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3 贝氏体类型组织有哪几种？他们在形成条件、组织形态和性能方面有何特点？
贝氏体组织最为常见的是上贝氏体和下贝氏体
上贝氏体使过冷奥氏体在550-350℃ 温度范围内等温度形成的。呈羽毛状，有粗大的片状铁素体和粗大的，分布不均匀的渗碳体组成。韧性显著降低，硬度为HBC35~45。下贝氏体使是过冷奥氏体在350~230℃温度范围内等温形成的，下贝氏体中的铁素体针细小，渗碳体弥散度大。分布更均匀，强度，硬度进一步提高。塑性，韧性有所改善，具有更好的综合机械性能。
4、马氏体组织有哪几种基本类型？他们的形成条件、晶体结构、组织形态、性能有何特点？马氏体的硬度与含碳量关系如何？
马氏体的组织形态主要有两种：板条状马氏体和片状马氏体。
高温奥氏体中含碳量大于1.0%时，淬火组织中马氏体的 形态是片状的，亚结构主要是栾晶，在片体边界上沿[111]m方向呈点状规则排列有螺形位错。片状马氏体韧性和塑性差。高温奥氏体中含碳量小于0.30%时，淬火组织中马氏体的形态是板条状的，体内有高容度位错，{111}r为其惯习面。板条状马氏体的韧性和塑性好。
马氏体的硬度主要取决于含碳量，随着马氏体含碳量的增高，硬度随之提高，当含碳量超过0.6%以后硬度增加趋于平缓。
5、何谓连续冷却及等温冷却？试绘出奥氏体这两种冷却方式的示意图。
连续冷却是以某一速度连续冷却到室温，使过冷奥氏体在 连续冷需冷却过程中发生转变，等温冷却是快速冷却到Ar1以下某一温度，并等温停留一段时间，使过冷奥氏体发生转变，然后在冷却到室温。
6、说明共析碳钢C曲线各个区、各条线的物理意义，并指出影响C曲线形状和位置的主要因素。
共析钢C曲线中，过冷奥氏体开始转变点的连线称为转变开始线；过冷奥氏体转变结束点的连线称为转变结束线。水平线A1表示奥氏体与珠光体的平衡温度。在A1线以上是奥氏体稳定存在的区域，A1线以下，转变开始线以左是过冷奥氏体区，转变结束线以右是转变产物区，转变开始线和结束线之间是过冷奥氏体和转变产物共存区。
影响C曲线形状和位置的主要因素有：（1）碳的影响。在亚共析钢中，随含碳量增加，C曲线向右移动；在过共析钢中，随含碳量的增加，C曲线则向右移动。（2）合金元素的影响：除钴外，所有的合金元素使C曲线位置右移，碳化物形成元素含量较多时，不仅影响C曲线位置，还会改变C曲线的形状。（3）加热温度和保温时间的影响：随着加热温度的提高和保温时间的延长，C曲线右移。
8、确定下列钢件的退火方法，并指出退火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）锻造后热的60钢锻坯（4）具有片状渗碳体的T12钢坯
（1）完全退火，目的是消除轧制工艺不合要求而产生的带状组织缺陷，并适当降低硬度，提高塑性和改善切屑加工性能。退火后组织为珠光体+铁素体
（2）去应力退火：目的是消除铸件的内应力，退火后组织为珠光体+铁素体
（3）去应力退火，目的是消除段柸的热应力，避免使用工程中变形和开裂，退火后组织为珠光体+铁素体。
（4）球化退火，目的是将珠光体的渗碳体由片状转化为球状，得到球状珠光体，降低钢的硬度，改善切削加工性能，得到的组织为球状珠光体+球状渗碳体 9、 共析钢加热奥氏体化后，按图中V1~V7的方式冷却，（1）指出图中①~⑩各点处的组织（2）写出V1~V5的热处理工艺名称。
①过冷奥氏体+珠光体②过冷奥氏体③ 铁素体 ④过冷奥氏体+屈氏体⑤ 过冷奥氏体+屈氏体+贝氏体 ⑥下贝氏体 ⑦过冷奥氏体+下贝氏体 ⑧下贝氏体+马氏体+残余奥氏体⑨ 过冷奥氏体 ⑩马氏体+残余奥氏体
（2）V1：退火 V2：正火 V3：等温淬火 V4：分级淬火 V5：双液淬火
10、（a）马氏体 (b)贝氏体+马氏体 (c)
屈氏体+贝氏体+马氏
体 (d)屈氏体+索氏体+珠光体
11、淬火的目的是什么？亚共析钢和过共析钢淬火加热温度应如何选择？
