相变原理作业和答案

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固态相变原理习题集答案

固态相变原理习题集答案

14.说明恩金贝氏体的相变假说?
恩金认为贝氏体相变应属于马氏体相变性质,由于随后回火析出碳化物而形成贝氏体,提出了贫富碳理论假说。 该假说认为,在贝氏体相变发生之前奥氏体中已经发生了碳的扩散重新分配,形成了贫碳区和富碳区。在贫碳区发生 马氏体相变而形成低碳马氏体,然后马氏体迅速回火形成过饱和铁素体和渗碳体的机械混合物,即贝氏体。在富碳区 中首先析出渗碳体,使其碳浓度下降成为贫碳区,然后从新的贫碳区通过马氏体相变形成马氏体,尔后又通过回火成 为铁素体加渗碳体的两相机械混合物(贝氏体)。而在相变过程中铁及合金元素的原子是不发生扩散的。 恩金假说解释贝氏体的形成、BS 点的意义和贝氏体中铁素体的碳浓度随等温温度变化等现象,但没有解释贝氏体 的形态变化和组织结构等。
2.说明金属固态相变的主要特点?
⑴相界面:根据界面上新旧两相原子在晶体学上匹配程度的不同,可分为共格界面、半共格界面和非共格界面。 ⑵位向关系与惯习面:在许多情况下,金属固态相变时新相与母相之间往往存在一定的位向关系,而且新相往往在母 相一定的晶面上开始形成,这个晶面称为惯习面通常以母相的晶面指数来表示。 ⑶弹性应变能:金属固态相变时,因新相和母相的比容不同可能发生体积变化。但由于受到周围母相的约束,新相不 能自由膨胀,因此新相与其周围母相之间必将产生弹性应变和应力,使系统额为地增加了一项弹性应变能。 ⑷过渡相的形成:当稳定的新相与母相的晶体结构差异较大时,母相往往不直接转变为自由能最低的稳定新相,而是 先形成晶体结构或成分与母相比较接近,自由能比母相稍低些的亚稳定的过渡相。 ⑸晶体缺陷的影响:固态晶体中存在着晶界、亚晶界、空位及位错等各种晶体缺陷,在其周围点阵发生畸变,储存有 畸变能。一般地说,金属固态相变时新相晶核总是优先在晶体缺陷处形成。 ⑹原子的扩散:在很多情况下,由于新相和母相的成分不同,金属固态相变必须通过某些组织的扩散才能进行,这时 扩散便成为相变的控制因素。

相变原理22-23

相变原理22-23

22.影响珠光体片间距的因素有哪些?
答:随着珠光体转变温度下降,片状珠光体的片层间距S0将减小。

珠光体的片层间距大小主要取决于珠光体的形成温度。

在连续冷却条件下,冷却速度愈大,珠光体的形成温度愈低,即过冷度愈大,则片层间距就愈小。

23.试述影响珠光体转变动力学的因素
答:凡是影响珠光体形核率和长大速度的因素,都影响珠光体转变动力学
1.化学成分的影响
(1)碳含量的影响
对于亚共析铡,随着奥氏体中碳含量的增高,析出先共析铁素体的孕育期增长,
析出速度减慢
对于过共析钢,在完全奥氏体化(加热温度高于Acm)情况下,随着钢中碳含
量的增高,碳在奥氏体中的扩散系数增大,渗碳体的形核率增大,先共析渗碳
体析出的孕育期缩短,析出速度增大珠光体转变的孕育期随之缩短,转变速度
增大
(2)合金元素的影响
钢中加入合金元素可以显著改变珠光体转变动力学
合金元素的影响机制
1)合金元素自扩散的影响
2)合金元素对碳扩散的影响
3)合金元素对r→a转变的影响
4)合金元素对相变临界点的影响
5)合金元素对r/a界面移动的拖曳作用。

相变原理(复习题)

相变原理(复习题)

