金屬學(xué)第七章第九章答案

1、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。變。與珠光體轉(zhuǎn)+碳化答：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

2、明它們在性能上的差異。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)奧氏體晶粒可以形成幾個(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。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)，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度的位錯(cuò)。板條馬氏

3、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)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)平行生長的條狀鐵素體和在相鄰鐵素體條間存在

4、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)8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。9-8簡述碳鋼的回火轉(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2、馬氏體分解，組織為

5、回火馬氏體+殘留奧氏體3、殘留奧氏體轉(zhuǎn)變，組織為回火馬氏體4、碳化物的轉(zhuǎn)變，組織為回火托氏體5、滲碳體的聚集長大和a相的回復(fù)、再結(jié)晶，組織為回火索氏體。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-mm形成溫度：A1-650C。索氏體：片狀鐵素體+片狀滲碳體，片間距0.25-0.3um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)高溫回火后得到的回復(fù)或再結(jié)晶了的a相和粗粒

6、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。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。9-18如何把含碳0.4%的退火碳鋼處理成：1、在大塊游離鐵素體和鐵素體基體上分布著

7、細(xì)球狀碳化物；2、鐵素體基體上分布著細(xì)球狀碳化物。|答：第1種組織熱處理工藝：球化退火：由于是退火亞共析鋼，其原始組織為塊狀先共析鐵素體加片狀珠光體，因此只需加珠光體中的片狀滲碳體處理成球狀滲碳體?？梢詫⑼嘶鹛间摷訜嶂罙C1-AC3之間保溫，保留先共析塊狀鐵素體和部分未溶滲碳體質(zhì)點(diǎn)，得到碳含量不均勻的奧氏體組織，然后在AM以下較高溫度保溫球化，獲得在大塊游離鐵素體和鐵素體基體上分布著細(xì)球狀碳化物的組織。第2種組織熱處理工藝：調(diào)質(zhì)：將退火碳鋼加熱AC3細(xì)粒狀滲碳體，得到鐵素體基體加細(xì)球狀滲碳體組織。7-1用冷拔銅絲線制作導(dǎo)線，冷拔之后應(yīng)如何如理，為什么?答：應(yīng)采取回復(fù)退火（去應(yīng)力退火）處理：即將

8、冷變形金屬加熱到再結(jié)晶溫度以下某一溫度，并保溫足夠時(shí)間，然后緩慢冷卻到室溫的熱處理工藝。原因：銅絲冷拔屬于再結(jié)晶溫度以下的冷變形加工，冷塑性變形會(huì)使銅絲產(chǎn)生加工硬化和殘留內(nèi)應(yīng)力，該殘留內(nèi)應(yīng)力的存在容易導(dǎo)致銅絲在使用過程中斷裂。因此，應(yīng)當(dāng)采用去應(yīng)力退火使冷拔銅絲在基本上保持加工硬化的條件下降彳氐其內(nèi)應(yīng)力（主要是第一類內(nèi)應(yīng)力），改善其塑性和韌性，提高其在使用過程的安全性7-7一塊純錫板被槍彈擊穿，經(jīng)再結(jié)晶退火后，彈孔周圍的晶粒大小有何特征，并說明原因。答：彈孔周圍晶粒大小特征：晶粒大小隨距彈孔的距離產(chǎn)生梯度變化，即距離彈孔距離越近晶粒越細(xì)，距離越遠(yuǎn)晶粒越大，并且在某一距離處（變形量處于臨界變形量范

9、圍內(nèi)），出現(xiàn)特別粗大晶粒組織。原因：1、錫板被槍彈擊穿產(chǎn)生的彈孔相當(dāng)于彈孔處產(chǎn)生了劇烈的冷塑性變形，且距離彈孔越近則變形越劇烈。2、對冷塑性變形的金屬進(jìn)行再結(jié)晶退火，則冷變形的晶粒必然要發(fā)生再結(jié)晶，且再結(jié)晶后的晶粒大小與變形度密切相關(guān)，這是因?yàn)殡S著變形度的增加，形變儲(chǔ)存能增加，再結(jié)晶驅(qū)動(dòng)力增加，形核率N和晶粒長大線速度G同時(shí)增加，但G/N的比值減小，使再結(jié)晶的晶粒隨變形度增加而變細(xì)。3、然而，當(dāng)變形度在某一臨界變形度范圍內(nèi)（一般金屬在2%-10%范圍內(nèi)），由于變形度不大，G/N的比值很大，使再結(jié)晶的晶粒特別粗大。7-8某廠對高鎰鋼制碎礦機(jī)顆板進(jìn)行固溶處理時(shí)，經(jīng)1100c加熱后，用冷拔鋼絲繩吊掛

10、,由起重吊車送往淬火水梢。行至途中，鋼絲繩突然斷裂。這條鋼絲繩是新的，事先經(jīng)過檢查，并無瑕疵。試分析鋼絲繩斷裂原因。答：原因：由題述，該鋼絲繩是冷拔而成，及結(jié)果冷塑性變形而成，必然產(chǎn)生了加工硬化現(xiàn)象。由于顆板經(jīng)過1100加熱固溶處理，所以在吊運(yùn)過程中，高溫顫板對冷拔鋼絲繩起到了加熱作用，當(dāng)鋼絲繩溫度超過其再結(jié)晶溫度時(shí)，則會(huì)發(fā)生再結(jié)晶現(xiàn)象，導(dǎo)致鋼絲繩強(qiáng)度顯著下降，致使顫板重力對鋼絲繩產(chǎn)生的應(yīng)力超過了鋼絲繩的強(qiáng)度，導(dǎo)致鋼絲繩斷裂。7-9設(shè)有一楔形板坯結(jié)果冷軋后得到相同厚度的板材，然后進(jìn)行再結(jié)晶退火，試問該板材的晶粒大小是否均勻?不均勻原因：1、對冷塑性變形的金屬進(jìn)行再結(jié)晶退火，則冷變形的晶粒必然要

11、發(fā)生再結(jié)晶，且再結(jié)晶后的晶粒大小與變形度密切相關(guān)，這是因?yàn)殡S著變形度的增加，形變儲(chǔ)存能增加,再結(jié)晶驅(qū)動(dòng)力增加，形核率N和晶粒長大線速度G同時(shí)增加，但G/N的比值減小，使再結(jié)晶的晶粒隨變形度增加而變細(xì)。2、止匕外，當(dāng)變形度在臨界變形度范圍內(nèi)（一般金屬在2%-10%范圍內(nèi)），由于變形度不大，G/N的比值很大，使再結(jié)晶的晶粒特別粗大。3、由題述，是由厚度不一的楔形板冷變形成相同厚度的板材，則板材的不同位置的變形度必然不同，所以再結(jié)晶后的晶粒大小也必然不同。7-10金屬材料在熱加工時(shí)為了獲得細(xì)小晶粒組織，應(yīng)該注意一些什么問題？答：熱加工是在高于再結(jié)晶溫度以上的塑性變形過程，塑性變形引起的加工硬化和回復(fù)再結(jié)晶引起的軟化幾乎同時(shí)進(jìn)行。所以，在熱加工時(shí)為了獲得細(xì)小晶粒我覺得應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)：1、變形程度。2、熱加工的溫度。3、變形速度。