天津大学2008～2009学年第二学期期末考试试卷《合金固态相变》A卷 答案

天津大学2008～2009学年第二学期期末考试试卷《合金固态相变》A卷答案

一、名称解释(10分，每题2分)

1．回火马氏体

答：淬火钢在低温回火时得到的组织。

2．回火脆性

答：随回火温度升高，一般是钢的强度、硬度降低，塑性升高，但冲击韧性不一定总是随回火温度升高而升高，有些钢在某些温度回火时，韧性反而显著下降的现象。

3．组织遗传

答：合金钢构件在热处理时，常出现由于锻压、轧制、铸造、焊接等工艺而形成的原始有序粗晶组织。这些非平衡的粗晶有序组织（马氏体、贝氏体、魏氏组织等）在一定加热条件下所形成的奥氏体晶粒继承或恢复原始粗大晶粒的现象，称为组织遗传。

4．时效

答：过饱和的固溶体在室温放置或加热到一定温度下保持一段时间，使得溶质原子在固溶体点阵中的一定区域内析出、聚集、形成新相，引起合金的组织和性能的变化称为时效。

5．形状记忆效应

答：将某些金属材料进行变形后加热到某一特定温度以上时，能自动回复到原来的形状的效应。

二、填空：(20分，每空0.5分)

1. 马氏体转变时K-S关系是指｛110｝α’|| ｛111｝γ(晶面关系)，﹤111﹥α’|| ﹤110﹥γ(晶向关系)。

2. 奥氏体是碳溶于γ－Fe所形成的固溶体固溶体，碳原子位于γ－Fe八面体中心位置，钢中马氏体是碳溶于a－Fe所形成的过饱和固溶体固溶体，具有体心正方点阵点阵。

3. 固相界面根据其共格性有共格，半共格，非共格，其中非共格界面的弹性应变能最小。

4. M回火加热时，回火转变过程依次为M中碳原子的偏聚和聚集，M的分解，残余A分解，碳化物类型变化，a相回复与再结晶。

5. 由淬火时造成的三类内应力在回火时，随着回火温度的升高，三类应力消失或减小的顺序和原因为：第三类应力，原因是M分解，造成碳原子析出；第二类应力，原因是碳化物的析出；第一类应力，原因是a相再结晶。

6. 时效硬化机制有内应变强化，切过颗粒强化，绕过析出相（Orowan机制）。

7. A转变时，转变温度与临界点A1之差称为过热度，它随加热速度的增大而增大。

8. 奥氏体转变的四个阶段是A形核，A长大，渗碳体溶解，A均匀化。

9. 影响钢的Ms点的最主要因素是含碳量，Ms随含碳量升高而降低。

10.高碳钢为了改善其切削加工性能，淬火后进行高温回火，工业中也称为调质处理。

11.一般退火采取的冷却方式为炉冷，正火的冷却方式为空冷，正火后强度略高于退火后的强度。

12.分析物相组成的手段主要有三种，请举出其中的两种：中子衍射，X射线衍射。

三、选择题（20分，每题1分）

1．由铁碳相图可知，奥氏体转变时，CA-F_ (a )___CA-C, 碳原子向F一侧扩散，有利于A的长大。

(a) < (b) > (c) ≤(d) =

2．珠光体的片层间距随着过冷度的增加而___(a) _。

(a) 减小(b) 不变(c) 增大(d) 无规律

3．合金时效时随时间的延长硬度发生下降是发生了_ (b) __。

(a) 冷时效(b) 过时效(c) 温时效(d) 自然时效

4．亚共析钢的先共析铁素体是在__ (d)__以上向奥氏体转变的。

(a) AC1 (b) T0 (c) A1 (d) AC3

5．球化处理由片状向粒状转变，可_ (c)___，属自发过程。

(a)降低结合能(b)降低体积(c)降低表面能(d)降低碳浓度

6．淬火钢在（b）温度之间出现的回火脆性称为第二类回火脆性。

(a)250～400℃(b)450～600℃(c)100～300℃(d)350～650℃

7．发生P转变时，Fe3C形核于__(c) __或A晶内未溶Fe3C粒子。

(a)P晶界(b)珠光体团交界处(c)A晶界(d) Fe3C/P界面

8．共析成分的奥氏体发生珠光体转变时，会发生碳在_ (a)_和_ _中的扩散。

(a)F和A (b)F和P (c)P和A (d)F和Fe3C

9．在A1温度以下发生的P转变，奥氏体与铁素体界面上的碳浓度(b)__奥氏体与渗碳体界面上碳浓度，从而引起了奥氏体中的碳的扩散。

(a)低于(b)高于(c)等于(d)小于等于

10．随着贝氏体形成温度的降低，强度逐渐(b)，韧性。

(a) 降低，降低(b) 增加，增加(c) 降低，增加(d) 增加，降低

11．与上贝氏体相比，下贝氏体具有(b) 的强度和的韧性。

(a) 较低，较高(b) 较高，较高(c) 较低，较高(d) 较高，较低

12．珠光体转变的形核率I及长大速度V随过冷度的增加_(d)___。

(a)先减后增(b)不变化(c)增加(d)先增后减

13．亚共析钢在AC3下加热后的转变产物为__(c) _。

(a) F (b) A (c) F+A (d) P+F

14．珠光体等温转变动力学图有一鼻尖，鼻尖对应了形核率和转变速度的_(a)__。

(a)最大处(b)最小处(c)平均值处(d)次大处

15．选出过冷奥氏体向马氏体转变时的相变阻力__(b)(c)_ 。

(a)新相和母相的自由能差(b)两相间的表面能(c)弹性应变能(d)塑性应变能

16．亚(过)共析钢的TTT曲线左上方有一__ (d) _。

(a)等温线(b)共析线(c)A1 (d)先共析线

17．奥氏体化温度越高，保温时间越长，珠光体的形核率和长大速度__(a)__。

(a)越小(b)越大(c)不变(d)先增后减

18．在Ms点以上由变形产生的马氏体为(b) 。

(a)应力促发马氏体(b)形变诱发马氏体(c)淬火马氏体(d)热弹性马氏体

19．几乎所有的钢均存在第一类回火脆性。第一类回火脆性出现温度范围是(b) 。

(a) 450～600℃(b) 250～400℃(c) 200℃以下(d) Ms点以下

20．在成分相同的情况下，粒状珠光体的强度和硬度比片状的_(d)__，塑性___。

(a)较高，较好(b)较低，较低

(c)较高，较低(d)较低，较好

四、答题（20分，每题5分）

1.说明钢的淬火、回火的目的。

答：淬火主要的目的提高强韧性、弹性（如弹簧）、耐蚀性和耐热性及硬度和耐磨性（如刀具、量具、模具等）

回火的目的主要包括三方面：1）提高钢塑性、韧性，达到硬度强度、塑性韧性的配合；2）消除淬火后内应力，防止变形、开裂；3）改善钢的切削加工性

2.简述影响Ms点的因素有哪些？

答：1）奥氏体的化学成分；2）加热规程的影响；3）冷却速度的影响；4）弹性应力的影响；5）塑性变形的影响