奥氏体,铁素体晶粒度的解释1
奥氏体晶粒(austenite grain)
奥氏体晶粒(austenite grain)钢在奥氏体化时所得到的晶粒。
此时的晶粒尺寸称为奥氏体晶粒度。
分类奥氏体晶粒有起始晶粒、实际晶粒和本质晶粒3种不同的概念。
(1)起始晶粒。
指加热时奥氏体转变过程刚刚结束时的晶粒,此时的晶粒尺寸称为奥氏体起始晶粒度。
(2)实际晶粒。
指在热处理时某一具体加热条件下最终所得的奥氏体晶粒,其尺寸大小即为奥氏体实际晶粒度。
(3)本质晶粒。
指各种钢加热时奥氏体晶粒长大的倾向,晶粒容易长大的称本质粗晶粒,晶粒不易长大的称本质细晶粒。
通常在实际金属热处理条件下所得到的奥氏体晶粒大小,即为该条件下的实际晶粒度,而一系列实际晶粒度的测得即表示出该钢材的本质晶粒度。
据中国原冶金工业部标准YB27-77规定,测定奥氏体本质晶粒度是将钢加热到930℃,保温3~8h后进行。
因此温度略高于一般热处理加热温度,而相当于钢的渗碳温度,经此正常处理后,奥氏体晶粒不过分长大者,即称此钢为本质细晶粒钢。
显示方法绝大部分钢的奥氏体只是在高温下才是稳定的。
因此欲测定奥氏体晶粒就得设法将高温状态奥氏体轮廓的痕迹在室温下显示出来,常用的显示奥氏体晶粒的方法可归纳为渗入外来元素法、化学试剂腐蚀法和控制冷却速度法3种。
(1)渗入外来元素法。
如渗碳法和氧化法,是利用奥氏体晶界优先形成渗碳体和氧化亚铁等组成物,形成网络显示出奥氏体轮廓。
渗碳法一般适用于不高于0.3%C的渗碳钢和含不高于0.6%C而含碳化物元素较多的其他类型钢。
氧化法却适用于任何结构钢和工具钢。
(2)化学试剂腐蚀法。
钢材经不同温度的淬火一回火处理后,磨光并用饱和苦味酸水溶液和新洁尔灭几滴浸蚀能抑制马氏体组织,促使奥氏体晶界的显示。
或者直接用盐酸1~5mL、苦味酸(饱和的)和乙醇浸蚀,使马氏体直接显示出来,利用马氏体深浅不同和颜色的差异而显示出奥氏体的晶粒大小,此法适用于合金化程度高的能直接淬硬的钢。
(3)控制冷却速度法。
低碳钢、亚共析钢、共析钢、过共析钢可控制冷却速度使钢的奥氏体周围先共析析出网状铁素体、网状渗碳体,或使屈氏体沿晶界少量析出以显示出奥氏体晶粒。
热处理部分析题及答案
热处理部分析题及答案一、名词解释1.热处理:热处理是将钢在固态下加热到预定的温度,并在该温度下保持一段时间,然后以一定的速度冷却下来的一种热加工工艺。
2.奥氏体化:钢加热获得奥氏体的转变过程3.起始晶粒度:奥氏体形成刚结束,其晶粒边界刚刚相互接触时的晶粒大小。
4.本质晶粒度:根据标准试验方法(YB27—64),经930℃±10℃,保温3~8 小时后测得奥氏体晶粒大小。
5.实际晶粒度:钢在某一具体加热条件下所获得的奥氏体晶粒大小。
6.过冷奥氏体:在临界转变温度以下存在但不稳定,将要发生转变的奥氏体。
7.退火:将钢加热到相变温度Ac1以上或以下,保温以后缓慢冷却(一般随炉冷却)以获得接近平衡状态是将钢件或钢材加热到Ac3以上20℃~30℃,经完全奥氏体化后进行随炉缓慢冷却,以获得近于平衡组织的热处理工艺。
组织的一种热处理工艺。
8.完全退火:将钢件或钢材加热到Ac3以上20℃~30℃,经完全奥氏体化后进行随炉缓慢冷却,以获得近于平衡组织的热处理工艺。
9.不完全退火:将钢件或钢材加热到Ac3以上20℃~30℃,经完全奥氏体化后进行随炉缓慢冷却,以获得近于平衡组织的热处理工艺。
10.扩散退火:将工件加热到略低于固相线的温度(亚共析钢通常为1050℃~1150℃),长时间(一般10~20小时)保温,然后随炉缓慢冷却到室温的热处理工艺。
11.正火:将钢材或钢件加热到临界温度以上,保温后空冷的热处理工艺。
12.淬火:将亚共析钢加热到Ac3以上,共析钢与过共析钢加热到Ac1以上(低于Accm)的温度,保温后以大于临界冷却速度Vk的速度快速冷却,使奥氏体转变为马氏体的热处理工艺。
