金屬固態(tài)相變?cè)砹?xí)題及解答(編輯修改稿)
2025-09-01 18:00 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的含碳量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)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(diǎn)陣畸變。結(jié)果使短軸方向的Fe間距伸長(zhǎng)36%），而另兩個(gè)方向縮短4%，從而使體心立方變?yōu)轶w心正方點(diǎn)陣。由間隙碳原子造成的這種非對(duì)稱畸變稱為畸變偶極，可將其視為一個(gè)強(qiáng)烈的應(yīng)力場(chǎng)，C原子就在這個(gè)應(yīng)力場(chǎng)的中心。試簡(jiǎn)要敘述馬氏體轉(zhuǎn)變的特點(diǎn)，馬氏體轉(zhuǎn)變的無(wú)擴(kuò)散性的實(shí)驗(yàn)證據(jù)有那些？一、切變共格與表面浮凸現(xiàn)象。二、無(wú)擴(kuò)散性。三、具有特定的位向關(guān)系。四、慣習(xí)面。五、相變發(fā)生在一個(gè)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(shí)，僅由面心立方點(diǎn)陣通過(guò)切變轉(zhuǎn)變?yōu)轶w心立方（體心正方）點(diǎn)陣，而無(wú)成分的變化；馬氏體相變可以在相當(dāng)?shù)偷臏囟龋ㄉ踔?K）范圍內(nèi)以極快的速度進(jìn)行，在這樣低的溫度下，原子擴(kuò)散的速度極小，相變已不可能以擴(kuò)散的方式進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)證據(jù)：鋼中奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體時(shí)，僅由面心立方點(diǎn)陣通過(guò)切變轉(zhuǎn)變?yōu)轶w心立方（體心正方）點(diǎn)陣，而無(wú)成分的變化；馬氏體相變可以在相當(dāng)?shù)偷臏囟龋ㄉ踔?K）范圍內(nèi)以極快的速度進(jìn)行，在這樣低的溫度下，原子擴(kuò)散的速度極小，相變已不可能以擴(kuò)散的方式進(jìn)行。常見(jiàn)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(cuò)，r=1012/cm2，故又稱位錯(cuò)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(xué)成分。馬氏體形成溫度。奧氏體的層錯(cuò)能。奧氏體與馬氏體的強(qiáng)度?；坪蛯\生的臨界分切應(yīng)力。Ms點(diǎn)的物理意義是什么？試述影響鋼的Ms點(diǎn)的因素。 Ms點(diǎn)的物理意義即為奧氏體和馬氏體兩相自由能之差達(dá)到相變所需最小驅(qū)動(dòng)力之值時(shí)的溫度。（一）化學(xué)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(chǎng)的影響簡(jiǎn)要闡述形變、磁場(chǎng)誘發(fā)馬氏體的機(jī)理。由于馬氏體相變時(shí)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(diǎn)；而拉應(yīng)力或單向壓應(yīng)力有利于馬氏體的形成，使Ms點(diǎn)升高。外加磁場(chǎng)使具有最大磁飽和強(qiáng)度的馬氏體相趨于更穩(wěn)定。在磁場(chǎng)中馬氏體的自由能降低，而磁場(chǎng)對(duì)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(diǎn)也隨之升高。與形變誘發(fā)馬氏體相變相似，磁能補(bǔ)償了一部分化學(xué)驅(qū)動(dòng)力，誘發(fā)馬氏體相變?cè)贛s’點(diǎn)以上即可發(fā)生。由于馬氏體相變時(shí)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(diǎn)；而拉應(yīng)力或單向壓應(yīng)力有利于馬氏體的形成，使Ms點(diǎn)升高。降溫馬氏體相變的動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)有那些？為何在略高于Ms點(diǎn)的溫度保溫可在鋼鐵表面形成馬氏體？一、降溫形核，瞬時(shí)長(zhǎng)大。二、等溫形核，瞬時(shí)長(zhǎng)大。三、自觸發(fā)形核，瞬時(shí)長(zhǎng)大。三、表面馬氏體相變。由于在表面形成馬氏體時(shí)可以不受三向壓應(yīng)力的阻礙；在內(nèi)部形成時(shí)，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(diǎn)要高于大塊試樣內(nèi)部的Ms點(diǎn)。試討論馬氏體產(chǎn)生強(qiáng)化強(qiáng)化效果的機(jī)制。%以后馬氏體的硬度不再增加? ① 固溶強(qiáng)化；② 時(shí)效強(qiáng)化：Ms點(diǎn)在室溫以上的鋼，在淬火過(guò)程中、室溫停留期間及外力作用下，發(fā)生自回火過(guò)程而導(dǎo)致鋼的沉淀強(qiáng)化或時(shí)效硬化；③ 相變強(qiáng)化：馬氏體相變過(guò)程中產(chǎn)生的亞結(jié)構(gòu)的強(qiáng)化，如高密度的位錯(cuò)。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(dāng)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(diǎn)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(duì)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(shí)效變形與時(shí)效開(kāi)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(qiáng)度。與硬脆的馬氏體共同存在時(shí)，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(qiáng)度；3）可防止齒輪的齒面發(fā)生點(diǎn)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(guò)程，并解釋“B上的轉(zhuǎn)變速度是受碳在奧氏體中的擴(kuò)散所控制，而B(niǎo)下的轉(zhuǎn)變速度是受碳在鐵素體中的擴(kuò)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?、短桿狀，直至斷續(xù)條狀。當(dāng)碳含量達(dá)到共析成分時(shí)， Fe3C不僅分布于鐵素體條之間，也在鐵素體
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