相变原理作业和答案(考试重点)

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，提高临界点的减速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：在临界温度以上，A转变刚完成，A晶粒边界刚刚相互接触时的晶粒大小。影响因素：形核率和长大速度之比，形核率越大，长大速度越小，起始晶粒度越小

实际晶粒度：在某一加热条件下得到实际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小时测得的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。

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，过共析钢为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钢相和性能特点。

答：网状组织：沿A晶界呈网状分布。（尤其是网状Fe3C）使强度下降，脆性上升，工艺性能很差，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。使钢的韧性降低。

5.影响P转变动力学的因素。

①碳含量：对于亚共析钢随C%升高，孕育期增长，C曲线右移；对过共析钢，孕育期缩短，C曲线左移 2.奥氏体状态：A晶粒越细小，P转变速度越快；A均匀度：越均匀P转变速度越慢 3.A化加热温度和保温时间：T越高时间越长，P转变速度越慢 4.应力和塑性变形：

拉应力有利于A转化成P，多向压应力不利于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:除Co外，其他所有的常用合金元素皆使珠光体转变的孕育期增长。

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：加热时溶入A中，延缓P转变；不溶解则促进P转变5，使Dac（C在A 中的扩散系数）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。

共析转变：由一种固相转变成完全不同的两种相互关联的固相的过程。

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型的非扩散型相变都称为马氏体相变，特点：无扩散性，切变共格，浮凸现象，具有特定的位向关系和惯习面，变温性

2.Ms点和Md点的物理意义？

答：Ms:A,M两相自由能差达到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：板条马氏体空间形态为扁长条状，金相形态为相互平行排列的条状，片状马氏体立体形态为双凸透镜片状，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，淬火时内应力较大产生微裂纹。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？

相变塑性：金属及合金在相变过程中塑性增加，往往在低于母相屈服强度时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，阻止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转变呈现迟滞的现象。原因：热稳定化：由缓慢冷却或冷却过程中停留引起，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：平行分布的条状铁素体和夹杂于条间的断续条状碳化物的混合物（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（贝氏体铁素体）片中分布着排列成行的细片状或粒状碳化物，以组成55-60度角与铁素体针长轴相交；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