课后习题(简答题)

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：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

② C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.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℃

930 保温足够时间（3-8小时）后测得奥氏体晶粒大小。

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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

体的球状化而获得的；决定片层间距的主要因素是过冷度ΔT

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}γ，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