相变原理(复习题)相变原理复习习题第⼀章固态相变概论相变:指在外界条件(如温度、压⼒等)发⽣变化时,体系发⽣的从⼀相到另⼀相的变化过程。

固态相变:⾦属或陶瓷等固态材料在温度和/或压⼒改变时,其内部组织或结构会发⽣变化,即发⽣从⼀种相状态到另⼀种相状态的改变。

共格界⾯:若两相晶体结构相同、点阵常数相等、或者两相晶体结构和点阵常数虽有差异,单存在⼀组特定的晶体学平⾯使两相原⼦之间产⽣完全匹配。

此时,界⾯上原⼦所占位置恰好是两相点阵的共有位置,界⾯上原⼦为两相所共有,这种界⾯称为共格界⾯。

当两相之间的共格关系依靠正应变来维持时,称为第⼀类共格;⽽以切应变来维持时,成为第⼆类共格。

半共格界⾯:半共格界⾯的特点:在界⾯上除了位错核⼼部分以外,其他地⽅⼏乎完全匹配。

在位错核⼼部分的结构是严重扭曲的,并且点阵⾯是不连续的。

⾮共格界⾯:当两相界⾯处的原⼦排列差异很⼤,即错配度δ很⼤时,两相原⼦之间的匹配关系便不在维持,这种界⾯称为⾮共格界⾯;⼀般认为,错配度⼩于0.05时两相可以构成完全的共格界⾯;错配度⼤于0.25时易形成⾮共格界⾯;错配度介于0.05~0.25之间,则易形成半共格界⾯。

⼀级相变:相变前后若两相的⾃由能相等,但⾃由能的⼀级偏微商(⼀阶导数)不等的相变。

特征:相变时:体积V,熵S,热焓H发⽣突变,即为不连续变化。

晶体的熔化、升华,液体的凝固、⽓化,⽓体的凝聚,晶体中⼤多数晶型转变等。

⼆级相变:相变时两相的⾃由能及⼀级偏微商相等,⼆级偏微商不等。

特征:在临界点处,这时两相的化学位、熵S和体积V 相同;但等压热容量Cp、等温压缩系数β、等压热膨胀系数α突变。

例如:合⾦的有序-⽆序转变、铁磁性-顺磁性转变、超导态转变等。

均匀相变:没有明显的相界⾯,相变是在整体中均匀进⾏的,相变过程中的涨落程度很⼩⽽空间范围很⼤。

特点:A: ⽆需形核;B: ⽆明确相界⾯;⾮均匀相变:是通过新相的成核⽣长来实现的,相变过程中母相与新相共存,涨落的程度很⼤⽽空间范围很⼩。

2012相变原理习题

2012相变原理习题

相变原理习题一、选择题1、使TTT曲线左移的因素有___________ 。

A 增加亚共析钢中含碳量B 提高钢中含钨量C 增加钢中含铜量D 使奥氏体产生塑性变形2、能使钢中马氏体转变开始温度(Ms)升高的因素有__________ 。

A 降低含Ni钢中的Ni含量B 降低钢中含碳量C 增大冷却速度D 提高加热温度3、高碳马氏体的形貌特征及亚结构是__________ 。

A 板条状及位错B 凸透镜状及位错C 凸透镜状及孪晶4、加热时Fe3C全部溶入A的温度是__________ 。

A A c1B A c3C A ccm5、上贝氏体贝氏体的强度,韧性下贝氏体。

A 高于优于B 高于不如C 低于优于D 低于不如6、中碳钢淬火后高温回火,可获得优良的综合机械性能。

又称为。

A 固溶处理B 调质C 热稳定化D 时效7、出现了高温回火脆性后,如重新加热到650℃以上,然后快冷至室温,消除脆化。

在脆化消除后,再在450 650℃加热快冷再发生脆化。

A 可可B 可不C 不可可D 不可不8、W18Cr4V在560℃回火后,在冷却过程中在250℃稍作停留,残余奥氏体将不再转变为马氏体,这一过程称为。

A 催化B 相变C 逆转变D 稳定化9.奥氏体核的长大是依靠____的扩散, 奥氏体(A)两侧界面向铁素体(F)及渗碳体(C)推移来进行的.(a)铁原子 (b)碳原子 (c)铁碳原子 (d)溶质原子10.亚共析钢在A C3下加热后的转变产物为___.(a) F (b) A (c) F+A (d) P+F11.提高钢中马氏体转变开始点(Ms)的因素有__________ 。

