固態(tài)相變驅(qū)動力

1、固態(tài)相變的驅(qū)動力？ 兩相自由焓之差 哪些因素構(gòu)成相變組里？ 界面能和畸變能組成 晶體缺陷對固態(tài)相變有何影響？a 晶核在晶體缺陷處形核時，缺陷能將貢獻給形核功，因此，晶體通過自組織功能在晶體缺陷處優(yōu) 先性核。b 晶體缺陷對形核的催化作用體現(xiàn)在：1、母相界面有現(xiàn)成的一部分，因而只需部分重建。2、原缺陷能將貢獻給形核功，使形核功減小。3、界面處的擴散比晶內(nèi)快的多。4、相變引起的應(yīng)變能可較快的通過晶界流變而松弛。5、溶質(zhì)原子易于偏聚在晶界處，有利于提高形核率。擴散型相變化和無擴散型相變各有哪些特征？ 擴散型相變：舊相原子單個地、無序地、統(tǒng) 計地躍過相界面進入新相， 改變原子鄰居關(guān)系； 無擴散型相變：

2、原子經(jīng)集體的協(xié)同位移進入 新相，保持原子共格關(guān)系。晶粒長大的驅(qū)動力 ?晶粒長大時的晶界移動方向與 晶核長大 時的晶界移動方向有何不同？ 為什么？ 晶核長大的驅(qū)動力是新舊相自由焓之差 （再結(jié)晶晶核長大的驅(qū)動力：儲存能）， 晶 粒長大的驅(qū)動力是界面能減少（再結(jié)晶晶粒長大的驅(qū)動力：界面能）；晶核長大晶界移動方 向背向曲率中心， 晶粒長大時的晶界移動方向指向曲率中心； 驅(qū)動力不同導(dǎo)致界面移動方向 不同 : 因為相同體積下，球形的表面積最小界面能最低，最為穩(wěn)定。 單晶體在滑移時為什么還發(fā)生晶體轉(zhuǎn)動？ 晶體在單純切應(yīng)力作用下發(fā)生滑移，當(dāng)滑移面上 同時存在分切應(yīng)力時， 原子面除了做相對位移外， 還發(fā)生晶體的

3、轉(zhuǎn)動， 將外力分解為沿滑移 面法線方向正應(yīng)力，（T 1和（T 2及最大切應(yīng)力方向的切應(yīng)力T 1和T 2。（T 1和（T 2將組成力偶促使滑移面向外力軸方向轉(zhuǎn)動，同時最大切應(yīng)力方向上的 T 1和T 2又可分解為滑移方向上的分切應(yīng)力T ' 1和T ' 2以及垂直于滑移方向 T ” 1和T ” 2。T ” 1和T” 2組成力偶使滑移方向 向最大切應(yīng)力方向方向轉(zhuǎn)動。說明以下現(xiàn)象原因： 1滑移面是原子密度最大的晶面， 滑移方向是原子密度最大的方向； 2Zn. a -Fe.Cu的塑性不同；3在冷拔鋼絲時，若總變形量很大，則中間需穿插幾次退火工藝？1原子密度最大面上， 原子間距最小， 原子面

4、和原子列間距最大，面和列間距結(jié)合力最小，所 需臨界切應(yīng)力小，原子易滑移；密排面上原子間距小，位錯引起的畸變能小，位錯能量小， 位錯易形成，穩(wěn)定性大，位錯易形成，原子易滑移。2由于三者的原子結(jié)構(gòu)不同，所擁有的滑移系越多，滑移可進行的空間取向越多，塑性越好；滑移方向比滑移面的影響要大。Cu為面心立方，含12個滑移系，3個滑移方向，塑性最好。a -Fe含12個滑移系，2個滑移方向， 塑性居中；Zn為密排六方結(jié)構(gòu)，有3個滑移系，塑性最次。3冷拔鋼絲時，由于發(fā)生塑性變形， 因此會產(chǎn)生加工硬化現(xiàn)象， 隨進一步加工， 變形抗力和殘余應(yīng)力會增加， 鋼絲也可能發(fā)生斷 裂，因此需穿插退火工序，消除殘余應(yīng)力。多晶體

