课后习题简答题Word文档格式.docx
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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?
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
领先相
F或Fe3C
F
无
是否有孕育期?
有
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
应
C原子扩散
Fe与Me原子
等温转变的完全性
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
230——50C
淬火后低温回火150〜250C以上
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
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
600〜550C
淬火后中温回火(350〜500C)
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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