锰为弱碳化物形成元素；铬、钼、钨为中强碳化物形成元素。
钢中形成的合金碳化物主要有合金渗碳体和特殊碳化物两类。
6-2 合金元素在钢中的基本作用有哪些?答：合金元素在钢中的基本作用有：强化铁素体、形成合金碳化物、阻碍奥氏体晶粒长大、提高钢的淬透性和提高淬火钢的回火稳定性。
6-3 低合金结构钢的性能有哪些特点?主要用途有哪些?答：低合金结构钢的性能特点是：①具有高的屈服强度与良好的塑性和韧性；②良好的焊接性；③较好的耐蚀性。
低合金结构钢—般在热轧空冷状态下使用，被广泛用于制造桥梁、船舶、车辆、建筑、锅炉、高压容器、输油输气管道等。
6-4 合金结构钢按其用途和热处理特点可分为哪几种?试说明它们的碳含量范围及主要用途。
答：合金结构钢是指用于制造各种机械零件和工程结构的钢。
主要包括低合金结构钢、合金渗碳钢、合金调质钢、合金弹簧钢、滚动轴承钢等。
1、低合金结构钢的成分特点是低碳(w C < 0.20％)，—般在热轧空冷或正火状态下使用，用于制造桥梁、船舶、车辆、建筑、锅炉、高压容器、输油输气管道等。
2、合金渗碳钢的平均w C一般在0.1％～0.25％之间，以保证渗碳件心部有足够高的塑性与韧性。
6钢的热处理(初级钳工)
分类 完 全 退 火 不 完 全 退 火 等 温 退 火
主要目的
工艺特点
应用范围
消除前一工序内应力， 加热至AC3以上30-50℃，保温后炉冷至500- 铸、焊、中碳钢及中碳合金钢轧 细化组织，降低硬度 件，不适于过共析钢 600℃以下出炉空冷
细化组织，降低硬度
加热至AC1以上40-60℃，保温后缓慢冷却
二
退火和正火
(3)从经济上考虑 正火比退火的生产周期短，成本低操作 从经济上考虑 正火比退火的生产周期短， 方便，故在可能条件下，应优先采用正火。 方便，故在可能条件下，应优先采用正火。 各种退火、正火的加热温度范围见图所示。 各种退火、正火的加热温度范围见图所示。
三
淬火和回火
1.淬火 将钢加热到 1 （或Ac3 ）以上 －50℃，保温 淬火 将钢加热到Ac 以上30－ ℃ 一定时间，然后以大于钢的临界冷却速度冷却时， 一定时间，然后以大于钢的临界冷却速度冷却时，奥氏体 将被冷到Ms以下向马氏体转变 以下向马氏体转变， 将被冷到 以下向马氏体转变，淬火后获得的马氏体组 提高钢的硬度和耐磨性的热处理方法称为淬火。 织，提高钢的硬度和耐磨性的热处理方法称为淬火。 (1)淬火的目的 增加硬度和耐磨性。 淬火的目的 增加硬度和耐磨性。 工量具、 工量具、渗碳件及表面耐磨的零件都需要用淬火方法来提 高硬度及耐磨性。 高硬度及耐磨性。通过淬火和随后的高温回火能使工件获 得良好的综合性能，提高强度和塑性， 得良好的综合性能，提高强度和塑性，特别是钢的机械性 能。
二
退火和正火
2．正火正火 是将工件加热到 ． 是将工件加热到Ac3或Accm以上 －50℃， 以上30－ ℃ 或 以上 经保温后，从炉中取出放在空气中冷却的一种热处理方法。 经保温后，从炉中取出放在空气中冷却的一种热处理方法。 正火后钢材的强度硬度较退火要高，塑性稍低， 正火后钢材的强度硬度较退火要高，塑性稍低，主要因 为冷却速度增加，能得到索氏体组织。 为冷却速度增加，能得到索氏体组织。 正火，缩短冷却时间，提高生产效率和设备利用率。 正火，缩短冷却时间，提高生产效率和设备利用率。 正火的目的：提高低碳钢硬度，便于切削加工； 细化晶粒，提高钢的机械性能； 消除晶粒粗大、 细化晶粒，提高钢的机械性能； 消除晶粒粗大、网状渗碳 体组织等缺陷，从而改善了钢的组织。 体组织等缺陷，从而改善了钢的组织。
第六章 热处理简答题
第六章钢的热处理1、什么是钢的热处理？钢的热处理的特点和目的是什么？答：钢的热处理是将固态金属或合金采用适当的方式进行加热、保温和冷却，以获得所需的组织结构和性能的工艺。