13.钢的淬透性:指奥氏体化后的钢在淬火时获得马氏体的能力,其大小用钢在一定条件下淬火获得的淬透层深度来表示。
14.回火:淬火后再将工件加热到Ac1温度以下某一温度,保温后再冷却到室温的一种热处理工艺。
15.化学热处理:是将钢件置于一定温度的活性介质中保温,使一种或几种元素渗入它的表面,改变其化学成分和组织,达到改进表面性能,满足技术要求的热处理过程。
名词解释
名词解释结晶:指从不规则排列的液体转变为原子规则排列的晶体的过程。
物质由液态转变为具有晶体结构固态的过程又称为一次结晶。
异分结晶:固溶体合金结晶时,存在溶质原子在液固相之间的重新分配,即所结晶出的固相成分与母相成分不同单位结晶。
金属化合物:合金组元相互作用形成的晶格类型和特性完全不同于任一组元的新相称之为金属化合物(Fe3C)。
共晶反应线:表示从C点到D点范围的合金,在该温度上都要发生不同程度上的共晶反应。
而且发生共晶反应的的液相成分均在E点一次渗碳体:从液相中直接析出,呈粗大长条状;二次渗碳体:从奥氏体中析出,沿晶粒状~网络状分布;三次渗碳体:从铁素体中析出,沿铁素体晶界呈小片状;共晶渗碳体:发生共晶转变时形成的,为连续集体或呈鱼骨状分布共析渗碳体:发生共析转变时形成的,呈层片状。
滑移:在外力作用下,晶体相邻二部分沿一定晶面、一定晶向彼此产生相对的平行滑动。
这个晶面就是滑移面,晶体在滑移面上的滑移方向称为滑移方向。
多滑移:在两个及以上的滑移系上同时进行的滑移(几个滑移系上的分切应力相等,并同时达到临界切应力时就会发生多滑移)塑性变形: 材料断裂前发生永久不可逆变形的能力称为塑性变形。
应力撤消后, 变形仅部分消失,存在残余、永久性的变形。
细晶强化:用细化晶粒增加晶界提高金属强度的方法叫细晶强化。
回复:冷变形后的金属在加热温度不高时,其光学显微组织未发生明显改变时所产生的某些亚结构和性能的变化过程。
再结晶:冷变形金属在低于Ac1的较高温度下,通过新晶核的形成与长大,由畸变晶粒变为相同晶格类型的无畸变等轴晶粒的过程。
(1) 初始晶粒度奥氏体转变刚结束时的晶粒大小。
(2)实际晶粒度具体加热条件下获得的奥氏体晶粒大小。
①与具体热处理工艺有关:热处理温度↑,时间↑,晶粒越大。
②与晶粒是否容易长大有关(3)本质晶粒度指钢在特定的加热条件下,奥氏体晶粒长大的倾向性,分为本质粗晶粒度和本质细晶粒度。
淬火:将钢加热到AC1或AC3以上温度并保温,然后以大于临界冷却速度Vc冷却,以获得马氏体或下贝氏体组织的热处理工艺。
机械工程材料 名词解释&简答
金属结晶的必要条件是过冷,即实际结晶温度必须低于理论结晶温度。金属结晶过程是由形核、长大两个基本过程组成的,并且这两个过程是同时并进的。
3.指出在铸造生产中细化金属铸件晶粒的途径。
用加大冷却速度,变质处理和振动搅拌等方法,获得细晶小晶粒的铸件。
三、铁碳相图
19.从化学成分、晶体结构、形成条件及组织形态上分析共析渗碳体与共晶渗碳
体的异同点。
共晶渗碳体与共析渗碳体的化学成分、晶体结构是相同的。共晶渗碳体是由共晶成分的液体经共晶转变形成的,为莱氏体的基体。共析渗碳体是由共析成分的奥氏体经共析转变形成的,以片状分布在铁索体基体上。
20. 从化学成分、晶体结构、形成条件及组织形态上分析一次渗碳体与二渗碳体的异同点。
-次渗碳体与二次渗碳体的化学成分、晶体结构是相同的。一次渗碳体是从液体合金中结晶出来的,呈宽条状。二次渗碳体是由奥氏体中析出的,在钢中呈断续网状或网状在白日铁电与共晶渗碳体连为一体
四、热处理
21.简述共析钢的奥氏体化过程。
6.形成间隙固溶体的组元通常应具有哪些条件?举例说明。
形成间隙固溶体的两组元原子直径差要大,即d质/d剂<0. 59,所以间隙固溶体的溶质元素为原子直径小的碳、氮、硼;溶剂元素为过渡族金属元素。如铁碳两元素可形成间隙囤溶体。
7.置换固溶体的溶解度与哪些因素有关?
