固態(tài)相變?cè)囶}庫(kù)及答案

1、固態(tài)相變課程復(fù)習(xí)思考題 2012-5-171 .說明金屬固態(tài)相變的主要分類及其形式2 .說明金屬固態(tài)相變的主要特點(diǎn)3 .說明金屬固態(tài)相變的熱力學(xué)條件與作用4 .說明金屬固態(tài)相變的晶核長(zhǎng)大條件和機(jī)制5 .說明奧氏體的組織特征和性能6 .說明奧氏體的形成機(jī)制7 .簡(jiǎn)要說明珠光體的組織特征8 .簡(jiǎn)要說明珠光體的轉(zhuǎn)變體制9 .簡(jiǎn)要說明珠光體轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的機(jī)械性能10 .簡(jiǎn)要說明馬氏體相變的主要特點(diǎn)11 .簡(jiǎn)要說明馬氏體相變的形核理論和切邊模型12 .說明馬氏體的機(jī)械性能，例如硬度、強(qiáng)度和韌性13 .簡(jiǎn)要說明貝氏體的基本特征和組織形態(tài)14 .說明恩金貝氏體相變假說15 .說明鋼中貝氏體的機(jī)械性能16 .說明

2、鋼中貝氏體的組織形態(tài)17 .分析合金脫溶過程和脫溶物的結(jié)構(gòu)18 .分析合金脫溶后的顯微組織19 .說明合金脫溶時(shí)效的性能變化20 .說明合金的調(diào)幅分解的結(jié)構(gòu)、組織和性能21 .試計(jì)算碳含量為2.11% （質(zhì)量分?jǐn)?shù)）奧氏體中，平均幾個(gè)晶胞有一個(gè)碳原子？22 .影響珠光體片間距的因素有哪些？23 .試述影響珠光體轉(zhuǎn)變力學(xué)的因素。24 .試述珠光體轉(zhuǎn)變?yōu)槭裁床荒艽嬖陬I(lǐng)先相25 .過冷奧氏體在什么條件下形成片狀珠光體，什么條件下形成粒狀珠光體26 .試述馬氏體相變的主要特征及馬氏體相變的判據(jù)27 .試述貝氏體轉(zhuǎn)變與馬氏體相變的異同點(diǎn)28 .試述貝氏體轉(zhuǎn)變的動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)29 .試述貝氏體的形核特點(diǎn)30 .

3、熟悉如下概念：時(shí)效、脫溶、連續(xù)脫溶、不連續(xù)脫溶。31 .試述Al-Cu合金的時(shí)效過程，寫出析出貫序32 .試述脫溶過程出現(xiàn)過渡相的原因33 .掌握如下基本概念：固態(tài)相變、平衡轉(zhuǎn)變、共析相變、平衡脫溶、擴(kuò)散性相變、無擴(kuò)散型相變、均勻形核、形核率Word 資料1 .說明金屬固態(tài)相變的主要分類及其形式？(1)按熱力學(xué)分類：一級(jí)相變二級(jí)相變(2)按平衡狀態(tài)圖分類：平衡相變同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變和多形性轉(zhuǎn)變平衡脫溶沉淀共析相變調(diào)幅分解有序化轉(zhuǎn)變非平衡相變偽共析相變。馬氏體相變。貝氏體相變。非平衡脫溶沉淀。(3)按原子遷移情況分類：擴(kuò)散型相變。非擴(kuò)散型相變(4)按相變方式分類：有核相變無核相變2 .說明金屬固態(tài)相變

4、的主要特點(diǎn)？相界面：根據(jù)界面上新舊兩相原子在晶體學(xué)上匹配程度的不同，可分為共格界面、半共格界面和非共格界面。位向關(guān)系與慣習(xí)面：在許多情況下，金屬固態(tài)相變時(shí)新相與母相之間往往存在一定的位向關(guān)系，而且新相往往在母 相一定的晶面上開始形成，這個(gè)晶面稱為慣習(xí)面通常以母相的晶面指數(shù)來表示。彈性應(yīng)變能：金屬固態(tài)相變時(shí)，因新相和母相的比容不同可能發(fā)生體積變化。但由于受到周圍母相的約束，新相不 能自由膨脹，因此新相與其周圍母相之間必將產(chǎn)生彈性應(yīng)變和應(yīng)力，使系統(tǒng)額為地增加了一項(xiàng)彈性應(yīng)變能。過渡相的形成：當(dāng)穩(wěn)定的新相與母相的晶體結(jié)構(gòu)差異較大時(shí)，母相往往不直接轉(zhuǎn)變?yōu)樽杂赡茏畹偷姆€(wěn)定新相，而是 先形成晶體結(jié)構(gòu)或成分與

