铁碳相图自己分析

▲铁碳相图

[此图中的所有字母、重要温度点、区间产物、含碳量都要会默写，考试不给图，还要会画每个区间冷却组织组成物，冷步曲线。]

①亚共析钢(Wc=4.0%)

计算Wc=4.0%的铁碳合金，按亚稳态冷却到室温后组织中的珠光体，二次渗碳体和莱氏体的相对量，并计算组织组成物珠光体中渗碳体与铁素体及莱氏体中的二次渗碳体，共晶渗碳体和共析渗碳体的量。

[分解过程如下，考研题比这个简单一些]

（1）奥氏体γ或A: 4.3 4.0100%=13.7%4.3 2.11

-⨯- 高温Ld: 1-13.7%=86.3%

奥氏体中二次渗碳体Fe 3C Ⅱ：2.11-0.7713.7%=3.10%6.69-0.77

⨯ 珠光体P ：13.7%-3.10%=10.6%

（2）珠光体中α和3Fe C 共析：

0.0218α：10.6%-1.21%=9.39%

3Fe C 共析：0.77-0.021810.6%=1.21%6.69-0.0218

⨯ 莱氏体：86.3% 3Fe C 共晶：

4.3-2.11%=41.3%6.69-2.86.311⨯ γ：%-41.3%86.3=45%

Fe 3C Ⅱ：2.11-0.77%=10.1%6.69-045.77

⨯ P ：45%-10.1%=34.9% 3Fe C 共析：

0.77-0.0218%=3.98%6.69-0.034.9⨯ ②过共析钢（Wc=5.0%）

3Fe C 1：100%=29%6.69-4.3

⨯ ① 4.3L ：1-29%=71%

[考试题目只会选取其中一点考，所以此题掌握铁碳相图求解就OK 了]

1、某单晶体受到一均匀切应力τ的作用，其滑移面上有一柏氏矢量b 的位错，如图所示（一般要先假定位错环的方向，按ABCD 顺时针或者逆时针。）

（1）分析该位错环中各段位错的类型。

（2）求出各段所受的力的大小及方向。

（3）请指出刃型位错半原子面的位置。

（4）在切应力τ的作用下，该位错环将如何运动其运动结果如何

（1）A 纯正刃型位错，C 纯正刃型位错，B 左螺型位错，D 右螺型位错，

其余为混合位错（这个别丢写）。

（2）A 处半原子面在滑移面的上方，C 处半原子面在滑移面的下方

30.021834.334.3-2.11%=34%

6.69-2.110.0218-0Fe C 25.43%=0.076%%-%=% 6.69-Fe C 025.43%-0.076%=25.354%071L P %-%=%:71%-34%.77-0.0218%=3.2%6.69-0.0218=37%Fe C ααγ⨯⎧⨯⎪⎨⎪⎩⨯共晶Ⅲ共析:⑤④③：37：：28.63 3.225.43：28.68.3728.363②：3 2.11-0.7737%=8.37%6.69-0.77Fe C ⎧⎪⎪⎧⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎨⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎩

⨯⎪Ⅱ：

（3）位错线上各点受力均匀为F=τb ，方向为各点的法线方向，且指向未

滑移区。

（4）在切应力τ的作用下，若位错环能够运动，则该位错环将扩大，当位

错环移除晶体时，上下两部分将会产生一个b 的宏观位移量。

若τ方向发生改变时，位错环将会缩小或者不变，当不变时，其半径大小为2c Gb r τ=，直径即为c Gb R τ

=（需要会证明）。 v l ⨯r r 法则： 当柏氏矢量为b 的位错线l r 沿v 方向运动时，以位错运动面为分界面，v l ⨯r r 所指的那

个晶体必为b 的运动方向。

拇指：指向晶体移动的方向为b ；

中指：位错线沿V 方向移动；

食指：位错线方向。

右手定则：

拇指：正刃型位错；

中指：柏氏矢量方向；

食指：位错线方向。

二、理论题

1、根据凝固理论，试述细化晶粒的基本途径。（当去掉凝固理论时，也要会分析）

2、为细化某纯铝件晶粒，将其冷变形5%后于650℃退火1h ，组织反而粗化，增大变形量为80%，再于650℃退火1h ，仍得到粗化的晶粒，试分析原因。指出上述工艺的不合理性，并制定一种合理的晶粒细化的工艺。

3、有人将工业纯铝在室温下进行大变形量轧制，使其成为薄件，所测得的室温强度表明试样呈冷加工状态；然后将试样加热到100℃，保温12d ，再冷却后测得强度明显降低，查的工业纯铝的T 再=150℃，所以他排除了发生再结晶的可能性。请解释上述情况，并说明如何证实你的设想。

[提示：1、观察试样金相组织。2、利用退火温度（T1，T2）与完成同样体积分数的再结晶所需时间（t1，t2）之间的关系，可以计算出发生再结晶的温度T2，将T2和100℃比较。]

4、用一冷拉钢丝吊装一大工件入炉一起加热到1000℃，加热完毕，当吊出工件时，钢丝断裂，试说明原因。

5、试述结晶相变的热力学条件、动力学条件、能量和结构条件。

6、为什么正温度梯度下凝固时，纯金属以平面方式生长；固溶体合金通常以树枝晶状方式生长

7、根据位错理论，简述细晶强化、加工硬化、固溶强化及弥散强化（提示：绕过、切过机制，需要画图表示）微观机制。

[细化晶粒：韧性好、塑性好的原因：晶粒越细，一定体积内晶粒数目越多，同样塑性变形情况下，变形分散在更多的晶粒中，变形较均匀，且每个晶粒塞积位错较少，因应力集中

引起的开裂少，表现出较高的塑性。（每个晶界处应力集中少，应力分布更均匀）]

8、[习题册5-44]

9、1）滑移和孪生的比较

a.相同点

宏观上，都是切应力作用下发生的剪切变形;

微观上，都是晶体塑性变形的基本形式，是晶体的一部分沿一定晶面和晶向相对另一部分的移动过程；

不改变晶体结构；从机制上看，都是位错运动结果。

b.不同点

滑移不改变位相；

滑移是全位错运动的结果，而孪生是不全位错运动的结果；

滑移变形不均匀；

滑移比较平缓，应力-应变曲线较光滑、连续；

两者发生的条件不同；

滑移产生的切变较大（取决于晶体的塑性）而孪生切变较小，取决于晶体结构。

2)在塑性变形过程中的作用：

滑移可能产生很大的变形量，而孪生只能产生有限的变形，但是通过孪生可以改变晶体的位向，从而可能使得原来无法开动的滑移系能够开动，从而改善晶体的塑性变形能力。

10、什么是固溶体分析影响置换固溶体固溶度因素。

原子尺寸因素、晶体结构因素、电负性因素、电子浓度因素等（每个都要说明一下）