金属材料表面处理

哪些油脂是皂化油脂，哪些是非皂化油脂？

答：油脂可分为皂化油脂和非皂化油脂两类。皂化性油脂是不同脂肪酸的甘油酯，它们能与碱发生皂化反应，生成可溶于水的肥皂和甘油，如各种动植物油脂；非皂化性油脂是各种碳氢化合物，它们不能与碱发生皂化反应，故不溶于各种碱溶液，如机油、柴油、凡士林等矿物质。

哪些有机溶剂和无机溶剂可用于金属表面脱脂？

答：有机溶剂脱脂是一种比较常用的金属材料脱脂方法，它是利用有机溶剂对两类油脂均有的物理溶解作用油脂。

常用的脱脂剂包括汽油、煤油、酒精、丙酮、二甲苯、三氯乙烯、四氯化碳等，其中汽油、煤油价格便宜，溶解油污能力较强，毒性小，是一种用量大、应用普遍的有机溶剂。

无机溶剂：

氢氧化钠，呈强碱性，具有很强的皂化作用但对金属有一定的氧化和腐蚀作用。 碳酸钠，呈弱碱性，皂化作用弱，但对油脂层有缓慢湿润和分散的作用，且对金属无腐蚀作用。

磷酸三钠，呈弱碱性，有一定的皂化能力和缓冲pH值的作用，它又是一种良好的乳化剂，但对环境有污染。

硅酸钠，俗称水玻璃或泡花碱，呈弱碱性，有较好的活化作用、较强的乳化能力和一定的皂化能力。

乳化剂，凡是能促进乳化作用的物质都可以作为乳化剂。常用的乳化剂有OP-10、6501、6503洗净剂、三乙醇胺油酸皂、TX-10等，它们中都含有一种或几种表面活性物质，故也称为表面活性剂。

经酸洗或浸蚀后的工件，若不能马上进入下道工序应如何处理？

答：涂油。经过脱脂和浸蚀的工件表面活性很高，更容易生锈和受腐蚀，若不能立即进行表面处理或转入下道工序时，工件将再次锈蚀，影响表面处理质量，所以应进行工序间防锈处理。

什么是奥氏体，索氏体，马氏体？

答：奥氏体（Austenite）也称为沃斯田铁或ɣ-Fe，是钢铁的一种显微组织，通常是ɣ-Fe中固溶少量碳的无磁性固溶体。

γ－Fe为面心立方晶体，其最大空隙为0.51×10－8cm，略小于碳原子半径，因而它的溶碳能力比α－Fe大，在1148℃时，γ－Fe最大溶碳量为2.11%，随着温度下降，溶碳能力逐渐减小，在727℃时其溶碳量为0.77%。

碳溶解在γ铁中形成的一种间隙固溶体，呈面心立方结构，无磁性。奥氏体是一般钢在高温下的组织，其存在有一定的温度和成分范围。有些淬火钢能使部分奥氏体保留到室温，这种奥氏体称残留奥氏体。在合金钢中除碳之外，其他合金元素也可溶于奥氏体中，并扩大或缩小奥氏体稳定区的温度和成分范围。例如，加入锰和镍能将奥氏体临界转变温度降至室温以下，使钢在室温下保持奥氏体组织，即所谓奥氏体钢。

索氏体钢经正火或等温转变所得到的铁素体与渗碳体的机械混合物。索氏体组织属于珠光体类型的组织，但其组织比珠光体组织细。索氏体具有良好的综合机械性能。将淬火钢在450-600℃进行回火，所得到的索氏体称为回火索氏体（tempered sorbite）。回火索氏体中的碳化物分散度很大，呈球状。故回火索氏体比索氏体

具有更好的机械性能。这就是为什么多数结构零件要进行调质处理（淬火+高温回火）的原因。

索氏体的定义及组织特征。索氏体，是在光学金相显微镜下放大600倍以上才能分辨片层的细珠光体(GB/T7232标准)。其实质是一种珠光体，是钢的高温转变产物，是片层的铁素体与渗碳体的双相混合组织，其层片间距较小（250～350nm），碳在铁素体中已无过饱和度，是一种平衡组织。