5、母相比較接近，自由能比母相稍低些的亞穩(wěn)定的過渡相。晶體缺陷的影響：固態(tài)晶體中存在著晶界、亞晶界、空位及位錯(cuò)等各種晶體缺陷，在其周圍點(diǎn)陣發(fā)生畸變，儲(chǔ)存有畸變能。一般地說，金屬固態(tài)相變時(shí)新相晶核總是優(yōu)先在晶體缺陷處形成。原子的擴(kuò)散：在很多情況下，由于新相和母相的成分不同，金屬固態(tài)相變必須通過某些組織的擴(kuò)散才能進(jìn)行，這時(shí) 擴(kuò)散便成為相變的控制因素。3 .說明金屬固態(tài)相變的熱力學(xué)條件與作用？金屬固態(tài)相變的熱力學(xué)條件：(1)相變驅(qū)動(dòng)力相變熱力學(xué)指出，一切系統(tǒng)都有降低自由能以達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)的自發(fā)趨勢(shì)。若具備引起自由能降低的條件，系統(tǒng)將由 高能到低能轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變，稱為自發(fā)轉(zhuǎn)變。金屬固態(tài)相變就是自發(fā)轉(zhuǎn)變，則新相自由

6、能必須低于舊相自由能。新舊兩相自 由能差既為相變的驅(qū)動(dòng)力，也就是所謂的相變熱力學(xué)條件。(2)相變勢(shì)壘要使系統(tǒng)有舊相轉(zhuǎn)變?yōu)樾孪喑蓑?qū)動(dòng)力外，還要克服相變勢(shì)壘。所謂相變勢(shì)壘是指相變時(shí)改組晶格所必須克服的 原子間引力。金屬固態(tài)相變的熱力學(xué)作用：為相變的發(fā)生提供動(dòng)力；明確相變發(fā)生所要克服的勢(shì)壘，即激活能。4 .說明金屬固態(tài)相變的晶核長(zhǎng)大條件和機(jī)制？金屬固態(tài)相變的晶核長(zhǎng)大條件 ：要求具有合適的過冷度；有合適的晶核表面結(jié)構(gòu)金屬固態(tài)相變的晶核長(zhǎng)大機(jī)制 ：如果新相晶核與母相之間存在著一定的晶體學(xué)位向關(guān)系，則生長(zhǎng)時(shí)此位向關(guān)系仍保持不變，以便降低表面能。新 相的生長(zhǎng)機(jī)制也與晶核的界面結(jié)構(gòu)有密切關(guān)系，具有共格、半共

7、格或非共格界面的晶核，其長(zhǎng)大方式也各不相同，不 過完全共格情況很少，大都是非共格和半共格界面。(1)非共格界面的遷移一般非共格界面的遷移方式有兩種；一種方式是母相原子通過熱激活越過界面不斷地短程遷入新相，界面隨之向 母相中遷移，新相長(zhǎng)大。另一種方式是非共格界面呈臺(tái)階狀結(jié)構(gòu)，臺(tái)階的高度為一個(gè)原子的尺度。(2)半共格界面的遷移因半共格界面具有較低的界面能，故在長(zhǎng)大過程中界面往往保持平面。由于相變過程中原子遷移都小于一個(gè)原子間Word 資料 距，故又稱為無擴(kuò)散型相變。5、說明奧氏體組織特征和性能？答：組織特征：奧氏體的通常是由等軸狀的多邊形晶粒所組成，晶常可出現(xiàn)相變攣晶。它是C溶于丫-Fe中的固溶體

