金屬學(xué)與熱處理課后習(xí)題答案9

1、第九章鋼的熱處理原理9-1金屬固態(tài)相變有哪些主要特征？哪些因素構(gòu)成相變的阻力？答：固體相變主要特征：1、相變阻力大2、新相晶核與母相晶核存在一定的晶體學(xué)位向關(guān)系。3、母相中的晶體學(xué)缺陷對(duì)相變其促進(jìn)作用。4、相變過程中易出現(xiàn)過渡相。相變阻力構(gòu)成：1 、表面能的增加。2 、彈性應(yīng)變能的增加，這是由于新舊兩相的比體積不同，相變時(shí)必然發(fā)生體積的變化，或者是由于新舊兩相相界面的不匹配而引起彈性畸變，都會(huì)導(dǎo)致彈性應(yīng)變能的增加。3、固態(tài)相變溫度低，原子擴(kuò)散更困難，例如固態(tài)合金中原子的擴(kuò)散速度為10-710-8cm/d，而液態(tài)金屬原子的擴(kuò)散速度為10-7cm/s。9-2何謂奧氏體晶粒度？說明奧氏體晶粒大小對(duì)鋼

2、的性能影響？答：奧氏體晶粒度：是奧氏體晶粒大小的度量。當(dāng)以單位面積內(nèi)晶粒的個(gè)數(shù)或每個(gè)晶粒的平均面積與平均直徑來描述晶粒大小時(shí)，可以建立晶粒大小的概念。通常采用金相顯微鏡100倍放大倍數(shù)下，在645mm2范圍內(nèi)觀察到的晶粒個(gè)數(shù)來確定奧氏體晶粒度的級(jí)別。對(duì)鋼的性能的影響：奧氏體晶粒?。轰摕崽幚砗蟮慕M織細(xì)小，強(qiáng)度高、塑性好，沖擊韌性高。奧氏體晶粒大：鋼熱處理后的組織粗大，顯著降低鋼的沖擊韌性，提高鋼的韌脆轉(zhuǎn)變溫度，增加淬火變形和開裂的傾向。當(dāng)晶粒大小不均勻時(shí)，還顯著降低鋼的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，引起應(yīng)力集中，容易產(chǎn)生脆性斷裂。9-3試述珠光體形成時(shí)鋼中碳的擴(kuò)散情況及片、粒狀珠光體的形成過程？答：珠光體形成時(shí)碳的

3、擴(kuò)散：珠光體形成過程中在奧氏體內(nèi)或晶界上由于滲碳體和鐵素體形核，造成其與原奧氏體形成的相界面兩側(cè)形成碳的濃度差，從而造成碳在滲碳體和鐵素體中進(jìn)行擴(kuò)散，簡(jiǎn)言之，在奧氏體中由于碳的擴(kuò)散形成富碳區(qū)和貧碳區(qū)，從而促使?jié)B碳體和鐵素體不斷地交替形核長(zhǎng)大，直至消耗完全部奧氏體。片狀珠光體形成過程：片狀珠光體是滲碳體呈片狀的珠光體。首先在奧氏體晶界形成滲碳體晶核，核剛形成時(shí)與奧氏體保持共格關(guān)系，為減小形核的應(yīng)變能而呈片狀。滲碳體長(zhǎng)大的同時(shí)，使其兩側(cè)的奧氏體出現(xiàn)貧碳區(qū)，從而為鐵素體在滲碳體兩側(cè)形核創(chuàng)造條件，在滲碳體兩側(cè)形成鐵素體后，鐵素體長(zhǎng)大的同時(shí)造成其與奧氏體體界面處形成富碳區(qū)，這又促使形成新的滲碳體片。滲碳

4、體和鐵素體如此交替形核長(zhǎng)大形成一個(gè)片層相間大致平行的珠光體區(qū)域，當(dāng)其與其他部位形成的珠光體區(qū)域相遇并占據(jù)整個(gè)奧氏體時(shí)，珠光體轉(zhuǎn)變結(jié)束，得到片狀珠光體組織。粒狀珠光體的形成過程：粒狀珠光體是滲碳體呈顆粒狀分布在鐵素體基體上。粒狀珠光體可以有過冷奧氏體直接分解而成，也可以由片狀珠光體球化而成，還可以由淬火組織回火形成。原始組織不同，其形成機(jī)理也不同。這里只介紹由過冷奧氏體直接分解得到粒狀珠光體的過程：要由過冷奧氏體直接形成粒狀珠光體，必須使奧氏體晶粒內(nèi)形成大量均勻彌散的滲碳體晶核，即控制奧氏體化溫度，使奧氏體內(nèi)殘存大量未溶的滲碳體顆粒；同時(shí)使奧氏體內(nèi)碳濃度不均勻，存在高碳區(qū)和低碳區(qū)。再將奧氏體冷卻