马氏体(martensite)是黑色金属材料的一种组织名称。马氏体（M）是碳溶于α-Fe的过饱 和的固溶体，是奥氏体通过无扩散型相变转变成的亚稳定相。其比容大于奥氏体、珠光体等组织，这是产生淬火应力，导致变形开裂的主要原因。 马氏体最初是在钢（中、高碳钢）中发现的：将钢加热到一定温度（形成奥氏体）后经迅速冷却（淬火），得到的能使钢变硬、增强的一种淬火组织。

什么是正火、回火、淬火、退火？区别？

答：正火，又称常化，是将工件加热至Ac3或Acm以上40~60℃，保温一段时间后，从炉中取出在空气中或喷水、喷雾或吹风冷却的金属热处理工艺。其目的是在于使晶粒细化和碳化物分布均匀化，去除材料的内应力，增加材料的硬度。 正火(英文名称：normalizing)，又称常化，是将工件加热至Ac3(Ac是指加热时自由铁素体全部转变为奥氏体的终了温度，一般是从727℃到912℃之间)或

Acm(Acm是实际加热中过共析钢完全奥氏体化的临界温度线 )以上30~50℃，保温一段时间后，从炉中取出在空气中或喷水、喷雾或吹风冷却的金属热处理工艺。其目的是在于使晶粒细化和碳化物分布均匀化。正火与退火的不同点是正火冷却速度比退火冷却速度稍快，因而正火组织要比退火组织更细一些，其机械性能也有所提高。另外，正火炉外冷却不占用设备，生产率较高，因此生产中尽可能采用正火来代替退火。对于形状复杂的重要锻件，在正火后还需进行高温回火（550-650℃）高温回火的目的在于消除正火冷却时产生的应力，提高韧性和塑性。

回火：将经过淬火的工件重新加热到低于下临界温度的适当温度，保温一段时间后在空气或水、油等介质中冷却的金属热处理工艺。或将淬火后的合金工件加热到适当温度，保温若干时间，然后缓慢或快速冷却。一般用以减低或消除淬火钢件中的内应力，或降低其硬度和强度，以提高其延性或韧性。

钢的淬火是将钢加热到临界温度Ac3（亚共析钢）或Ac1（过共析钢）以上温度，保温一段时间，使之全部或部分奥氏体1化，然后以大于临界冷却速度的冷速快冷到Ms以下（或Ms附近等温）进行马氏体（或贝氏体）转变的热处理工艺。通常也将铝合金、铜合金、钛合金、钢化玻璃等材料的固溶处理或带有快速冷却过程的热处理工艺称为淬火。

退火是一种金属热处理工艺，指的是将金属缓慢加热到一定温度，保持足够时间，然后以适宜速度冷却。目的是降低硬度，改善切削加工性；消除残余应力，稳定尺寸，减少变形与裂纹倾向；细化晶粒，调整组织，消除组织缺陷。准确的说，

退火是一种对材料的热处理工艺，包括金属材料、非金属材料。而且新材料的退火目的也与传统金属退火存在异同。

1. 退火

把钢加热到一定温度并在此温度下保温，然后缓慢冷却到室温．

退火有完全退火、球化退火、去应力退火等几种。

a将钢加热到预定温度，保温一段时间，然后随炉缓慢冷却称为完全退火．目的是降低钢的硬度，消除钢中不均匀组织和内应力．

b，把钢加热到７５０度，保温一段时间，缓慢冷却至５００度下，最后在空气中冷却叫球化退火．目的是降低钢的硬度，改善切削性能，主要用于高碳钢．

c，去应力退火又叫低温退火，把钢加热到５００～６００度，保温一段时间，随炉缓冷到３００度以下，再室温冷却．退火过程中组织不发生变化，主要消除金属的内应力．

2.正火

将钢件加热到临界温度以上30-50℃,保温适当时间后，在静止的空气中冷却的热处理工艺称为正火。

正火的主要目的是细化组织，改善钢的性能，获得接近平衡状态的组织。 正火与退火工艺相比，其主要区别是正火的冷却速度稍快，所以正火热处理的生产周期短。故退火与正火同样能达到零件性能要求时，尽可能选用正火。