8、,C原子丫-Fe點(diǎn)陣中處于Fe原子組成的八面體中心間隙位置，即面心立方晶胞的中心或棱邊中心。性能：（1）奧氏體的硬度和屈服強(qiáng)度不高。（2）塑性好，易變形、加工成形性好。（3）具有最密排結(jié)構(gòu)，致密度高，比容最小。（4）鐵原子自擴(kuò)散激活能大，擴(kuò)散系數(shù)小，熱強(qiáng)性好，可用作高溫鋼。（5）具有順磁性，轉(zhuǎn)變產(chǎn)物胃鐵磁性，可作為無磁性鋼。（6）線膨脹系數(shù)大，可作熱膨脹靈敏儀表元件（7）導(dǎo)熱性差，加熱應(yīng)采用小熱速度，以免工件變形。6、說明奧氏體形成機(jī)制？答：奧氏體的形成是一個(gè)由“到丫的點(diǎn)陣重構(gòu)、滲碳體溶解以及C在奧氏體中擴(kuò)散重新分布的過程。其形成過程包括：奧氏體形核，其形核位置通常在鐵素體和滲碳體的兩相界面上

9、；奧氏體晶核向a及Fe3c兩個(gè)方向長(zhǎng)大，奧氏體在中的碳溶度差是奧氏體形核的必然結(jié)果，是相界面推移的驅(qū)動(dòng)力。剩余碳化物溶解。奧氏體均勻化。7、簡(jiǎn)要說明珠光體的組織特征？答：共析碳鋼加熱奧氏體化后緩慢冷卻，在稍低于A1溫度時(shí)奧氏體將分解為鐵素體與滲碳體的混合物，成為珠光體。其典型形態(tài)呈片狀或?qū)訝?。片狀珠光體是由一層鐵素體與一層滲碳體交替堆疊而成的。片狀珠光體的片層間距 S0大小主要取決于珠光體的形成溫度。在連續(xù)冷卻條件下，冷去速度越大，珠光體的形成溫度越低，即過冷度越大，則片層間距就越小。珠光體是 在一個(gè)溫度圍形成，在高溫形成的珠光體較粗，低溫形成的珠光體較細(xì)在鐵素體基體上分布著粒狀滲碳體的組織，

10、成為“粒狀珠光體”和“球狀珠光體”，一般是經(jīng)過球化退火處理后獲得的。珠光體形成時(shí)，新相（鐵素體和滲碳體）與母相（奧氏體）之間存在一定的晶體學(xué)位相關(guān)系，使新相和母相的原 子在界面上能夠較好地匹配。此外，在珠光體團(tuán)中，鐵素體與滲碳體之間也存在一定的位相關(guān)系 8.簡(jiǎn)要說明珠光體的轉(zhuǎn)變機(jī)制？珠光體轉(zhuǎn)變是一個(gè)形核長(zhǎng)大的過程，可分為片狀珠光體和粒狀珠光體。珠光體是由鐵素體和滲碳體兩相組成的， 因此有領(lǐng)先相的問題，一般認(rèn)為，過冷度小的時(shí)候滲碳體是領(lǐng)先相，過冷度大時(shí)鐵素體是領(lǐng)先相。1.片狀珠光體的形成是由于均勻的奧氏體冷卻到Ai點(diǎn)以下時(shí)，因?yàn)槟芰浚煞趾徒Y(jié)構(gòu)起伏，首先在形核功較小的晶界上形成一小片滲碳體晶核，

11、長(zhǎng)大過程中，縱向長(zhǎng)大是滲碳體片和鐵素體片同時(shí)連續(xù)的向奧氏體中延伸，而橫向長(zhǎng)大 是滲碳體片與鐵素體片交替堆疊增多。2粒狀珠光體是通過片狀珠光體中滲碳體的球化而獲得的。9.簡(jiǎn)要說明珠光體轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的機(jī)械性能？答：共析鋼珠光體的機(jī)械性能主要取決于奧氏體化溫度和珠光體形成溫度。片狀珠光體隨著珠光體的片層間距與珠光體團(tuán)直徑的減小，珠光體的強(qiáng)度、硬度以及塑性均提高。粒狀珠光體與片狀珠光體相比粒狀珠光體的強(qiáng)度、硬度稍低，而塑性較高。粒狀珠光體的切削性好，對(duì)刀具的磨損小，冷壓 時(shí)的成型性也好，加熱淬火時(shí)的變形和開裂的傾向性小。粒狀珠光體的性能還取決于碳化物顆粒的形態(tài)、大小和分布。在相同抗拉強(qiáng)度下，粒狀珠光體比片