钢的热处理的特点是在固态下,通过加热、保温和冷却，来改变零件或毛坯的内部组织，而不改变其形状和尺寸的热加工工艺。
钢的热处理的目的是改善零件或毛坯的使用性能及工艺性能.2、从相图上看，怎样的合金才能通过热处理强化？答:通过热处理能强化的材料必须是加热和冷却过程中组织结构能够发生变化的材料,通常是指：（1）有固态相变的材料;（2）经受冷加工使组织结构处于热力学不稳定状态的材料; （3）表面能被活性介质的原子渗入。
从而改变表面化学成分的材料。
3、什么是退火?其目的是什么？答：退火是将金属或合金加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。
其目的可概括为“四化”,即软化（降低硬度适应切削加工和冷冲压要求）；均匀化（消除偏析使成分和组织均匀化)；稳定化（消除内应力、稳定组织保证零件的形状和尺寸）;细化（细化晶粒、提高力学性能）。
4、亚共析钢热处理时，快速加热可显著提高屈服强度和冲击韧性，为什么？答：快速加热可获得较大的过热度，使奥氏体形核率增加，得到细小的奥氏体晶粒，冷却后的组织晶粒也细小.细晶粒组织可显著提高钢的屈服强度和韧性。
5、热轧空冷的45钢在正常加热超过临界点A c3后再冷却下来，组织为什么能细化？答：热轧空冷的45钢室温组织为F+P,碳化物弥散度较大,重新加热超过临界点A c3后，奥氏体形核率大,起始晶粒细小,冷却后的组织可获得细化。
7、确定下列钢件的退火方法，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;（2）ZG35的铸造齿轮;（3）改善T12钢的切削加工性能; （4)锻造过热的60钢坯。
答：（1)再结晶退火，消除加工硬化及内应力,退火组织为P+F。
（2）去应力退火，消除铸造内应力，组织为P+F.（3）球化退火，降低硬度，改善切削性能,为淬火作组织准备，组织为球状Fe3C+F.（4）完全退火,细化晶粒，组织为P+F。
钢的热处理解析
第六章（钢的热处理）测试题一.一. 填空题：1．钢的热处理是通过钢在固态下的________、________和______________ ,使其获得所需的________ 与________的一种工艺方法.2.45钢在室温时的组织为__________________ ,当加热到A c1线时, _________转变为________,温度继续升高,________不断转变为_________,直至Ac3线以上,才全部转变成单相的奥氏体组织.3.奥氏体转变为马氏体需很大的过冷度,其冷却速度应大于________________,而且必须过冷到____________温度下.4.马氏体的转变温度范围为_________,其显微组织同含碳量有关.含碳量高的马氏体呈___________ 针状,含碳量低马氏体呈______状.5.常用的退火方法有_____、______和__________等。
6．亚共析钢的淬火加热温度为______以上30~50℃，加热后得_____________组织，快速成冷却后得____________组织，过共析钢的淬火加热温度为_____以上30~50℃，加热后得_______________组织，快速冷却后得到________________________组织。
7．淬火钢在回火时的组织转变可分为__________、______________ 、______________、_______________四个阶段。
8．化学热处理是通过_____________、___________和__________三个基本过程完成的。