置换固溶体的溶解度与组元的晶体结构、原子直径差和负电性等因素有关。 .
名词解释
一、性能
1.刚度:材料抵抗弹性变形的能力。
2.抗拉强度:材料抵抗最大均匀塑性变形的能力。
3.屈服强度:材料抵抗微量塑性变形的能力;或材料在屈服(开始产生明显塑性变形)时昀应力。
材料科学基础名词解释中英
《材料科学基础》名词解释AOrowan mechanism (奥罗万机制)位错绕过第二相粒子,形成包围第二相粒子的位错环的机制。
Austenite(奥氏体)碳在γ-Fe中形成的间隙固溶体称为奥氏体。
B布拉菲点阵除考虑晶胞外形外,还考虑阵点位置所构成的点阵。
Half-coherent interface(半共格相界)两相邻晶体在相界面处的晶面间距相差较大,则在相界面上不可能做到完全一一对应,于是在界面上将产生一些位错,以降低界面弹性应变能。
这时两相原子部分保持匹配,这样的界面称为半共格界面。
Sheet texture(板织构)轧板时形成的组织的择优取向。
Peritectic reaction(包晶反应)固相和液相生成另一成分的固溶体的反应Peritectic segregation(包晶偏析)新生成的固相的芯部保留残余的原有固相,新相本身成分也不均匀。
Peritectic phase diagram(包晶相图)具有包晶反应的相图Peritectoid reaction(包析反应)由两个固相反应得到一个固相的过程为包析反应。
Cellular structure(胞状结构)成分过冷区很小时,固相突出部分局限在很小区域内,不生成侧向枝晶。
Intrinstic diffusion coefficient(本征扩散系数)依赖热缺陷进行的扩散的扩散系数。
Transformed ledeburite(变态莱氏体)渗碳体和奥氏体组成的莱氏体冷却至727℃时奥氏体发生共析反应转变为珠光体,此时称变态莱氏体。
Deformation twins(变形孪晶)晶体通过孪生方式发生塑性变形时产生的孪晶(BCC,HCP)Chill zone(表层细晶区)和低温铸模模壁接触,强烈过冷形成的细小的方向杂乱的等轴晶粒细晶区。
Burger’s vector(柏氏矢量)表征位错引起的晶格点阵畸变大小和方向的物理量。
Asymmetric tilt boundary(不对称倾斜晶界)晶界两侧晶粒不对称的小角度晶界,界面含两套垂直的刃型位错。
工程材料名词解释
工程材料名词解释一、性能㈠使用性能1、力学性能⑴刚度:材料抵抗弹性变形的能力。
指标为弹性模量:⑵强度:材料抵抗变形和破坏的能力。
指标:抗拉强度σ b—材料断裂前承受的最大应力。
屈服强度σ s—材料产生微量塑性变形时的应力。
条件屈服强度σ 0.2—残余塑变为0.2%时的应力。
疲劳强度σ -1—无数次交变应力作用下不发生破坏的最大应力。
⑶塑性:材料断裂前承受最大塑性变形的能力。
指标为⑷硬度:材料抵抗局部塑性变形的能力。
指标为HB、HRC。
⑸冲击韧性:材料抵抗冲击破坏的能力。
指标为αk.材料的使用温度应在冷脆转变温度以上。
⑹断裂韧性:材料抵抗内部裂纹扩展的能力。
指标为K1C。
2、化学性能⑴耐蚀性:材料在介质中抵抗腐蚀的能力。
⑵抗氧化性:材料在高温下抵抗氧化作用的能力。
3、耐磨性:材料抵抗磨损的能力。
㈡工艺性能1、铸造性能:液态金属的流动性、填充性、收缩率、偏析倾向。
2、锻造性能:成型性与变形抗力。
3、切削性能:对刀具的磨损、断屑能力及导热性。
4、焊接性能:产生焊接缺陷的倾向。
5、热处理性能:淬透性、耐回火性、二次硬化、回火脆性。
二、晶体结构㈠纯金属的晶体结构1、理想金属⑴晶体:原子呈规则排列的固体。
晶格:表示原子排列规律的空间格架。