12、狀珠光體的疲勞強(qiáng)度有所提高。10、簡(jiǎn)要說明馬氏體相變的主要特點(diǎn)？（主要見26）答：1、切變共格和表面浮突現(xiàn)象2、無擴(kuò)散性3、具有特定的位向關(guān)系和慣習(xí)面Word 資料4、在一個(gè)溫度圍完成相變5、可逆性11.簡(jiǎn)要說明馬氏體相變的形核理論和切變模型？（1）形核理論：馬氏體相變不是均勻形核的。當(dāng)奧氏體被過冷至某一溫度時(shí)，尺寸大于該溫度下臨界晶核尺寸的核胚就能成為晶 核，長(zhǎng)成一片馬氏體；當(dāng)大于臨界尺寸的核胚消耗殆盡時(shí)，相變停止，只有進(jìn)一步降低溫度才能使更小的核胚成為晶 核進(jìn)而長(zhǎng)成馬氏體。一般認(rèn)為，馬氏體核胚的結(jié)構(gòu)模型為薄圓片狀，慣習(xí)面為225 丫，其界面是由左、右螺旋位錯(cuò)圈和正、負(fù)刃型位錯(cuò)所構(gòu)成，界面兩

13、側(cè)保持 K-S關(guān)系。（2）切變模型：K-S切變模型、G-T模型（亦稱兩次切變模型）12說明馬氏體的機(jī)械性能，例如硬度和強(qiáng)度和韌性？答：鋼中馬氏體的最重要特性就是高硬度和高強(qiáng)度，其硬度隨含碳量增加而升高。當(dāng)含碳量達(dá)6%時(shí)，淬火鋼的硬度接近最大值。合金元素對(duì)馬氏體硬度影響不大。馬氏體具有高硬度，高強(qiáng)度的主要原因如下。1相變強(qiáng)化；2固溶強(qiáng)化；3時(shí)效強(qiáng)化；4馬氏體的形變強(qiáng)化特性；5攣晶對(duì)馬氏體強(qiáng)度也有貢獻(xiàn)；6原始奧氏體晶粒大小和馬氏體板條群大小對(duì)馬氏體強(qiáng)度的影響馬氏體的韌性：在屈服強(qiáng)度相同的條件下，位錯(cuò)型馬氏體的斷裂韌性和沖擊功比攣晶馬氏體要好得多。綜上所述，馬氏體的強(qiáng)度主要取決于碳含量，而馬氏體的韌

14、性主要決定于亞結(jié)構(gòu)。13 .貝氏體基本特征與組織形態(tài)？答：一、基本特征：貝氏體相變的溫度圍：奧氏體必須過冷到Bs點(diǎn)一下才能發(fā)生貝氏體轉(zhuǎn)變；貝氏體相變的產(chǎn)物為鐵素體和碳化物的兩相機(jī)械混合物；貝氏體相變是形核和長(zhǎng)大的過程；貝氏體相變只有 C原子的擴(kuò)散，而合金元素包括鐵原子均不發(fā)生擴(kuò)散，至少不發(fā)生較長(zhǎng)距離的擴(kuò)散；貝氏體相變是鐵素體與滲碳體按切變共格的方式長(zhǎng)大。二、組織形態(tài)：上貝氏體；下貝氏體；粒狀貝氏體；無碳化物貝氏體；低碳低合金鋼中的Bi, Bii, Biii。14 .說明恩金貝氏體的相變假說？恩金認(rèn)為貝氏體相變應(yīng)屬于馬氏體相變性質(zhì)，由于隨后回火析出碳化物而形成貝氏體，提出了貧富碳理論假說。 該假

15、說認(rèn)為，在貝氏體相變發(fā)生之前奧氏體中已經(jīng)發(fā)生了碳的擴(kuò)散重新分配，形成了貧碳區(qū)和富碳區(qū)。在貧碳區(qū)發(fā)生 馬氏體相變而形成低碳馬氏體，然后馬氏體迅速回火形成過飽和鐵素體和滲碳體的機(jī)械混合物，即貝氏體。在富碳區(qū) 中首先析出滲碳體，使其碳濃度下降成為貧碳區(qū)，然后從新的貧碳區(qū)通過馬氏體相變形成馬氏體，爾后又通過回火成 為鐵素體加滲碳體的兩相機(jī)械混合物 （貝氏體）。而在相變過程中鐵及合金元素的原子是不發(fā)生擴(kuò)散的。恩金假說解釋貝氏體的形成、Bs點(diǎn)的意義和貝氏體中鐵素體的碳濃度隨等溫溫度變化等現(xiàn)象，但沒有解釋貝氏體的形態(tài)變化和組織結(jié)構(gòu)等。15 .說明鋼中貝氏體的機(jī)械性能？答：1）影響主要因素：貝氏體中鐵素體的影

