金屬固態(tài)相變原理習題及解答(編輯修改稿)
2024-09-01 18:00 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 的含碳量遠遠超過此值。C溶入aFe中的扁八面體間隙后，力使其變?yōu)檎嗣骟w間隙，所以引起點陣畸變。結(jié)果使短軸方向的Fe間距伸長36%），而另兩個方向縮短4%，從而使體心立方變?yōu)轶w心正方點陣。由間隙碳原子造成的這種非對稱畸變稱為畸變偶極，可將其視為一個強烈的應(yīng)力場，C原子就在這個應(yīng)力場的中心。試簡要敘述馬氏體轉(zhuǎn)變的特點，馬氏體轉(zhuǎn)變的無擴散性的實驗證據(jù)有那些？一、切變共格與表面浮凸現(xiàn)象。二、無擴散性。三、具有特定的位向關(guān)系。四、慣習面。五、相變發(fā)生在一個溫度范圍內(nèi)——降溫形成。六、 轉(zhuǎn)變不徹底。七、高速形成。八、 轉(zhuǎn)變可逆性。鋼中奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體時，僅由面心立方點陣通過切變轉(zhuǎn)變?yōu)轶w心立方（體心正方）點陣，而無成分的變化；馬氏體相變可以在相當?shù)偷臏囟龋ㄉ踔?K）范圍內(nèi)以極快的速度進行，在這樣低的溫度下，原子擴散的速度極小，相變已不可能以擴散的方式進行。實驗證據(jù)：鋼中奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體時，僅由面心立方點陣通過切變轉(zhuǎn)變?yōu)轶w心立方（體心正方）點陣，而無成分的變化；馬氏體相變可以在相當?shù)偷臏囟龋ㄉ踔?K）范圍內(nèi)以極快的速度進行，在這樣低的溫度下，原子擴散的速度極小，相變已不可能以擴散的方式進行。常見的馬氏體的形態(tài)有哪兩種，其亞結(jié)構(gòu)分別是哪種晶體缺陷？影響馬氏體組織形態(tài)的因素有哪些？一、板條馬氏體。板條內(nèi)的亞結(jié)構(gòu)主要是高密度的位錯，r=1012/cm2，故又稱位錯馬氏體。二、片（針）狀馬氏體。亞結(jié)構(gòu)主要是孿晶，又稱孿晶馬氏體?；瘜W成分。馬氏體形成溫度。奧氏體的層錯能。奧氏體與馬氏體的強度?；坪蛯\生的臨界分切應(yīng)力。Ms點的物理意義是什么？試述影響鋼的Ms點的因素。 Ms點的物理意義即為奧氏體和馬氏體兩相自由能之差達到相變所需最小驅(qū)動力之值時的溫度。（一）化學成分的影響。1）碳含量。2）氮含量。3）合金元素。（二）形變和應(yīng)力的影響。（三）奧氏體化條件的影響。（四）淬火冷卻速度的影響。（五）磁場的影響簡要闡述形變、磁場誘發(fā)馬氏體的機理。由于馬氏體相變時必然產(chǎn)生體積膨脹，因此多向壓應(yīng)力將阻礙馬氏體形成，故降低Ms點；而拉應(yīng)力或單向壓應(yīng)力有利于馬氏體的形成，使Ms點升高。外加磁場使具有最大磁飽和強度的馬氏體相趨于更穩(wěn)定。在磁場中馬氏體的自由能降低，而磁場對非鐵磁相奧氏體的自由能影響并不大，因此兩相平衡溫度T0升高，Ms點也隨之升高。與形變誘發(fā)馬氏體相變相似，磁能補償了一部分化學驅(qū)動力，誘發(fā)馬氏體相變在Ms’點以上即可發(fā)生。由于馬氏體相變時必然產(chǎn)生體積膨脹，因此多向壓應(yīng)力將阻礙馬氏體形成，故降低Ms點；而拉應(yīng)力或單向壓應(yīng)力有利于馬氏體的形成，使Ms點升高。降溫馬氏體相變的動力學特點有那些？為何在略高于Ms點的溫度保溫可在鋼鐵表面形成馬氏體？一、降溫形核，瞬時長大。二、等溫形核，瞬時長大。三、自觸發(fā)形核，瞬時長大。三、表面馬氏體相變。由于在表面形成馬氏體時可以不受三向壓應(yīng)力的阻礙；在內(nèi)部形成時，由于馬氏體的比容大于周圍的奧氏體而造成三向壓應(yīng)力，使馬氏體難以形成。因此，表面馬氏體的Ms’點要高于大塊試樣內(nèi)部的Ms點。試討論馬氏體產(chǎn)生強化強化效果的機制。%以后馬氏體的硬度不再增加? ① 固溶強化；② 時效強化：Ms點在室溫以上的鋼，在淬火過程中、室溫停留期間及外力作用下，發(fā)生自回火過程而導致鋼的沉淀強化或時效硬化；③ 相變強化：馬氏體相變過程中產(chǎn)生的亞結(jié)構(gòu)的強化，如高密度的位錯。為何馬氏體轉(zhuǎn)變有不徹底性（殘余奧氏體產(chǎn)生的原因）？①當大量的馬氏體形成后，剩下未轉(zhuǎn)變的奧氏體被分割成很小的區(qū)域并受到巨大的各方向的壓力，阻止其繼續(xù)向馬氏體轉(zhuǎn)變；②許多工業(yè)用鋼的Mf點處于室溫以下，而通常淬火溫度在室溫，由于冷卻不充分必然形成一定數(shù)量的殘余奧氏體。何為奧氏體的熱穩(wěn)定化，A殘的存在對鋼的性能有何影響？１、殘余奧氏體的熱穩(wěn)定化現(xiàn)象。奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體能力減低的一切現(xiàn)象，稱為奧氏體的穩(wěn)定化。有害作用：1)軟而粘，耐磨性差，降低耐磨件的壽命；2)不穩(wěn)定，易發(fā)生時效變形與時效開裂；3)易發(fā)生磨削裂紋；4)易轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體而提高脆性；有益作用：1）降低淬火硬度與工具鋼的疲勞強度。與硬脆的馬氏體共同存在時，有減震作用，提高冷模鋼及低溫用鋼的韌性；2）在交變應(yīng)力作用下，可提高鋼的疲勞強度；3）可防止齒輪的齒面發(fā)生點腐蝕；4）淬火鋼中（如高碳工具鋼）保留約15%的殘余奧氏體，可提高其韌性與塑性。第五章從組織形態(tài)上看，貝氏體可分為哪幾種、其組成相是什么？較高溫度形成的是上貝氏體，其碳化物為滲碳體，一般分布在條狀鐵素體之間。較低溫度形成的是下貝氏體，其碳化物既可以滲碳體，也可以為ε碳化物，主要分布在鐵素體條的內(nèi)部。試分別敘述上貝氏體和下貝氏體的形成過程，并解釋“B上的轉(zhuǎn)變速度是受碳在奧氏體中的擴散所控制，而B下的轉(zhuǎn)變速度是受碳在鐵素體中的擴散所控制”的原因。一般情況下，隨著鋼中碳含量的增加，B上中鐵素體條增多并變薄，條間Fe3C量也增多，其形態(tài)也由粒狀變?yōu)殒溨闋睢⒍虠U狀，直至斷續(xù)條狀。當碳含量達到共析成分時， Fe3C不僅分布于鐵素體條之間，也在鐵素體
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