课后习题(简答题)

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1、课后习题(简答题)整理(注:此内容仅供参考,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?内部组织或结构;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

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△T↑,△G↑,D↓。②在A1~550℃区间,随过冷度增大,原子扩散较快,转变速度较快。③550℃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

3、: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?①α→γ固态相变﹄有相变重结晶②C溶解度显著变化﹄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

4、.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中的扩散系数,合金碳化物在A中溶解

5、难易程度的牵制对原始组织的影响(2)对A均匀化的影响:合金钢需要更长均匀化时间习题三:钢的珠光体转变1.以共析钢为例,试述片状珠光体的转变机制,并用铁碳相图说明片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

6、而获得的;决定片层间距的主要因素是过冷度ΔT3.什么是伪共析组织?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

7、,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

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