16、響：鐵素體晶粒越細(xì)小，貝氏體的強(qiáng)度越高， 而且韌性有時(shí)還有所提高；滲碳體的影響：據(jù)彌散強(qiáng)化機(jī)理，碳化物顆粒尺寸約細(xì)小，數(shù)量越多，對(duì)強(qiáng)度的貢獻(xiàn)越大；其他因素：溫度及相 變的完全性等。2）貝氏體的強(qiáng)度與硬度：隨相變溫度降低而升高，另外，由于中、高碳鋼特別是高碳鋼中的下貝氏體組織具有較 高的強(qiáng)度和韌性，因此有望具有高的耐磨性。3）貝氏體的韌性：低碳鋼中，上貝氏體的沖擊韌性比下貝氏體要低；與淬火低溫回火處理相比，等溫淬火獲得的 下貝氏體組織常具有較高的沖擊韌性。16 .說明鋼中馬氏體的組織形態(tài)？答：1）板條狀馬氏體是低碳鋼、中碳鋼和不銹鋼中形成的一種典型的馬氏體組織，其光學(xué)顯微組織是由多成群的板條Wo

17、rd 資料 組成，亞結(jié)構(gòu)主要為位錯(cuò)。2）片狀馬氏體是中高碳鋼中的另一種典型的馬氏體組織，片狀馬氏體的空間形態(tài)呈雙凸透鏡片狀，與馬氏體片之間不互相平行，亞結(jié)構(gòu)為攣晶。3）其他馬氏體形態(tài)：蝶狀馬氏體；薄片狀馬氏體； 馬氏體17 .分析合金脫溶過程金額脫溶物的結(jié)構(gòu)？合金經(jīng)固溶處理并淬火獲得亞穩(wěn)過飽和固溶體，若在足夠高的溫度下進(jìn)行時(shí)效，最終將沉淀析出平衡脫溶相。以 Al-4%Cu合金為例，該合金經(jīng)固溶處理并淬火冷卻獲得過飽和“相固溶體后，加熱到 130° C進(jìn)行時(shí)效，其脫溶順序 為：G.P.區(qū)一''相一'相一相。G.P.區(qū)的形成及結(jié)構(gòu)：時(shí)效初期，若干原子層厚度的溶質(zhì)原

18、子聚集在G.P.區(qū)。G.P.區(qū)結(jié)構(gòu)與母相過飽和固溶體相同，并與母相保持第一類共格關(guān)系，在熱力學(xué)上是亞穩(wěn)態(tài)的。一般認(rèn)為當(dāng)溶質(zhì)與溶劑原子半徑差不大于3%時(shí)析出物呈球狀，大于5%為圓盤狀。Al-4%Cu合金的G.P.區(qū)為球狀。G.P.區(qū)大小與合金成分、時(shí)效溫度和時(shí)效時(shí)間等因素有關(guān)。過渡相的形成與結(jié)構(gòu)：G.P.區(qū)形成后，當(dāng)時(shí)效時(shí)間延長(zhǎng)或時(shí)效溫度提高時(shí)形成過渡相。G.P.區(qū)轉(zhuǎn)變?yōu)檫^渡相有兩種情況：A以G.P.區(qū)為基礎(chǔ)逐漸演變；B與G.P.區(qū)無關(guān)，過渡相獨(dú)立形核長(zhǎng)大，產(chǎn)物為 ''，'相。''相具有正方 點(diǎn)陣，點(diǎn)陣常數(shù)與母相相相同，并與相保持完全共格關(guān)系，為薄片狀；&

19、#39;相具有正方點(diǎn)陣，點(diǎn)陣常數(shù)與基體相不同，但與相保持部分共格關(guān)系。平衡相的形成與結(jié)構(gòu)：隨'相得成長(zhǎng)，其周圍基體中應(yīng)力和應(yīng)變不斷增大，彈性應(yīng)變能也變大，'相變的不穩(wěn)定。當(dāng)'相長(zhǎng)大到一定尺寸后，與 相完全脫離，形成獨(dú)立的平衡相，即 相。 相具有正方點(diǎn)陣，點(diǎn)陣常數(shù)與''，'相相差甚大，與基體無共格關(guān)系，呈塊狀。18 .分析合金脫溶后的顯微組織？答：1）連續(xù)脫溶顯微組織連續(xù)脫溶分均勻脫溶和非均勻脫溶。均勻脫溶的析出物較均勻的分布在基體中，而，非均勻脫溶的析出物的晶核 優(yōu)先在晶界、亞晶界、滑移面、攣晶界面、位錯(cuò)及其他晶體缺陷處形成。2）非連續(xù)脫溶顯微組