9．根据回火温度的不同，回火可分为____________、______________和___________三类，回火后得到的组织分别是_______________、_______________和__________________。
钢的热处理辅导与习题
P(F0.0218+Fe3C(6.69％ )) 体心立方 复杂晶格
4
珠光体为渗碳体呈层片状分布于铁素体基体上的共析体，符号为 P。 ②贝氏体型转变(半扩散型转变)
铁原子不发生扩散，而只进行晶格改组，碳原子虽发生扩散，但扩散速度较慢。结果形
成含碳量过饱和的α相基体上弥散分布着细的碳化物的亚稳组织，即贝氏体，符号为 B。 ③马氏体转变(无扩散型转变)
半 扩 散 型 α过饱
光学显微镜下呈羽毛状 强度、硬度较高，但
氏体
(等温冷却) 转变(铁原 + Fe3C
的铁素体条(α相) 组织 脆性大，塑韧性差，
体 (B 上) (T8 钢)
子不扩散，
裂纹容易扩展，因此
型
碳原子扩
基本上无实用价值。
转 下 贝 氏 350～230
散)
α过饱+ 光学显微镜下呈不规则 用等温淬火来获得
变体
(等温冷却)
ε
排列的细黑针状组织
下贝氏体组织，具有
(B 下) (T8 钢)
(Fe2.4C)
很高的综合力学性
能。此外等温淬火具
有变形小、不易开裂
等优点。
* 片 状 马 Ms～Mf
非 扩 散 型 以 “切 呈针叶状，在光学显微镜 片状马氏体强度高，
马 氏体(M) (连续冷却) 转变(铁原 变”方式 下可以观察到许多长短 硬度大，塑韧性差
钢的奥氏体化的主要目的是为了获得成分均匀、晶粒细小的奥氏体晶粒，为热处理的 冷却阶段做好组织准备。要达到这个目的，要有适当的加热温度和一定的保温时间 。显然 加热温度越高，原子的扩散能力越强，奥氏体化所需的保温时间越短。 1.2.实际临界点
1
在 Fe-Fe3C 相图中，A1 线(PSK 线)、A3 线(GS 线)、Acm 线(SE 线)表示钢的平衡相变 的温度， 并称为平衡临界点。
金属学与热处理课后习题答案第六章
第六章金属及合金的塑性变形和断裂2）求出屈服载荷下的取向因子，作出取向因子和屈服应力的关系曲线，说明取向因子对屈服应力的影响。
答：1）需临界临界分切应力的计算公式：τk=σs cosφcosλ，σs为屈服强度=屈服载荷/截面积需要注意的是：在拉伸试验时，滑移面受大小相等，方向相反的一对轴向力的作用。
当载荷与法线夹角φ为钝角时，则按φ的补角做余弦计算。
2）c osφcosλ称作取向因子，由表中σs和cosφcosλ的数值可以看出，随着取向因子的增大，屈服应力逐渐减小。
cosφcosλ的最大值是φ、λ均为45度时，数值为0.5，此时σs为最小值，金属最易发生滑移，这种取向称为软取向。
当外力与滑移面平行（φ=90°）或垂直（λ=90°）时，cosφcosλ为0，则无论τk数值如何，σs均为无穷大，表示晶体在此情况下根本无法滑移，这种取向称为硬取向。
6-2 画出铜晶体的一个晶胞，在晶胞上指出：1）发生滑移的一个滑移面2）在这一晶面上发生滑移的一个方向3）滑移面上的原子密度与{001}等其他晶面相比有何差别4）沿滑移方向的原子间距与其他方向有何差别。
答：解答此题首先要知道铜在室温时的晶体结构是面心立方。
1）发生滑移的滑移面通常是晶体的密排面，也就是原子密度最大的晶面。
在面心立方晶格中的密排面是{111}晶面。
2）发生滑移的滑移方向通常是晶体的密排方向，也就是原子密度最大的晶向，在{111}晶面中的密排方向<110>晶向。
3）{111}晶面的原子密度为原子密度最大的晶面，其值为2.3/a2，{001}晶面的原子密度为1.5/a24）滑移方向通常是晶体的密排方向，也就是原子密度高于其他晶向，原子排列紧密，原子间距小于其他晶向，其值为1.414/a。