(a) 降低含Ni钢中的Ni含量 (b) 降低钢中含碳量 (c) 增加冷却速度 (d) 提高奥氏体化温度12.低碳马氏体的形貌特征及亚结构是__________ 。

(a) 板条状及位错 (b) 凸透镜状及位错 (c) 凸透镜状及孪晶13.共析钢在奥氏体的连续冷却转变产物中,不可能出现的组织是__________ 。

相变理论试题及答案

相变理论试题及答案

相变理论试题及答案一、单项选择题(每题2分,共10分)1. 物质从固态直接变为气态的过程称为:A. 蒸发B. 升华C. 凝固D. 液化答案:B2. 下列哪种物质在常温下为气态?A. 水B. 铁C. 氧气D. 铜答案:C3. 物质从液态变为固态的过程称为:A. 蒸发B. 凝固C. 沸腾D. 升华答案:B4. 物质从气态直接变为固态的过程称为:A. 蒸发B. 升华C. 凝固答案:B5. 物质从固态变为液态的过程称为:A. 蒸发B. 熔化C. 沸腾D. 升华答案:B二、填空题(每空1分,共10分)1. 物质从液态变为气态的过程称为________。

答案:蒸发2. 物质从固态变为液态的过程称为________。

答案:熔化3. 物质从气态变为液态的过程称为________。

答案:液化4. 物质从液态变为固态的过程称为________。

答案:凝固5. 物质从固态直接变为气态的过程称为________。

答案:升华三、简答题(每题5分,共20分)1. 请简述相变过程中的潜热是什么?答案:潜热是指在相变过程中,物质吸收或释放的热量,而温度保持2. 为什么水在0℃时会结冰?答案:水在0℃时结冰是因为在这个温度下,水分子的运动能量不足以抵抗分子间的吸引力,导致水分子排列成固态结构。

3. 请解释为什么在高压下,水的沸点会升高?答案:在高压下,水的沸点升高是因为压力的增加使得水分子间的距离减小,需要更多的能量才能使水分子从液态变为气态。

4. 为什么干冰(固态二氧化碳)在室温下会直接升华?答案:干冰在室温下直接升华是因为固态二氧化碳的分子间作用力较弱,且其升华点低于室温,使得干冰分子在室温下就能获得足够的能量直接从固态变为气态。

四、计算题(每题10分,共20分)1. 假设有1千克的水从0℃加热到100℃,然后完全蒸发。

已知水的比热容为4.18 J/(g·℃),汽化热为40.7 kJ/mol,水的摩尔质量为18 g/mol。

金属固态相变原理习题及解答

金属固态相变原理习题及解答

第二章1、钢中奥氏体的点阵结构,碳原子可能存在的部位及其在单胞中的最大含量。

奥氏体是碳在γ-Fe中的固溶体,碳原子在γ-Fe点阵中处于Fe原子组成的八面体间隙中心位置,即面心立方晶胞的中心或棱边中点。

八面体间隙:4个2、以共析碳钢为例说明奥氏体的形成过程,并讨论为什么奥氏体全部形成后还会有部分渗碳体未溶解?奥氏体的形成是由四个基本过程所组成:形核、长大、剩余碳化物的溶解和成分均匀化。

