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材料科学
题目

珠光体的转变温度越低,则A. 珠光体片越细,硬度越高B. 珠光体片越细,硬度越低C. 珠光体片越粗,硬度越高D. 珠光体片越粗,硬度越低

珠光体的转变温度越低,则

A. 珠光体片越细,硬度越高

B. 珠光体片越细,硬度越低

C. 珠光体片越粗,硬度越高

D. 珠光体片越粗,硬度越低

题目解答

答案

A. 珠光体片越细,硬度越高

解析

本题考查珠光体转变温度与珠光体片层粗细以及硬度之间的关系。解题思路是先明确珠光体转变的基本原理,再分析转变温度对珠光体片层粗细的影响,最后根据片层粗细与硬度的关系得出结论。

1. 珠光体转变原理

珠光体是由铁素体和渗碳体组成的机械混合物。在过冷奥氏体向珠光体转变过程中,碳原子会从奥氏体中扩散出来并在晶界等位置形核形成渗碳体,同时周围的奥氏体则转变为铁素体,如此反复进行,形成片层状的珠光体组织。

2. 转变温度对珠光体片层粗细的影响

转变温度越低,原子的扩散能力越弱。在较低温度下,碳原子扩散速度慢,渗碳体和铁素体的形核率相对较高,而长大速度相对较慢。这就使得在单位体积内形成的渗碳体和铁素体片层数量增多,从而导致珠光体片层变细。

3. 珠光体片层粗细与硬度的关系

根据霍尔 - 佩奇关系,材料的强度(硬度是强度的一种表现形式)与晶粒尺寸(对于珠光体来说就是片层间距)有关,其表达式为$\sigma=\sigma_0 + kd^{-\frac{1}{2}}$,其中$\sigma$是材料的强度,$\sigma_0$是单晶体的强度,$k$是常数,$d$是晶粒尺寸(珠光体片层间距)。从公式可以看出,当片层间距$d$减小时,材料的强度$\sigma$会增大,即硬度升高。所以,珠光体片越细,硬度越高。

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