5、至略低于Ar1以下某一溫度緩冷，在過冷度較小的情況下就能在奧氏體晶粒內(nèi)形成大量均勻彌散的滲碳體晶核，每個(gè)滲碳體晶核在獨(dú)立長(zhǎng)大的同時(shí)，必然使其周圍母相奧氏體貧碳而形成鐵素體，從而直接形成粒狀珠光體。9-4試比較貝氏體轉(zhuǎn)變與珠光體轉(zhuǎn)變和馬氏體轉(zhuǎn)變的異同。答：貝氏體轉(zhuǎn)變：是在珠光體轉(zhuǎn)變溫度以下馬氏體轉(zhuǎn)變溫度以上過冷奧氏體所發(fā)生的中溫轉(zhuǎn)變。與珠光體轉(zhuǎn)變的異同點(diǎn)：相同點(diǎn)：相變都有碳的擴(kuò)散現(xiàn)象；相變產(chǎn)物都是鐵素體+碳化物的機(jī)械混合物不同點(diǎn)：貝氏體相變奧氏體晶格向鐵素體晶格改組是通過切變完成的，珠光體相變是通過擴(kuò)散完成的。與馬氏體轉(zhuǎn)變的異同點(diǎn)（可擴(kuò)展）：相同點(diǎn)：晶格改組都是通過切變完成的；新相和母相之間存在

6、一定的晶體學(xué)位相關(guān)系。不同點(diǎn)：貝氏體是兩相組織，馬氏體是單相組織；貝氏體相變有擴(kuò)散現(xiàn)象，可以發(fā)生碳化物沉淀，而馬氏體相變無碳的擴(kuò)散現(xiàn)象。9-5簡(jiǎn)述鋼中板條馬氏體和片狀馬氏體的形貌特征和亞結(jié)構(gòu)，并說明它們?cè)谛阅苌系牟町?。答：板條馬氏體的形貌特征：其顯微組織是由成群的板條組成。一個(gè)奧氏體晶?？梢孕纬蓭讉€(gè)位向不同的板條群，板條群由板條束組成，而一個(gè)板條束內(nèi)包含很多近乎平行排列的細(xì)長(zhǎng)的馬氏體板條。每一個(gè)板條馬氏體為一個(gè)單晶體，其立體形態(tài)為扁條狀，寬度在0.025-2.2微米之間。在這些密集的板條之間通常由含碳量較高的殘余奧氏體分割開。板條馬氏體的亞結(jié)構(gòu)：高密度的位錯(cuò)，這些位錯(cuò)分布不均勻，形成胞狀亞結(jié)構(gòu)

7、，稱為位錯(cuò)胞。片狀馬氏體的形貌特征：片狀馬氏體的空間形態(tài)呈凸透鏡狀，由于試樣磨面與其相截，因此在光學(xué)顯微鏡下呈針狀或竹葉狀，而且馬氏體片互相不平行，大小不一，越是后形成的馬氏體片尺寸越小。片狀馬氏體周圍通常存在殘留奧氏體。片狀馬氏體的亞結(jié)構(gòu)：主要為孿晶，分布在馬氏體片的中部，在馬氏體片邊緣區(qū)的亞結(jié)構(gòu)為高密度的位錯(cuò)。板條馬氏體與片狀馬氏體性能上的差異:馬氏體的強(qiáng)度取決于馬氏體板條或馬氏體片的尺寸，尺寸越小，強(qiáng)度越高，這是由于相界面阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)造成的。馬氏體的硬度主要取決于其含碳量。馬氏體的塑性和韌性主要取決于馬氏體的亞結(jié)構(gòu)。差異性：片狀馬氏體強(qiáng)度高、塑性韌性差，其性能特點(diǎn)是硬而脆。板條馬氏體同時(shí)