按相平衡理论,从Fe-Fe3C相图可以看出,在高于AC1温度,刚刚形成的奥氏体,靠近Cem 的C浓度高于共析成分较少,而靠近F处的C浓度低于共析成分较多(即ES线的斜率较大,GS线的斜率较小)。

所以,在奥氏体刚刚形成时,即F全部消失时,奥氏体的平均C浓度低于共析成分,这就进一步说明,共析钢的P刚刚形成的A的平均碳含量降低,低于共析成分,必然有部分碳化物残留,只有继续加热保温,残留碳化物才能逐渐溶解。

3、合金元素对奥氏体形成的四个阶段有何影响。

钢中添加合金元素并不影响珠光体向奥氏体的转变机制,但影响碳化物的稳定性及碳原子在奥氏体中的扩散系数。

另一方面,多数合金元素在碳化物和基体相中的分布是不均匀的,故合金元素将影响奥氏体的形核与长大、剩余碳化物的溶解、奥氏体成分均匀化的速度。

①通过对碳扩散速度影响奥氏体的形成速度。

②通过改变碳化物稳定性影响奥氏体的形成速度。

③对临界点的影响:Ni、Mn、Cu等降低A1温度;Cr、Mo、Ti、Si、Al、W、V 等升高A1温度。

④通过对原始组织的影响进而影响奥氏体的形成速度:Ni、Mn等往往使珠光体细化,有利于奥氏体的形成。

在其它条件相同的情况下,合金元素在奥氏体中的扩散速度比碳在奥氏体中的扩散速度小100-10000倍。

此外,碳化物形成元素还会减小碳在奥氏体中的扩散速度,这将降低碳的均匀化速度,因此,合金钢均匀化所需时间常常比碳钢长得多。

4、钢在连续加热时珠光体奥氏体转变有何特点。

○1在一定的加热速度范围内,临界点随加热速度增大而升高。

第十章 相变的基本原理习题

第十章 相变的基本原理习题

第十章 相变的基本原理1. 由内耗法测出Fe 3C 在α-Fe 中的平衡溶解度为C T=−07364850.exp( 其中T (K)为温度。

求在627℃Fe 3C 的颗粒半径为10nm 、100nm 以及1000nm 时它在α-Fe 中的溶解度。

问颗粒的曲率半径多大才对溶解度有实质性的影响。

α/Fe 3C 的界面能为0.71J/m 2,Fe 3C 的摩尔体积为23.4cm 3/mol 。

2. 纯金属同素异形转变α→β在某一过冷度下两相体积吉布斯自由能差为7×105kJ/m 3,α/β界面能为0.6J/m 2。

若忽略形核的应变能,求形成球状、立方体以及直径(D )和厚度(t )比(D /t )为20的圆盘状核心的临界核心尺寸和临界核心形成功。

3. 导出二元合金中母相α和析出相β均为理想溶体以及规则溶体的相变总驱动力和形核驱动力(以J/mol 表示)。

设原始成分为x 0,在脱溶温度α相平衡成分为x α,脱溶物核心成分和β相平衡成分近似相等为x β,交互作用系数为Ω。

4. 本题讨论符号和上题相同,现讨论α和β均为理想溶体的情况。

在600K ,x 0=0.1,x α=0.02,x β=0.95,α/β界面能为0.5J ⋅m -2,两相偏摩尔体积同为10−3m 3⋅mol −1。

(1)求相变总驱动力和形核驱动力(以单位体积的吉布斯自由能表示)(2)求均匀形核的临界核心尺寸(球状)。

(3)脱溶后,脱溶粒子间距为50nm ,问粒子平均半径为临界核心半径r *的多少倍?(4)转变前后总吉布斯自由能降低多少?还有多少以界面能形式保留下来?5. Al-Mg 置换固溶体,估计溶质原子Mg 产生的错配应变能,以J ⋅mol −1和eV/原子表达。

