常用的淬火方法有哪些,说明选用不同淬火方法的原则?
淬火方法1、单液淬火——在一种淬火介质中冷却到底的工艺,单液淬火组织应力热应力都比较大,淬火变形大。2、双液淬火——目的:在650~Ms之间快冷,使V>Vc,在Ms以下是缓慢冷却,以减少组织应力。碳钢:先水后油。合金钢:先油后空气。3、分级淬火——在一定温度下取出工件,保持工件内外温度一致,然后进行空冷工艺,空冷时发生分级淬火M相变,内应力小。等温淬火——指贝氏体在贝氏体温度区等温,内应力减小,变形小。
选择淬火方法的原则不仅要满足性能要求,还要尽量减少淬火应力,避免淬火变形和开裂。
化学气相沉积与物理气象沉积技术有什么区别?
化学气象沉积主要是CVD含有涂层材料元素的反应介质在较低温度下气化,然后送入高温反应室与工件表面接触,产生高温化学反应,沉积在工件表面的合金或金属及其化合物形成涂层。
Cvd法律的主要特点:1可沉积各种晶体或非晶体无机薄膜材料.2纯度高,集体结合力强。3沉积层致密,气孔少,4均匀性好,设备和工艺简单。5反应温度高。
应用:在钢、硬合金、有色金属、无机非金属等材料表面制备各种用途的膜,主要是绝缘膜、半导体膜、导体和超导体膜和耐腐蚀膜。
物理气象沉积:气态物质在工件表面直接沉积成固体薄膜的过程。称PVD方法。真空蒸发、溅射涂层和离子镀层有三种基本方法。应用:耐磨涂层、耐热涂层、耐腐蚀涂层、润滑涂层、功能涂层装饰涂层。
3.说明疲劳断口的微观形态和宏观形态。
微观:是在微电子显微镜下观察到的条形图案,称为疲劳带或疲劳光纹。疲劳带有延展性和脆性两种,疲劳带有一定的间距,在一定的条件下,每个条纹对应于一个应力循环。宏观:在更多的情况下,它具有脆性断裂的特点,没有肉眼可以看到宏观变形,典型的疲劳断裂由裂纹源区、裂纹扩展区和最终的瞬时断裂组成。疲劳源面积较小,平坦,有时为明亮的镜子,裂纹扩展区为海滩或贝壳图案,有一些不同间距的疲劳源为中心的平行弧。瞬时断裂区域的微观形状取决于材料的特性载荷模式和尺寸,可能是韧窝或准解离,沿晶体断裂或混合形状解离。
4.指出感应加热淬火中常见的三个质量问题,并试图分析其原因。
1)、开裂:加热温度过高,温度不均匀;淬火介质和温度温度选择不当;回火不及时,回火不足;材料淬火、成分分析、缺陷、夹杂物过多;零件设计不合理。2)、表面硬度不均匀:感应结构不合理、加热不均匀、冷却不均匀、材料组织不良(带状组织、局部脱碳)3、表面熔化:传感器结构不合理、尖角、孔、不良等。;加热时间过长,工件表面有裂纹。
5.高速钢底高温回火的新工艺特点是什么?w18Cr4v为什么它的力学性能比普通回火后好?W18Cr4v钢1275加热淬火*1h 540到560*1h*2次回火。
1)与普通回火高速钢相比,底部高温回火高速钢m2c型碳化物完全沉淀,M2c、V4c及Fe3c类型碳化物具有较大的弥散性和良好的均匀性,约5%至7%的贝氏体存在,这是高温回火高速钢性能优于普通回火的重要组织因素。
6、常用可控气氛有那些种类?简述每种气氛的特点和应用。有吸热式气氛、滴注式气氛、直身式气氛、其他可控气氛(氮机气氛、氨分解气氛、放热式气氛)等。
1).吸热气氛是将原料气按一定比例与空气混合,在高温下通过催化剂反应生成co、H2、N2和微量co2、o2和H2O因为这种反应需要吸收热量,所以被称为吸热氛围或RX气体。用于渗碳和碳氮共渗2)滴注式气氛是将甲醇直接点入炉内裂解,产生含碳量co、h2的载体,然后添加富化剂进行碳渗透;低温碳氮共渗,保护加热光淬火等。3)将天然气和空气等渗透剂直接混合到炉中,在高温下900反应直接产生碳渗透气氛。氨分解气用于氮气、钢或有色金属的低温加热和保护气氛。高碳钢或轴承钢的氮基气氛具有良好的保护效果。低碳钢、铜或可锻铸铁的放热气氛。
7.球墨铸铁等温淬火的目的是什么?等温淬火后的组织是什么?
