完整版固態(tài)相變及答案

1、固態(tài)相變課程復(fù)習(xí)思考題 2021-5-171 .說(shuō)明金屬固態(tài)相變的主要分類(lèi)及其形式2 .說(shuō)明金屬固態(tài)相變的主要特點(diǎn)3 .說(shuō)明金屬固態(tài)相變的熱力學(xué)條件與作用4 .說(shuō)明金屬固態(tài)相變的晶核長(zhǎng)大條件和機(jī)制5 .說(shuō)明奧氏體的組織特征和性能6 .說(shuō)明奧氏體的形成機(jī)制7 .簡(jiǎn)要說(shuō)明珠光體的組織特征8 .簡(jiǎn)要說(shuō)明珠光體的轉(zhuǎn)變體制9 .簡(jiǎn)要說(shuō)明珠光體轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的機(jī)械性能10 .簡(jiǎn)要說(shuō)明馬氏體相變的主要特點(diǎn)11 .簡(jiǎn)要說(shuō)明馬氏體相變的形核理論和切邊模型12 .說(shuō)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(shuō)明貝氏體的根本特征和組織形態(tài)14 .說(shuō)明恩金貝氏體相變假說(shuō)15 .說(shuō)明鋼中貝氏體的機(jī)械性能16 .說(shuō)明

2、鋼中貝氏體的組織形態(tài)17 .分析合金脫溶過(guò)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(shuō)明合金脫溶時(shí)效的性能變化20 .說(shuō)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(guò)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 .熟悉如下

3、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(guò)程,寫(xiě)出析出貫序32 .試述脫溶過(guò)程出現(xiàn)過(guò)渡相的原因33 .掌握如下根本概念：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(wú)擴(kuò)散型相變、均勻形核、形核率1 .說(shuō)明金屬固態(tài)相變的主要分類(lèi)及其形式(1)按熱力學(xué)分類(lèi)：一級(jí)相變二級(jí)相變(2)按平衡狀態(tài)圖分類(lèi)：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(lèi)：擴(kuò)散型相變.非擴(kuò)散型相變(4)按相變方式分類(lèi)：有核相變無(wú)核相變2 .說(shuō)明金屬固態(tài)相變的主要特點(diǎn)相界面：根據(jù)界

4、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(kāi)始形成,這個(gè)晶面稱(chēng)為慣習(xí)面通常以母相的晶面指數(shù)來(lái)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?chē)赶嗟募s束,新相不 能自由膨脹,因此新相與其周?chē)赶嘀g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(guò)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)或成分與母相比較接近,自由能比母相稍

5、低些的亞穩(wěn)定的過(guò)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?chē)c(diǎn)陣發(fā)生畸變,儲(chǔ)存有畸變能.一般地說(shuō),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(guò)某些組織的擴(kuò)散才能進(jìn)行,這時(shí)擴(kuò)散便成為相變的限制因素.3 .說(shuō)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)都有降低自由能以到達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)的自發(fā)趨勢(shì).假設(shè)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(chēng)為自發(fā)轉(zhuǎn)變.金屬固態(tài)相變就是自發(fā)轉(zhuǎn)變,那么新相自由能必須低于舊相自由能.新舊

6、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(shuō)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：要求具有適宜的過(guò)冷度；有適宜的晶核外表結(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,那么生長(zhǎng)時(shí)此位向關(guān)系仍保持不變,以便降低外表能.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、半共格或非共格界面的晶核,其長(zhǎng)大

7、方式也各不相同,不 過(guò)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(guò)熱激活越過(guò)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(guò)程中界面往往保持平面.由于相變過(guò)程中原子遷移都小于一個(gè)原子間距,故又稱(chēng)為無(wú)擴(kuò)散型相變.5、說(shuō)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,晶內(nèi)?？沙霈F(xiàn)相變攣晶. 它是C溶于丫-Fe中的固溶體,C原子丫-Fe點(diǎn)陣中處于Fe原子組成的八

8、面體中央間隙位置,即面心立方晶胞的中央或棱邊中央.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(wú)磁性鋼.6線(xiàn)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(shuō)明奧氏體形成機(jī)制答：奧氏體的形成是一個(gè)由 a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(guò)程.其形成過(guò)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；奧氏體晶核向a及F&C兩個(gè)方向長(zhǎng)大,奧