说明你估算时所用的假设。

Al 的原子半径为0.143nm 、切变模量G =2.5×1010Pa ,Mg 的a 轴长0.32nm 。

6. 设母相和析出相的切变模量G 相同,母相是各向同性连续介质。

材料科学基础第8章习题答案

材料科学基础第8章习题答案

第8章 习题答案8.2 什么叫相变?按照相变机理来划分,可分为哪些相变?相变:随自由能变化而发生的相结构的变化。

按相变机理可分为:成核-生长机理、连续型相变、马氏体相变、有序-无序转变。

8.10为什么在成核一生成机理相变中,要有一点过冷或过热才能发生相变? 什么情况下需过冷,什么情况下需过热,试证明之。

解:由热力学可知,在等温、等压下有:G H T S ∆=∆-∆在平衡条件下,0G ∆=,则有00H T S ∆-∆=,0/S H T ∆=∆式中: 0T 是相变的平衡温度;H ∆为相变热。

若在任意温度T 的不平衡条件下,则有0G H T S ∆=∆-∆≠若H ∆与S ∆不随温度而变化,将上式代入上式得:0000/T T T G H T H T H H T T -∆∆=∆-∆=∆=∆ 可见,相变过程要自发进行,必须有0G ∆<,则0/0H T T ∆∆<。

若相变过程放热(如凝聚、结晶等)0H ∆<。

要使0G ∆<,必须有0T ∆>,00T T T ∆=->,即0T T >,这表明系统必须“过冷”。

若相变过程吸热(如蒸发、熔融等)0H ∆>,要满足0G ∆<这一条件则必须0T ∆<,即0T T <,这表明系统要自发相变则必须“过热”。

8.13 铁的原子量为55.84 ,密度为 7.32 克 /cm 3,熔点为 1593 ℃,熔化热为 11495 J/mol ,固液界面能为 2.04×10-5 J/cm 2,试求在过冷度为 10 ℃、 100 ℃时的临界晶核大小并估计这些晶核分别由多少个晶胞所组成(已知铁为体心立方晶格,晶格常数a =3.05 nm)解: 当过冷度为10℃时337.311495108.0555.841866m V m H Tg cm J mol G J cm MT g mol ρ∆∆-⨯∆==⨯=-℃℃ 52*6322 2.0410 5.110518.05LS V r J cm r cm nm G J cm--⨯⨯=-=-=⨯=∆- 晶核体积:()3*143V r π= 晶胞体积:32V a = 因此,晶胞个数:()()3*373344 3.145133 1.95100.305r n a π⨯⨯===⨯个 当过冷度为100℃时 337.31149510080.555.841866m V m H Tg cm J mol G J cm MT g mol ρ∆∆-⨯∆==⨯=-℃℃ 52*7322 2.0410 5.110 5.180.5LS V r J cm r cm nm G J cm--⨯⨯=-=-=⨯=∆- 因此,晶胞个数:()()()33*43344 3.14 5.133 1.95100.305r n a π⨯⨯===⨯个 8.14 熔体析晶过程在 1000 ℃时,单位体积自由焓变化418 J/cm 3 ;在 900 ℃时是 2090 J/cm 3 。

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第一章作业:1.奥氏体形成机理,分为几个阶段?答:1,A的形核2,A的长大3,A中残余碳化物的溶解4,A的均匀化2.为什么亚共析钢在加热过程中也会有残余碳化物的形成?答:随着温度的升高,长大速度比n>7.5时,就会有残余碳化物产生3影响奥氏体形成动力学的因素?(形成动力学即指形成速度)答:1,加热温度T越高A形成速度越快2,钢的原始含碳量C%越高A形成速度越快3,原始组织越细A形成速度越快4,加热速度越快A形成速度越快5,合金元素存在即减弱A形成速度。

(①影响临界点,降低临界点的加速,提高的减速②影响C元素的扩散,A形成速度降低③自身扩散不易,使A形成速度降低)4:什么是起始晶粒度,实际晶粒度,本质晶粒度和他们的决定因素。