8、具有較高的強(qiáng)度和良好的塑韌性，并且具有韌脆轉(zhuǎn)變溫度低、缺口敏感性和過載敏感性小等優(yōu)點(diǎn)。9-6試述鋼中典型的上、下貝氏體的組織形態(tài)、立體模型并比較它們的異同。答：上貝氏體的組織形態(tài)、立體模型：在光學(xué)顯微鏡下，上貝氏體的典型特征呈羽毛狀。在電子顯微鏡下，上貝氏體由許多從奧氏體晶界向晶內(nèi)平行生長(zhǎng)的條狀鐵素體和在相鄰鐵素體條間存在的斷續(xù)的、短桿狀的滲碳體組成。其立體形態(tài)與板條馬氏體相似呈扁條狀，亞結(jié)構(gòu)主要為位錯(cuò)。下貝氏體的組織形態(tài)、立體模型：在光學(xué)顯微鏡下，下貝氏體呈黑色針狀。在電子顯微鏡下，下貝氏體由含碳過飽和的片狀鐵素體和其內(nèi)部析出的微細(xì)碳化物組成。其立體形態(tài)與片狀馬氏體一樣，也是呈雙凸透鏡狀，亞

9、結(jié)構(gòu)為高密度位錯(cuò)。異同點(diǎn)：相同點(diǎn)：都是鐵素體和碳化物的機(jī)械混合物，組織亞結(jié)構(gòu)都是高密度的位錯(cuò)。不同點(diǎn)：組織形態(tài)不同，立體模型不同，鐵素體和碳化物的混合方式不同。9-7何謂魏氏組織？簡(jiǎn)述魏氏組織的形成條件、對(duì)鋼的性能的影響及其消除方法？答：魏氏組織：含碳小于0.6%的亞共析鋼或大于1.2%的過共析鋼在鑄造、鍛造、軋制后的空冷，或者是焊縫熱影響區(qū)的空冷過程中，或者當(dāng)加熱溫度過高并以較快速度冷卻時(shí)，先共析鐵素體或先共析滲碳體從奧氏體晶界沿一定的晶面向晶內(nèi)生長(zhǎng)，并且呈針片狀析出。在光學(xué)顯微鏡下可以觀察到從奧氏體晶界生長(zhǎng)出來的近乎平行或其他規(guī)則排列的針狀鐵素體或滲碳體以及其間存在的珠光體組織，這類組織稱

10、為魏氏組織。前者稱鐵素體魏氏組織，后者稱滲碳體魏氏組織。魏氏組織的形成條件：魏氏組織的形成與鋼中的含碳量、奧氏體晶粒大小及冷卻速度有關(guān)。只有在一定含碳范圍內(nèi)并以較快速度冷卻時(shí)才可能形成魏氏組織，而且當(dāng)奧氏體晶粒越細(xì)小時(shí)，形成魏氏組織的含碳量范圍越窄。因此魏氏組織通常伴隨奧氏體粗晶組織出現(xiàn)。對(duì)鋼性能的影響：其為鋼的一種過熱缺陷組織，使鋼的力學(xué)性能指標(biāo)下降，尤其是塑韌性顯著降低，脆性轉(zhuǎn)折溫度升高，容易引起脆性斷裂。需要指出的是，只有當(dāng)奧氏體晶粒粗化，出現(xiàn)粗大的鐵素體或滲碳體魏氏組織并嚴(yán)重切割基體時(shí)降，才使鋼的強(qiáng)度和韌性顯著降低。消除方法：可以通過控制塑性變形程度、降低加熱溫度、降低熱加工終止溫度，

11、降低熱加工后的冷卻速度，改變熱處理工藝，例如通過細(xì)化晶粒的調(diào)質(zhì)、正火、完全退火等工藝來防止或消除魏氏組織。9-8簡(jiǎn)述碳鋼的回火轉(zhuǎn)變和回火組織答：碳鋼的回火轉(zhuǎn)變過程及回火組織：1 、馬氏體中碳原子的偏聚，組織為淬火馬氏體+殘留奧氏體，與淬火組織相同（馬氏體中的碳含量是過飽和的，當(dāng)回火溫度在100C以下時(shí)，碳原子可以做短距離的擴(kuò)散遷移。在板條馬氏體中，碳原子偏聚在位錯(cuò)線附近的間隙位置，形成碳的偏聚區(qū)，降低馬氏體的彈性畸變能。在片狀馬氏體中，除少量碳原子向位錯(cuò)線偏聚外，大量碳原子將垂直于馬氏體C軸的（100）晶面富集。）2 、馬氏體分解，組織為回火馬氏體+殘留奧氏體（當(dāng)回火溫度超過100C時(shí)，馬氏體

