工程材料基础复习.docx

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工程材料基础复习

第一部分习题与思考题

1、抗拉强度：

材料在拉伸断裂前所能够承受的最大拉应力。

　屈服强度：

材料开始产生宏观塑性变形时的最低应力。

　刚度：

结构或构件抵抗弹性变形的能力。

　疲劳强度：

经无限次循环而不发生疲劳破坏的最大应力。

　冲击韧性：

材料在冲击载荷作用下抵抗破坏的能力。

　断裂韧性：

材料抵抗裂纹扩展的能力。

2、设计刚度好的零件，应根据何种指标选择材料？

材料的弹性模量E愈大，则材料的塑性愈差。

这种说法是否正确？

为什么？

　①表征刚度的指标是弹性模量E，因此，如果要零件刚度好，需要选择弹性模量高的材料；

　②题给的说法不正确，因为材料的弹性模量与塑性无关，所以并非E越大塑性越差。

3、四种不同材料的应力—应变曲线，试比较这四种材料的抗拉强度、屈服强度（或屈服点）、刚度和塑性。

并指出屈服强度的确定方法。

　由大到小的顺序：

抗拉强度：

2、1、3、4。

屈服强度：

1、3、2、4。

刚度：

1、3、2、4。

塑性：

3、2、4、1。

4、常用的硬度测试方法有布氏、洛氏、维氏和显微硬度。

　这些方法测出的硬度值能否进行比较？

由于各种硬度的实验条件不同，故相互间无理论换算关系，但通过实践发现在一定条件下存在某种粗略的经验换算关系。

如在200～600HBS（HBW）内，HRC≈1/10HBS（HBW）；在小于450HBS时，HBS≈HV。

5、下列几种工件应该采用何种硬度试验法测定其硬度？

（1）锉刀　洛氏或维氏硬度　

（2）黄铜轴套　布氏硬度　（3）供应状态的各种碳钢钢材　布氏硬度　（4）硬质合金刀片　洛氏或维氏硬度　（5）耐磨工件的表面硬化层　显微硬度

第二部分习题与思考题

1、一次渗碳体：

由液相中直接析出来的渗碳体称为一次渗碳体。

　二次渗碳体：

从A中析出的Fe3C称为二次渗碳体。

　三次渗碳体：

从F中析出的Fe3C称为三次渗碳体Fe3CⅢ。

　共晶渗碳体：

经共晶反应生成的渗碳体即莱氏体中的渗碳体称为共晶渗碳体。

　共析渗碳体：

经共析反应生成的渗碳体即珠光体中的渗碳体称为共析渗碳体。

　铁素体（F）：

铁素体是碳在

中形成的间隙固溶体，为体心立方晶格。

由于碳在

中的溶解度很小，它的性能与纯铁相近。

塑性、韧性好，强度、硬度低。

它在钢中一般呈块状或片状。

　奥氏体（A）：

奥氏体是碳在γ－Fe中形成的间隙固溶体，面心立方晶格。

因其晶格间隙尺寸较大，故碳在γ－Fe中的溶解度较大。

有很好的塑性。

　渗碳体（Fe3C）：

铁和碳相互作用形成的具有复杂晶格的间隙化合物。

渗碳体具有很高的硬度，但塑性很差，延伸率接近于零。

在钢中以片状存在或网络状存在于晶界。

在莱氏体中为连续的基体，有时呈鱼骨状。

　珠光体（P）：

由铁素体α和渗碳体Fe3C组成的机械混合物。

铁素体和渗碳体呈层片状。

珠光体有较高的强度和硬度，但塑性较差。

　莱氏体（Ld，L'd）：

奥氏体和渗碳体组成的机械混合物称高温莱氏体（Ld）。

由于其中的奥氏体属高温组织，因此高温莱氏体仅存于727℃以上。

高温莱氏体冷却到727℃以下时，将转变为珠光体和渗碳体机械混合物（P+Fe3C）,称低温莱氏体，用（Ld'）表示在莱氏体中，渗碳体是连续分布的相，奥氏体呈颗粒状分布在渗碳体基体上。

由于渗碳体很脆，所以莱氏体是塑性很差的组织。

2、画出Fe-Fe3C相图，并进行以下分析：

（1）标注出相图中各区域的组织组成物和相组成物；

（2）分析0.4%C亚共析钢的结晶过程及其在室温下组织组成物与相组成物的相对重量；合金的结晶过程及其在室温下组织组成物与相组成物的相对重量。

（2）组织组成物：

F50％，P50％。

相组成物：

F94％，Fe3C6％。

3、根据Fe-Fe3C相图；计算：

（1）室温下，含碳0.6%的钢中铁素体和珠光体各占多少?

