固態(tài)相變的驅(qū)動(dòng)力

1、固態(tài)相變的驅(qū)動(dòng)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(duì)固態(tài)相變有何影響？a 晶核在晶體缺陷處形核時(shí)，缺陷能將貢獻(xiàn)給形核功，因此，晶體通過(guò)自組織功能在晶體缺陷處優(yōu) 先性核。b 晶體缺陷對(duì)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(xiàn)給形核功，使形核功減小。3、界面處的擴(kuò)散比晶內(nèi)快的多。4、相變引起的應(yīng)變能可較快的通過(guò)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(kuò)散型相變化和無(wú)擴(kuò)散型相變各有哪些特征？ 擴(kuò)散型相變：舊相原子單個(gè)地、無(wú)序地、統(tǒng) 計(jì)地躍過(guò)相界面進(jìn)入新相， 改變?cè)余従雨P(guān)系； 無(wú)擴(kuò)散型相變：

2、原子經(jīng)集體的協(xié)同位移進(jìn)入 新相，保持原子共格關(guān)系。晶粒長(zhǎng)大的驅(qū)動(dòng)力 ?晶粒長(zhǎng)大時(shí)的晶界移動(dòng)方向與 晶核長(zhǎng)大 時(shí)的晶界移動(dòng)方向有何不同？ 為什么？ 晶核長(zhǎng)大的驅(qū)動(dòng)力是新舊相自由焓之差 （再結(jié)晶晶核長(zhǎng)大的驅(qū)動(dòng)力：儲(chǔ)存能）， 晶 粒長(zhǎng)大的驅(qū)動(dòng)力是界面能減少（再結(jié)晶晶粒長(zhǎng)大的驅(qū)動(dòng)力：界面能）；晶核長(zhǎng)大晶界移動(dòng)方 向背向曲率中心， 晶粒長(zhǎng)大時(shí)的晶界移動(dòng)方向指向曲率中心； 驅(qū)動(dòng)力不同導(dǎo)致界面移動(dòng)方向 不同 : 因?yàn)橄嗤w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(shí)為什么還發(fā)生晶體轉(zhuǎn)動(dòng)？ 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(shí)存在分切應(yīng)力時(shí)， 原子面除了做相對(duì)位移外， 還發(fā)生晶體的

3、轉(zhuǎn)動(dòng)， 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(dòng)，同時(shí)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(dòng)。說(shuō)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(shí)，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(cuò)引起的畸變能小，位錯(cuò)能量小， 位錯(cuò)易形成，穩(wěn)定性大，位錯(cuò)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(jìn)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(gè)滑移系，3個(gè)滑移方向，塑性最好。a -Fe含12個(gè)滑移系，2個(gè)滑移方向， 塑性居中；Zn為密排六方結(jié)構(gòu)，有3個(gè)滑移系，塑性最次。3冷拔鋼絲時(shí)，由于發(fā)生塑性變形， 因此會(huì)產(chǎn)生加工硬化現(xiàn)象， 隨進(jìn)一步加工， 變形抗力和殘余應(yīng)力會(huì)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(diǎn)？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(jìn)行；相鄰晶粒要協(xié)同變形，各晶粒不能同時(shí)進(jìn)行，各晶粒變形不均勻。 b晶界強(qiáng)化作用c變形不均勻。晶界處的較細(xì)小，取向?yàn)椤败浫∠颉钡木ЯＯ劝l(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(cuò)密度升高，位錯(cuò)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(diǎn)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(qiáng)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(cuò)密度升高，位錯(cuò)間發(fā)生交互作用，產(chǎn)生固定 割階，位錯(cuò)糾纏，鄰位錯(cuò)等，使位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)困難，變形抗力增加。消除方法：再結(jié)晶退火。 單項(xiàng)固溶體合金塑性變形的特點(diǎn)？a出現(xiàn)屈服現(xiàn)象和應(yīng)變時(shí)效現(xiàn)象 b產(chǎn)生固溶強(qiáng)化現(xiàn)象。固溶強(qiáng)化的機(jī)理？影響因素？ 機(jī)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(jī)制及對(duì)性能的影響？ 回復(fù)是使之形變金屬 加熱時(shí)，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(guò)程。低溫回復(fù)，點(diǎn) 缺陷運(yùn)動(dòng)消失， 使

