热处理习题及答案(吴超版) .pdf

金属热处理原理及工艺复习题

一、金属固态相变有哪些主要特征？哪些因素构成相变阻力？哪些构成相变驱动力？

1．相变特征：

（1）新相和母相间存在不同的界面（相界面特殊），按结构特点可分为三种：共格界面、半共格界面、非共格界面。

（2）新相晶核与母相间有一定的位向关系、存在惯习面

（3）产生应变能，相变阻力大

（4）易出现过渡相：在有些情况下，固态相变不能直接形成自由能最低的稳定相，而是经过一系列的中间阶段，先

形成一系列自由能较低的过渡相（又称中间亚稳相），然后在条件允许时才形成自由能最低的稳定相．相变过

程可以写成：母相―→较不稳定过渡相―→较稳定过渡相―→稳定

（5）母相晶体缺陷的促进作用：固态相变时，母相中晶体缺陷起促进作用。新相优先在晶体缺陷处形核。

（6）原子的扩散速度对固态相变有显著的影响。固态相变必须通过某些组元的扩散才能进行，扩散成为相变的主要

控制因素。

2．相变阻力：相界面的存在，产生应变能，原子的扩散

3．相变驱动力：存在位相关系和惯习面，过渡相的形成，晶体缺陷

二、奥氏体晶核优先在什么地方形成？为什么？

奥氏体晶核优先在铁素体和渗碳体的两相界面上形成，原因是：

(1)两相界面处碳原子的浓度差较大，有利于获得奥氏体晶核形成所需的碳浓度；

(2)两相界面处原子排列不规则，铁原子可通过短程扩散由母相点阵向新相点阵转移，形核所需结构起伏小

(3)两相界面处杂质和晶体缺陷多，畸变能高，新相形核可能消除部分缺陷使系统自由能降低，新相形成的应变

能也容易释放；

三、简述珠光体转变为奥氏体的基本过程。

奥氏体转变（由α到γ的点阵重构、渗碳体的溶解、以及C在奥氏体中的扩散重新分布的过程）：奥氏体形核→

奥氏体晶核向α和Fe3C两个方向长大→剩余碳化物溶解→奥氏体均匀化

四、什么是奥氏体的本质晶粒度、起始晶粒度和实际晶粒度，说明晶粒大小对钢的性能的影响。

本质晶粒度：根据标准试验方法，在930＋10℃保温足够时间（3～8小时）后测得的奥氏体晶粒大小。

起始晶粒度：在临界温度以上，奥氏体形成刚刚完成，其晶粒边界刚刚相互接触时的晶粒大小。

实际晶粒度：在某一加热条件下所得到的实际奥氏体晶粒大小。

晶粒大小对钢的性能的影响：奥氏体晶粒越细小，在后续变化所得到的组织越细化，钢的性能越好。

五、什么是珠光体的纵向长大和横向长大？为什么说珠光体的纵向长大受碳原子在奥氏体中的扩散所控制？

1．珠光体的纵向长大：渗碳片和铁素体片同时连续地向奥氏体中延伸

横向长大：渗碳片与铁素体片交错堆叠增多

2．与铁素体接触的铁素体前沿奥氏

奥氏体碳浓度高；奥氏体中产碳在奥氏体体的碳浓度降低

与渗碳体接触的生碳浓度差；中发生扩散；渗碳体前沿奥氏

奥氏体碳浓度低；体的碳浓度升高

铁素体前沿铁素体前沿奥氏

碳含量升高；体析出铁素体；

渗碳体前沿渗碳体前沿奥氏

碳含量降低；体析出渗碳体

六、马氏体转变有哪些主要特点？

1．切变共格和表面浮突现象。

2．无扩散性。相变温度低。

3．具有特定的位向关系和惯习面。

4．在一个温度范围内完成相变，不完全性。必须将奥氏体快速冷却（大于临界冷速）至某一温度下才能发生相变。

5．奥氏体与马氏体相互转变具有可逆性。

七、影响Ms点的主要因素有哪些？

1．化学成分的影响。含碳量的影响最显著（含碳量升高Ms点下降），合金元素除Al，Co