　F22％，P78％；

（2）室温下，含碳0.2%的钢中珠光体和二次渗碳体各占多少?

　P93％，Fe3C7％；

（3）铁碳含金中，二次渗碳体和三次渗碳体的最大百分含量。

　22.64％，0.32％

4、现有形状尺寸完全相同的四块平衡状态的铁碳合金，它们分别为0.20%C；0.4%C；1.2%C；3.5%C合金。

根据所学知识，可有哪些方法来区别它们?

　可以金相法区分。

一是看有无莱氏体或石墨组织，有即为3.5%C的铁碳合金。

二是看有无二次渗碳体，有即为1.2%C的过共析钢。

剩下的两种合金只要比较珠光体的数量即可，多者为0.4%C少者为0.2%C的合金。

还可用硬度试验法、测试拉伸图等。

5、根据Fe-Fe3C相图，说明产生下列现象的原因：

1）含碳量为1.0%的钢比含碳量为0.5%的钢硬度高；

　钢中随着含碳量的增加，渗碳体的含量增加，渗碳体是硬脆相，因此含碳量为1.0%的钢比含碳量为0.5%的钢硬度高。

2）低温莱氏体的塑性比珠光体的塑性差

　低温莱氏体中有大量共晶渗碳体，故材料的塑性差；

3）在1100℃，含碳0.4%的钢能进行锻造，含碳4.0%的生铁不能锻造；

　在1100℃时，含碳0.4%的钢的组织为奥氏体，奥氏体的塑性很好，因此适合于锻造；含碳4.0%的生铁的组织中含有大量的渗碳体，渗碳体的硬度很高，不适合于锻造。

4）钢锭在950～1100℃正常温度下轧制，有时会造成锭坯开裂；

　这是因为有时因冶金质量不高，钢中留有低熔点的三元硫共晶在晶界上分布。

在950～1100℃时，硫共晶会熔化，形成所谓“热脆”现象。

5）一般要把钢材加热到高温（约1000～1250℃）下进行热轧或锻造

　对低碳钢而言，确是如此。

这样可以保证是在单相奥氏体相区内进行压力加工。

6）钢铆钉一般用低碳钢制成

　低碳钢塑性好。

7）绑轧物件一般用铁丝（镀锌低碳钢丝），而起重机吊重物却用钢丝绳（用60、65、70、75等钢制成）；

　绑轧物件的性能要求有很好的韧性，因此选用低碳钢有很好的塑韧性，镀锌低碳钢丝；而起重机吊重物用钢丝绳除要求有一定的强度，还要有很高的弹性极限，而60、65、70、75钢有高的强度和高的弹性极限。

这样在吊重物时不会断裂。

8）钳工锯T8，T10,T12等钢料时比锯10,20钢费力，锯条容易磨钝；

　T8，T10,T12属于碳素工具钢，含碳量为0.8%，1.0%，1.2%，因而钢中渗碳体含量高，钢的硬度较高；而10,20钢为优质碳素结构钢，属于低碳钢，钢的硬度较低，因此钳工锯T8，T10,T12等钢料时比锯10,20钢费力，锯条容易磨钝。

9）钢适宜于通过压力加工成形，而铸铁适宜于通过铸造成形。

　因为钢的含碳量范围在0.02%～2.14%之间，渗碳体含量较少，铁素体含量较多，而铁素体有较好的塑韧性，因而钢适宜于压力加工；而铸铁组织中含有大量以渗碳体为基体的莱氏体，渗碳体是硬脆相，因而铸铁适宜于通过铸造成形。