12、開始發(fā)生分解，碳原子偏聚區(qū)的碳原子將發(fā)生有序化，繼而轉(zhuǎn)變成碳化物從過飽和a相中析出。將馬氏體分解后形成的低碳a相和彌散的&碳化物組成的雙相組織稱為回火馬氏體）3 、殘留奧氏體轉(zhuǎn)變，組織為回火馬氏體（鋼淬火后總是存在一些殘留奧氏體，其含量隨淬火加熱時(shí)奧氏體中碳和合金元素的含量增加而增多。當(dāng)回火溫度高于200r時(shí)，殘留奧氏體將發(fā)生分解。殘留奧氏體在貝氏體轉(zhuǎn)變溫度范圍內(nèi)回火將轉(zhuǎn)變?yōu)樨愂象w，在珠光體轉(zhuǎn)變溫度范圍內(nèi)回火將先析出先共析碳化物，隨后分解為珠光體。）4 碳化物的轉(zhuǎn)變，組織為回火托氏體（馬氏體分解及殘留奧氏體轉(zhuǎn)變形成的&碳化物是亞穩(wěn)定相，當(dāng)回火溫度升高至250r以上時(shí)，將會(huì)形成更穩(wěn)定的x碳化物直

13、至B碳化物。當(dāng)回火溫度升高至400C,淬火馬氏體完全分解，但a相仍保持針狀外形，之前形成的c碳化物和x碳化物全部轉(zhuǎn)變?yōu)?碳化物，即滲碳體。這種由針狀a相和無共格聯(lián)系的細(xì)粒狀滲碳體組成的機(jī)械混合物稱為回火托氏體。）5 滲碳體的聚集長(zhǎng)大和a相的回復(fù)再結(jié)晶，組織為回火索氏體。（當(dāng)回火溫度升高至400C以上時(shí)，已脫離共格關(guān)系的滲碳體開始聚集長(zhǎng)大，按照細(xì)粒溶解，粗粒長(zhǎng)大的機(jī)制進(jìn)行。與此同時(shí)，a相的狀態(tài)也在不斷發(fā)生變化。馬氏體晶格是通過切變方式重組的，晶格缺陷密度很高，自由能高，因此在回火過程中a相也會(huì)要發(fā)生變化來降低自由能。當(dāng)回火溫度升高至400C以上時(shí)，a相開始出現(xiàn)回復(fù)現(xiàn)象，使位錯(cuò)密度減少或?qū)\晶消失，

14、但是a相晶粒仍保持板條狀或針狀。當(dāng)回火溫度升高至600C以上時(shí)，板條狀或針狀a相消失，形成等軸的a相。將淬火鋼在500-650C回火得到的回復(fù)或再結(jié)晶了的a相和粗粒狀滲碳體的機(jī)械混合物稱為回火索氏體。）9-9比較珠光體索氏體托氏體和回火珠光體回火索氏體回火托氏體的組織和性能。答：組織比較：珠光體：片狀鐵素體+片狀滲碳體，片間距0.6-1um形成溫度：A1-650C。索氏體：片狀鐵素體+片狀滲碳體，片間距0.25-0.3陶形成溫度：650-600C。托氏體：片狀鐵素體+片狀滲碳體，片間距0.1-0.15um形成溫度：600C以下。以上三類珠光體是由過冷奧氏體直接轉(zhuǎn)變而得?；鼗鹚魇象w：將淬火鋼經(jīng)高

15、溫回火后得到的回復(fù)或再結(jié)晶了的a相和粗粒狀滲碳體的機(jī)械混合物稱為回火索氏體?；鼗鹜惺象w：將淬火鋼經(jīng)中溫回火后得到的由針狀a相和無共格聯(lián)系的細(xì)粒狀滲碳體組成的機(jī)械混合物稱為回火托氏體。通過以上分析，可以看到以上珠光體組織主要區(qū)別在于碳化物的形狀不同，可以分為片狀珠光體和粒狀珠光體兩類組織。性能比較：1與片狀珠光體相比，粒狀珠光體的硬度和強(qiáng)度較低，塑性和韌性較好。2在相同硬度條件下，片狀珠光體和粒狀珠光體抗拉強(qiáng)度相近，但粒狀珠光體的屈服強(qiáng)度塑性韌性等性能都優(yōu)于片狀珠光體組織。（這是因?yàn)?，片狀珠光體受力時(shí)，位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)被限制在鐵素體內(nèi)，當(dāng)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)至片狀碳化物界面時(shí)形成較大的平面位錯(cuò)塞積群，使基體產(chǎn)生很

