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课后习题简答题
课后习题（简答题）整理
（注：
此容仅供参考，如有疑义请自行查证）
习题一：
金属固态相变基础
1、金属固态相变有哪些主要特征?
1相界面特殊（不同类型，具有不同界面能和应变能）②新旧相之间存在一定
位向关系与惯习面③相变阻力大（弹性应变能作用）4.易产生过渡相（降低形核
功）5.晶体缺陷的影响（提供驱动力）6.原子的扩散
2、哪些因素构成固态相变阻力？
哪些构成相变驱动力?
固态相变的阻力：
弹性应变能和界面能；相变驱动力：
新旧两相的自由能差和新相自由能较低
3、金属固态相变主要有哪些变化?
部组织或结构；有序化程度
4、固态相变的过程中形核和长大的方式是什么?
形核：
均匀形核；非均匀形核：
①晶界形核②位错形核③空位形核。
新相晶核的长大，实质是界面向母相方向的迁移。
5、固态相变的长大速度受什么控制?
无扩散型相变受控于界面过程；扩散型相变成分不变时长大速度主要受控于界面过程，成分改变时长大速度取决于扩散过程
6、C曲线为何呈“C”型（存在鼻点）？
①过冷奥氏体转变速度取决于转变驱动力和扩散能力，而何t,△GT,D
2在A1〜550C区间,随过冷度增大，原子扩散较快，转变速度较快。
3550C以下,随过冷度增大，原子扩散速度越来越慢，因而转变速度减慢。
7.影响C曲线的因素有哪些?
1.含碳量；2.合金元素；3.奥氏体晶粒尺寸；4.原始组织、加热温度和保温时
间；5.奥氏体塑性变形
习题二：
钢中奥氏体的形成1.热处理的条件：
（1）有固态相变发生的金属或合金
（2）加热时溶解度有显著
变化的合金为什么钢可以进行热处理?
①a—丫固态相变J有相变重结晶
②C溶解度显著变化J可固溶强化
2.钢在加热和冷却时临界温度的意义?
Ac1――加热时珠光体向奥氏体转变的开始温度;
Ar1――冷却时奥氏体向珠光体转变的开始温度;
Ac3——加热时先共析铁素体全部转变为奥氏体的终了温度;
Ar3――冷却时奥氏体开始析出先共析铁素体的温度;
Accm加热时二次渗碳体全部溶入奥氏体的终了温度
Arcm――冷却时奥氏体开始析出二次渗碳体的温度。
3.以共析钢为例，说明奥氏体的形成过程及碳的扩散
1.奥氏体形核2.奥氏体的长大3.残余碳化物的溶解4.奥氏体的均匀化
4.解释钢的本质晶粒度、起始晶粒度和实际晶粒度?
起始晶粒度：
在临界温度以上，奥氏体形成刚刚完成，其晶粒边界刚刚相互接触时的晶粒大小。
实际晶粒度：
在某一加热条件下所得到的实际晶粒大小。
本质晶粒度：
在930IOC保温足够时间（3-8小时）后测得奥氏体晶粒大小。
5.影响奥氏体形成速度的因素有那些？
有何影响？
1、加热温度的影响：
T/,I/,G/,且I/>G/;2、碳含量的影响：
C%
/,A形成速度/;3、原始组织的影响：
片状P转变速度>粒状P;4、合金元
素的影响：
（1）对A形成速度的影响：
改变临界点位置，影响碳在A中的扩散
2）对A均匀
系数,合金碳化物在A中溶解难易程度的牵制对原始组织的影响化的影响：
合金钢需要更长均匀化时间
习题三：
钢的珠光体转变
状珠光体形成时碳的扩散。
共析成分的奥氏体,在临界点以下发生如下转变：
A—F+Fe3C
片状珠光体形成依赖于扩散,以得到所需要的浓度变化以及结构变化,转变也是一个形核和长大的过程。
由于各相间的碳浓度差，造成了如下扩散：
（a）界面扩散（b）由远离P区扩散（c）铁素体中C的扩散
2.片状珠光体和粒状珠光体生成条件有何不同？
决定片层间距的主
要因素是什么？
片状珠光体生成条件是过冷奥氏体缓冷,粒状珠光体是通过片状珠光体中渗碳体的球状化而获得的；决定片层间距的主要因素是过冷度△T
3.什么是伪共析组织?