晶胞:晶格中代表原子排列规律的最小几何单元.⑵三种常见纯金属的晶体结构⑶立方晶系的晶面指数和晶向指数①晶面指数:晶面三坐标截距值倒数取整加()②晶向指数:晶向上任一点坐标值取整加[ ]立方晶系常见的晶面和晶向⑷晶面族与晶向族指数不同但原子排列完全相同的晶面或晶向。
⑸密排面和密排方向——同滑移面与滑移方向在立方晶系中,指数相同的晶面与晶向相互垂直。
2、实际金属⑴多晶体结构:由多晶粒组成的晶体结构。
晶粒:组成金属的方位不同、外形不规则的小晶体.晶界:晶粒之间的交界面。
⑵晶体缺陷—晶格不完整的部位①点缺陷空位:晶格中的空结点。
间隙原子:挤进晶格间隙中的原子。
置换原子:取代原来原子位置的外来原子。
工程材料名词解释
1.刚性:抵抗弹性变形的能力指标。
2.同素异构转变:金属在固态下发生晶格形式的转变称为同素异构转变.3.模锻: 是使金属坯料在冲击力或压力作用下,在锻模模膛内变形,从而获得锻件的工艺方法。
4.缩孔和缩松: 铸件凝固结束后常常在某些部位出现孔洞,大而集中的孔洞称为缩孔,细小而分散的孔洞称为缩松。
5、分型面: 两半铸型相互接触的表面6.硬度:材料软硬程度。
7.加工硬化:大量位错互相缠结,在晶界处塞积,使位错运动困难,阻碍塑性变形。
再要继续变形,就要更大的外力作用,这种现象称加工硬化(形变强化)。
8 .固溶体:以合金的某一组元为溶剂,在其晶体点阵中溶入其它组元原子(溶质)所组成的异类原子混合的结晶相,结构保持溶剂元素的点阵类型,其实质是固态溶液。
9.枝晶偏析:实际在生产条件下,由于结晶过程很快,原子扩散不可能充分进行,达不到平衡状态,也就是说原子扩散尚未进行就又继续冷却下来,偏离平衡的结晶条件,造成各相内成分不均匀,这种偏离平衡条件的结晶,称为不平衡结晶。
10.钎焊是利用熔点比焊件低的钎料作为填充金属,加热时钎料熔化而将焊件连结起来的焊接方法。
11.第二相强化或弥散强化化合物即第二相,化合物呈细小颗粒弥散分布在基体相中,会使合金产生显著的强化作用,称第二相强化或弥散强化。
12.残余应力:金属材料经塑性变形后残留在内部的应力称为残余应力。
13、固溶体异类元素(溶质)的原子溶解在固体金属(溶剂)中所形成的新相叫做固溶体。
14、起始晶粒度:A形成刚结束,其晶粒边界刚刚相互接触时的晶粒大小。
与A长大倾向性有关,还与化学成分有关。
15、细晶强化通过增加过冷度和变质处理细化晶粒,使强度、硬度和塑性、韧性得到提高。
16、分模面铸模上模与下模的分界面17,疲劳强度:金属材料在重复或交变应力作用下,于规定的应力循环次数N内不发生断裂时的最大应力,称为疲劳强度。
18、胎模锻是在自由锻设备上使用胎模生产模锻件的工艺方法。
19、塑性变形:外力去处后,不能恢复的变形,即残余变形称塑性变形.20、疲劳强度:材料抵抗无限次应力(107)循环也不疲劳断裂的强度指标,交变负荷σ-1<σs为设计标准。
铁素体晶粒度与奥氏体晶粒度的关系
铁素体晶粒度与奥氏体晶粒度的关系在金属学和材料科学领域,铁素体和奥氏体是两种常见的金属微观组织结构。
它们的晶粒度是材料性能和工艺特性的重要指标。
了解铁素体晶粒度与奥氏体晶粒度的关系,对于材料的设计、加工和性能优化至关重要。
1. 铁素体的晶粒度铁素体是一种由α铁和碳组成的金属相,具有良好的塑性和韧性。
铁素体的晶粒度是指在其内部的晶粒尺寸和分布情况。
晶粒度的大小直接影响着材料的机械性能和变形能力。
通常情况下,晶粒度越细小,材料的强度和硬度就越高,而韧性会相应降低。
2. 奥氏体的晶粒度奥氏体是由γ铁和碳组成的金属相,具有良好的磁性和耐热性。
奥氏体的晶粒度同样是影响材料性能的重要参数。
与铁素体不同的是,奥氏体的晶粒度与材料的磁性和热稳定性密切相关。
细小的奥氏体晶粒可以提高材料的磁导率和热稳定性,但对于一些特定的应用,如磁性材料,需要粗大的奥氏体晶粒来实现特定的性能要求。
3. 铁素体晶粒度与奥氏体晶粒度的关系铁素体和奥氏体是钢铁等金属材料中常见的组织结构,它们的晶粒度不仅影响着单相区的材料性能,还对双相区的组织性能和相变行为有着重要的影响。