6、在平衡条件下，45钢、T8钢和T12钢的强度、硬度、塑性和韧性哪个大，哪个小，变化规律是什么，原因何在？

　强度：

T8>T12>45#，碳素钢中以珠光体的综合机械性能为最好，强度最好，T8钢中珠光体的体积分数最大，其次为T12和45#钢；

 硬度：

T12>T8>45#，碳素钢中以渗碳体相的硬度为最高，T12钢中渗碳体的体积分数最大，其次为T8和45#钢。

 塑性：

45#>T8> T12，碳素钢中以铁素体相的塑性最好，45#钢中铁素体的体积分数最大，其次为T8钢和T12钢。

第三部分习题与思考题

1、奥氏体的起始晶粒度：

在加热转变中，新形成并刚好相互接触时的奥氏体晶粒的大小。

　实际晶粒度：

随着加热温度的升高和保温时间的延长，其晶粒将不断长大，长大到钢开始冷却时的奥氏体晶粒称为实际晶粒，其大小称为实际晶粒度。

　本质晶粒度：

表示钢在加热时奥氏体晶粒长大的倾向；他是将钢加热到930℃±10℃、保温8h、冷却后测得的晶粒大小。

　珠光体：

铁素体α与渗碳体Fe3C的层片状机械混合物。

　索氏体、屈氏体：

根据片层间距的大小，珠光体又可分为粗珠光体（珠光体P）、细珠光体（即索氏体S）、极细珠光体（即托氏体也称屈氏体T）三种。

　贝氏体：

过冷奥氏体在贝氏体转变温度区转变而成的由铁素体与碳化物所组成的非层状的两相混合物的亚稳组织。

分为上贝氏体和下贝氏体，上贝氏体：

共析钢在550~350℃形成的，含碳过饱和的条状铁素体和渗碳体的混合物，呈羽毛状；下贝氏体：

共析钢在350~230℃形成的，呈黑色针片。

马氏体：

是碳溶于α铁的过饱和的固溶体，是奥氏体通过非扩散型相变转变成的亚稳相。

　奥氏体：

碳原子溶于γ-Fe中形成的固溶体。

　过冷奥氏体：

在A1点以下未转变的（孕育期内）、处于热力学上不稳定状态的奥氏体。

　残余奥氏体：

奥氏体在冷却过程中发生相变后在环境温度下残存的奥氏体，即淬火未能转变成马氏体而保留到室温的奥氏体。

　退火：

是将金属或合金加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却获得接近平衡状态组织的热处理工艺。

分为完全退火，等温退火，球化退火，均匀化退火（扩散退火），去应力退火。

　正火：

是将钢加热到Ac3（或Accm）以上30~50℃，保温适当时间后，以适当方式冷却（一般为空气中冷却）得到细珠光体的热处理工艺。

　淬火：

是将钢加热到Ac3或Ac1以上某一温度并保温一定时间，然后以适当的速度冷却（如水冷、油冷），获得马氏体和（或）贝氏体组织的热处理工艺。

　回火：

是将淬火钢加热到A1以下某一温度保温，然后冷却到室温的热处理工艺。

　冷处理：

是指金属材料在再结晶温度以下进行的塑性变形。

　临界淬火冷却速度（Vk）：

淬火冷却速度大于Vk将会得到淬火马氏体，速度小于Vk过冷奥氏体将会分解形成珠光体。

　淬透性：

表征了钢在淬火时获得马氏体的能力。

　淬硬性：

钢在淬火时等到马氏体组织后所能达到的最高硬度的能力。

2、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?

　有三种。

分别是珠光体、索氏体和屈氏体。

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。

3、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?

　有两种。

上贝氏体和下贝氏体。

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。

4、马氏体组织有哪几种基本类型?

它们的形成条件、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?

　两种，板条马氏体和片状马氏体。

奥氏体转变后，所产生的M的形态取决于奥氏体中的含碳量，含碳量＜0.6%的为板条马氏体；含碳量在0.6—1.0%之间为板条和针状混合的马氏体；含碳量大于1.0%的为针状马氏体。

