钢的热处理_习题解答.doc

第二章钢的加热转变 2. 奥氏体晶核优先在什么地方形成?为什么? 答:奥氏体晶核优先在α/Fe3C 界面上形成原因: ①能量起伏条件易满足(相界面能的增加减少,也是应变能的增加减少) ②结构起伏条件易满足③成分起伏条件易满足 6. 钢的等温及连续加热 TTA 图是怎样测定的,图中的各条曲线代表什么? 答:等温 TTA 图将小试样迅速加热到 Ac1 以上的不同温度,并在各温度下保持不同时间后迅速淬冷, 然后通过金相法测定奥氏体的转变量与时间的关系, 将不同温度下奥氏体等温形成的进程综合表示在一个图中,即为钢的等温 TTA 图。四条曲线由左向右依次表示:奥氏体转化开始线,奥氏体转变完成线,碳化物完全溶解线,奥氏体中碳浓度梯度消失线。连续加热 TTA 图将小试样采用不同加热速度加热到不同温度后迅速淬冷,然后观察其显微组织,配合膨胀试验结果确定奥氏体形成的进程并综合表示在一个图中,即为钢的连续加热 TTA 图。 Acc 加热时 Fe3C Ⅱ→ A 终了温度 Ac3 加热时α→ A 终了温度 Ac1 加热时 P→A 开始温度 13. 怎样表示温度、时间、加热速度对奥氏体晶粒大小的影响? 答:奥氏体晶粒度级别随加热温度和保温时间变化的情况可以表示在等温 TTA 图中加热速度对奥氏体晶粒度的影响可以表示在连续加热时的 TTA 图中随加热温度和保温时间的增加晶粒度越大加热速度越快 I↑由于时间短, A 晶粒来不及长大可获得细小的起始晶粒度补充 2. 阐述加热转变 A 的形成机理,并能画出 A 等温形成动力学图(共析钢) 答:形成条件Δ G=Ga-Gp<0 形成过程形核:对于球化体, A 优先在与晶界相连的α/Fe3C 界面形核对于片状 P,A 优先在 P 团的界面上形核长大: 1) Fe 原子自扩散完成晶格改组 2)C 原子扩散促使 A 晶格向α、 Fe3C 相两侧推移并长大 Fe3C 残留与溶解: A/F 界面的迁移速度> A/Fe3C 界面的迁移速度,当 P中F 完全消失, Fe3C 残留 Fe3C →A A 均匀化:刚形成 A 中, C 浓度不均匀。 C 扩散,使 A 均匀化。 A 等温形成动力学图(共析钢)见课本 P22 图 2-16 Fe-Fe3C 相图说明受 C在A 中扩散所控制的 A 晶核的长大。答: ① T1 温度, A 晶核在 F/Fe3C 界面形成, A 晶核中 C 分布不均匀②A中C 发生扩散左侧升为 C1 ,右侧降为 C2 ③由相图知 T1 温度下, A/F, A/Fe3C 两相共存保持平衡,分别保持④为恢复平衡,左侧 F 变成 A 消耗 C 原子,使界面浓度降为;右侧, A 溶解提供 C 原子,使界面浓度升为。相界面的平衡破坏又建立又破坏又建立…A 长大 Fe-Fe3C 相图见课本 P18 图 2-10 4. 生产上细化奥氏体晶粒的方法答: 1 )利用 AlN 颗粒细化 A 晶粒 2 )利用过渡族金属的碳化物( TiC 、 NbC )细化晶粒 3 )快速加热,利用 T和t对A 晶粒长大的影响来细化晶粒。第三章珠光体转变与钢的退火和正火 4. 为什么说珠光体转变是以扩散为基础并受扩散所控制? 答:因为珠光体转变是由含 %C 的奥氏体分解为碳含量很高( % )的渗碳体和碳含量很低( % )的铁素体,转变中同时完成了原子扩散和点阵重构两个过程。 5. 什么是珠光体的纵向长大和横向长大?为什么说珠光体的纵向长大受碳原子在奥氏体中的扩散所控制? 答: 珠光体长大的基本方式是沿着片得长轴方向长大, 称为纵向长大。同时还可以进行横向形核,纵向长大,称为横向长大。因为当 P 晶核在 A 晶界形成, A、F、 Fe3C 三相共存,过冷 A 中存在碳浓度不均匀。 C 原子扩散破坏该浓度下的相界面碳浓度平衡, 为了恢复平衡,与F 相接的 A 形成 F 排出 C 使碳浓度升为 C1 ,与 Fe3C 相接 A 形成 Fe3C 消耗 C 使碳浓度降为 C2 , 如此反复,使P晶核纵向长入 A 晶内。 16. 试用 Hultgren 外推法说明伪共析体的形成条件。答: Hultgren 外推法认为相图上各条相界(即相区交界线)的延长线仍具有物理意义。 GS 线的延长线 SG ’是奥氏体对铁素体的饱和线, ES 线的延长线 SE ’仍可看作是奥氏体对渗碳体的饱和线。奥氏体只有当快冷到 Ar1 以下、 SE ’线以左或 Ar1 以下、 SG ’线以右范围内时, 才能有先共析相析出。如果将奥氏体快冷到 SE ’线和 SG ’线以下的影线区时, 则会因同时对铁素体和渗碳体所过饱和而直接进行珠光体转变。这种非共析成分的奥氏体不经过先共析转变而直接进行珠光体转变得到的珠光体, 在显微组织上也是由片层状的铁素体和渗碳体组成,