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焊接热处理问题解答

发布时间: 2023-09-07         点击:712次        

1.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以下缓慢冷却,以降低组织应力。碳钢:先水后油。合金钢:先油后空气。
     3.分级淬火——将工件取出后在某一温度停留使工件内外温度一致,然后空冷的工艺,分级淬火是在空冷时发生M相变得,内应力小。
     4.等温淬火——指在贝氏体温度区等温,发生贝氏体转变,内应力减小,变形小。淬火方法选择的原则既要考虑满足性能的要求,同时要尽量降低淬火应力,以免淬火变形与开裂。

  2.说明疲劳断口的微观形貌和宏观形貌。

       微观:是在微观电子显微镜下观察到的条形花样,称为疲劳条带或疲劳辉纹。疲劳条带有延性和脆性两种,疲劳条带具有一定的间距,在某种特定的条件下,每条条纹与一次应力循环相对应。

       宏观:多数情况下具有脆性断裂特征,不发生肉眼可见宏观变形,典型的疲劳断口由裂纹源区、裂纹扩展区和最终瞬断区组成。疲劳源面积较少平坦,有时呈光亮镜面,裂纹扩展区呈河滩或贝壳花样,有一些间距不等的疲劳源为圆心的平行弧线。瞬断区的微观形貌取材料的特性载荷方式与大小等,可能为韧窝或准解离,解离沿晶断口或混合形。

3.指出感应加热淬火常出现的三种质量问题,试分析其原因。

       1.开裂:加热温度过高、温度不均;淬火介质及温度温度选择不当;回火不及时且回火不足;材料淬透性偏高,成分偏析,有缺陷,含过量夹杂物;零件设计不合理。

       2.表面硬度不均:感应结构不合理;加热不均;冷却不均;材料组织不良(有带状组织,局部脱碳。
       3.表面熔化:感应器结构不合理;零件存在尖角、孔、糟等;加热时间过长等,工件表面有裂纹。

4.高速钢底高温回火新工艺特点是什么?

       以W18Cr4V为例,为什么它比普通回火后的力学性能好?W18Cr4V钢1275℃加热淬火+320℃*1h+540℃到560℃*1h*2次回火。

       高温回火高速钢比普通回火高速钢的M2C型碳化物析出充分,M2C、V4C及Fe3C型碳化物弥散度大、均匀性好,而且有约5%到7%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。

5.简述热处理工艺设计的原则。

       1.工艺的先进性。

       2.工艺可靠、合理、可行。
       3.工艺的经济性。
       4.工艺的安全性。
       5.尽量采用机械化、自动化程序高的工艺装备。

6.热处理工艺流程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衔接,热处理工序的安排要合理。

       2.尽可能采用新技术,简述热处理工艺,缩短生产周期。在保证零件所要求的组织和性能的条件下,尽量使不同工序或工艺过程互相结合。
       3.有时为了提高产品质量,延长工件使用寿命,需要增加热处理工序。

7.简述感应器设计所应遵循的原则。

       1.感应器与工件的耦合距离应尽可能的近。

       2.对于依靠线圈外壁加热的工件必须加驱流导磁体。
       3.对有尖角的工件感应器的设计避免尖角效应。
       4.要避免磁力线的抵销现象 。
       5.感应器设计要尽量满足工件在加热时能回转。

8.什么是粒状贝氏体?

       是由块状(等轴状)的铁素体和高碳的A区组成。

9.亚共析钢的淬火温度常选在Ac3以上,而过共析钢淬火加热温度为何选在Ac1-Acm之间,试从理论上加以分析?

       1.亚共析钢由于含量较低,原始组织P+F,若淬火温度低于Ac3,则会有未溶F,淬火后将会出现软点。对于过共析钢,若温度过高,过多的k’溶解,使片状M的量增加,易造成变形和开裂,增加A’量,过多的k’溶解,又使钢的耐磨性降低。

       2.对于过共析钢温度过高,氧化脱碳倾向增大,使钢的表面成分不均匀,Ms高低不同,导致淬火开裂。
       3.选择淬火温度Ac1+(30-50℃)可以保留未溶k’以提高耐磨性,使基体的含碳量降低,使钢的强度塑性和韧性增加。

10.高速钢的低温、高温回火新工艺,会使高速钢淬火回火件的寿命提高,是从理论加以分析?

       均匀析出ε和M3C使M2C,MC在二次硬化温度范围内更加均匀析出,促进部分残余奥氏体转变为贝氏体,提高强韧性。

11.指出下列合金类型。

       ZL104:铸铝,MB2: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。

12.钢加热时A形成基本过程?影响A晶粒大小的因素?

       形成过程:A晶核的形成,A晶粒的长大,残余渗碳体的溶解,A的均匀化;因素:加热温度、保温时间、加热速度、钢的成分、原始组织。

13.基本传热方式有哪三种?

       传热方式:传导传热、对流换热、辐射换热(700℃以上真空炉为辐射换热)。

14.什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时采用喷丸强化补救。

15.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℃;
       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。

16.回火注意事项有哪些?

       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。

17.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。

18.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。
       3.A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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