7、與點(diǎn)缺陷有關(guān)的各項(xiàng)性能回復(fù)。 中溫回復(fù)， 點(diǎn)缺陷繼續(xù)運(yùn)動(dòng)至消失， 原子 活性增大， 位錯(cuò)通過(guò)滑移，交滑移使異號(hào)位錯(cuò)對(duì)消，位錯(cuò)重新排列及亞晶長(zhǎng)大，位錯(cuò)密度減 小，高溫回復(fù)，點(diǎn)缺陷繼續(xù)運(yùn)動(dòng) , 位錯(cuò)滑移運(yùn)動(dòng)，位錯(cuò)攀移運(yùn)動(dòng)，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(wú)畸變的小晶粒并不斷長(zhǎng)大，直到由無(wú)畸變晶粒所取代的過(guò)程。b理論上：開(kāi)始發(fā)生再結(jié)晶的最低溫度。實(shí)際上：在規(guī)定時(shí)間內(nèi)（通常為1小時(shí)），能夠完成再結(jié)晶（轉(zhuǎn)變 95%體積百分?jǐn)?shù)）所對(duì)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(dòng)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(zhǎng)大驅(qū)動(dòng)力？ 回復(fù)和再結(jié)晶的驅(qū)動(dòng)力是儲(chǔ)存能，當(dāng)預(yù)先冷加工量通 常低于 2%時(shí)，金屬內(nèi)部?jī)?chǔ)存能較少，只能發(fā)生回復(fù)，再回復(fù)的過(guò)程中，儲(chǔ)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(zhǎng)大的驅(qū)動(dòng)力是界面能的降低。二次再結(jié)晶？出現(xiàn)條件？它的晶粒長(zhǎng)大機(jī)制及驅(qū)動(dòng)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(zhǎng)，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(zhǎng)大受阻。驅(qū)動(dòng)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(zhǎng)大兩個(gè)過(guò)程，驅(qū)動(dòng)力為儲(chǔ)存能。 二次再

9、結(jié)晶無(wú)形核過(guò)程， 驅(qū)動(dòng)力為界面能， 只有正常長(zhǎng)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(wú)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(shí)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(jìn)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(jìn)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。回復(fù)和再結(jié)晶階段空位與位錯(cuò)的變化及對(duì)性能的影響？會(huì)使空位和位錯(cuò)的密度明顯降低，其分布也會(huì)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(qiáng)度硬度降低，電阻下降， 塑性韌性明顯增強(qiáng)。分析冷軋鋼板和熱軋鋼板在組織和性能方面的特點(diǎn)？冷軋鋼板內(nèi)部組織有大量的亞結(jié)構(gòu)，儲(chǔ)存有大量的畸變能，有加工硬化現(xiàn)象， 強(qiáng)度硬度較高， 塑性韌性較差。而熱軋鋼板內(nèi)部有 大量無(wú)畸變的晶粒組成，塑性韌性較好，強(qiáng)度硬度較低，耐腐蝕性好。金屬鑄件不能通過(guò)再結(jié)晶退火來(lái)細(xì)化晶粒的原因？由于金屬鑄件未發(fā)生塑性變形，內(nèi)部無(wú)儲(chǔ)存能，無(wú)再結(jié)晶所需的驅(qū)動(dòng)力，所以不能發(fā)生再結(jié)晶退火。在純鐵板上沖一個(gè)洞，在加熱到 200 C, 400 C ,600 C各保溫1小時(shí)，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(shí)靠近洞周圍的那部分發(fā)生再結(jié)晶。 400°較遠(yuǎn)處也發(fā)生再結(jié)晶，但是靠近洞處晶粒細(xì)小，600°時(shí)， 再結(jié)晶區(qū)域進(jìn)一步擴(kuò)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(jìn)行回復(fù)退火，一方面降低點(diǎn)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(qiáng)抗腐蝕能力。一個(gè)楔形板坯經(jīng)冷軋后得到相同厚度的板材，經(jīng)過(guò)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(chǔ)存能多少不同，因此 再結(jié)晶驅(qū)動(dòng)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(jìn)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(shí)，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(qiáng) 度硬度較高，內(nèi)部也有大量的儲(chǔ)存能。加熱后會(huì)發(fā)生再結(jié)晶現(xiàn)象， 強(qiáng)度硬度會(huì)降低，因此鋼 絲繩發(fā)生斷裂現(xiàn)象。說(shuō)明共析鋼奧氏體的形成過(guò)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(guò)程可分為四個(gè)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(gè)界面推移。 第二階段為奧氏體行核長(zhǎng)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(shuō)明臨界點(diǎn) A、A、Acm與加熱、冷卻過(guò)程中的臨界點(diǎn)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(kāi)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(shí)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(shí)測(cè)臨界點(diǎn)用 Acl 表示冷卻臨界點(diǎn)用 Arl 表示。 說(shuō)明亞共析鋼、過(guò)共析鋼加熱時(shí)的相變過(guò)程？ 過(guò)共析鋼在加熱溫度達(dá)到 Acl 時(shí)，將發(fā)生珠光 體向奧氏體的轉(zhuǎn)化過(guò)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