在一定条件下,铁素体和奥氏体的晶粒度可以相互影响,同时也受到相变和热处理等因素的影响。
通过调整热处理工艺,可以实现铁素体与奥氏体的晶粒细化或粗化,从而达到调控材料性能的目的。
4. 个人观点和理解从实际材料制备和性能优化的角度看,铁素体晶粒度与奥氏体晶粒度的关系是一个复杂而又深入的研究领域。
在工程应用中,需要考虑到金属材料的多相组织与性能之间的协同作用,以实现理想的性能要求。
在材料设计和加工过程中,必须综合考虑铁素体和奥氏体的晶粒度特征,以期望实现材料性能的最佳平衡。
总结铁素体晶粒度与奥氏体晶粒度的关系是金属学和材料科学中一个重要而又复杂的课题。
通过对其深入研究,可以为材料性能的优化和工艺技术的提升提供重要的理论指导和实践支持。
在当前材料制备和加工领域,这一关系的研究对于提高材料的工程应用性能,推动材料科学技术的创新发展具有重要的意义。
机械工程材料名词解释
单晶体:如果一块晶体内部晶格的方位完全一致,则称这块晶体为单晶体。
多晶体:这种实际由多个晶粒组成的晶体结构成为多晶体各向异性:由于晶体中不同晶面和晶向上的原子密度不同,原子间的结合力也就不同,在不同的晶面和晶向上表现出不同的性能。
过冷度;金属的实际结晶温度与理论结晶温度之差称为自发形核:当过冷度较大时,经过一段时间孕育以后一些尺寸较大的晶胚开始变得稳定,而成为晶体生长的核心,这就是均匀形核非自发形核:晶体依附在杂质表面形成,这就是变质处理;变质处理就是向金属液体中加入一些细小的形核剂(又称为孕育剂或变质剂),使它在金属液中形成大量分散的人工制造的非自发晶核,从而获得细小的铸造晶粒,达到提高材料性能的目的。
过冷现象:实际结晶温度低于理论结晶温度的现象第二章滑移:晶体的一部分相对于另一部分沿一定的晶面(滑移面)按着一定的方向(滑移方向)发生相对滑动。
滑移系:一个滑移面和面上的一个滑移方向构成一个滑移系。
孪生:孪生是在切应力作用下形成孪晶的过程。
是塑性变形的另一种方式。
软位向:凡滑移面和滑移方向位于或接近于与外力成45度方位的晶粒必将首先发生滑移变形,通常称这些位向的晶粒处于软位向硬位向:滑移面和滑移方向处于或接近于与外力相平行或垂直的晶粒则处于硬位向‘回复:在加热温度较低时,由于点缺陷和位错的迁移引起的某些晶内变化称为回复。
再结晶:把变形金属加热至较高温度,进一步提升原子的活动能力,晶粒的外形便开始发生变化,从破碎拉长的晶粒变成新的等轴晶粒这一过程织构:由于晶体中滑移系的数量有限,当金属的塑性变形量很大时70%,各晶粒的位向将大体趋近与一致,形成特殊的“择尤取向”这种有序化的结构称为加工硬化:随着变形量的增大,金属的强度和硬度显著提高而塑性和韧性明显下降的现象。
固溶强化:这种通过形成固溶体是金属的强度和硬度提高的现象叫做热加工:凡在其再结晶温度以上的加工变形即为热加工冷加工相反即是‘第三章合金:通过熔炼、烧结或其他方法将一种金属元素同一种或几种其他元素结合在一起形成具有金属特性的新物质成为合金。
第七章金属热处理原理复习题(已做完)
第七章⾦属热处理原理复习题(已做完)第七章《⾦属热处理原理》部分复习题⼀、名词解释:1.实际晶粒度:某⼀具体热处理或热加⼯条件下的奥⽒体的晶粒度叫实际晶粒度2.马⽒体、贝⽒体(上贝⽒体和下贝⽒体):过冷奥⽒体的等温转变中温转变时渗碳体分布在碳过饱和的铁素体基体上的两相混合物称为贝⽒体,上贝⽒体(B上):550℃~350℃,呈⽻⽑状,⼩⽚状的渗碳体分布在成排的铁素体⽚之间,下贝⽒体(B 下):350℃~Ms:在光学显微镜下为⿊⾊针状,在电⼦显微镜下可看到在铁素体针内沿⼀定⽅向分布着细⼩的碳化物(Fe2.4C)颗粒。
贝⽒体:过冷奥⽒体的连续冷却转变时碳在α-Fe 中的过饱和间隙固溶体。
⼆、填空题:1.钢加热时奥⽒体形成是由奥⽒体形核;晶核的长⼤;未溶碳化物(Fe3C)溶解;奥⽒体成分均匀化等四个基本过程所组成。