16、大的應(yīng)力集中，易使碳化物脆斷或形成微裂紋。而粒狀碳化物對(duì)鐵素體的變形阻礙作用大大減弱，塑性和韌性得到提高，當(dāng)粒狀碳化物均勻地分布在塑性基體上時(shí)，由于位錯(cuò)和第二相粒子的交互作用產(chǎn)生彌散強(qiáng)化或沉淀強(qiáng)化，提高鋼的塑性變形抗力，從而提高強(qiáng)度。）3粒冷珠光體的冷變形性能可加工性能以及淬火工藝性能都比片狀珠光體好。9-10為了要獲得均勻奧氏體，在相同奧氏體化加熱溫度下，是原始組織為球狀珠光體的保溫時(shí)間短還是細(xì)片狀珠光體的保溫時(shí)間短？試?yán)脢W氏體的形成機(jī)制說明之？答：細(xì)片狀珠光體的保溫時(shí)間短。原因：1 、將鋼加熱到AC1以上某一溫度時(shí)，珠光體處于不穩(wěn)定狀態(tài)，通常首先在鐵素體和滲碳體的相界面上形成奧氏體晶核，

17、這是因?yàn)殍F素體和滲碳體的相界面上碳濃度不均勻、原子排列不規(guī)則，易于產(chǎn)生濃度起伏和結(jié)構(gòu)起伏，為奧氏體形核創(chuàng)造有利條件。2 、原始組織為片狀珠光體時(shí)的相界面面積大于球狀珠光體，也就是可供奧氏體形核的位置越多，則奧氏體形核越多，晶核長(zhǎng)大速度越快，因此可加速奧氏體的形成，縮短保溫時(shí)間。9-11何為第一類回火脆性和第二類回火脆性？它們產(chǎn)生的原因和消除方法？答：定義：回火脆性：淬火鋼回火時(shí)的沖擊韌性并不總是隨回火溫度的升高單調(diào)的增高，有些鋼在一定的溫度范圍內(nèi)回火時(shí)，其沖擊韌性顯著下降，這種脆化現(xiàn)象稱為回火脆性。第一類回火脆性：鋼在250-400C溫度范圍內(nèi)回火時(shí)出現(xiàn)的回火脆性稱為第一類回火脆性，也稱低溫回

18、火脆性。第二類回火脆性：鋼在450-650C溫度范圍內(nèi)回火時(shí)出現(xiàn)的回火脆性稱為第二類回火脆性，也叫高溫回火脆性。產(chǎn)生原因：第一類回火脆性：低溫回火脆性幾乎在所有的工業(yè)用鋼中都會(huì)出現(xiàn)。一般認(rèn)為，其產(chǎn)生是由于馬氏體分解時(shí)沿馬氏體條或片的界面上析出斷續(xù)的薄殼狀碳化物，降低了晶界的斷裂強(qiáng)度，使晶界稱為裂紋擴(kuò)展的路徑，因而產(chǎn)生脆性。第二類回火脆性：高溫回火脆性主要在合金結(jié)構(gòu)鋼中出現(xiàn)，碳鋼中一般不出現(xiàn)這種脆性。其產(chǎn)生原因主要是As、Sn、Pb、Sb、Bi、P、S等有害雜質(zhì)元素在回火冷卻過程中向原奧氏體晶界偏聚，減弱了奧氏體晶界上原子間的結(jié)合力，降低晶界的斷裂強(qiáng)度。Mn、Ni、Cr等合金元素不但促進(jìn)這些雜質(zhì)