答:起始晶粒度:A转变刚完成,A晶粒边界刚一接触一瞬间的大小。

影响因素:形核率和长大速度之比实际晶粒度:实际生产或实验条件下得到A晶粒的大小。

影响因素:加热和保温条件。

本质晶粒度:将钢加热到930℃±10℃保温3-8小时再测量A晶粒的大小,表征钢加热过程中A晶粒长大的倾向或趋势。

决定因素:炼钢工艺5影响A晶粒长大的因素:答:1,加热温度和保温时间:温度越高长大越容易,时间越长长大越充分。

温度主要影响。

2,加热速度:加热速度越高A转变温度越高。

形核率和长大速度越高,晶粒越细小3,含碳量:一定温度下C%越高越容易长大,超过一定C%晶粒会越细小。

4,合金元素:于C 形成强或中碳化物的元素抑制长大,P,O,Mn等促进,,Ni,Si无影响。

5,原始组织:原始组织越细A晶粒越细,不利于长大。

第二章1什么是珠光体片层间距?答:一片铁素体F和一片渗碳体的厚度之和,用S0表示。

2珠光体类型组织有哪几种?它们在形成条件,组织形态和性能方面有哪些不同?答:分为片状P和粒状P两种。

①片状P渗碳体呈片状,是由A以接近平衡的缓慢冷却条件下形成的渗碳体和F组成的片层相间的机械混合物,还可以细分为珠光体P,索氏体S和屈氏体T。

性能主要取决于层片间距S0,强度和硬度随S0减小而增加,S0越小则塑性越好,过小则塑性较差。

②粒状P是渗碳体呈粒状分布在连续的F基体上,可由过冷A直接分解而成,也可由片状P球化而成。

还可由淬火组织回火而成,于片状P相比,硬度强度较低但塑性和韧性较好。

3片状和粒状P的转变机理。

答:片状是形核长大的过程,有先共析相,(亚共析钢为F,过为Fe3C),在A晶界和相界处形核,交替长大。

粒状是由片状P球化退火产生。

4亚共析钢和过共析钢的先共析相和性能特点。

答:网状组织:沿A晶界呈网状分布。

网状Fe3C使强度下降,脆性上升,加工性能下降块状组织(亚共析钢):等轴块状。

随铁素体增多强度硬度下降,塑性升高。

晶内片状组织(魏氏组织):针片状由晶界向晶内分布。

使韧性降低。

5影响P转变动力学的因素。

①C%对于亚共析钢随C%升高C曲线右移,对过共析钢C曲线左移2,奥氏体状态:A晶粒越大P转变速度越慢,A均匀度:越均匀P转变速度越慢3,A化温度和时间:T越高时间越长P转变速度越慢4,单向拉应力有利于A转化成P,多向拉应力不利于A转化,A状态下塑性变形有利于A转化5,合金元素的影响。

6合金元素对P转变影响规律答:大多数合金元素都降低形核率和转变速度。

1,凡是使A1升高的都会促进P转变,反之则阻碍2,C化物形成元素会延缓P转变3,合金元素本身扩散不易,延缓P转变4,强碳化物形成元素促进P转变5,使Dac上升的元素,加速P转变6,微量的B会强烈推迟P转变。

当B含量上升则作用消失。

第三章作业1什么是马氏体相变,说明其转变特点?答:凡是相变特征属于切变共格晶的非扩散型相变都称为马氏体相变,特点:无扩散性,切变性,浮凸现象,共格性,严格的晶体学位向关系,惯习面,变温性2Ms点和Md点的物理意义?答:Ms:A,M两相自由能差打到了相变所需要的最小驱动力时的温度。

Md:可以获得形变M的最高温度。

3说明(板条和片状)马氏体的组织形态特点?答:板条马氏体立体形态为扁长条状,金相形态为相互平行的排列的条状,片状马氏体立体形态为双凸透镜装,金相形态为针状或竹叶状,且片与片之间互成一定角度。