2.在过冷奥⽒体等温转变产物中,珠光体与屈⽒体的主要相同点是都是它们都是珠光体类型的组织,不同点是层间距不同,且珠光体层间距较⼤,屈似体层间距最⼩。
3.⽤光学显微镜观察,上贝⽒体的组织特征呈⽻⽑状状,⽽下贝⽒体则呈⿊⾊针状。
4.与共析钢相⽐,⾮共析钢C曲线的特征是多⼀条过冷A→F或(Fe3CⅡ)的转变开始线,亚共析钢左上部多⼀条过冷A转变为铁素体(F)的转变开始线,过共析钢多⼀条过冷A中析出⼆次渗碳体(Fe3CII) 开始线。
5.马⽒体的显微组织形态主要有板条状、针状两种。
其中板条状马⽒体的韧性较好。
6.⾼碳淬⽕马⽒体和回⽕马⽒体在形成条件上的区别是前者是在淬⽕中形成,后者在低温回⽕时形成,在⾦相显微镜下观察⼆者的区别是前者为⽵叶形,后者为⿊⾊针装。
7.⽬前较普遍采⽤的测定钢的淬透性的⽅法是“末端淬⽕法”即端淬试验。
三、判断题:1.所谓本质细晶粒钢就是⼀种在任何加热条件下晶粒均不发⽣粗化的钢。
(×)2.当把亚共析钢加热到A c1和A c3之间的温度时,将获得由铁素体和奥⽒体构成的两相组织,在平衡条件下,其中奥⽒体的碳含量总是⼤于钢的碳含量。
各种化学元素对钢材性能的影响
各元素对钢材性能的影响名词解释:铁素体(Ferrite):碳在α-Fe中形成的间隙固溶体称为铁素。
常用符号F(或α)表示。
铁素体具有体心立方结构,由于它的间隙很小,因而溶碳能力较差。
在727℃时最大溶碳量为0.0218%,随着温度下降,其溶碳量逐步减少,在室温时仅溶碳0.0008%。
铁素体的强度低,其δσb为180-280MN/m2,HB约80,但塑性好,其δ为50%。
奥氏体(Austenitic):碳在γ-Fe中形成的间隙固溶体称为奥氏体。
常用符号A(或γ)表示。
奥氏体具有面心立方晶格结构,由于它的有效晶格间隙较大,因此其溶碳能力较大,在1148℃时的最大溶碳量2.11%,随着温度的下降,其溶碳量逐步减少,在727℃是溶碳量为0.77%。
奥氏体的机械性能于其溶碳量及晶粒的大小有关。
一般来说奥氏体的硬度为170-220HBS,延伸率δ为40-50%,奥氏体存在于727℃以上的固态温度范围内。
奥氏体易于塑性成形。
渗碳体(Cementite):C与Fe的化合物(Fe3C)称为渗碳体,其含碳量6.69%,渗碳体的熔点为1227℃,其硬度很高,约800HB,塑性和冲击韧性几乎为零,脆性极大,因此它不能作为碳钢的基体相,却是碳钢中的主要强化相。
渗碳体是一种亚稳相,在一定条件下会发生分解,形成石墨自由碳。
马氏体(Martensite):采用快速冷却的方法,由于过冷度大,铁和碳原子都不能进行扩散,奥氏体只能由非扩散的晶格切变,有γ-Fe的面心立方晶格改组为α-Fe的体心立方晶格。
这种奥氏体直接转变一种含碳过饱和α固溶体,称之为马氏体。
各元素对钢性能的影响:锰(Mn)锰是炼钢时用锰铁脱氧而残留于钢中的,锰能清除钢中的FeO,改善钢的品质,降低钢的脆性;锰与硫化合生成MnS,消除硫的有害作用,改善钢的热加工性能。
在碳钢中锰的含量一般控制在0.25-0.80%之间,锰能溶于铁素体中,形成含锰的铁素体,起着强化铁素体的作用;锰还能溶于Fe3C中形成合金渗碳体,从而提高碳钢的强度,锰是有益的杂质元素,少量的锰对钢的性能影响不显著。
奥氏体晶粒度测定
实验钢的奥氏体晶粒度的测定在钢铁等多晶体金属中,晶粒的大小用晶粒度来衡量,其数值可由下式求出:式中:n —显微镜放大100倍时,6.45cm 2⑴n 2)面积内晶粒的个数。
N —晶粒度奥氏体晶粒的大小称奥氏体晶粒度。
钢中奥氏体晶粒度,一般分为1〜8等8个等级。
其中1级晶粒度晶粒最粗大,8级最细小(参看 YB27 —64)。
奥氏体晶粒的大小对以后冷却过程中所发生的转变以及转变所得的组织与性能都有极 大的影响。