19、元素向晶界偏聚，而且自身也向晶界偏聚，進(jìn)一步降低了晶界斷裂強(qiáng)度，增加回火脆性。消除方法：第一類回火脆性：A、避開脆化溫度范圍回火B(yǎng)、用等溫淬火代替淬火+回火C、 在鋼中加入Nb、V、Ti等細(xì)化奧氏體晶粒元素，增加晶界面積D、降低雜質(zhì)元素含量第二類回火脆性：A、高溫回火后采用快速冷卻方法可以抑制回火脆性，但不適用于對(duì)回火脆性敏感的較大工件B、在鋼中加入Nb、V、Ti等細(xì)化奧氏體晶粒元素，增加晶界面積C、降低雜質(zhì)元素含量D、 加入適量的Mo、W等合金元素可抑制雜質(zhì)元素向原奧氏體晶界的偏聚E、對(duì)亞共析鋼可采取A1-A3臨界區(qū)的亞溫淬火方法，使P等雜質(zhì)元素溶入殘留的鐵素體中，減輕它們向原奧氏體晶界的偏

20、聚程度F、采用形變熱處理方法，可以細(xì)化晶粒，減輕高溫回火脆性9-12比較過共析鋼的TTT曲線和CCT曲線的異同點(diǎn)。為什么在連續(xù)冷卻過程中得不到貝氏體組織？與亞共析鋼的CCT曲線中Ms線相比，過共析鋼的Ms線有何不同點(diǎn)，為什么？答：TTT曲線和CCT曲線的異同點(diǎn)：相同點(diǎn)：1 、都具有滲碳體的先共析線。2 、相變都有一定的孕育期。3 、曲線中都有一條相變開始線和一條相變完成線。不同點(diǎn)：1、 、CCT曲線中無貝氏體轉(zhuǎn)變區(qū)。2、 CCT曲線中發(fā)生相變的溫度比TTT曲線中的低3、 CCT曲線中發(fā)生相變的孕育期比TTT曲線中長(zhǎng)。得不到貝氏體組織的原因：在過共析鋼的奧氏體中，碳濃度高，使貝氏體孕育期大大延長(zhǎng)

21、，在連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變時(shí)貝氏體轉(zhuǎn)變來不及進(jìn)行便冷卻至低溫。Ms線的不同點(diǎn)及原因：不同點(diǎn)：亞共析鋼的CCT曲線中的Ms線右端呈下降趨勢(shì)，而過共析鋼的CCT曲線中的Ms線右端呈上升趨勢(shì)。原因：這是因?yàn)樵趤喒参鲣撝杏捎谙裙参鲨F素體的析出和貝氏體轉(zhuǎn)變，造成周圍奧氏體的富碳，從而導(dǎo)致Ms線下降。而過共析鋼由于先共析滲碳體的析出，而且在連續(xù)冷卻過程中也無貝氏體轉(zhuǎn)變，使周圍奧氏體貧碳，導(dǎo)致Ms線上升9-13闡述獲得粒狀珠光體的兩種方法？答：粒狀珠光體可以有過冷奧氏體直接分解而成，也可以由片狀珠光體球化而成，還可以由淬火組織回火形成。原始組織不同，其形成機(jī)理也不同。1 、由過冷奧氏體直接分解得到粒狀珠光體的過程：要

22、由過冷奧氏體直接形成粒狀珠光體，必須使奧氏體晶粒內(nèi)形成大量均勻彌散的滲碳體晶核，即控制奧氏體化溫度，使奧氏體內(nèi)殘存大量未溶的滲碳體顆粒；同時(shí)使奧氏體內(nèi)碳濃度不均勻，存在高碳去和低碳區(qū)。再將奧氏體冷卻至略低于Ar1以下某一溫度緩冷，在過冷度較小的情況下就能在奧氏體晶粒內(nèi)形成大量均勻彌散的滲碳體晶核，每個(gè)滲碳體晶核在獨(dú)立長(zhǎng)大的同時(shí)，必然使其周圍母相奧氏體貧碳而形成鐵素體，從而直接形成粒狀珠光體。2 、由片狀珠光體直接球化而成的過程：將片狀珠光體鋼加熱至略低于A1溫度長(zhǎng)時(shí)間保溫，得到粒狀珠光體。此時(shí)，片狀珠光體球化的驅(qū)動(dòng)力是鐵素體和滲碳體之間相界面（或界面能）的減少。3 、由淬火組織回火形成的過程將