20、織非連續(xù)脫溶中脫溶物的相與母相 之間的溶質(zhì)濃度不連續(xù)，顯微組織特征是在晶界面上形成界線明顯的領(lǐng)域，成為胞狀物、瘤狀物。胞狀物由片狀平衡脫溶物和另一種基體組織?；w相為貧化的固溶體，有一定的過飽和度。3）脫溶過程中的顯微組織變化： 圖：19 .說明合金脫溶時(shí)效時(shí)的性能變化.?答：由于固溶強(qiáng)化效應(yīng)，固溶處理的過飽和固溶體的硬度和強(qiáng)度均比純?nèi)軇└摺Ｔ跁r(shí)效初期，隨時(shí)效時(shí)間延長(zhǎng)，硬度 進(jìn)一步提高，成為時(shí)效硬化。在溫度低的冷時(shí)效時(shí)，硬度開始迅速上升，到一定值后，緩慢上升到基體保持不變。在 較高溫的溫時(shí)效，開始有一停滯，硬度上升緩慢，接著迅速上升到某一極大值后又下降，在冷時(shí)效。溫度越高，硬度 最大值越高；在

21、溫時(shí)效，溫度越高，硬度最大值越低。硬度變化原因：固溶體貧化；基體回復(fù)與再結(jié)晶；新相析出。20 .說明合金條幅分解的結(jié)構(gòu)，組織和性能？答：在調(diào)幅分解過程中，新相和母相總是保持著完全共格關(guān)系。因?yàn)樾孪嗪湍赶鄡H在化學(xué)成分上有差異，而晶體結(jié)構(gòu) 卻是相同的，故分解時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力和應(yīng)變較小，共格關(guān)系不易被破壞。大多數(shù)調(diào)幅組織常具有定向排列的特征，這是 由于實(shí)際晶體的彈性模量總是各向異性，因此，調(diào)幅分解形成的新相將擇優(yōu)長(zhǎng)大，即選擇彈性變形抗力較小的晶向優(yōu) 先長(zhǎng)大。調(diào)幅分解組織的方向性容易受應(yīng)力場(chǎng)和磁場(chǎng)的影響。在一般情況下，調(diào)幅分解后所得的調(diào)幅組織的彌散度是 非常大的，特別是在形成初期這種組織的分布很均勻，因而

22、這種組織具有較高的屈服強(qiáng)度。調(diào)幅分解對(duì)合金的強(qiáng)韌化以及對(duì)合金的物理性能、化學(xué)性能都有顯著的影響。21 .計(jì)算奧氏體中幾個(gè)晶胞有一個(gè)碳原子？答：奧氏體是C在丫-Fe中的固溶體，C在丫-Fe中處于由Fe原子組成的八面體中心間隙位置，即面心立方晶胞的中點(diǎn) 或棱邊中點(diǎn)。因此，當(dāng)奧氏體中的最大碳含量為2.11% ,Word 資料Fe:C1 2.11% 2.11% :10 :15612即，原子百分比為10%,即2.5個(gè)晶胞中含有一個(gè)碳原子。這是因?yàn)镃原子進(jìn)入間隙位置后將引起點(diǎn)陣畸變，使其周圍的間隙位置不可能都填滿 C原子。22 .影響珠光體片間距的因素有哪些？答：珠光體的片層間距大小主要取決于珠光體的形成

23、溫度。隨著珠光體轉(zhuǎn)變溫度下降，片狀珠光體的片層間距 So減小。在連續(xù)冷卻條件下，冷卻速度愈大，珠光體的形成溫度愈低，即過冷度愈大，則片層間距就愈小。此外，鋼中碳含量 及合金元素對(duì)片層間距也有一定影響。23 .試述影響珠光體轉(zhuǎn)變動(dòng)力學(xué)的因素？答：凡是影響珠光體形核率和長(zhǎng)大速度的因素，都影響珠光體轉(zhuǎn)變動(dòng)力學(xué)1、化學(xué)成分的影響（1） 碳含量的影響對(duì)于亞共析側(cè)，隨著奧氏體中碳含量的增高，析出先共析鐵素體的孕育期增長(zhǎng)，析出速度減慢。對(duì)于過共析鋼，在完全奧氏體化（加熱溫度高于Acm ）情況下，隨著鋼中碳含量的增高，碳在奧氏體中的擴(kuò)散系數(shù)增大，滲碳體的形核率增大，先共析滲碳體析出的孕育期縮短，析出速度增大，