因此,研究奥氏体晶粒度的测定及其变化规律在科学研究及工业生产中都有着重 要的意义。
一、奥氏体晶粒度的一般概念奥氏体晶粒按其形成条件不同,通常可分为起始晶粒、实际晶粒与本质晶粒三种,它们的大小分别以起始晶粒度,实际晶粒度与本质晶粒度等表示。
1、起始晶粒度在临界温度以上,奥氏体形成刚刚结束时的晶粒尺寸, 称起始晶粒度。
起始晶粒度决定于奥氏体转变的形核率(n )及线生长速度(c )。
每一平方毫米面积内奥氏体晶粒的数目N与n 及c 的关系为N =1.01 -[2. 丿由上式可知,若n 大而c 小,则起始晶粒就细小。
若 n 小而c 大则起始晶粒就粗大。
在一般情况下n 及c 的数值决定于原始组织的形态和弥散程度以及加热时的加热速度等 因素。
由于在珠光体中存在着大量奥氏体形核部位,n 极大。
故奥氏体的起始晶粒总是比较细小的。
如果加热速度快,则转变被推向高温,奥氏体起始晶粒将更加细化。
这是因为,随着 加热速度的增大和转变温度的升高,虽然形核n 和c 都增大,但n 比c 增加的幅度更大。
表1 — 6示出钢在加热时,奥氏体的 n 与c 数值与加热温度的关系,由表 1 —6中的数据可知。
相变温度从740 C 提高到800C 时n 增大280倍而c 仅增加40倍。
表— 奥氏体形核()和线生长速度()与温度的关系应当指出,奥氏体起始晶粒随加热速度的增大而细化的现象,只是在加热速度不太大时比 较明显。
当加热速度很大时起始晶粒不再随之细化(见表1— 7)表— 力口热速度对起始奥氏体晶粒大小的影响这可能是由于在快速加热时,转变被推向高温(大于800 C ),奥氏体的核不仅可以在铁素体与渗碳体的交界面上形成,而且可以在铁素体晶粒内嵌镶块的边界上形成。
机械工程材料名词解释
强度:材料在外力作用下抵抗变形和断裂的能力抗拉强度:材料发生均匀变形和断裂所能承受的最大应力值屈服强度:材料发生明显塑性变形的最小应力值塑性:材料发生塑性变形不断裂的能力硬度:反应材料软硬程度的一种性能指标它表达材料表面局部区域内抵抗变形或破裂的能力滑移:滑移指在切应力作用下,晶体的一部分沿一定晶面和晶向,相对于另一部分发生相对移动。
孪生:孪生系指在切应力作用下,晶体的一部分沿一定晶面和晶向,相对于另一部分所发生的切变。
金属:具有不透明、金属光泽良好的导热和导电性并且其导电能力随温度的增高而减小,富有延性和展性等特性的物质.金属内部原子具有规律性排列的固体(即晶体)。
合金:由两种或两种以上金属或金属与非金属组成,具有金属特性的物质.化合物:合金组元间发生化合作用,生成一种具有金属性能的新的晶体固态结构.机械混合物:由两种晶体结构而组成的合金组成物,虽然是两面种晶体,却是一种组成成分,具有独立的机械性能。
固溶体:是一个(或几个)组元的原子(化合物)溶入另一个组元的晶格中,而仍保持另一组元的晶格类型的固态金属晶体,固溶体分间隙固溶体和置换固溶体两种.组织:指用肉眼可直接观察的,或用放大镜、显微镜能观察分辨的材料内部微观形貌图像。
相:指金属或合金中化学成分相同、结构相同,或原子聚集状态相同,并与其他部分之间有明确界面的独立均匀组成部分。
相变:相的分解,合成,转变的过程。
匀晶反应:匀晶反应(转变)指结晶时从单一液相结晶出单相固溶体的过程.共晶反应:共晶反应系指在一定温度下,由一定成分的液相同时结晶出成分各自一定的两个新固相的转变过程。
共析反应:共析反应则指在一定温度下,由一个成分一定的固相同时析出两个成分各自一定的新固相的转变过程。
铁素体:碳在α-Fe(体心立方结构的铁)中的间隙固溶体。
奥氏体:碳在γ-Fe(面心立方结构的铁)中的间隙固溶体.奥氏体的起始晶粒度:奥氏体的起始晶粒度系指奥氏体化过程中,奥氏体转变刚完成时奥氏体晶粒的大小,是一理论值。
材料科学基础名词解释
解释下列名词1、奥氏体本质晶粒度是根据标准实验条件,在930±10℃,保温足够时间(3~8小时)后,测定的钢中奥氏体晶粒的大小。