4说明(板条和片状)马氏体的机械性能和产生这些性能的原因?答:一律都是高强度高硬度,板条马氏体塑性好,片状脆性大塑性差。

板条M韧性高塑性好是由于板条M的亚结构为高密度位错,位错可运动则塑性好。

片状M韧性差塑性差是由于亚结构是孪晶阻碍位错的滑移,淬火时内应力较大内部有微裂纹导致韧性差。

高强度高硬度是由于相变强化和固溶强化。

5什么是相变塑性?金属及合金在相变过程往往在低于母相屈服的条件下发生塑性变形的情况6.40钢和40Cr钢相比,那种需要更长的奥氏体化时间?答:40Cr钢需要更长的奥氏体化时间。

原因:Cr可以提高临界点,使A形成速度下降。

Cr 有很强的金属性,组织C的扩散,使A形成速度下降。

合金元素本身扩散不易,导致A形成速度下降,则奥氏体化时间边长。

7什么是奥氏体的稳定化现象?说明其产生的原因。

答:A的内部结构由于外界的影响而发生某种转变从而使A向M转变迟缓的现象。

原因:热稳定化:由速下降或中间停留引起,机械稳定化:由于M的产生,造成未转变的A的稳定化第四章作业1根据贝氏体中铁素体和碳化物的形态与分布特点不同,贝氏体可以分为哪几类?具体说明上贝氏体和下贝氏体的组织形态特征及其力学性能特点?答:上贝氏体:平行条状的B-ɑ和夹杂于条间的碳化物的混合物(或称羽毛状B)强度低塑性韧性差,具有弓向性,分布不均匀下贝氏体:片状的B-ɑ和片内与常州组成55-60度角的平行断续碳化物,强度硬度高塑性韧性好,无显微裂纹,无回火脆性,内应力小。

粒状贝氏体:等轴(块状)B-ɑ和岛状物无碳化物贝氏体:平行条状的B-ɑ和条间残余A2说明上下贝氏体的形成机理?答:上:在奥氏体的贫碳区切变形成B-ɑ,B-ɑ中的C原子向晶界扩散,在边界富集C,在边界析出Fe3C,Fe3C长大使两侧C%下降,B-ɑ易形成。

下:在奥氏体的贫碳区切变形成B-ɑ,由于温度低导致C的扩散不易,C原子在B-ɑ内沉淀形成ε-C化物。

3影响贝氏体转变动力学的因素?答:含碳量:C%上升B形成速度降低。

合金元素:除CoAl其余合金元素均使B转变速度下降。

奥氏体化温度和时间:温度升高时间延长,B转变速度降低,C曲线右移。

应力和塑变:拉应力促进转变,高温时塑变阻止B转变,中温促进转变。

4为了在钢中获得贝氏体组织,通常采取的措施是什么?为什么?答:用等温淬火,是将钢件奥氏体化,使之快冷到贝氏体转变温度区间(260~400℃)等温保持,使奥氏体转变为贝氏体的淬火工艺第六章作业1回火过程中(随着温度升高)淬火钢的组织变化?答:准备阶段20-80度M中的C原子偏聚和聚集的过程。

第一阶段80-250是M分解阶段,第二阶段200-300度是残余A的分解,第三阶段250-400碳化物的变化,第四阶段400-A1以下是ɑ相变及碳化物长大和球化的过程2什么是二次淬火?其产生原因如何?在回火冷却过程中发生的残余A向M的转变原因:回火过程中可能从残余A中析出碳化物使残余A中的含碳量降低使Ms点上升,使M的转变容易;回火过程中出现了反稳定化,使残余A回复了重新向M转变的能力。

3按照回火温度和组织分,回火可以分为哪几类?说明他们的回火温度,所得组织为何?答:低温回火(150~150℃)得到的是回火马氏体组织;中温回火(350~500℃)得到的是回火屈氏体组织;高温回火(500~650℃)得到的是回火索氏体组织。

