课后习题简答题.docx

1、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）新旧相之间存在一定位向关系与惯习面相变阻力大（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： 晶界形核位

2、错形核空位形核。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）？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, G T, D2在A1550 C区间,随过冷度增大，原子扩散较快，转变速度较快。3550 C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

3、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?a 丫固态相变J有相变重结晶 C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

4、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930 IOC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

5、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 T3.什么是伪共析组织?非共析成分

6、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

7、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：Ms以下必须不断降温，M核才能不断形成，形核速度极快，瞬时形成长大速度极快，在极低温下仍能高速长大M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：M核可以 等温形成， 有孕育期，形核率随过冷度增加， 先增后减转变速度随过冷度的增 加、时间的延长先增后减快冷可抑制 M转变转变不能进行到底，只有部分A 可以等温转变为 M ； 3

8、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：等温转变有孕育期，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

9、淬火冷却速度）避免奥氏体 向P、B转变（2）深冷 T MS 提供足够的驱动力；影响Ms点的主要因素:1）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？55

10、0 350 C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 111A ，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

11、350 C （共 析钢在350 CMs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

12、, 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 550 C550 C 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 Fe3CF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

13、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

14、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650 600 C淬火后高温回火500650 C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（2535HRC）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 50 C淬火后低温回火150250 C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（5862HRC）高耐磨差。低碳板条状M，硬度（3050HRC ）,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600 550 C淬火后中温回火（350500 C）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