14、后是剩余滲碳體的溶解過(guò)程， 在之后為奧 氏體的成分均勻化過(guò)程，最后發(fā)生鐵素體向奧氏體的溶解過(guò)程，在Ac3處先析出滲碳體完全溶入奧氏體中。過(guò)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(shí)間短， 還是細(xì)片狀珠光體保溫時(shí)間短？ 細(xì)片狀珠光體保溫時(shí)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(shí)受碳在 奧氏體的擴(kuò)散控制，而粒狀受碳在鐵素體的擴(kuò)散控制，前者要比后者大得多。連續(xù)加熱時(shí)形成奧氏體的轉(zhuǎn)變有何特點(diǎn)？ 在一個(gè)溫度范圍內(nèi)進(jìn)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

15、大而細(xì)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(zhǎng)，共析速度減慢，過(guò)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(xì)小具有促進(jìn)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(shí)， 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(guò)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(jìn)行特定的 奧氏

16、體化，即：奧氏體化溫度較低，保溫時(shí)間較短，加熱轉(zhuǎn)變沒(méi)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(shí)間要足夠長(zhǎng)， 或者冷卻速度極慢 2、片狀珠光體的低溫退火說(shuō)明共析鋼C曲線各個(gè)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(kāi)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(kāi)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(guò)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(dòng)力學(xué)圖，等溫轉(zhuǎn)變?cè)谡麄€(gè)溫度范圍 內(nèi)都能發(fā)生，只是孕育期有長(zhǎng)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(dòng)，說(shuō)明連續(xù)冷卻發(fā)生在更低的溫度和需要更長(zhǎng)的時(shí)間3、共析碳素鋼和過(guò)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(wú)擴(kuò)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(cuò)為主，高碳馬氏體主要以 大量精細(xì)孿晶為主e存在表面浮凸現(xiàn)象（在一定溫度范圍內(nèi)進(jìn)行；轉(zhuǎn)變不完全性；奧氏體的 穩(wěn)定

18、化；馬氏體轉(zhuǎn)變的可逆性）分析馬氏體高硬度原因？1相變強(qiáng)化，由于馬氏體的切變位移造成了內(nèi)部存在大量的位錯(cuò)、孿晶、微觀界面等缺陷使馬氏體強(qiáng)化和硬化。2固溶強(qiáng)化，由于馬氏體晶界處固溶了大量的碳原子，造成嚴(yán)重的晶格畸變從而提高了強(qiáng)度和硬度。3時(shí)效強(qiáng)化，由于碳原子的偏聚區(qū)造成。淬火鋼回火時(shí)力學(xué)性能的變化？由于碳原子的偏聚造成整體趨勢(shì)是隨回火溫度升高，硬度下降；強(qiáng)度和韌性隨回火溫度升高而升高；在特定溫度時(shí)會(huì)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(diǎn)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(jiǎn)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