5、塑性變形的特點？在多晶體中哪些晶粒最先滑移？a晶粒取向差效應(yīng)，相鄰晶粒位向不同，阻礙滑移的進行；相鄰晶粒要協(xié)同變形，各晶粒不能同時進行，各晶粒變形不均勻。 b晶界強化作用c變形不均勻。晶界處的較細小，取向為“軟取向”的晶粒先發(fā)生滑移。金屬經(jīng)冷塑變形后，組織和性能發(fā)生什么變化？a顯微組織的變化，出現(xiàn)滑移帶和孿生帶，晶粒外形發(fā)生變化b亞結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，位錯密度升高，位錯分布發(fā)生變化，（空位，間隙原 子）缺陷明顯增多c晶體位向變化，出現(xiàn)形變織構(gòu) d產(chǎn)生加工硬化現(xiàn)象，性能出現(xiàn)各向異性， 物理狀態(tài)和性能發(fā)生變化，出現(xiàn)殘余應(yīng)力和點陣畸變。什么是加工硬化，產(chǎn)生的原因，怎么消除？ 金屬材料經(jīng)冷變形，強度、硬度提

6、高、塑性下 降的現(xiàn)象。產(chǎn)生原因：金屬經(jīng)塑性變形后，位錯密度升高，位錯間發(fā)生交互作用，產(chǎn)生固定 割階，位錯糾纏，鄰位錯等，使位錯運動困難，變形抗力增加。消除方法：再結(jié)晶退火。 單項固溶體合金塑性變形的特點？a出現(xiàn)屈服現(xiàn)象和應(yīng)變時效現(xiàn)象 b產(chǎn)生固溶強化現(xiàn)象。固溶強化的機理？影響因素？ 機理： 彈性交互作用， 化學(xué)交互作用， 靜電交互作用， 幾何交 互作用。影響因素：原子濃度大小，原子尺寸大小，固溶體類型，電子濃度大小。什么是回復(fù)？冷變形金屬在加熱中發(fā)生回復(fù)的機制及對性能的影響？ 回復(fù)是使之形變金屬 加熱時，在新晶粒出現(xiàn)之前，某些物理、力學(xué)性能及亞結(jié)構(gòu)發(fā)生變化的過程。低溫回復(fù)，點 缺陷運動消失， 使

7、與點缺陷有關(guān)的各項性能回復(fù)。 中溫回復(fù)， 點缺陷繼續(xù)運動至消失， 原子 活性增大， 位錯通過滑移，交滑移使異號位錯對消，位錯重新排列及亞晶長大，位錯密度減 小，高溫回復(fù)，點缺陷繼續(xù)運動 , 位錯滑移運動，位錯攀移運動，多變化和亞晶合并。再結(jié)晶？再結(jié)晶溫度？影響因素？a經(jīng)冷變形有很大畸變的金屬，加熱到一定溫度，產(chǎn)生一些無畸變的小晶粒并不斷長大，直到由無畸變晶粒所取代的過程。b理論上：開始發(fā)生再結(jié)晶的最低溫度。實際上：在規(guī)定時間內(nèi)（通常為1小時），能夠完成再結(jié)晶（轉(zhuǎn)變 95%體積百分數(shù)）所對應(yīng)的退火溫度。C金屬變形程度，原始晶粒大小，雜質(zhì)和溶質(zhì)原子，再結(jié)晶溫度。 回復(fù)和再結(jié)晶的驅(qū)動力？為什么預(yù)先冷