6-3 假定有一铜单晶体，其表面恰好平行于晶体的（001）晶面，若在[001]晶向施加应力，使该晶体在所有可能的滑移面上滑移，并在上述晶面上产生相应的滑移线，试预计在表面上可能看到的滑移线形貌。
钢的热处理习题与思考题参考答案
《钢的热处理》习题与思考题参考答案（一）填空题1．板条状马氏体具有高的强度、硬度及一定的塑性与韧性。
2．淬火钢低温回火后的组织是 M回（+碳化物+Ar），其目的是使钢具有高的强度和硬度；中温回火后的组织是 T回，一般用于高σe 的结构件；高温回火后的组织是S回，用于要求足够高的强度、硬度及高的塑性、韧性的零件。
3．马氏体按其组织形态主要分为板条状马氏体和片状马氏体两种。
4．珠光体按层片间距的大小又可分为珠光体、索氏体和托氏体。
5．钢的淬透性越高，则临界冷却却速度越低；其C曲线的位置越右移。
6．钢球化退火的主要目的是降低硬度，改善切削性能和为淬火做组织准备；它主要适用于过共析（高碳钢）钢。
7．淬火钢进行回火的目的是消除内应力，稳定尺寸；改善塑性与韧性；使强度、硬度与塑性和韧性合理配合。
8．T8钢低温回火温度一般不超过 250℃，回火组织为 M回+碳化物+Ar ，其硬度大致不低于 58HRC 。
（二）判断题1．随奥氏体中碳含量的增高，马氏体转变后，其中片状马氏体减小，板条状马氏增多。
（×）2．马氏体是碳在a-Fe中所形成的过饱和间隙固溶体。
当发生奥氏体向马氏体的转变时，体积发生收缩。
（×）3．高合金钢既具有良好的淬透性，又具有良好的淬硬性。
（×）4．低碳钢为了改善切削加工性，常用正火代替退火工艺。
（√）5．淬火、低温回火后能保证钢件有高的弹性极限和屈服强度、并有很好韧性，它常应用于处理各类弹簧。
（×）6．经加工硬化了的金属材料，为了基本恢复材料的原有性能，常进行再结晶退火处理。
（√）（三）选择题1．钢经调质处理后所获得的组织的是 B 。
A．淬火马氏体 B．回火索氏体 C．回火屈氏体 D．索氏体2．若钢中加入合金元素能使C曲线右移，则将使淬透性 A 。
A．提高 B．降低 C．不改变 D．对小试样提高，对大试样则降代3．为消除碳素工具钢中的网状渗碳体而进行正火，其加热温度是 A 。
6.钢的热处理(2)
6.4钢的退火与正火
1）退火——将钢加热到相变温度Ac1以上或以下， 较长时间保温并缓慢冷却的一种工艺。
箱式炉
完全退火——将钢加热到Ac3以上20~30℃，经 完全奥氏体化后随炉缓慢冷却，以获得近于平 衡组织的热处理工艺。 用于亚共析钢（Wc=0.3%~0.6%) 消除铸造、扎制、锻造、焊接等造成的异常组 织，均匀化学成分，细化晶粒。 消除内应力 降低硬度，改善切削加工性能
五、淬透பைடு நூலகம்的应用
全部淬透 截面尺寸较大，形状较复杂，要求截面力学 性能均匀的重要零件； 切削刀具
受弯曲、扭转的零件，应力主要分布于表层， 淬透层深度为工件半径或厚度的1/2~1/3
6.5 钢的淬火与回火
一、淬火 淬火——将钢加热到相变温度以上，保温一定时 间，然后快速冷却以获得马氏体组织的热处理 工艺。
1）淬火温度的确定
亚共析钢： Ac3+30~50℃ 共析、过共析钢： Ac1+30~50℃
2）加热时间的确定
碳钢 箱式炉 1~1.3min/mm 合金钢 1.5~2min/mm
双液淬火 • 将加热的碳钢先在水 或盐水中冷却，冷到 （300～400）℃时迅 速移入油中冷却。 • 优缺点：既可使工件 淬硬，又能减少淬火 的内应力，有效地防 止产生淬火裂纹，主 要用于形状复杂的高 碳工具钢，如丝锥、 板牙等。缺点是操作 困难，技术要熟练。 形状复杂的高碳钢 大型合金钢工件