答:目的:球墨铸铁奥氏体化后在贝氏体转化区等温淬火可获得良好的力学性能和小畸变。 等温温度:260~300℃ 获得下贝氏体组织;350~400℃ 获得上贝氏体组织。
8.简要介绍化学热处理(渗碳、渗氮、碳氮共渗、氮碳共渗)的主要工艺特点、热处理后的组织和性能特点,哪些材料或零件主要适用?
答:渗碳:主要是将碳原子渗入工件表面的过程,表面回火马氏体,残留A以及碳化物,心脏的目的是提高表面碳含量,具有高硬度、高耐磨性,心脏具有一定的强度和高韧性,使其承受较大的冲击和摩擦,低碳钢如20CrMnTi,常用的齿轮和活塞销。
渗氮:将氮原子渗入表面,提高表面硬度、耐磨性、疲劳强度、耐腐蚀性和热硬度。表面为氮化物、心脏回火索氏体、气体渗氮、液体渗氮等,常用于38CrMoAlA,18CrNiW。
碳氮共渗:碳氮共渗温度低,速度快,零件变形小。表面组织为细针回火马氏体 颗粒状碳氮化合物Fe3(C、N) 少量残留奥氏体。 耐磨有较高的耐磨性、疲劳强度和抗压强度,并具有一定的耐腐蚀性。常用于低中碳合金钢制造的重、中负荷齿轮。
氮碳共渗:氮碳共渗过程共渗速度快,表面硬度略低于氮,但抗疲劳性能好。主要用于冲击负荷小、耐磨、疲劳极限高、变形小的零件和工作模具。一般钢件 碳结构钢,氮碳共渗合金结构钢、合金工具钢、灰铸铁、球墨铸铁和粉末冶金。
9.简要介绍热处理工艺设计的原则
工艺先进 2.工艺可靠、合理、可行 三、工艺经济 工艺安全 5、尽量采用机械化、自动化程序高的工艺装备
10.热处理工艺的优化设计应考虑哪些问题?
1、充分考虑冷热加工工艺之间的联系,合理安排热处理工艺;2.尽可能采用新技术,简要介绍热处理工艺,缩短生产周期。在保证零件所需的组织和性能的条件下,尽量将不同的工艺或工艺相结合;3.有时为了提高产品质量,延长工件的使用寿命,需要增加热处理工艺。
11.简要介绍传感器设计应遵循的原则
1.传感器与工件的耦合距离应尽可能近 2.必须为依靠线圈外壁加热的工件增加驱动导磁体 3.设计有尖角的工件传感器,避免尖角效应 4.避免磁线抵销 5.传感器设计应尽可能满足加热时工件的旋转要求。
12.设计师在选材时应考虑哪些基本原则?
1.根据零件的工作条件,包括负荷类型和尺寸、环境条件和主要故障模式;2。考虑零件的结构、形状和尺寸,选择油淬或水溶性淬火介质处理材料;3。了解材料热处理后的组织和性能,一些各种热处理方法开发的钢织和性能较好;4。在保证零件使用性能和使用寿命的前提下,应尽量选择简化的热处理工艺,特别是可节省的材料。
13.在选择金属材料制造零件时,应考虑哪些工艺性能?
