常熟理工金属学题库

名词解释：
1、再结晶温度：经过严重冷变形的金属，在约1h的保温时间内能够完成再结晶的温度。

2、孪晶马氏体：其主要亚结构为孪晶的，高碳钢、W Ni=30%的不锈钢及一些有色金属和合金，淬火时形成孪晶马氏体组织。

3、淬火时效：低碳钢加热到接近A C1温度淬火，于室温放置或稍经加热后，其强度提高而韧性塑性下降的现象。

4、正火：正火是将钢加热到A C3以上30℃~50℃，保温以后在空气中冷却得到珠光体类组织的热处理工艺。

5、退火：退火是将钢加热至临界点A C1以上或以下温度，保温以后随炉缓慢冷却以获得近于平衡状态组织的热处理工艺。

6、回火马氏体：高碳钢在350℃以下回火时，马氏体分解后形成的低碳α相和弥散ε碳化物组成的双相组织称为回火马氏体。

7、本质晶粒度：是根据标准实验条件，在930±10℃，保温足够时间（3-8h）后，测定钢中奥氏体晶粒的大小。

8、回火：回火是将淬火后的零件加热到低于临界点A1的某一温度保温，使淬火组织转变为稳定的回火组织，然后冷却到室温的一种热处理工艺。

9、冷处理：为了尽可能减少残余奥氏体以提高钢的硬度和耐磨性，增加工件的尺寸稳定性，必须在冷至室温之后继续深冷到零度以下，使残余奥氏体继续转变为马氏体。

这种低于室温的冷却处理工艺，生产上叫做“冷处理”。

10、位错马氏体：其主要亚结构为位错，位错密度高达（0.3-0.9）*1012cm-2，位错马氏体是在低碳钢、中碳钢、马氏体时效钢、不锈钢等铁基合金中形成的一种典型的马氏体组织。

11、吕德斯带：当应力达到上屈服点，预先抛光的拉伸试样表面产生与外力成一定角度的塑性变形条纹，通常称为吕德斯带。

12、应变时效：构件用钢经冷塑性变形后，在室温放置较长时间或稍经加热后，其强度、硬度升高，塑性、韧性下降，这种现象称为应变时效。

13、冷加工和热加工：热加工是指在再结晶温度以上的加工过程；冷加工是指在再结晶温度以下的加工过程。

14、再结晶：冷变形后的金属加热到一定温度或保温足够温度后，在原来的变形组织中产生无畸变的新晶粒，位错密度显着降低，性能也发生显着变化，并恢复到冷变形前的水平，这个过程称为再结晶。

