题目
37. 一块淬火+低温回火[1]的碳钢,经金相检验证明其中不含碳化物,后在衍射仪上用 FeKα照射,分析出γ 相含 1%碳,α 相含碳极低,又测得 γ 220 线条的累积强度为 5.40,α 211 线条的累积强度为 51.2,如果测试时室温为 31℃,问钢中所含奥氏体的体积百分数为多少?
37. 一块淬火+低温回火[1]的碳钢,经金相检验证明其中不含碳化物,后在衍射仪上用 FeKα照射,分析出γ 相含 1%碳,α 相含碳极低,又测得 γ 220 线条的累积强度为 5.40,α 211 线条的累积强度为 51.2,如果测试时室温为 31℃,问钢中所含奥氏体的体积百分数为多少?
题目解答
答案
解:设钢中所含奥氏体的体积百分数为 fγ ,α 相的体积百分数为 fα ,又已知碳的百分含量 fc=1%,由 fγ +fα+fc=1 得fγ +fα =99% (Ⅰ)又知 Iγ /Iα =Cγ /Cα ·fγ /fα(Ⅱ)其中 Iγ =5.40,Iα =51.2,Cγ =1/V20 |F220| ·2P-2M220·∮(θ )e ,奥氏体为面心立方结构,H+K+L=4 为偶数,故|F22220| =16f ,f 为原子散射因子,查表可知多重性因子 P220=12,Cα =1/V20 |F2211| ·P211·∮(θ )e-2M,α 相为体心立方结构,H+K+L=4 为偶数,故|F22211| =4f ,查表得 P211=48.∴Cγ /Cα =|F2220| ·P220/错误!未指定书签。|F2211| ·P211=1.将上述数据代入,由(Ⅰ)、(Ⅱ)得fγ =9.4%∴钢中所含奥氏体的体积百分数为 9.4%.
解析
步骤 1:确定相的体积百分数关系
已知碳的百分含量为 1%,设奥氏体(γ 相)的体积百分数为 fγ,铁素体(α 相)的体积百分数为 fα。根据体积百分数的总和为 100%,可以得到:
\[ fγ + fα + fc = 1 \]
其中,fc 为碳的体积百分数,fc = 1%。因此,可以得到:
\[ fγ + fα = 99\% \]
步骤 2:计算相的强度比
已知 γ 相 220 线条的累积强度为 5.40,α 相 211 线条的累积强度为 51.2。根据强度比公式:
\[ \frac{Iγ}{Iα} = \frac{Cγ}{Cα} \cdot \frac{fγ}{fα} \]
其中,Iγ 和 Iα 分别为 γ 相和 α 相的累积强度,Cγ 和 Cα 分别为 γ 相和 α 相的结构因子。由于 γ 相为面心立方结构,α 相为体心立方结构,可以得到:
\[ Cγ = 16f \]
\[ Cα = 4f \]
其中,f 为原子散射因子。因此,可以得到:
\[ \frac{Cγ}{Cα} = \frac{16f}{4f} = 4 \]
步骤 3:计算奥氏体的体积百分数
将已知数据代入强度比公式,可以得到:
\[ \frac{5.40}{51.2} = 4 \cdot \frac{fγ}{fα} \]
解得:
\[ \frac{fγ}{fα} = \frac{5.40}{51.2 \cdot 4} = 0.0263 \]
将 fγ + fα = 99% 代入,可以得到:
\[ fγ = 0.0263 \cdot fα \]
\[ fγ + fα = 99\% \]
解得:
\[ fγ = 9.4\% \]
已知碳的百分含量为 1%,设奥氏体(γ 相)的体积百分数为 fγ,铁素体(α 相)的体积百分数为 fα。根据体积百分数的总和为 100%,可以得到:
\[ fγ + fα + fc = 1 \]
其中,fc 为碳的体积百分数,fc = 1%。因此,可以得到:
\[ fγ + fα = 99\% \]
步骤 2:计算相的强度比
已知 γ 相 220 线条的累积强度为 5.40,α 相 211 线条的累积强度为 51.2。根据强度比公式:
\[ \frac{Iγ}{Iα} = \frac{Cγ}{Cα} \cdot \frac{fγ}{fα} \]
其中,Iγ 和 Iα 分别为 γ 相和 α 相的累积强度,Cγ 和 Cα 分别为 γ 相和 α 相的结构因子。由于 γ 相为面心立方结构,α 相为体心立方结构,可以得到:
\[ Cγ = 16f \]
\[ Cα = 4f \]
其中,f 为原子散射因子。因此,可以得到:
\[ \frac{Cγ}{Cα} = \frac{16f}{4f} = 4 \]
步骤 3:计算奥氏体的体积百分数
将已知数据代入强度比公式,可以得到:
\[ \frac{5.40}{51.2} = 4 \cdot \frac{fγ}{fα} \]
解得:
\[ \frac{fγ}{fα} = \frac{5.40}{51.2 \cdot 4} = 0.0263 \]
将 fγ + fα = 99% 代入,可以得到:
\[ fγ = 0.0263 \cdot fα \]
\[ fγ + fα = 99\% \]
解得:
\[ fγ = 9.4\% \]