1.铸造性能 2,压力加工性能 3,机械加工性能 4,焊接性能 5,热处理工艺性能。
14.磨损失效有多少种类型?如何防止零件的磨损失效?
磨损类型:粘接磨损、磨损磨损、腐蚀磨损、接触疲劳。预防方法:合理选择粘接磨损,采用表面处理,降低摩擦系数或提高表面硬度,降低接触压力应力,降低表面粗糙度。除了减少设计中的接触压力和滑动摩擦距离外,合理选择高硬度材料;采用表面热处理和表面加工硬化,提高摩擦辅助材料的表面硬度。腐蚀磨损,选择抗氧化材料;表面涂层;选择耐腐蚀材料;电化学保护;减少应力集中;应力退火;选择对应力腐蚀不敏感的材料;改变介质条件。接触疲劳,提高材料硬度,提高材料纯度,减少杂物,提高零件心脏强度和硬度,降低零件表面粗糙度,提高润滑油粘度,降低油楔。
化学热处理的基本过程是什么?P加速化学热处理的主要途径有哪些?P渗碳分段控制工艺碳分段控制工艺有哪些优势?P127通常情况下低碳钢渗碳淬火后表层和心部的组织是怎样的?
分解,吸附,扩散三部;分段控制法的应用,复合渗处理,高温扩散,采用加速扩散过程的新材料,化学催渗,物理催渗;防止工件表面氧化,利于扩散,使三个过程充分协调,减少工件表面形成炭黑的过程,加快渗碳的过程,保证得到过渡层较宽较平缓的优质渗层;由表面向心部依次为过共析,分析、过度亚分析、原始亚分析。
粒状贝氏体是什么?
铁素体和高碳由块状(等轴状)组成A区组成。
17.说明球退的类型、目的和用途?
普通球退:增加硬度,提高切削加工性能,减少淬火畸变开裂。等温球退:用于高碳工具钢和合金工具钢。循环球退:用于碳工具钢和合金工具钢。
18、亚共析钢淬火温度常选Ac3以上,为什么选择过分析钢淬火加热温度?Ac1-Acm试着从理论上进行分析?
(1)亚共析钢含量低,原组织P F,若淬火温度低于Ac三、会有未溶F,淬火后会出现软点。对于过分析钢,如果温度过高,过多k溶解,使片状M量增加,容易引起变形开裂,增加A量,太多k溶解,降低了钢的耐磨性。(2)过分析钢温度过高,氧化脱碳倾向增加,使钢表面成分不均匀,MS不同的高度导致淬火开裂。(3)选择淬火温度Ac1 (30-50度)k提高耐磨性,降低基体的碳含量是增加钢的强度、塑性和韧性。
19.从理论上分析高速钢淬火回火件的低温高温回火新工艺会提高高速钢淬火回火件的使用寿命?
均匀析出ε和M3C使M2C,MC更均匀地沉淀在二次硬化温度范围内,促进部分残余奥氏体转化为贝氏体,提高强韧性。
指出以下合金类型
ZL104:铸铝,MB二、形变镁合金,ZM3: 铸镁,TA4 :α型钛合金,H68 :黄铜, QSn4-3 :锡黄铜 ,QBe2: 铍黄铜, TB2 : β型钛合金。
21.断裂韧性是什么?如何根据材料的断裂韧性K1c、零件的工作应力σ零件中的裂纹半径长度α判断零件是否有低应力脆断?
表明材料抗断裂能力的性能指标是断裂韧性。根据公式:δ=δs/k K1=δ√πα K1C=δ√πα 如果 K1>K1c 材料发生低应力脆性
1.灰铸铁的相变特性与刚性相比:(1)铸铁是Fe-C-Si三元合金,分析变化在较宽的温度范围内,存在铁素体 奥氏体 石墨;2)铸铁石墨化过程易于进行,控制铁素体基体、珠光体基体和铁素体 珠光体基体的铸铁;(3)通过控制奥氏体温度加热、保温和冷却条件,可以在相当大的范围内进行调整和控制A改变产品的碳含量;(4)碳原子扩散距离较长;(5)铸铁的热处理不能改变石墨的形状和分布,只能改变集体的组织和性能。
22、钢加热时A形成基本过程?A晶粒大小的因素?