2、奥氏体实际晶粒度指在某一热处理加热条件下,所得到的晶粒尺寸。
3、珠光体晶粒在片状珠光体中,片层排列方向大致相同的区域称为珠光体团4、二次珠光体转变由于贝氏体转变的不完全性,当转变温度较高时,未转变的奥氏体在随后的保温过程中有可能会发生珠光体转变,此时的珠光体转变称为二次珠光体转变。
5、马氏体转变是一种固态相变,是通过母相宏观切变,原子整体有规律迁移完成的无扩散相变。
6、形变马氏体由形变诱发马氏体转变生成的马氏体称为形变马氏体。
7、马氏体异常正方度“新形成的马氏体”,正方度与碳含量的关系并不符合公式给出的关系,这种现象称为马氏体的异常正方度。
8、马氏体相变塑性相变塑性:金属及合金在相变过程中塑性增长,往往在低于母相屈服极限的条件下即发生了塑性变形,这种现象称为相变塑性。
钢在马氏体转变时也会产生相变塑性现象,称为马氏体的相变塑性。
9、相变冷作硬化马氏体形成时的体积效应会引起周围奥氏体产生塑性变形,同时马氏体相变的切变特性,也将在晶体内产生大量微观缺陷,如位错、孪晶、层错等。
这些缺陷在马氏体逆转变过程中会被继承,结果导致强度明显升高,而塑性韧性下降,这种现象被称为相变冷作硬化。
10、位向关系在固态相变母相与新相之间所保持的晶体学空间取向关系称为位向关系。
11、K-S关系在固态相变母相与新相之间所保持的晶体学位向关系,例如:奥氏体向马氏体转变时新旧两相之间就维持这种位向关系(111)γ∥(110)α,〈110〉γ∥〈111〉α12、组织遗传;指非平衡组织重新加热淬火后,其奥氏体晶粒大小仍然保持原奥氏体晶粒大小和形状的现象。
13、相遗传;母相将其晶体学缺陷遗传给新相的现象称为相遗传。
14、反稳定化在热稳定化上限温度M C以下,热稳定程度随温度的升高而增加;但有些钢,当温度达到某一温度后稳定化程度反而下降的现象。
机械工程材料试卷
一、名词解释固溶强化、过冷度、变质处理、细晶强化、铁素体、奥氏体固溶强化:指随溶质含量增加,固溶体的强度、硬度增加,塑性、韧性下降的现象;过冷度:理论结晶温度(T)与实际温度(t)的差值,即过冷度=T-t;变质处理:在液态金属结晶前,特意假如某些难容固态颗粒,造成大量可以成为非自发晶核的固态质点,使结晶时的晶核数目大大增加,从而提高了形核率,细化晶粒,这种处理方法称为变质处理;细晶强化:金属强度、硬度越高,同时塑性、韧性越好,称为细晶强化;铁素体:碳在中的固溶体称为铁素体,用符号F或表示;奥氏体:碳在中的固溶体称为奥氏体,用符号A或表示;二、填空题1.材料常用的塑性指标有_伸长率_和_断面收缩率__两种,其中__断面收缩率__表示塑性更接近材料的真实变形。
2.检验淬火钢成品件的硬度一般用_洛氏__硬度,检测渗氮件和渗金属件的硬度采用_维氏__硬度。
3.体心立方晶格和面心立方晶格晶胞内的原子数分别为__2___和___4_____,其致密度分别为___0.68_____和__0.74______。
4.实际金属中存在有__点缺陷__、__线缺陷___和__面缺陷___ 3类缺陷。
位错是___线___缺陷,晶界是__面___缺陷。
金属的晶粒度越小,晶界总面积就越_大__,金属的强度也越__高__。
1.结晶过程是依靠两个密切联系的基本过程来实现的。
这两个过程是__晶核形成___和_晶核长大__。
5.金属结晶过程中,细化结晶晶粒的主要方法有_控制过冷度__、_变质处理__和_振动、搅拌__。
6.物质在固态下的晶体结构随温度发生变化的现象称为_同素异构体转变__。
铁的同素异构体转变为。
7.金属在结晶过程中,冷却速度越大,则过冷度越_大__,晶粒越_小_,强度和硬度越_高___,塑性越__好__。
8.珠光体的本质是__转变产物为铁素体和渗碳体的机械混合物_ _。
9.纯铁在912℃发生α-Fe→γ-Fe转变,其体积将_变小__。