非共析成分的A被过冷到ES延长线SE'与GS延长线SG'，可以不先析出先共析相而直接分解为F与Fe3C混合物，即为伪共析组织。
习题四：
钢的马氏体转变
1.试叙述马氏体相变的主要特征？
切变共格性和表面浮凸现象；无扩散性；具有特定的位向关系和惯习面；非恒温性；可逆性
2.简述钢中板条马氏体和片状马氏体的形貌特征、晶体学特点、亚结
构及其力学性能的差异?
板条马氏体：
扁条状或薄片状，亚结构为位错；片状马氏体：
呈针状或竹叶状，亚结构主要是孪晶
3.钢中马氏体高强度高硬度（强化机制）的本质是什么？
为什么钢中
板条马氏体具有较好的强韧性，而片状马氏体塑韧性较差?
本质：
1.相变强化2.固溶强化3.时效强化4.马氏体的形变强化特性5.孪晶对马氏体强度的贡献6.原始奥氏体晶粒大小和马氏体板条群大小对马氏体强度的影响。
马氏体的韧性主要取决于马氏体的亚结构：
位错型马氏体具有良好的韧性孪晶马氏体的韧性较差
4.马氏体转变动力学的方式，各种方式的特点?
1.降温瞬时形核、瞬时长大，特点：
①Ms以下必须不断降温，M核才能不断
形成，形核速度极快，瞬时形成②长大速度极快，在极低温下仍能高速长大③M
单晶长大到一定大小后不再长大；2.等温形核、瞬时长大，特点：
①M核可以等温形成，有孕育期，形核率随过冷度增加，先增后减②转变速度随过冷度的增加、时间的延长先增后减③快冷可抑制M转变④转变不能进行到底，只有部分
A可以等温转变为M；3．自触发形核、瞬时长大，特点：
当第一片M形成后，会激发出大量M而引起爆发式转变，爆发转变停止后，为使M转变继续进行，必须继续降低温度；4.表面马氏体相变，特点：
①等温转变②有孕育期，长大速度极慢，惯习面{112}Y,位向关系为西山关系，形态呈条状。
5.奥氏体的热稳定化？
淬火时因缓慢冷却或在冷却过程中停留引起奥氏体稳定性提高，而使马氏体转变迟滞的现象称为奥氏体的热稳定化。
6.Ms点很低的原因？
马氏体形成的两个条件？
影响Ms点的主要因
素有那些？
Ms点很低的原因：
若To点一定，Ms点越低，则相变所需的驱动力就越大；马氏体的形成条件：
（1）快冷V>Vc（Vc为临界淬火冷却速度）避免奥氏体向P、B转变
（2）深冷T1）化学成分（最主要影响因素）
（2）形变与应力的影响（3）奥氏体化条件
的影响（4）淬火冷却速度的影响（5）磁场的影响
7.什么是形变诱发马氏体，Md点的物理意义是？
形变诱发马氏体：
在Ms温度以上，Md温度以下对奥氏体进行塑性变形将会诱发马氏体转变的现象。
Md称为形变诱发马氏体相变开始点，是可获得形变诱发马氏体的最高温度；
习题五：
贝氏体转变
1.比较比较上贝氏体和下贝氏体的组织特征（形态特征、立体特征、
形成温度、组成、铁素体的形态及分布、碳化物的形态及分布、亚结
构）与性能特点？
550〜350C
上贝氏体：
由铁素体和碳化物（主要为渗碳体）组成的二相非层片状混合物；在贝氏体转变的较高温度区域形成，对于中、高碳钢，此温度约在温度区间；铁素体呈大致平行的成束的板条状，自奥氏体晶界的一侧或两侧向奥氏体晶伸展；渗碳体呈断续的、短杆状分布于铁素体板条之间，其主轴方向与铁素体板条方向平行，呈非层片状；显微镜下的特征呈羽毛状；亚结构为位错；铁素体的惯习面为{111}A，与奥氏体之间的位向接近K-S关系，碳化物惯习面为
{227}A，与奥氏体有确定位向关系。
下贝氏体：
由铁素体和碳化物（为£-FexC）
组成的二相非层片状混合物；在贝氏体转变的低温转变区形成，大致在350C（共析钢在350C〜Ms温度区间）；光学显微镜下的特征，在低碳钢（低碳低合金
钢）中，下贝氏体呈板条状，在高碳钢中，大量的在奥氏体晶粒部沿某些晶面单独的或成堆的长成竹叶状（黑色片状或针状），立体形态呈双凸透镜状；碳量低时铁素体呈板条状，碳量高时，呈片状；铁素体片存在细小碳化物，碳化物为£
-FexC，上部为渗碳体+£-FexC，呈细片状或颗粒状分布于铁素体片；亚结构
为位错；
2.分析贝氏体转变的动力学图，说明贝氏体转变的动力学特点和影响
因素?