15、惯习现象：新相往往在母相某一特定界面上形成，母相的这个面称为惯习面，这个现象叫做惯习现象。

16、回复：回复是指冷塑性变形的金属在加热时，在光学显微组织发生改变前所产生的某些亚结构和性能的变化过程。

17、淬火：将钢加热至临界点A C3或A C1以上一定温度，保温以后大于临界冷却速度的速度冷却得到马氏体的热处理工艺叫做淬火。

18、过冷奥氏体：奥氏体冷却至临界温度以下，在热力学上处于不稳定状态，要发生分解转变。

这种在临界温度以下存在且不稳定的，将要发生转变的奥氏体，叫做过冷奥氏体。

解答题：
2、为何钢的水淬组织是残余奥氏体和马氏体的混合物？
冷却速度很快，不经过C曲线，不能实现珠光体和贝氏体的转变。

Ms点在室温以上，Mf点在室温以下，所以奥氏体转变为马氏体时，要发生体积膨胀，最后尚未转变的奥氏受到周围马氏体的附加压力，失去长大的条件而保留下来。

3、金属材料在回复、再结晶和晶粒长大这三个阶段的力学性能变化。

回复阶段：硬度，强度略有下降，塑性有所提高。

再结晶阶段：硬度与强度均显着下降，塑性大大提高。

晶粒长大阶段：硬度与强度继续下降，塑性继续提高，粗化严重时下降。

4、回火的目的：
（1）提高韧性，塑性，降低脆性。

（2）降低或消除内应力，避免零件变形甚至开裂。

（3）稳定组织，避免使用中零件性能和尺寸的变化。

（4）获得所需要的性能。

5、板条马氏体回复的过程？
板条马氏体的回复主要过程是α相中位错胞和胞内位错线逐渐消失，使晶体的位错密度减少，位错线变得平直。

回火温度从400℃-500℃以上时，剩余位错发生多边化，形成亚晶粒，α相明显回复，此时α相的形态仍然具有板条状特征。

随着回火温度的升高，亚晶粒逐渐长大，亚晶界移动的结果可以形成大角度晶界。

当回火温度超过600℃时，α相开始发生再结晶，由板条晶逐渐变成位错密度很低的等轴晶。

6、奥氏体形成成分起伏条件如何满足？
铁素体和渗碳体相界界面两侧两相的碳含量相差很大，因此在界面上碳浓度分布不均匀，可以满足成分起伏。

7、奥氏体形成能量起伏条件如何满足？
在铁素体和渗碳体相界面上原子排列不规则，位错等晶体学缺陷密度较大，处于能量较高状态，同时新晶核形成，可以使部分晶体学缺陷消失，使系统能量进一步下降。

8、片状马氏体的回复过程。

对于片状马氏体，当回火温度高于250℃时，马氏体片中的孪晶亚结构开始消失，出现位错网络。

回火温度升高到
400℃以上时，孪晶全部消失，α相发生再结晶过程，α相的针状形态消失，形成等轴的铁素体晶粒。

9、下贝氏体性能优异的原因。

下贝氏体中铁素体细小而均匀分布，位错密度很高，在铁素体内部又沉淀析出细小、多量而弥散的ε-碳化物。

因此下贝氏体不但强度高，而且韧性也很好，即具有良好的综合力学性能。

10、回火按回火温度可分为哪三种？各自温度范围是多
少？各自可得到什么力学性能？
论述题：
1、简述马氏体相变的特点。

（1）马氏体转变的无扩散性：相变过程不发生成分变化，参与转变的所有原子运动协同一致，相邻原子的相对位置不变。

而且，相对位量小于一个原子间距。

（2）马氏体转变的切变共格性：马氏体相变产生的均匀切变成为点阵切变，造成结构变化，试样表面出现浮凸现象，马氏体与母相之间的界面为共格界面，存在惯习面及不应变性。

马氏体在母相的一定晶面上形成，此晶面称为惯习面，惯习面是一个无畸变不转动的平面。

（3）马氏体转变具有特定的惯习面和位向关系：
K-S关系{110}M//{111}γ<111>M//<101>γ
西山（N）关系{110}M//{111}γ<110>M//<211>γ（4）马氏体转变是在一个温度范围内进行的：马氏体具有内部亚结构，除了点阵切变外，马氏体相变还要发生点阵不切变，依靠滑移过孪生完成，在马氏体内部形成位错或孪晶亚结构。

（5）马氏体转变的可塑性：将马氏体以足够快的速度加热，马氏体可以不分解而直接转变为高温相。

2、马氏体高强度，高硬度的原因？
马氏体高强度，高硬度的原因是多方面的，其中主要包括碳原子的固溶强化、相变强化、时效强化和晶界强化。

固溶强化：间隙原子碳处于α相晶格的扁八面体间隙中，造成晶格的正方畸变并形成一个应力场。

该应力场与位错发生强烈的交互作用，从而提高马氏体强度。

相变强化：马氏体转变时在晶体内造成密度很高的晶格缺陷，无论板条状马氏体中的高密度位错还是片状马氏体中的孪晶都阻碍位错运动，从而使马氏体强化。

时效强化：马氏体形成以后，碳及合金元素的原子向位错或其他晶体缺陷处扩散偏聚或析出，钉扎位错，使位错难以运动，从而造成马氏体强化。

晶界强化：马氏体板条或马氏体尺寸越小，马氏体强度越高，是由于马氏体相界阻碍位错运动，过冷奥氏体晶粒越细，马氏体强度越高。

5、第一类，第二类回火脆性
6、比较上，下贝氏体的异同点。