低碳马氏体的晶体结构为体心立方。

随含碳量增加，逐渐从体心立方向体心正方转变。

含碳量较高的钢的晶体结构一般出现体心正方。

低碳马氏体强而韧，而高碳马氏体硬而脆。

这是因为低碳马氏体中含碳量较低，过饱和度较小，晶格畸变也较小，故具有良好的综合机械性能。

随含碳量增加，马氏体的过饱和度增加，使塑性变形阻力增加，因而引起硬化和强化。

当含碳量很高时，尽管马氏体的硬度和强度很高，但由于过饱和度太大，引起严重的晶格畸变和较大的内应力，致使高碳马氏体针叶内产生许多微裂纹，因而塑性和韧性显著降低。

随着含碳量的增加，钢的硬度增加。

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。

等温冷却：

是把加热到奥氏体状态的钢，快速冷却到Ar1以下某一温度并等温停留一段时间，使奥氏体发生转变，然后再冷却到室温。

连续冷却：

是指钢经奥氏体化后，以不同冷却速度连续冷却到室温，使奥氏体在连续冷却过程中发生相转变。

　　　　等温冷却　　　　　　　　　　连续冷却

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。

影响C曲线的主要因素：

C曲线的形状和位置与奥氏体的稳定性及分解特性有关，其影响因素主要有奥氏体的成分（主要因素）和钢的组织形态。

7、将φ5mm的T8钢加热至760℃并保温足够时间，问采用什么样的冷却工艺可得到如下的组织：

在C曲线上画出工艺曲线示意图。

　T8钢是共析钢，760℃在A1线以上。

珠光体：

正火。

索氏体：

正火。

高温回火组织为回火索氏体。

屈氏体：

回火。

中温回火组织为回火托氏体。

上贝氏体：

400℃等温转变。

下贝氏体：

300℃等温转变。

屈氏体+马氏体：

淬火。

马氏体+少量残余奥氏体：

淬火。

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：

　完全退火。

组织：

等轴晶的大量铁素体和少量珠光体。

（2）ZG35的铸造齿轮：

　去应力退火。

组织：

晶粒均匀细小的铁素体和珠光体。

（3）锻造过热的60钢锻坯：

　均匀化退火（扩散退火）。

组织：

晶粒均匀细小的少量铁素体和大量珠光体。

（4）具有片状渗碳体的T12钢坯：

　球化退火。

组织：

粒状珠光体和球状渗碳体。

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Vl～V5的热处理工艺名称。

1．过冷奥氏体与转变产物（珠光体）共存区。

2.过冷奥氏体。

3.索氏体。

4.过冷奥氏体与索氏体共存区。

5.

　1）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、某钢的连续冷却转变曲线如图所示，试指出该钢按图中（a）、（b）、（c）、（d）速度冷却后得到的室温组织。

（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？

　淬火是为了获得马氏体和（或）贝氏体组织，是一种强化钢件，更好地发挥钢材性能潜力的最重要手段。

亚共析钢的淬火加热温度为：

Ac3+（30~50℃），这时加热后的组织为细的奥氏体，淬火后可得到细小而均匀的马氏体。

加热温度不能过高，否则，奥氏体晶粒粗化，淬火后悔出现粗大的马氏体组织，使钢的脆性增大。

加热温度也不能过低，如低于Ac3，则会残留一部分铁素体在淬火组织中，使钢的强度和硬度降低。

但对于某些亚共析合金钢，在略低于：

Ac3的温度进行亚温淬火，可利用少量细小残留分散的铁素体来提高钢的韧性。

　过共析钢的加热温度为Ac1+（30~50℃），淬火后得到均匀细小的马氏体+残留奥氏体+颗粒状渗碳体。

在此温度范围内淬火的优点有：

保留了一点数量的未溶渗碳体，淬火后钢具有最大的硬度和耐磨性；使奥氏体的碳含量不致过多而保证淬火后残余奥氏体不致过多，有利于提高硬度和耐磨性；奥氏体晶粒细小，淬火后可获得较高的力学性能；加热时的氧化脱碳及冷却时的变形、开裂倾向较小。

12、说明45钢试样（φl0mm）经下列温度加热，保温并在水中冷却得到的室温组织：

700℃，760℃，840℃，1100℃。

　700℃：

因为它没有达到相变温度，因此没有发生相变，组织为铁素体和珠光体。

　760℃：

它的加热温度在Ac1～Ac3之间，因此组织为铁素体、马氏体和少量残余奥氏体。

　840℃：

它的加热温度在Ac3以上，加热时全部转变为奥氏体，冷却后的组织为马氏体和少量残余奥氏体。

　1100℃：

因它的加热温度过高，加热时奥氏体晶粒粗化，淬火后得到粗片状马氏体和少量残余奥氏体。

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：

是钢材本身固有的属性，表征了钢在淬火时获得马氏体的能力。

淬透性一般用在标准条件下的有效淬硬深度表示。

两者有区别，淬透性是钢在规定条件下的一种工艺性能，是确定的并可比较的；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，与钢的淬透性以及外在因素有关。