8、加工量低于某一數(shù)值，金屬在某一溫度下均不發(fā)生 再結(jié)晶，再結(jié)晶后晶粒長大驅(qū)動力？ 回復(fù)和再結(jié)晶的驅(qū)動力是儲存能，當(dāng)預(yù)先冷加工量通 常低于 2%時，金屬內(nèi)部儲存能較少，只能發(fā)生回復(fù)，再回復(fù)的過程中，儲存能就消耗完了， 不足以發(fā)生再結(jié)晶，再結(jié)晶后晶粒長大的驅(qū)動力是界面能的降低。二次再結(jié)晶？出現(xiàn)條件？它的晶粒長大機制及驅(qū)動力是什么？二次再結(jié)晶是指再結(jié)晶后，出現(xiàn)少數(shù)較大晶粒優(yōu)先快速生長，吞噬周圍小晶粒，最后形成粗大的晶粒。條件： 塑變量較大，再結(jié)晶溫度高，正常長大受阻。驅(qū)動力：界面能的減小。指出名詞區(qū)別：一次再結(jié)晶與二次再結(jié)晶，熱加工與冷加工？a次再結(jié)晶包括行核和核長大兩個過程，驅(qū)動力為儲存能。 二次再

9、結(jié)晶無形核過程， 驅(qū)動力為界面能， 只有正常長大受 阻的情況下才能發(fā)生二次再結(jié)晶。b冷加工是指在結(jié)晶溫度以下，并且無加熱的加工。熱加工是指在結(jié)晶溫度以上的，不發(fā)生加工硬化的加工。臨界變形量？實際生產(chǎn)中的意義？ 是指能夠發(fā)生再結(jié)晶的最小變形量。在工業(yè)生產(chǎn)中變形 量在 2.10%再結(jié)晶后晶粒特別粗大，所以應(yīng)避免在臨界變形量附近進行熱加工，易發(fā)晶粒粗 化。用冷拉鋼絲卷制彈簧，卷成之后，要在250-300 C進行去應(yīng)力退火的目的是什么？為了消除鋼絲殘余應(yīng)力，保證加工硬化的前提下消除第一類內(nèi)應(yīng)力?；貜?fù)和再結(jié)晶階段空位與位錯的變化及對性能的影響？會使空位和位錯的密度明顯降低，其分布也會發(fā)生變化?？梢允菇饘?/p>

10、的內(nèi)應(yīng)力減少直至全部消失，強度硬度降低，電阻下降， 塑性韌性明顯增強。分析冷軋鋼板和熱軋鋼板在組織和性能方面的特點？冷軋鋼板內(nèi)部組織有大量的亞結(jié)構(gòu)，儲存有大量的畸變能，有加工硬化現(xiàn)象， 強度硬度較高， 塑性韌性較差。而熱軋鋼板內(nèi)部有 大量無畸變的晶粒組成，塑性韌性較好，強度硬度較低，耐腐蝕性好。金屬鑄件不能通過再結(jié)晶退火來細化晶粒的原因？由于金屬鑄件未發(fā)生塑性變形，內(nèi)部無儲存能，無再結(jié)晶所需的驅(qū)動力，所以不能發(fā)生再結(jié)晶退火。在純鐵板上沖一個洞，在加熱到 200 C, 400 C ,600 C各保溫1小時，分析其周圍組織結(jié)構(gòu)的 變化？ 鐵板洞周圍型變量不同，因而其各部分再結(jié)晶溫度也不同。在200

11、°時靠近洞周圍的那部分發(fā)生再結(jié)晶。 400°較遠處也發(fā)生再結(jié)晶，但是靠近洞處晶粒細小，600°時， 再結(jié)晶區(qū)域進一步擴大，并且晶粒隨距洞距離的增大。用冷拔鋼絲制作導(dǎo)線，冷拔后應(yīng)如何處理？ 冷拔后應(yīng)進行回復(fù)退火，一方面降低點缺陷密 度，降低電阻；另一方面消除金屬內(nèi)部殘余應(yīng)力，提高其塑性韌性，增強抗腐蝕能力。一個楔形板坯經(jīng)冷軋后得到相同厚度的板材，經(jīng)過再結(jié)晶退火，該板材的晶粒大小是否均 勻，為什么？ 不均勻，由于冷軋后該板材各部分變形量不同，所含的儲存能多少不同，因此 再結(jié)晶驅(qū)動力的大小也不同，發(fā)生再結(jié)晶的溫度不同，再結(jié)晶后晶粒的大小也就不一樣。用一根冷拉鋼絲繩吊裝一

