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材料科学
题目

相邻晶粒的位向差:小角度晶界的界面能小于大角度晶界的界面能,而界面移动的驱动力又与界面能成正比,因此,前者的移动速度小于后者。第九、十章 钢的热处理原理与工艺名词解释马氏体转变:钢从高于临界温度的奥氏体状态,快速冷却,在较低温度下发生的无扩散型转变。珠光体转变:共析钢过冷[1]奥氏体在C-曲线鼻温至A1线之间较高温度范围内等温停留时发生的扩散型转变。贝氏体转变:钢在珠光体转变温度下,马氏体转变温度以上的温度范围内发生的奥氏体转变,又称中温转变。回火[2]脆性:有些淬火钢在一定的温度范围内回火时,其冲击韧性显著下降的脆化现象叫做钢的回火脆性。扩散性相变:在相变过程中,新相的形核和长大主要依靠原子进行长距离的扩散,或者说,相变是依靠相变是依靠相界面的扩散移动而进行的。起始晶粒度:奥氏体转变刚刚完成时,其晶粒边界刚刚相互接触是的奥氏体晶粒的大小称为起始晶粒度。实际晶粒度:钢在某一具体的热处理和热加工条件下获得的晶粒度的大小称为实际晶粒度。本质晶粒度:在(930±10℃)保温3-8h测定的晶粒的大小称为本质晶粒度。过冷奥氏体:在临界温度A1以下处于不稳定状态的奥氏体叫过冷奥氏体。残余奥氏体:高碳钢和许多合金钢的Ms点在室温以上,而Mf点在室温以下,则淬火冷却到室温将保留相当数量未转变的奥氏体,这个部分未转变的奥氏体叫做残余奥氏体。淬透性:指奥氏体化后的钢在淬火时获得马氏体的能力,其大小用钢在一定条件下淬火获得的淬透层的深度表示,主要取决于临界冷却速度。回火:将淬火钢加热到低于临界点A1的某一温度,保温以后以适当的方式冷却到室温的一种热处理工艺。正火:将钢加热到Ac3或Acm以上奥氏体化的适当温度,达到完成奥氏体化,保温以后再空气中冷却得到珠光体类组织的热处理工艺。淬火:将钢加热到Ac3或Acm以上一定温度,保温一定时间后,以大于临界冷却速度(淬火速度)的速度冷却得到马氏体(或下贝氏体)的热处理工艺。退火:将组织偏离平衡状态的钢加热到适当的温度,保温一定的时间,然后缓慢冷却,获得接近平衡组织的热处理工艺称为退火。球化退火:使钢中的碳化物球化,获得粒状珠光体的一种热处理工艺。完成退火:是将钢加热到Ac3温度以上,保温足够的时间,使组织完成奥实体化后缓慢冷却,以获得接近平衡组织的一种热处理工艺。等温退火:将奥实体化后的钢很快降至Ar1的温度等温,使奥氏体转变为珠光体,称为等温退火。不完成退火:是将钢加热到Ac1-Ac3(亚共析钢)或Ac1-Acm(过共析钢)之间,保温后缓慢冷却,以获得接近平衡组织的热处理工艺。扩散退火:它是将钢锭,铸件或锻胚加热略低于固相线的温度,长时间保温,然后随炉缓慢冷却。再结晶退火:是将冷变形后的金属加热到再结晶温度以上,保温适当时间,是变形晶粒重新转变为新的等轴晶粒,同时消除加工硬化和残余应力的热处理工艺。调质处理:习惯上将淬火和随后的高温回火相结合的热处理工艺称为调质处理。马氏体:奥氏体不可能分解为α和Fe3C两个相,只能形成成分与γ相相同的α相(称为α相),其碳浓度大大超过平衡α相得溶解度,这种过饱和的α固溶体叫做马氏体。珠光体:在A1点以下较高温度时奥氏体的转变产物。贝氏体:与珠光体不同,α相中碳浓度较平衡高,而Fe3C的分散度很大,这种转变产物称为贝氏体。知识点试比较贝氏体转变与珠光体转变和马氏体转变的异同。

相邻晶粒的位向差:

小角度晶界的界面能小于大角度晶界的界面能,而界面移动的驱动力又与界面能成正比,因此,前者的移动速度小于后者。

第九、十章 钢的热处理原理与工艺

名词解释

马氏体转变:钢从高于临界温度的奥氏体状态,快速冷却,在较低温度下发生的无扩散型转变。

珠光体转变:共析钢过冷[1]奥氏体在C-曲线鼻温至A1线之间较高温度范围内等温停留时发生的扩散型转变。

贝氏体转变:钢在珠光体转变温度下,马氏体转变温度以上的温度范围内发生的奥氏体转变,又称中温转变。

回火[2]脆性:有些淬火钢在一定的温度范围内回火时,其冲击韧性显著下降的脆化现象叫做钢的回火脆性。

扩散性相变:在相变过程中,新相的形核和长大主要依靠原子进行长距离的扩散,或者说,相变是依靠相变是依靠相界面的扩散移动而进行的。

起始晶粒度:奥氏体转变刚刚完成时,其晶粒边界刚刚相互接触是的奥氏体晶粒的大小称为起始晶粒度。

实际晶粒度:钢在某一具体的热处理和热加工条件下获得的晶粒度的大小称为实际晶粒度。

本质晶粒度:在(930±10℃)保温3-8h测定的晶粒的大小称为本质晶粒度。

过冷奥氏体:在临界温度A1以下处于不稳定状态的奥氏体叫过冷奥氏体。

残余奥氏体:高碳钢和许多合金钢的Ms点在室温以上,而Mf点在室温以下,则淬火冷却到室温将保留相当数量未转变的奥氏体,这个部分未转变的奥氏体叫做残余奥氏体。

淬透性:指奥氏体化后的钢在淬火时获得马氏体的能力,其大小用钢在一定条件下淬火获得的淬透层的深度表示,主要取决于临界冷却速度。

回火:将淬火钢加热到低于临界点A1的某一温度,保温以后以适当的方式冷却到室温的一种热处理工艺。

正火:将钢加热到Ac3或Acm以上奥氏体化的适当温度,达到完成奥氏体化,保温以后再空气中冷却得到珠光体类组织的热处理工艺。

淬火:将钢加热到Ac3或Acm以上一定温度,保温一定时间后,以大于临界冷却速度(淬火速度)的速度冷却得到马氏体(或下贝氏体)的热处理工艺。

退火:将组织偏离平衡状态的钢加热到适当的温度,保温一定的时间,然后缓慢冷却,获得接近平衡组织的热处理工艺称为退火。

球化退火:使钢中的碳化物球化,获得粒状珠光体的一种热处理工艺。

完成退火:是将钢加热到Ac3温度以上,保温足够的时间,使组织完成奥实体化后缓慢冷却,以获得接近平衡组织的一种热处理工艺。

等温退火:将奥实体化后的钢很快降至Ar1的温度等温,使奥氏体转变为珠光体,称为等温退火。

不完成退火:是将钢加热到Ac1-Ac3(亚共析钢)或Ac1-Acm(过共析钢)之间,保温后缓慢冷却,以获得接近平衡组织的热处理工艺。

扩散退火:它是将钢锭,铸件或锻胚加热略低于固相线的温度,长时间保温,然后随炉缓慢冷却。

再结晶退火:是将冷变形后的金属加热到再结晶温度以上,保温适当时间,是变形晶粒重新转变为新的等轴晶粒,同时消除加工硬化和残余应力的热处理工艺。

调质处理:习惯上将淬火和随后的高温回火相结合的热处理工艺称为调质处理。

马氏体:奥氏体不可能分解为α和Fe3C两个相,只能形成成分与γ相相同的α相(称为α相),其碳浓度大大超过平衡α相得溶解度,这种过饱和的α固溶体叫做马氏体。

珠光体:在A1点以下较高温度时奥氏体的转变产物。

贝氏体:与珠光体不同,α相中碳浓度较平衡高,而Fe3C的分散度很大,这种转变产物称为贝氏体。

知识点

试比较贝氏体转变与珠光体转变和马氏体转变的异同。

题目解答

答案

答:①珠光体转变在高温区域,贝氏体转变在中温区域,而马氏体转变在低温区域。

②珠光体转变时无共格无切变性,贝氏体和贝氏体转变时有共格切变性。

解析

考查要点:本题要求比较贝氏体转变、珠光体转变和马氏体转变的异同,重点在于理解三种相变的温度范围、转变机制及产物特征。

解题核心思路:

  1. 温度范围:明确三种转变发生的温度区间(高温、中温、低温)。
  2. 转变机制:区分扩散型、半扩散型和无扩散型转变,关注共格切变性。
  3. 产物结构:对比三种相变产物的微观组织特征。

破题关键点:

  • 珠光体转变:高温区,扩散型,无共格切变。
  • 贝氏体转变:中温区,半扩散型,有共格切变。
  • 马氏体转变:低温区,无扩散型,完全共格切变。

① 温度范围

  • 珠光体转变:发生在A1线以上较高温度区(如C-曲线的“鼻子”区域),属于高温转变。
  • 贝氏体转变:介于珠光体和马氏体之间,属于中温区(马氏体转变温度以上)。
  • 马氏体转变:发生在低温区(低于马氏体开始转变温度Ms),属于快速无扩散型转变。

② 转变机制

  • 珠光体转变:扩散型,奥氏体通过原子长距离扩散形成铁素体和渗碳体的层片状组织,无共格切变。
  • 贝氏体转变:半扩散型,以共格切变为主导,但需少量扩散辅助,形成铁素体和渗碳体的混合组织。
  • 马氏体转变:无扩散型,完全通过共格切变直接形成板条状马氏体,无原子扩散。

③ 产物特征

  • 珠光体:铁素体和渗碳体的层片状结构。
  • 贝氏体:铁素体中碳过饱和,渗碳体以细小颗粒形式存在。
  • 马氏体:过饱和的α固溶体,板条状结构。

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