分级淬火 • 把加热好的工件先投 入温度稍高于Ms点的 盐浴或碱中快速冷却 停留一段时间，待其 表面与心部达到介质 温度后取出空冷，使 之发生马氏体转变。 • 优缺点：比双液淬火 进一步减少了应力和 变形，操作较易。但 由于盐浴、碱浴的冷 却能力较小，故只适 用于形状较复杂、尺 寸较小的工作。 尺寸小、要求变形小 精密工件（刀具、量具）
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第六章钢的热处理习题参考答案一、解释下列名词答：1、奥氏体：碳在γ-Fe中形成的间隙固溶体。
过冷奥氏体：处于临界点A1以下的不稳定的将要发生分解的奥氏体称为过冷奥氏体。
残余奥氏体：M转变结束后剩余的奥氏体。
2、珠光体：铁素体和渗碳体的机械混合物。
索氏体：在650～600℃温度范围内形成层片较细的珠光体。
屈氏体：在600～550℃温度范围内形成片层极细的珠光体。
贝氏体：过饱和的铁素体和渗碳体组成的混合物。
马氏体：碳在α-Fe中的过饱和固溶体。
3、临界冷却速度V K：淬火时获得全部马氏体组织的最小冷却速度。
4、退火：将工件加热到临界点以上或在临界点以下某一温度保温一定时间后，以十分缓慢的冷却速度（炉冷、坑冷、灰冷）进行冷却的一种操作。
正火：将工件加热到A c3或A ccm以上30～80℃，保温后从炉中取出在空气中冷却。
淬火：将钢件加热到Ac3或Ac1以上30～50℃，保温一定时间，然后快速冷却（一般为油冷或水冷），从而得马氏体的一种操作。
回火：将淬火钢重新加热到A1点以下的某一温度，保温一定时间后，冷却到室温的一种操作。
冷处理：把冷到室温的淬火钢继续放到深冷剂中冷却，以减少残余奥氏体的操作。
时效处理：为使二次淬火层的组织稳定，在110～150℃经过6～36小时的人工时效处理，以使组织稳定。
5、调质处理：淬火后再进行的高温回火或淬火加高温回火6、淬透性：钢在淬火后获得淬硬层深度大小的能力。
淬硬性：钢在淬火后获得马氏体的最高硬度。
7、回火马氏体：过饱和的α固溶体（铁素体）和与其晶格相联系的ε碳化物组成的混合物。
回火索氏体：在F基体上有粒状均匀分布的渗碳体。
回火屈氏体：F和细小的碳化物所组成的混合物。
8、第一类回火脆性：淬火钢在250℃～400℃间回火时出现的回火脆性。
第二类回火脆性：淬火钢在450℃～650℃间回火时出现的回火脆性。
10、表面淬火：采用快速加热的方法，将工件表层A化后，淬硬到一定深度，而心部仍保持未淬火状态的一种局部淬火法。
化学热处理：将工件置于一定的介质中加热和保温，使介质中的活性原子渗入工件表层，改变表层的化学成分及显微组织，从而使工件表层获得所需特殊性能的热处理工艺。
二、填空题1、钢的热处理是通过钢在固态下加热、保温和冷却的操作来改变其组织结构，从而获得所需性能的一种工艺。
2、钢在加热时P→A 的转变过程伴随着铁原子的扩散，因而是属于扩散型相变。
3、钢加热时的各临界温度分别用A C1、A C3和A ccm表示；冷却时的各临界温度分别用A、A r3和A rcm表示。
、r14、加热时，奥氏体的形成速度主要受到温度T、加热速度、原始组织和化学成分的影响。
5、在钢的奥氏体化过程中，钢的含碳量越高，奥氏体化的速度越快，钢中含有合金元素时，奥氏体化的温度要高一些，时间要长一些。
6、一般结构钢的A晶粒度分为 8 级， 1 级最粗， 8 级最细。
按 930℃加热保温 3～8h 后，晶粒度在 1～4级的钢称为本质粗晶粒钢，5～8级的钢称为本质细晶粒钢。
7、珠光体、索氏体、屈氏体均属层片状的 F和 Fe3C的机械混合物，其差别仅在于片层间距大小不同。
8、对于成分相同的钢，粒状珠光体的硬度、强度比片状珠光体硬度、强度高，但塑性、韧性较好。