动力学特点：
等温转变动力学图也呈“C”，主要受碳的扩散所控制。
影响贝
应力
氏体等温转变动力学的因素：
化学成分，奥氏体晶粒大小和奥氏体化温度,和塑性变形，奥氏体冷却时在不同温度停留
3.比较珠光体、贝氏体、马氏体转变的主要特征?
P转变
B转变
M转变
转变T（上限T）
A1〜550C
550C〜Ms（Bs）
Ms〜Mf
（A1）
（Ms）
形成过程
形核与长大
形核与长大
形核与长大
领先相
F或Fe3C
F
无
是否有孕育期？
有
有
无
形核部位
晶界
晶界、晶
晶体缺陷
转变速度
慢
快
极快
切变共格性、浮凸效
无
有
有
应
C原子扩散
有
有
无
Fe与Me原子
有
无
无
等温转变的完全性
完全
不完全
不完全
转变产物及组成
P（F+Fe3C）
B（F+Cem）
M（单相）
转变产物形态
片状
羽毛、针叶状
板条、片状
低
中
高
转变产物的硬度
4.简述上贝氏体、下贝氏体形成过程。
上贝氏体形成过程如下：
（1）在奥氏体中贫碳区形成铁素体核；
（2）碳越过铁
素体与奥氏体界面向奥氏体扩散；（3）由于温度降低，碳不能进行远程扩散，而
在奥氏体界面附近堆积，形成渗碳体；（4）同时铁素体长大，形成羽毛状上贝
氏体。
下贝氏体形成过程如下：
（1）在贫碳区形成铁素体核，具有过饱和的碳;
（2）由于温度低，碳原子不能越过铁素体与奥氏体界面扩散至奥氏体中;
原子在铁素体扩散；（4）在铁素体一定晶面上析出碳化物，以降低能量
，同时F
长大。
习题六：
钢的回火转变
1.试述回火过程中钢的组织和性能的变化?
回火过程中钢的组织变化：
1.马氏体中碳原子偏聚2.马氏体分解
3.残余
奥氏体转变4.碳化物析出与转变5.a相状态变化及碳化物聚集长大。
回火
过程中钢的性能变化：
随着回火温度升高硬度和强度降低，塑性不断上升，冲击
韧性下降。
2.试比较索氏体和回火索氏体，屈氏体和回火屈氏体，马氏体和回火
马氏体之间在形成条件、组织形态、性能上的主要区别。
索氏体
回火索氏体
形成条件
650〜600C
淬火后高温回火500~650C
组织形态
细片状珠光体
由已再结晶的铁素体和均匀分布的细粒状渗碳体所组成。
F失去原M形态，成为多边形颗粒状，同时渗碳体聚集长大
性能
强度和硬度较高（25〜
保持较高的强度和硬度（25〜35HRC）同
30HRC）,塑性和韧性较好
时具有更好的塑性和韧性。
马氏体
回火马氏体
形成条件
230——50C
淬火后低温回火150〜250C以上
组织形态
碳在a—Fe中过饱和的固溶
由过饱和的a相与其共格的£—Fe2.4C组
体，形态为片状或板条状
成，形态保留原M形状
性能
高碳片状M,硬度（64〜
由于需低温回火的通常为高碳钢，故保持
66HRC）、脆性大，塑性、韧性
淬火M的高硬度（58〜62HRC）高耐磨
差。
低碳板条状M，硬度（30〜
50HRC）,塑性韧性较高
性，降低淬火应力和脆性。
屈氏体
回火屈氏体
形成条件
600〜550C
淬火后中温回火（350〜500C）
组织形态
极细片状珠光体
由尚未发生再结晶的针状铁素体和弥散
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