9、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(shuō)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(guò)冷度越大,那么片層間距就越小.珠光體是 在一個(gè)溫度范圍內(nèi)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,成為“粒狀珠光體和“球狀珠光體,一般是

10、經(jīng)過(guò)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(shuō)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(guò)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(wèn)題,一般認(rèn)為,過(guò)冷度小的時(shí)候滲碳體是領(lǐng)先相,過(guò)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),由于能量,成分和結(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,長(zhǎng)大過(guò)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

11、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(guò)片狀珠光體中滲碳體的球化而獲得的.9 .簡(jiǎn)要說(shuō)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、硬度以及塑性均提升.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(kāi)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,粒狀珠光體比片狀珠光體的疲勞強(qiáng)度有所提升.10、簡(jiǎn)要說(shuō)明馬氏體相變

12、的主要特點(diǎn)主要見(jiàn) 26答：1、切變共格和外表浮突現(xiàn)象2、無(wú)擴(kuò)散性3、具有特定的位向關(guān)系和慣習(xí)面4、在一個(gè)溫度范圍內(nèi)完成相變5、可逆性11.簡(jiǎn)要說(shuō)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(guò)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(chēng)兩次切變模

13、型12說(shuō)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%寸,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)度也有奉獻(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,而馬氏體的韌性主要決定于亞結(jié)構(gòu).13 .貝氏體根本特征與組織形態(tài)答：一、根本特征：貝氏體相變的

14、溫度范圍：奧氏體必須過(guò)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(guò)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(wú)碳化物貝氏體；低碳低合金鋼中的Bi, Bi , Bii.14 .說(shuō)明恩金貝氏體的相變假說(shuō)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(shuō). 該假說(shuō)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).

15、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(guò)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(guò)馬氏體相變形成馬氏體,此后又通過(guò)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(guò)程中鐵及合金元素的原子是不發(fā)生擴(kuò)散的.恩金假說(shuō)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(méi)有解釋貝氏體的形態(tài)變化和組織結(jié)構(gòu)等.15 .說(shuō)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)還有所提升；滲碳體的影響：據(jù)彌散強(qiáng)化機(jī)理,

16、碳化物顆粒尺寸約細(xì)小,數(shù)量越多,對(duì)強(qiáng)度的奉獻(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(shuō)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 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

17、狀,與馬氏體片之間不互相平行,亞結(jié)構(gòu)為李晶.3其他馬氏體形態(tài)：蝶狀馬氏體；薄片狀馬氏體； 名馬氏體17 .分析合金脫溶過(guò)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(guò)飽和固溶體,假設(shè)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(guò)飽和“相固溶體后,加熱到130° C進(jìn)行時(shí)效,其脫溶順序?yàn)椋篏.P.區(qū)一" 0"相一"日相一"日相.G.P.區(qū)的形成及結(jié)構(gòu)：時(shí)效初期,假設(shè)干原子層厚度的溶質(zhì)原子聚集在G.P.區(qū).G.P.區(qū)結(jié)構(gòu)與母相過(guò)飽和固溶體相同,并與母相保持第一類(lèi)共格關(guān)系,在熱力學(xué)上

18、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%寸析出物呈球狀,大于5%圓盤(pán)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(guò)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)效溫度提升時(shí)形成過(guò)渡相.G.P.區(qū)轉(zhuǎn)變?yōu)檫^(guò)渡相有兩種情況：A以G.P.區(qū)為根底逐漸演變；B與G.P.區(qū)無(wú)關(guān),過(guò)渡相獨(dú)立形核長(zhǎng)大,產(chǎn)物為 0'', e'相.e''相具有正方 點(diǎn)陣,點(diǎn)陣常數(shù)與母相 口相相同,并與a相保持完全共格關(guān)系,為薄片狀； 8'相具有正方點(diǎn)陣,點(diǎn)陣常數(shù)與基體 a 相不同,但與口相保持局部共格關(guān)系.