24、珠光體轉(zhuǎn)變的孕育期隨之縮短， 轉(zhuǎn)變速度增大。（2） 合金元素的影響鋼中加入合金元素可以顯著改變珠光體轉(zhuǎn)變動(dòng)力學(xué)，合金元素的影響機(jī)制1）合金元素自擴(kuò)散的影響2）合金元素對(duì)碳擴(kuò)散的影響3）合金元素對(duì)轉(zhuǎn)變的影響4 ）合金元素對(duì)相變臨界點(diǎn)的影響5 ）合金元素對(duì) /界面移動(dòng)的拖曳作用2、加熱溫度和保溫時(shí)間的影響：主要通過改變奧氏體的成分和組織狀態(tài)來影響珠光體的轉(zhuǎn)變。3、奧氏體晶粒度的影響：奧氏體晶粒細(xì)小將促進(jìn)珠光體的形成4、應(yīng)力和塑性變形的影響。24.試述珠光體轉(zhuǎn)變?yōu)槭裁创嬖陬I(lǐng)先相？答：珠光體轉(zhuǎn)變時(shí)的領(lǐng)先相珠光體轉(zhuǎn)變是一個(gè)形核和長(zhǎng)大的過程。由于珠光體是由鐵素體和滲碳體兩相所組成的，因 此就有領(lǐng)先相的問題

25、。珠光體轉(zhuǎn)變時(shí)的晶核究竟是鐵素體還是滲碳體，很難通過實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證，所以目前尚無定論。 許多研究證實(shí)，珠光體形成時(shí)的領(lǐng)先相隨相變發(fā)生的溫度和奧氏體成分的不同而異。過冷度小時(shí)滲碳體是領(lǐng)先相，過 冷度大時(shí)鐵素體是領(lǐng)先相；在亞共析鋼中鐵素體是領(lǐng)先相，在過共析鋼中滲碳體是領(lǐng)先相，而在共析鋼中兩者為領(lǐng)先 相的幾率相同，一般認(rèn)為共析鋼中珠光體形成時(shí)的領(lǐng)先相是滲碳體。此外，合金元素對(duì)珠光體形成的領(lǐng)先相亦有一定 影響。25、過冷奧氏體在什么條件下形成片狀珠光體，什么條件下形成粒狀珠光體？答：1）共析碳鋼加熱奧氏體化后緩慢冷卻，在稍低于A1 （727度）溫度時(shí)奧氏體將分解成為鐵素體與滲碳體的混合物，即珠光體，其典

26、型形態(tài)呈片狀或?qū)訝?。其片層間距主要取決于珠光體的形成溫度，同時(shí)也受合金元素的影響。2）將片狀珠光體加熱至略高于A點(diǎn)的溫度，在此溫度下保溫，即經(jīng)過球化退火處理，使片狀滲碳體球狀化就得到粒狀珠光體。26、試述馬氏體相變的主要特征及馬氏體相變的判據(jù)？見作業(yè)答：馬氏體相變的主要特征 ：轉(zhuǎn)變區(qū)由于形成馬氏體發(fā)生切變，所以在樣品表面上會(huì)出現(xiàn)浮凸現(xiàn)象。馬氏體相變 無擴(kuò)散性。新相與母相之間有一定的位向關(guān)系，且相界面是確定的晶面，稱為慣習(xí)面。在一定溫度圍完成相變。相變具有可逆性。馬氏體相變是一級(jí)相變，具有形核和長(zhǎng)大過程，且晶體長(zhǎng)大速率接近聲速。馬氏體相變的判據(jù)：馬氏體相變按動(dòng)力學(xué)特征分為變溫相變和等溫相變。按熱

