⏺八、综合题 10分(下列两题中只能任选一题)(1)某厂一重型齿轮零件采用20CrMnTi钢,要求心部有良好的韧性,表面要求高硬度、高耐磨性,请根据要求制定工艺路线,并说明其各热处理工艺目的和得到的组织?(2)某厂为某单位加工一批高速切削的刀具,请从下面列出的材料中选择一种合适的材料,制订合理的热处理工艺,并说明理由。(1)球墨铸铁(2)T12(3)W18Cr4V (4)20MnB第1题(1)工艺路线:锻造——正火——粗加工——渗碳——淬火——低温回火[1]——精加工(2分)正火:作为预备热处理,适当提高低、中碳钢的硬度,改善切削性能正火组织:细P+F (2分)渗碳:最终目的通过提高表面含碳量来提高工件表层硬度、耐磨性和抗疲劳性,并使心部具有良好的塑性和韧性1)缓冷后,表层为过共析成分:P+网状K 心部:原始组织F+少量P过渡区组织不要求 (2分)淬火(渗碳后直接淬火):获得马氏体组织、可提高钢的硬度和耐磨性,提高疲劳性能, 可与回火工艺配合,获得不同强韧性的组织组织: 表层 高碳M+粒状K+少量A心部 低碳M 未淬透的低碳钢 为M+P+F (2分)低温回火:获得回火马氏体组织、消除应力,降低脆性,同时可保持钢的硬度和耐磨性,稳定工件尺寸。组织: 表层 高碳回火M+粒状K+少量A 心部 : 低碳回火M 未淬透的低碳钢 为低碳回火M +P+F(2分)第2题选择W18Cr4V高速钢做切削刀具。 ( 2分)刀具性能要求:高硬度、高耐磨、高强度、红硬性 足够的韧性与抗疲劳性 。而W18Cr4V含有大量的W,Cr,V元素。Cr 提高淬透性,还可提高钢的抗氧化、抗脱碳[2]能力, W 保证钢的红硬性, V 提高耐磨性,增加二次硬化。通过高温淬火和多次回火,能获得所需要的性能。而球铁、T12、20MnB合金元素含量低,难以满足高强度、高硬度和红硬性的要求。(3分)热处理工艺: (2.5分)1) 预处理:球化退火 粒状珠光体2) 最终热处理:高淬+多次高温回火工艺:1260℃淬火+540-5500℃回火二至三次组织:为M+粒状碳化物+少量A为获得高速钢的红硬性,其热处理工艺应当: ( 2.5 分)1) 球化退火:降低锻造后的硬度至207-255HB,调整组织,为淬火作准备。改善切削加工性。2) 高温加热淬火形成高碳高合金度的马氏体高温加热(W18Cr4V 1260-1280℃)使大量碳化物溶入奥氏体,形成高碳高合金度的奥氏体,经淬火形成高碳高合金度的马氏体 + 大量残余奥氏体 + 未溶碳化物,为二次硬化作准备。3) 560℃多次回火时发生二次硬化,原因是:A. 弥散强化, 随回火温度升高,从马氏体内析出大量稳定的合金碳化物,弥散分布,使硬度上升, 至560℃时硬度达到峰值。B. 二次淬火,在回火冷却时发生A，向 M回 转变,也使硬度上升。多次回火可继续降低残余奥氏体量,进一步提高硬度。C. 最终组织:回火马氏体 + 少量残余奥氏体 + 碳化物