淬火的目的是为了获得马氏体或贝氏体组织。提高钢的机械性能。
为了防止奥氏体晶粒粗化，一般淬火温度不宜太高，只允许超出临界点30-50℃。亚共析钢的淬火加热温度是Ac3+30-50℃。过共析钢的淬火温度是Ac1+30-50℃。
、
冷
却
后
组
12
织 加热后组织
700℃： 珠光体+铁素体 珠光体+铁素体+铁素体氏体
760℃： 马氏体+铁素体 奥氏体
840℃： 马氏体+残余奥氏体 马氏体+奥
1100℃：粗大的马氏体+粗大的残余奥氏体 粗大的奥氏体
13、淬透性与淬硬层深度两者有何联系和区别？影响钢淬透性的因素有哪些？影响钢制零件淬硬层深度的因素有哪些？
淬透性表示钢在淬火时获得马氏体的能力。而淬硬层深度为钢的表面至半马氏体区的距离。淬透性是钢在规定条件下的一种工艺性能，是确定的可以比较的，为钢材本身固有的属性。淬硬层深度是实际工件在具体条件下淬得的马氏体和半马氏体的深度，是变化的，与钢的淬透性及外在因素（如淬火介质，零件尺寸）有关。的淬透性。
淬硬性主要与马氏体的含碳量有关，含碳量愈高，淬火后硬度愈高。14、机械设计中应如何考虑钢的淬透性？
影响钢淬透性的因素：钢的临界冷却速度（VK）。凡是影响C曲线位置的因素均能影响钢
机械设计中应考虑钢的淬透性。界面较大或形状复杂以及受力情况特殊的重要零件，要求界面的力学性能均匀的零件，应选用淬透性好的钢：而陈寿扭转或弯曲再和的轴类零件，外层受力较大，心不受力较小，可选用淬透性较低的钢种，只要淬透性深度为轴半径的1/3-1/2即可，这样，既满足了性能的要求降低了成本。
15、指出下列组织的主要区别：（1）索氏体与回火索氏体（2）屈氏体与回火屈氏体（3）马氏体与回火马氏体
索氏体：正火所得，层片状，HB和回火索氏体相当，屈服强度，冲击韧性都比或会索氏体略低。
回火索氏体：调质所得，铁素体+细小颗粒碳化物，综合机械性能优越。
屈氏体：6000-500℃范围内所得，层片状，硬度330-400HBS。
回火屈氏体：350-500℃回火所得，硬度为35-45HRC，又较高的弹性和屈服极限，同时有一定韧性。
马氏体：钢在Ms点以下发生无扩散转变所得，高强度高硬度，塑性、韧性较差。
回火马氏体易于腐蚀，金相显微镜下为暗黑针片状，HRC58-64.
16、甲厂产品的组织为珠光体+铁素体。乙厂产品的组织为回火索氏体，与甲厂产品相比，乙厂产品具有良好的综合机械性能。硬度和耐磨性大幅提高。
17、对低碳钢齿轮进行渗碳，渗碳后表面组织从珠光体+铁素体变成马氏体+残余奥氏体，
对中碳钢齿轮进行表面淬火，表面淬火后表面组织从珠光体+铁素体变成马氏体+残余奥氏体，硬度和耐磨性提高。
18、表面淬火一般用中碳钢和中碳合金钢，也可用高碳工具钢和低合金工具钢以及铸铁等。渗碳用钢通常为含碳量0.15-0.25%的低碳钢和低碳合金钢。氮化用钢通常是含有Al、Cr、Mo等合金元素的钢。
表面淬火后，表面硬度，耐磨性和疲劳强度均提高。三者相比较，淬火后硬度值一般在HRC45-60之间，渗碳后硬度值在HRC58-60之间，渗氮后硬度值在67-74之间。渗碳与渗氮相比，工件变形大，渗层厚。
表面淬火可用于齿轮、轧辊等；渗碳可用于齿轮、大小轴、凸轮轴、活塞销及机床零件、大型轴承等；渗氮主要用于各种高速传动精密齿轮，高精度机床主轴（如镗床镗杆，磨床主轴），在交变载荷条件下要求疲劳强度很高的零件，以及要求变形很小和具有一定抗热、耐蚀能力的耐磨零件。<习题七>
1、合金钢中经常加入哪些合金元素？如何分类？ 合金钢中的合金元素通常分为以下几类： 碳化物形成元素：Mn, Cr, W，Mo, V, Ti, Nb ,Zr 非碳化物形成元素：Ni, Cu, Co, Si, Al。
2、合金元素Mn Cr W Mo V Ti对过冷奥氏体的转变有哪些影响？
除 Co外，所有合金元素溶于奥氏体后，都增大其稳定性，使奥氏体分解转变速度减慢，即C曲线右移，从而提高钢的淬透性。碳化物形成碳化物形成元素，如Mo、W、V、Ti等，当它们含量较多时，不仅使C曲线右移，而且还会使C曲线的形状发生变化，甚至出现两组C曲线，上部的C曲线反映了奥氏体向珠光体的转变，而下部的C曲线反映了奥氏体向贝氏体的转变。