12、大型工件進入熱處理爐，并隨工件一起加熱到1000 C保溫，當(dāng)出爐后再次吊裝工件時，鋼絲繩發(fā)生斷裂，分析原因？由于冷拔鋼絲存在加工硬化現(xiàn)在，強 度硬度較高，內(nèi)部也有大量的儲存能。加熱后會發(fā)生再結(jié)晶現(xiàn)象， 強度硬度會降低，因此鋼 絲繩發(fā)生斷裂現(xiàn)象。說明共析鋼奧氏體的形成過程。為什么鐵素體先消失，部分滲碳體未溶解完畢？ 共析鋼奧 氏體的形成過程可分為四個階段， 第一階段為奧氏體在其晶界處的行核階段， 奧氏體分別向 鐵素體和滲碳體兩個界面推移。 第二階段為奧氏體行核長大階段， 奧氏體向鐵素體界面推移 速度要大于向滲碳體界面的推移速度， 因此造成鐵素體先消失， 還有部分滲碳體未溶解。 第 三階段為剩余滲

13、碳體的溶解階段，最后為奧氏體的成分均勻化階段。試說明臨界點 A、氏、Am與加熱、冷卻過程中的臨界點之間有何關(guān)系？Al為奧氏體共析轉(zhuǎn)變溫度；A3為奧氏體開始析出鐵素體及鐵素體完全溶入奧氏體的溫度；Acm奧氏體析出二次滲碳體的析出溫度。 但在實際生產(chǎn)中由于轉(zhuǎn)變速度較快， 轉(zhuǎn)變發(fā)生滯后現(xiàn)象， 及轉(zhuǎn)變溫度隨 加熱速度的加快而升高。實測臨界點用 Acl 表示冷卻臨界點用 Arl 表示。 說明亞共析鋼、過共析鋼加熱時的相變過程？ 過共析鋼在加熱溫度達到 Acl 時，將發(fā)生珠光 體向奧氏體的轉(zhuǎn)化過程，在共析鐵素體和共析滲碳體的界面出現(xiàn)行核，隨后相兩界面推移， 向鐵素體的推移速度大于向滲碳體的推移速度， 然后

14、是剩余滲碳體的溶解過程， 在之后為奧 氏體的成分均勻化過程，最后發(fā)生鐵素體向奧氏體的溶解過程，在Ac3處先析出滲碳體完全溶入奧氏體中。過共析鋼同理。為了獲得均勻奧氏體， 在相同奧氏體加熱溫度下， 是原始組織為球狀珠光體的保溫時間短， 還是細片狀珠光體保溫時間短？ 細片狀珠光體保溫時間短，由于片狀珠光體的碳化物與鐵 素體的相界面的面積較大 , 易于形核，也易于溶解。而且片狀珠光體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體時受碳在 奧氏體的擴散控制，而粒狀受碳在鐵素體的擴散控制，前者要比后者大得多。連續(xù)加熱時形成奧氏體的轉(zhuǎn)變有何特點？ 在一個溫度范圍內(nèi)進行，成分不均勻性隨加熱速 度的增大而增大、奧氏體的起始晶粒隨加熱速度的增大

15、而細化。珠光體的片間距， 影響因素？ 片狀珠光體中相鄰兩片滲碳體中心之間的距離稱為珠光體的片 間距 .影響因素：奧氏體固溶碳含量的多少（亞共析鋼中隨碳含量的增多，鐵素體孕育期增 長，共析速度減慢，過共析鋼中隨碳含量的增多，轉(zhuǎn)變速度變快）奧氏體狀態(tài)的影響（殘留 碳化物、奧氏體不均勻化、晶粒細小具有促進珠光體行核，轉(zhuǎn)變速度加快）合金元素含碳量的影響，綜合加入系統(tǒng)整合作用。淬火馬氏體產(chǎn)生裂紋的原因？ 由于馬氏體的比容比奧氏體高，因此奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體時， 體積增大，產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力，造成淬火馬氏體顯微裂紋。過冷奧氏體在什么條件下形成粒狀珠光體？ 特定的加熱和冷卻 : （1）首先將鋼進行特定的 奧氏體