14、指出下列组织的主要区别：

（1）索氏体与回火索氏体：

索氏体是细珠光体，是过冷奥氏体在A1~550℃转变的产物；回火索氏体是钢淬火后高温回火（500~600℃）获得的组织。

（2）屈氏体与回火屈氏体：

屈氏体是极细珠光体，也是过冷奥氏体在A1~550℃转变的产物；回火屈氏体是钢淬火后中温回火（350~500℃）获得的组织。

　（5）马氏体与回火马氏体：

马氏体是奥氏体冷却速度大于Vk并过冷到Ms~Mf之间时发生转变的产物；回火马氏体是钢淬火后低温回火（<250℃）获得的组织。

15、甲、乙两厂生产同一批零件，材料均选用45钢，硬度要求HB220～250。

甲厂采用正火，乙厂采用调质，都达到硬度要求。

试分析甲、乙两厂产品的组织和性能的差别。

　甲厂采用正火：

获得细珠光体，正火消除中碳钢经热加工后产生的组织缺陷，塑性基本不降低。

乙厂采用调质：

获得回火索氏体，强度、硬度、耐磨性降低。

大幅度提高了塑性、韧性，得到较好的综合力学性能的钢。

16、现有低碳钢和中碳钢齿轮各一个，为了使齿面具有高硬度和高耐磨性，应进行何种热处理？

并比较经热处理后组织和性能上有何不同？

　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，硬度和耐磨性大幅提高。

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、试说明表面淬火、渗碳、氮化热处理工艺在用钢、性能、应用范围等方面的差别。

　表面淬火一般适用于中碳钢和中碳低合金钢，也可用于高碳工具钢，低合金工具钢以及球墨铸铁等。

它是利用快速加热使钢件表面奥氏体化，而中心尚处于较低温度即迅速予以冷却，表层被淬硬为马氏体，而中心仍保持原来的退火炉退火、正火或调质状态的组织。

应用范围：

（1）高频感应加热表面淬火应用于中小模数齿轮、小型轴的表面淬火。

（2）中频感应加热表面淬火主要用于承受较大载荷和磨损的零件，例如大模数齿轮、尺寸较大的曲轴和凸轮轴等。

（3）工频感应加热表面淬火工频感应加热主要用于大直径钢材穿透加热和要求淬硬深度深的大直径零件，例如火车车轮、轧辘等的表面淬火。

　渗碳钢都是含0.15～0.25%的低碳钢和低碳合金钢，渗碳层深度一般都在0.5～2.5mm。

钢渗碳后表面层的碳量可达到0.8～1.1%c范围。

渗碳件渗碳后缓冷到室温的组织接近于铁碳相图所反映的平衡组织，从表层到心部依次是过共析组织，共析组织，亚共析过渡层，心部原始组织。

渗碳主要用于表面受严重磨损，并在较大的冲载荷下工作的零件（受较大接触应力）如齿轮、轴类、套角等。

　氮化用钢通常是含al、cr、mo等合金元素的钢，与渗碳相比、氮化工件具有以下特点：

（1）氮化前需经调质处理，以便使心部组织具有较高的强度和韧性。

（2）表面硬度可达hrc65～72，具有较高的耐磨性。

（3）氮化表面形成致密氮化物组成的连续薄膜，具有一定的耐腐蚀性。

（4）氮化处理温度低，渗氮后不需再进行其它热处理。

氮化处理适用于耐磨性和精度都要求较高的零件或要求抗热、抗蚀的耐磨件。

如：

发动机的汽缸、排气阀、高精度传动齿轮等。

第四部分习题与思考题

1、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：

Cr7C3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。

2、解释下列现象：

1）在含碳量相同的情况下，除了含Ni和Mn的合金钢外，大多数合金钢的热处理加热温度都比碳钢高；

　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A4下降，A3上升，因此使钢的淬火加热温度高于碳钢。

2）在含碳量相同的情况下，含碳化物形成元素的合金钢比碳钢具有较高的回火稳定性；

　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≥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）高速钢在热锻或热轧后，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。

3、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