3、合金元素对钢中基本相有何影响？对钢的回火转变有什么影响？
（ 1）合金元素溶入铁素体中形成合金铁素体，由于与铁的晶格类型和原子半径不同而造成晶格畸变，产生固溶强化效应。①非碳化物形成元素：如Ni、Si、Al、Co等，它们不与碳形成化合物，基本上都溶于铁素体内，以合金铁素体形式存在；碳化物形成元素，基本上是置换渗碳体内的铁原子而形成合金渗碳体或合金碳化物，如：Cr7 C3 等。 （ 2）钢在淬火后回火时的组织转变主要是马氏体分解、残余奥氏体的分解及碳化物形成、析出和聚集的过程，这个过程也是依靠元素之间的扩散来进行的。由于合金元素扩
散速度小，而又阻碍碳原子扩散，从而使马氏体的分解及碳化物的析出和聚集速度减慢，将这些转变推迟到更高的温度，导致合金钢的硬度随回火温度的升高而下降的速度比碳钢慢。这种现象称之为回火稳定性。合金元素一般都能提高残余奥氏体转变的温度范围。在碳化物形成元素含量较高的高合金钢中，淬火后残余奥氏体十分稳定，甚至加热到500～600℃仍不分解，而是在回火冷却过程中部分转变为马氏体，使钢的硬度反而增加，这种现象称之为二次硬化。其次，在高合金钢中，由于Ti、V、W、Mo等在500～600℃温度范围内回火时，将沉淀析出特殊碳化物，这些碳化物以细小弥散的颗粒状存在，因此，这时硬度不但不降低，反而再次增加，这种现象称之为“沉淀型”的二次硬化，亦称为弥散硬化或沉淀硬化。合金元素对淬火及回火后钢的机械性能的不利影响是回火脆性问题。
4、区别下列名词的基本概念
（ 1）奥氏体：碳在γ-Fe中的一种间隙固溶体。合金奥氏体：溶在合金元素中的奥氏体。奥氏体钢：钢的组织为奥氏体的钢。
（ 2）铁素体：碳在α-Fe中的一种间隙固溶体。合金铁素体：溶在合金元素中的铁素体。铁素体钢：钢的组织为铁素体的钢。
（ 3）渗碳体即碳化三铁Fe 3 C。合金渗碳体：溶有合金元素的渗碳体，如(Fe、Cr) 3 C等。特殊碳化物：指稳定性特高的碳化物，如：WC等。 5、解释下列现象：
（ 1）在含碳量相同的情况下，含碳除Mn、Ni等扩大γ相区的元素外，大多合金元素与铁相互作用能缩小γ相区，使A 4 下降，A 3 上升，因此使钢的淬火加热温度高于碳钢。
（ 2）钢在淬火后回火时的组织转变主要是马氏体分解、残余奥氏体的分解及碳化物形成、析出和聚集的过程，这个过程也是依靠元素之间的扩散来进行的。由于合金元素扩散速度小，而又阻碍碳原子扩散，从而使马氏体的分解及碳化物的析出和聚集速度减慢，将这些转变推迟到更高的温度，导致合金钢的硬度随回火温度的升高而下降的速度比碳钢慢。这种现象称之为回火稳定性。
（ 3）含碳量大于等于0.40%，含铬量为12%的钢属于过共析钢。，而含碳量1.5%，含铬量12%的钢属于莱氏体钢
从合金元素对铁碳相图的影响可知，由于合金元素均使相图中的S点和E点左移，因此使共析点和奥氏体的最大溶碳量相应地减小，出现了当含Cr量为12％时，共析点地含碳量小于0.4％,含碳量12％时奥氏体最大含碳量小于1.5％。 （ 4）高速钢在热锻或热扎后，经空冷获得马氏体组织
由于高速钢中含有大量地合金元素，使其具有很高的淬透性，在空气中冷却即可得到马氏体组织。
6、何谓渗碳钢？为什么渗碳钢的含碳量均为低碳？合金渗碳钢中常加入哪些合金元素？它们在钢中起什么作用？
用于制造渗碳零件的钢称为渗碳钢。渗碳钢的含碳量一般都很低 (在0.15～0.25％之间)，属于低碳钢，这样的碳含量保证了渗碳零件的心部具有良好的韧性和塑性。为了提高钢的心部的强度，可在钢中加入一定数量的合金元素，如Cr、Ni、Mn、Mo、W、Ti、B等。其中Cr、Mn、Ni等合金元素所起的主要作用是增加钢的淬透性，使其在淬火和低温回火后表层和心部组织得到强化。另外，少量的Mo、W、Ti等碳化物形成元素，可形成稳定的合金碳化物，起到细化晶粒的作用。微量的B(0.001～0.004％)能强烈地增