23、淬火馬氏體鋼加熱到一定溫度以上回火，使馬氏體分解、析出顆粒狀滲碳體，得到回復(fù)或再結(jié)晶的鐵素體加粒狀滲碳體的組織。9-14金屬和合金的晶粒大小對(duì)力學(xué)性能有何影響？獲得細(xì)晶粒的方法？答：此題主要是指奧氏體晶粒晶粒大小對(duì)力學(xué)性能影響：奧氏體晶粒?。轰摕崽幚砗蟮慕M織細(xì)小，強(qiáng)度高、塑性好，沖擊韌性高。奧氏體晶粒大：鋼熱處理后的組織粗大，顯著降低鋼的沖擊韌性，提高鋼的韌脆轉(zhuǎn)變溫度，增加淬火變形和開裂的傾向。當(dāng)晶粒大小不均勻時(shí)，還顯著降低鋼的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，引起應(yīng)力集中，容易產(chǎn)生脆性斷裂。獲得細(xì)晶粒的方法：1、降低加熱溫度，加快加熱速度，縮短保溫時(shí)間，采用快速加熱短時(shí)保溫的奧氏體化工藝。2、冶煉過程中用Al脫氧或

24、在鋼種加入Zr、Ti、Nb、V等強(qiáng)碳化物形成元素，能形成高熔點(diǎn)的彌散碳化物和氮化物，可以細(xì)化奧氏體晶粒。3、細(xì)小的原始組織可以得到細(xì)小的奧氏體晶粒，可以采用多次快速加熱-冷卻的方法細(xì)化奧氏體晶粒。4、采用形變熱處理可以細(xì)化奧氏體晶粒。9-15有一共析鋼試樣，其顯微組織為粒狀珠光體。問通過何種熱處理工序可分別得到片狀珠光體、粗片狀珠光體和比原始組織更細(xì)小的粒狀珠光體？答：獲得片狀珠光體工序：正火：將粒狀珠光體鋼完全奧氏體化，然后在空氣中冷卻至室溫。獲得粗片狀珠光體工序：完全退火：將粒狀珠光體鋼完全奧氏體化，然后在隨爐緩慢冷卻至室溫。獲得更小的粒狀珠光體工序：調(diào)質(zhì)（淬火+高溫回火）：將粒狀珠光體鋼

25、完全奧氏體化，淬火成馬氏體組織，再將馬氏體組織鋼加熱到一定溫度回火使馬氏體分解、析出細(xì)粒狀滲碳體，得到針狀鐵素體加細(xì)粒狀滲碳體的粒狀珠光體組織9-16為了提高過共析鋼的的強(qiáng)韌性，希望淬火時(shí)控制馬氏體使其具有較低的含碳量，并希望有部分板條馬氏體。試問如何進(jìn)行熱處理才能達(dá)到上述目的？答：熱處理方法：1 、采用亞溫淬火+預(yù)冷淬火的方法，即將過共析鋼快速加熱至AC1-ACcm之間略高于AC1某一溫度短時(shí)保溫，得到細(xì)小的碳濃度不均勻奧氏體晶粒和未溶的滲碳體顆粒。淬火前將奧氏體鋼在空氣中預(yù)冷，使其析出部分先共析滲碳體，降低奧氏體含碳量，然后再淬火可以得到碳含量較低的細(xì)小片狀馬氏體，以及部分板條馬氏體，從而

26、得到以片狀馬氏體為主加粒狀碳化物以及部分板條馬氏體組織，使鋼具有高的強(qiáng)度并且具有良好的韌性。2 、適當(dāng)?shù)慕档痛慊鹄鋮s速度，因?yàn)槔鋮s速度越大，形成片狀馬氏體的含碳量越低，不易形成板條馬氏體。9-17如何把含碳0.8%的碳鋼的球化組織轉(zhuǎn)變?yōu)椋?、細(xì)片狀珠光體；2、粗片狀珠光體；3、比原來組織更小的球化組織。答：獲得細(xì)片狀珠光體工序：正火：將粒狀珠光體鋼完全奧氏體化，快速冷卻至Ar1以下較低溫度保溫一段時(shí)間后緩冷至室溫。獲得粗片狀珠光體工序：完全退火：將粒狀珠光體鋼完全奧氏體化，快速冷卻至略低于Ar1以下某一溫度保溫然后在隨爐緩慢冷卻至室溫。獲得更小的粒狀珠光體工序：調(diào)質(zhì)（亞溫淬火+高溫回火）：將粒狀珠光體鋼加熱至AC1-ACcm之間某一溫度保溫，得到細(xì)小的奧氏體晶