27、力學(xué)和相界面動(dòng)態(tài)將相變分為熱彈 性相變、半熱彈性相變和非熱彈性相變。其相變驅(qū)動(dòng)力G'與（To Ms）成比例： G ' S（To M s）,Word 資料則：（1）臨界相變驅(qū)動(dòng)力小，熱滯??；（2）相界面能做往復(fù)牽動(dòng)；（3）形狀應(yīng)變?yōu)閺椥詤f(xié)作，馬氏體的儲(chǔ)存能對(duì)逆相變驅(qū)動(dòng)力作出貢獻(xiàn)。滿足這三個(gè)條件為熱彈性相變，部分滿足為半熱彈性相變，完全不符合這些條件時(shí)為非熱彈性相變。27、試述貝氏體轉(zhuǎn)變與馬氏體相變的異同點(diǎn)答：相同點(diǎn)：1、貝氏體相變與馬氏體相變都有一個(gè)上限溫度點(diǎn)；2、相變都不能進(jìn)行完全，總有殘余奧氏體存在；3、相變都是一種形核和長(zhǎng)大過程，并且都存在晶體缺陷；4、都存在以非簡(jiǎn)單指數(shù)晶

28、面為不變平面，即存在慣習(xí)面；5、相變都具有共格性，都會(huì)產(chǎn)生表面浮突現(xiàn)象；6、相變均為非平衡相變。不同點(diǎn)：1、晶體缺陷的密度不同。馬氏體相變中有著極高密度的位錯(cuò)，而貝氏體相變中位錯(cuò)密度相對(duì)較低；2、貝氏體中的浮突現(xiàn)象呈帳篷狀，形貌不同于馬氏體；3、馬氏體相變無擴(kuò)散性，貝氏體相變?yōu)榘霐U(kuò)散型相變；4、馬氏體相變?cè)诘蜏貐^(qū)進(jìn)行，不需要孕育期，轉(zhuǎn)變速度比較快，而貝氏體相變?cè)谥袦貐^(qū)進(jìn)行，具有一定的孕育期；5、馬氏體相變無成分改變，僅僅是晶格改組，而貝氏體相變有成分的改變；6、相變后的組織不一樣；7、馬氏體相變界面為切變共格界面，而貝氏體相變界面具有非共格彎曲面。28、試述貝氏體轉(zhuǎn)變的動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)答：貝氏體可以

29、等溫形成，其等溫轉(zhuǎn)變動(dòng)力學(xué)圖呈“C”形，在C曲線的鼻尖溫度，貝氏體的孕育期和轉(zhuǎn)變時(shí)間最短。有些鋼中，貝氏體等溫轉(zhuǎn)變動(dòng)力學(xué)圖與珠光體等溫轉(zhuǎn)變動(dòng)力學(xué)圖部分重疊，整個(gè)過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變只呈一個(gè)鼻尖，此時(shí)，在一定的溫度區(qū)域，過冷奧氏體具有混合轉(zhuǎn)變的特征。如在較低溫度等溫時(shí)，先形成一部分的貝氏體，隨后在發(fā)生珠光體轉(zhuǎn)變；在較高溫度等溫時(shí)，可先形成一部分的珠光體，接著在發(fā)生貝氏體轉(zhuǎn)變。29、試述貝氏體形核的特點(diǎn)答：貝氏體相變是一種形核長(zhǎng)大過程，可以在一定溫度圍形成，也可以在某一冷卻速度圍連續(xù)冷卻形成，等溫轉(zhuǎn)變時(shí)，需要一定的孕育期，其等溫動(dòng)力學(xué)圖呈“C”形。不同形態(tài)貝氏體中的鐵素體都市通過切變機(jī)制形成的，只是因?yàn)樾纬蓽囟炔煌?，使鐵素體中的碳脫溶以及碳化物的形成方式不同而導(dǎo)致貝氏體組織形態(tài)的不同。碳的擴(kuò)散及脫溶沉淀是控制貝氏體相變及組織形態(tài)的基本因素。30、熟悉如下概念：時(shí)效、脫容、連續(xù)脫容、不連續(xù)脫容。答：（1）時(shí)效：合金在脫容過程中，其機(jī)械性能、物理性能和化學(xué)性能等均隨之發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為時(shí)效。（2）脫容：從飽和固溶體中析出第二相（沉淀相）或形成溶質(zhì)原子聚集區(qū)以及亞穩(wěn)定過渡相的過稱。（3）連續(xù)脫容：在合金的脫容過程中，脫容物附近基體中的濃度變化為連