3.淬火

将钢件加热到临界点以上某一温度（45号钢淬火温度为840-860℃,碳素工具钢的淬火温度为760～780℃）,保持一定的时间，然后以适当速度在水（油）中冷却以获得马氏体或贝氏体组织的热处理工艺称为淬火。

淬火与退火、正火处理在工艺上的主要区别是冷却速度快，目的是为了获得马氏体组织。马氏体组织是钢经淬火后获得的不平衡组织，它的硬度高，但塑性、韧性差。马氏体的硬度随钢的含碳量提高而增高。

4.回火

钢件淬硬后，再加热到临界温度以下的某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺称为回火。

淬火后的钢件一般不能直接使用，必须进行回火后才能使用。因为淬火钢的硬度高、脆性大，直接使用常发生脆断。通过回火可以消除或减少内应力、降低脆性，提高韧性；另一方面可以调整淬火钢的力学性能，达到钢的使用性能。根据回火温度的不同，回火可分为低温回火、中温回火和高温回火三种。

A 低温回火１５０～２５０．降低内应力，脆性，保持淬火后的高硬度和耐磨性．

B 中温回火３５０～５００；提高弹性，强度．

C 高温回火５００～６５０；淬火钢件在高于500℃的回火称为高温回火。淬火钢件经高温淬火后，具有良好综合力学性能（既有一定的强度、硬度，又有一定的塑性、韧性）。所以一般中碳钢和中碳合金钢常采用淬火后的高温回火处理。轴类零件应用最多。

碳钢的成分不同，怎么样表示？35CrAlA,38CrMoAlA数字和字母代表什么含义。 答：按用途可以把碳钢分为碳素结构钢、碳素工具钢和易切削结构钢三类。碳素结构钢又可分为建筑结构钢和机器制造结构钢两种。按含碳量可以把碳钢分为低碳钢（ΩC≤0.25%），中碳钢（ΩC0.25%-0.6%）和高碳钢（ΩC>0.6%）

按磷、硫合量可以把碳素钢分为普通碳素钢（含磷、硫较高）、优质碳素钢（含磷、硫较低）和高级优质钢（含磷、硫更低）一般碳钢中含碳量越高则硬度越高，强度也就高，但塑性降低。

碳钢的牌号与用途

1.普通碳素结构钢：Q195、 Q215、 Q235、 Q255、 Q275等。

数字表示最低屈服强度。

Q195、 Q215、 Q235塑性好，可轧制成钢板、钢筋、钢管等。

Q255、 Q275可轧制成型钢、钢板等。

2.优质碳素结构钢：钢号以碳的平均质量万分数表示。

如20＃、45＃等。 20＃表示含C：0.20%（万分之20）。

用途：主要用于制造各种机器零件

3.碳素工具钢：钢号以碳的平均质量千分数表示，并在前冠以T。

如T9、T12等。 T9表示含C：0.9%（千分之9）

用途：主要用于制造各种刀具、量具、模具等

4.铸钢：铸钢牌号是在数字前冠以ZG，数字代表钢中平均质量分数（以万分数表示）。如ZG25，表示含C：0.25%。

用途：主要用于制造形状复杂并需要一定强度、塑性和韧性的零件，如齿轮、联轴器等。

35CrAlA,38CrMoAlA

疲劳强度的定义。

答：疲劳强度是指金属材料在无限多次交变载荷作用下而不破坏的最大应力称为疲劳强度或疲劳极限。

疲劳强度是指金属材料在无限多次交变载荷作用下而不破坏的最大应力称为疲劳强度或疲劳极限。实际上，金属材料并不可能作无限多次交变载荷试验。一般试验时规定，钢在经受10ˇ7次、非铁（有色）金属材料经受10ˇ8次交变载荷作用时不产生断裂时的最大应力称为疲劳强度。当施加的交变应力是对称循环应力时，所得的疲劳强度用σ–1表示。许多机械零件，在工作过程中各点的应力随时间作周期性的变化，这种随时间作周期性变化的应力称为交变应力（也称循环应力）。在交变应力的作用下，虽然零件所承受的应力低于材料的屈服点，但经过较长时间的工作后产生裂纹或突然发生完全断裂的现象称为金属的疲劳。