19、平衡相的形成與結(jié)構(gòu)：隨8'相得成長(zhǎng),其周?chē)w中應(yīng)力和應(yīng)變不斷增大,彈性應(yīng)變能也變大,8'相變的不穩(wěn)定.當(dāng)8'相長(zhǎng)大到一定尺寸后,與 口相完全脫離,形成獨(dú)立的平衡相,即 9相.日相具有正方點(diǎn)陣,點(diǎn)陣常數(shù)與 8'',6'相 相差甚大,與基體無(wú)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)脫溶顯微組織非連續(xù)脫溶中脫溶物的1M相與母相口之間的溶質(zhì)濃度不連續(xù),

20、顯微組織特征是在晶界面上形成界線(xiàn)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.基體相為貧化的固溶體,有一定的過(guò)飽和度.3脫溶過(guò)程中的顯微組織變化： 圖：19 .說(shuō)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(guò)飽和固溶體的硬度和強(qiáng)度均比純?nèi)軇└?在時(shí)效初期,隨時(shí)效時(shí)間延長(zhǎng),硬度 進(jìn)一步提升,成為時(shí)效硬化.在溫度低的冷時(shí)效時(shí),硬度開(kāi)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(kāi)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

21、化；基體回復(fù)與再結(jié)晶；新相析出.20 .說(shuō)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(guò)程中,新相和母相總是保持著完全共格關(guān)系.由于新相和母相僅在化學(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

22、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央間隙位置,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%,Fe:C1 -2.11% 2.11%56： 12= 10:1C原子進(jìn)入間隙位置后將引起點(diǎn)陣畸變,使其周?chē)?原子百分比為10%即2.5個(gè)晶胞中含有一個(gè)碳原子.這是由于 的間隙位置不可能都填滿(mǎn) 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溫度.隨著珠光體轉(zhuǎn)變溫度下降,片狀珠光體的片層間距&減小.在連續(xù)冷卻

23、條件下,冷卻速度愈大,珠光體的形成溫度愈低,即過(guò)冷度愈大,那么片層間距就愈小.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：但凡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(guò)共析鋼,在完全奧氏體化加熱溫度高于Acni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,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參加合

24、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)了 t a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)丁/ 口界面移動(dòng)的拖曳作用2、加熱溫度和保溫時(shí)間的影響：主要通過(guò)改變奧氏體的成分和組織狀態(tài)來(lái)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(guò)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(wèn)題.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(guò)實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證,所以目前尚無(wú)

25、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(guò)冷度小時(shí)滲碳體是領(lǐng)先相,過(guò) 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(guò)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(guò)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

26、片狀珠光體加熱至略高于Ai點(diǎn)的溫度,在此溫度下保溫,即經(jīng)過(guò)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(jiàn)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,所以在樣品外表上會(huì)出現(xiàn)浮凸現(xiàn)象.馬氏體相變 無(wú)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(chēng)為慣習(xí)面.在一定溫度范圍內(nèi)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(guò)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&a

27、mp;G¥ -3 '與To -Ms成比例： 網(wǎng)-« '= AST0 -Ms,那么：1臨界相變驅(qū)動(dòng)力小,熱滯小；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,馬氏體內(nèi)的儲(chǔ)存能對(duì)逆相變驅(qū)動(dòng)力作出奉獻(xiàn).滿(mǎn)足這三個(gè)條件為熱彈性相變,局部滿(mǎn)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,總有剩余奧氏體存在；3 、相變都是一種形核和長(zhǎng)大過(guò)程,并且都存在晶體缺陷；4 、都存在以非簡(jiǎn)單指數(shù)晶面為不變平面,即存在慣習(xí)面；5 、相變都具有共格性,都會(huì)

28、產(chǎn)生外表浮突現(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(wú)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(wú)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：貝氏體可以等溫形成,其等溫轉(zhuǎn)變動(dòng)力學(xué)圖呈“C

29、9;形,在C曲線(xiàn)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)圖局部重疊,整個(gè)過(guò)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)域內(nèi),過(guò)冷奧氏體具有混合轉(zhuǎn)變的特征.如在較低溫度等溫時(shí),先形成一局部的貝氏體,隨后在發(fā)生珠光體轉(zhuǎn)變；在較高溫度等溫時(shí),可先形成一局部的珠光體,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(guò)程,可以在一定溫度范圍內(nèi)形成,也可以在某一冷卻速度范圍內(nèi)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(guò)切變機(jī)制形成的,只是由于形成溫度不同,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)散及脫溶沉淀是限制貝氏體相變及組織形態(tài)的根本因素.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(guò)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(chēng)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(guò)渡相的過(guò)稱(chēng).(3)連續(xù)脫容：在合金的脫容過(guò)程中,脫容物附近基體中的濃度變化為連續(xù)的,即稱(chēng)為