形成过程:A晶核的形成,A晶粒生长,残留渗碳体溶解,A均匀化;因素:加热温度、保温时间、加热速度、钢成分、原始组织。
加速化学热处理的主要途径有哪些?比较一段渗碳、二段渗碳和动态碳势控制的特点?
方法:分段控制、复合渗处理、高温扩散、新材料加速扩散 料,化学催渗,物理催渗。
24、基本传热方式有哪三种?分别举例在热处理炉节能中的应用?
传热方式:传导传热,对流换热,辐射换热;没找见(700度以上真空炉为辐射换热)
25、什么是碳氮共渗中出现的黑色组织?如何防止其产生?
黑色组织是指黑点、黑带、黑网。为了防止黑色组织出现,渗层中氮含量不宜够高,一般大于0.5%就易出现点状黑色组织;渗层中氮含量也不宜过低,否则易形成托氏体网。为抑制托氏体网,因此氨的加入量要适中,氨气量过高,炉气露点降低,均会促使黑色组织的出现。
为了抑制托氏体网的出现,也可适当提高淬火加热温度或采用冷却能力较强的冷却介质。黑色组织深度小于0.02mm时采用喷完强化补救。
26、简述感应加热淬火工艺参数选择原则
加热方法:感应加热淬火有同时加热一次淬火和移动加热连续淬火两种方法可视设备条件和零件种类选择。同时加热的比功率一般采用0.5~4.0kw/平方厘米,移动加热的比功率一般采用大于1.5kw/平方厘米。较长的轴类零件、管状的内孔淬火零件、齿宽大的中模数齿轮、板条状零件采用连续淬火;特大齿轮采用单齿连续淬火。
加热参数:1.加热温度,由于感应加热速度快,为使组织转变充分,淬火温度比一般热处理高30-50度;2.加热时间:根据零件的技术要求、材料、形状、尺寸电流频率、比功率等多种因素而定。
淬火冷却方法及淬火介质:淬火加热的淬火冷却方式通常采用喷射冷却和侵入冷却。
27、回火注意事项
回火必须及时,淬火后零件在4h内进行回火。常用回火方法有自行回火、炉中回火和感应回火。
28、感应加热电参数的调整
目的是使高、中频电源的工作处于谐振状态,使设备发挥较高的效率。1.高频加热电参数的调整,(在7-8kv的低电压负载条件下,调整耦合,反馈手轮位置使栅极电流与阳极电流之比1:5-1:10,然后再将阳极电压升到使用电压,进一步调整电参数,使槽路电压调整到所需值,匹配最佳。)2.中频加热电参数调整,根据零件大小、形状硬化区长短及感应器结构选择合适的淬火变压器匝数比和适当电容量,使其处于谐振状态下工作。
29、常用冷却介质有哪些
水、盐水、碱水、机械油、硝盐、聚乙烯醇、三硝水溶液、水溶性淬火剂、专用淬火油等。
30、试分析影响钢淬透性的因素?
①含碳量的影响:亚共析钢随含碳量的增加A的稳定性增加C曲线右移;过共析钢随含碳量的增加,未熔碳化物的增加,A的稳定性降低,C曲线右移②合金元素的影响:除Co外固溶态的金属元素均是C曲线右移③A化温度和保温时间;A化温度越高,保温时间越长碳化物溶解越完全A晶粒越粗大,C曲线右移④原始组织的影响;原始组织越细,越容易得到均匀A,使C曲线右移,并使Ms下移⑤应力应变的影响;使C曲线左移。
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