9、影响C曲线的因素主要是化学成分和加热温度、保温时间。
10、根据共析钢相变过程中原子的扩散情况，珠光体转变属扩散型转变，贝氏体转变属半扩散型转变，马氏体转变属无扩散型转变。
11、马氏体的组织形态主要有两种基本类型，一种为板条状马氏体，是由含碳量小于0.2% 的母相奥氏体形成，其亚结构是位错缠结；另一种为片状(或针状) 马氏体，是由含碳量大于1%的母相奥氏体形成，其亚结构是孪晶。
12、上贝氏体的渗碳体分布在成排的铁素体片之间，而下贝氏体的渗碳体较细小，且分布在铁素体针内一定方向，所以就强韧性而言，B下比B上较好。
13、钢的 C 曲线图实际上是过冷奥氏体的等温转变图，也称 TTT图，而CCT曲线则为过冷奥氏体的连续冷却转变。
14、过冷奥氏体转变成马氏体，仅仅是晶格的改变，而碳含量没有改变，所以马氏体是碳在α-Fe 中的过饱和固溶体。
15、其他条件相同时，A中的C% 愈高，A→M的Ms温度愈低，A 量也愈多(或高)。
16、马氏体晶格的正方度( c/a )表示了，c/a的值随而增大。
17、目前生产上，在选择淬火冷却介质时，通常是碳素钢零件淬水，合金钢零件淬油。
18、淬火后获得全部M组织的最小冷却速度称为淬火临界冷却速度 Vk。
Vk 愈小，钢的淬透性愈好。
19、钢的淬硬性主要决定于过冷奥氏体中的含碳量，钢的淬透性主要决定于化学成分和奥氏体化温度。
20、淬火钢在 150～250℃回火称为低温回火；在 100～150℃进行长时间加热(10～50 小时 ), 称为时效处理，目的是消除内应力。
21、通常利用等温淬火获得以下贝氏体为主的组织。
22、所谓正火就是将钢件加热至Ac3或 Accm以上30～50℃，保温后在空气中冷却的一种操作。
23、J 是钢淬透性的符号，它表示末端淬透性。
24、淬火加高温回火称为调质，组织是回火索氏体。
25、感应加热淬火用钢的含碳量以0.25%～0.6%为宜。
26、化学热处理的基本过程是分解、表面吸收和原子扩散。
27、工件淬火时先在水中冷却一定时间后再放至油中冷却的方法叫做双液淬火。
28、低碳钢渗碳后缓冷到室温的渗层组织，最外层应是P+Fe3C层，中间是 P层，再往里是F+Fe3C层。
29、氮化层厚度一般不超过0.5mm，所以氮化零件留磨量在直径方向不应超过0.2mm。
30、习惯上中温碳氮共渗又称氰化，低温碳氮共渗又称软氮化。
三、简答题1、钢的热处理操作有哪些基本类型？试说明热处理同其它工艺过程的关系及其在机械制造中的地位和作用。
答：⑴热处理包括普通热处理和表面热处理；普通热处理里面包括退火、正火、淬火和回火，表面热处理包括表面淬火和化学热处理，表面淬火包括火焰加热表面淬火和感应加热表面淬火，化学热处理包括渗碳、渗氮和碳氮共渗等。
⑵热处理是机器零件加工工艺过程中的重要工序。
一个毛坯件经过预备热处理，然后进行切削加工，再经过最终热处理，经过精加工，最后装配成为零件。
热处理在机械制造中具有重要的地位和作用，适当的热处理可以显著提高钢的机械性能，延长机器零件的使用寿命。
热处理工艺不但可以强化金属材料、充分挖掘材料潜力、降低结构重量、节省材料和能源，而且能够提高机械产品质量、大幅度延长机器零件的使用寿命，做到一个顶几个、顶十几个。
此外，通过热处理还可使工件表面具有抗磨损、耐腐蚀等特殊物理化学性能。
2、指出 A1、A3、A cm； A C1、A C3、 A ccm； A r1、A r3、A rcm各临界点的意义。
答：A1：共析转变线，含碳量在0.02～6.69%的铁碳合金冷却到727℃时都有共析转变发生，形成P。
A3：奥氏体析出铁素体的开始线。
A cm：碳在奥氏体中的溶解度曲线。
A C1：实际加热时的共析转变线。