4什么是二次硬化?说明其产生原因?答:高合金钢淬火后在一定温度下回火时,硬度反而升高的现象。

原因:析出特殊碳化物,所产生的弥散强化效应。

回火冷却过程中残余A变成M,硬度上升。

5说明淬火钢回火时(随温度升高)机械性能的变化?答:随回火温度的剩,硬度和强度降低,塑性升高。

6什么是回火脆性?分为哪几类?它们的特点和产生原因?如何预防?答:淬火钢在一定温度下回火时,韧性降低的现象。

分类:第一类回火脆性:250度-350度,第二类回火脆性,出现温度450-650度特点:第一类,与回火后的冷却速度无关;不可逆;工件断口呈晶间断口或沿晶断口;含碳量越高脆化程度越小。

第二类,有可逆性;脆性断口为晶间断口,在脆化温度区间回火短时间保温快冷不脆,慢冷脆。

长时间保温,脆。

原因:第一类,沿着板条M的条间或片状M的边界析出了片状渗碳体;残余A转变成B、P、M,也可能析出渗碳体;钢中的杂质元素沿原来A晶界偏聚。

第二类,回火冷却过程中,从ɑ相中析出脆性渗碳体;杂质元素沿原A晶界偏聚预防方法:第一类,降低钢中杂质含量,减少A偏聚;细化晶粒;加入W,Mo元素;采用等温淬火的办法,获得下B;避开脆性温度区回火。

第二类,回火后快冷;降低钢中杂质含量;细化晶粒;加入W,Mo元素;避开脆性温度区回火。

第七章作业。

1什么叫做脱溶、固溶、与时效?什么叫做自然时效和人工时效?何为时效强化?答:脱溶是指在过饱和固溶体中,呈溶质原子发生偏聚,并沉淀析出新相的现象。

是指将合金加热到高温奥氏体区保温,使过剩相充分溶解到固溶体中后快速冷却,以得到过饱和固溶体的热处理工艺。

将后的金属工件置于室温或较高温度下保持适当时间,以提高金属强度的工艺。

室温下进行的时效处理是自然时效;较高温度下进行的时效处理是人工时效。

是指在固溶了以后,在常温或加温的条件下,使在高温固溶的以某种形式析出(之类),形成弥散分布的硬质质点,对切过造成阻力,使强度增加,韧性降低。

第八章作业1金属加热方式有哪几种?他们的加热速度相比如何?随炉加热,预热加热,到温入炉加热和高温入炉加热。

加热速度第一种最慢,逐渐递增,高温入炉加热最快。

2什么是钢加热时的氧化、脱碳?过热和过烧?答:氧化:工件在热处理加热时,和氧化气氛发生作用,生成氧化物质。

脱碳:钢中的碳和脱碳气氛作用使表面失去一部分碳,含碳量降低的现象过热:是指时由于加热温度过高和保温时间过长,使粗大而引起的恶化现象,常用工艺弥补;过烧:由于加热温度过高,出现晶界氧化,甚至晶界局部融化,造成工件报废。

第九章作业什么是完全退火?不完全退火?等温退火?球化退火?去应力退火?扩散退火?它们分别适用于哪些钢种?他们的加热温度为多少?冷却方式如何?答:完全退火:将钢件加热到AC3以上使之完全奥氏体化再缓慢冷却,获得接近于平衡组织的热处理工艺成为完全退火。

适用于含碳0.3%-0.6%的中碳钢,一般在AC3点以上20-30度。

随炉冷却不完全退火:是将钢加热到Ac1与Ac3或Ac1与Acm之间某一温度,保温后缓慢冷却下来,以获得接近平衡的组织。

不完全退火可用于亚共析钢,也可用于过共钢。

特点是退火后珠光体的渗碳体成球状,这种不完退火又称为球化退火。

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