16、化，即：奧氏體化溫度較低，保溫時間較短，加熱轉(zhuǎn)變沒有充分完成；或在（A+碳化物）兩相區(qū)加熱， 在奧氏體中尚存在許多未溶的剩余碳化物， 或者奧氏體成分很不均勻， 存在許多微小的富碳區(qū)。 （ 2）需要特定的冷卻條件， 等溫轉(zhuǎn)變溫度高， 等溫時間要足夠長， 或者冷卻速度極慢 2、片狀珠光體的低溫退火說明共析鋼C曲線各個區(qū)，各條線的物理意義，并指出影響C曲線位置的主要因素？ Al線為奧氏體與珠光體的轉(zhuǎn)變平衡線，Ms為馬氏體轉(zhuǎn)變開視線，Mf為馬氏體的轉(zhuǎn)變終了線，C曲線左邊的線為奧氏體轉(zhuǎn)變開始線， 右邊的曲線為奧氏體轉(zhuǎn)變的終了線。 含碳量和合金元素影響 其C曲線的位置，亞共析鋼和過共析鋼都有一條先共析線。

17、TTT圖CCT圖主要區(qū)別？ 1、TTT圖是指鋼的等溫轉(zhuǎn)變動力學(xué)圖，等溫轉(zhuǎn)變在整個溫度范圍 內(nèi)都能發(fā)生，只是孕育期有長短，但是 CCT連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變卻有所謂不發(fā)生轉(zhuǎn)變的溫度范圍。2、CCT圖比TTT圖向右下方移動，說明連續(xù)冷卻發(fā)生在更低的溫度和需要更長的時間3、共析碳素鋼和過共析碳素鋼在連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變中不出現(xiàn)貝氏體的轉(zhuǎn)變，只發(fā)生馬氏體和珠光體的相變。馬氏體相變的主要特征？a無擴散型的切變位移b不變平面應(yīng)變的晶格改組 c存在一定的位向關(guān)系和慣習(xí)面d存在大量的亞結(jié)構(gòu)，低碳馬氏體主要以高密度位錯為主，高碳馬氏體主要以 大量精細孿晶為主e存在表面浮凸現(xiàn)象（在一定溫度范圍內(nèi)進行；轉(zhuǎn)變不完全性；奧氏體的 穩(wěn)定化

18、；馬氏體轉(zhuǎn)變的可逆性）分析馬氏體高硬度原因？1相變強化，由于馬氏體的切變位移造成了內(nèi)部存在大量的位錯、孿晶、微觀界面等缺陷使馬氏體強化和硬化。2固溶強化，由于馬氏體晶界處固溶了大量的碳原子，造成嚴重的晶格畸變從而提高了強度和硬度。3時效強化，由于碳原子的偏聚區(qū)造成。淬火鋼回火時力學(xué)性能的變化？由于碳原子的偏聚造成整體趨勢是隨回火溫度升高，硬度下降；強度和韌性隨回火溫度升高而升高；在特定溫度時會出現(xiàn)韌性顯著降低。貝氏體相變與珠光體共分析分解有哪些區(qū)別？珠光體晶核是兩相的而貝氏體晶核是單相的；珠光體的行核地點是在奧氏體晶界處而貝氏體可以是晶界也可以是晶內(nèi)簡述鋼中馬氏體的晶體結(jié)構(gòu)、典型形貌和亞結(jié)構(gòu)。鋼種及成分（wt%）晶體結(jié)構(gòu)慣習(xí)