A C3：实际加热时奥氏体析出铁素体的开始线。
A cm：实际加热时碳在奥氏体中的溶解度曲线。
A r1：实际冷却时的共析转变线。
A r3：实际冷却时奥氏体析出铁素体的开始线。
A rcm：实际冷却时碳在奥氏体中的溶解度曲线。
3、珠光体类型组织有哪几种？它们在形成条件、组织形态和性能方面有何特点？答：⑴三种。
分别是珠光体、索氏体和屈氏体。
⑵珠光体是过冷奥氏体在550℃以上等温停留时发生转变，它是由铁素体和渗碳体组成的片层相间的组织。
索氏体是在650～600℃温度范围内形成层片较细的珠光体。
屈氏体是在600～550℃温度范围内形成片层极细的珠光体。
珠光体片间距愈小，相界面积愈大，强化作用愈大，因而强度和硬度升高，同时，由于此时渗碳体片较薄，易随铁素体一起变形而不脆断，因此细片珠光体又具有较好的韧性和塑性。
4、贝氏体类型组织有哪几种？它们在形成条件、组织形态和性能方面有何特点？答：⑴两种。
上贝氏体和下贝氏体。
⑵上贝氏体的形成温度在600～350℃。
在显微镜下呈羽毛状，它是由许多互相平行的过饱和铁素体片和分布在片间的断续细小的渗碳体组成的混合物。
其硬度较高，可达HRC40～45，但由于其铁素体片较粗，因此塑性和韧性较差。
下贝氏体的形成温度在350℃～Ms，下贝氏体在光学显微镜下呈黑色针叶状，在电镜下观察是由针叶状的铁素体和分布在其上的极为细小的渗碳体粒子组成的。
下贝氏体具有高强度、高硬度、高塑性、高韧性，即具有良好的综合机械性能。
5、何谓等温冷却及连续冷却？试绘出奥氏体这两种冷却方式的示意图。
答：等温冷却：把奥氏体迅速冷却到Ar1以下某一温度保温，待其分解转变完成后，再冷至室温的一种冷却转变方式。
连续冷却：在一定冷却速度下，过冷奥氏体在一个温度范围内所发生的转变。
6、为什么要对钢件进行热处理？答：通过热处理可以改变钢的组织结构，从而改善钢的性能。
热处理可以显著提高钢的机械性能，延长机器零件的使用寿命。
恰当的热处理工艺可以消除铸、锻、焊等热加工工艺造成的各种缺陷，细化晶粒、消除偏析、降低内应力，使钢的组织和性能更加均匀。
7、试比较共析碳钢过冷奥氏体等温转变曲线与连续转变曲线的异同点。
答：首先连续冷却转变曲线与等温转变曲线临界冷却速度不同。
其次连续冷却转变曲线位于等温转变曲线的右下侧，且没有C曲线的下部分，即共析钢在连续冷却转变时，得不到贝氏体组织。
这是因为共析钢贝氏体转变的孕育期很长，当过冷奥氏体连续冷却通过贝氏体转变区内尚未发生转变时就已过冷到M s点而发生马氏体转变，所以不出现贝氏体转变。
8、淬火临界冷却速度 V k的大小受哪些因素影响？它与钢的淬透性有何关系？答：（1）化学成分的影响：亚共析钢中随着含碳量的增加，C曲线右移，过冷奥氏体稳定性增加，则V k减小，过共析钢中随着含碳量的增加，C曲线左移，过冷奥氏体稳定性减小，则V k增大；合金元素中，除Co和Al(>2.5%)以外的所有合金元素，都增大过冷奥氏体稳定性，使C曲线右移，则V k减小。
(2)一定尺寸的工件在某介质中淬火，其淬透层的深度与工件截面各点的冷却速度有关。
如果工件截面中心的冷速高于V k，工件就会淬透。
然而工件淬火时表面冷速最大，心部冷速最小，由表面至心部冷速逐渐降低。
只有冷速大于V k的工件外层部分才能得到马氏体。
因此，V k越小，钢的淬透层越深，淬透性越好。
10、退火的主要目的是什么？生产上常用的退火操作有哪几种？指出退火操作的应用范围。
答：⑴均匀钢的化学成分及组织，细化晶粒，调整硬度，并消除内应力和加工硬化，改善钢的切削加工性能并为随后的淬火作好组织准备。
⑵生产上常用的退火操作有完全退火、等温退火、球化退火、去应力退火等。
⑶完全退火和等温退火用于亚共析钢成分的碳钢和合金钢的铸件、锻件及热轧型材。