江大组织控制原理复习资料分解

1、一、符号名称及意义As：马氏体逆转变开始温度，意义为加热时的马氏体转变开始温度。Bs;贝氏体转变的上限温度，意义为奥氏体必须过冷到此温度点以下才能发生贝氏体转 变。Mf： 马氏体转变终了点，意义为当温度降到此温度以下时，虽然马氏体转变未达到 100%，但转变已不能进行。Mb；爆发式马氏体转变时的温度，意义为马氏体转变可在此温度Mb（MbW Ms）突然发生,具有爆发性，一次爆发中形成一定数量的马氏体。Md ： 形变马氏体点，意义为可以获得形变马氏体的最高温度。MS ：马氏体点，即马氏体转变的开始温度，意义为母相与马氏体两相之间的体积自由能 之差达到相变所需的最小驱动力值时的温度。S0： 珠光体的

2、片间距离，意义为一片铁素体和一片渗碳体的总厚度或相邻两片渗碳体或铁素体中心之间的距离，S0与珠光体的形成温度有关。SV ： 显微裂纹敏感度，指单位体积马氏体内出现的显微裂纹的面积，意义为表征马氏体 形成显微裂纹的敏感程度。9 :马氏体转变滞后温度，即滞后温度间隔度，意义为：由于C、N原子钉扎位错，而要求提供附加的化学驱动力以克服 C、 N 原子的钉扎力，为获得这个附加的化学驱动力所需 的过冷度即为 9 值。二、名词解释惯习面： 在金属固态相变时，与新相主轴或主平面平行的旧相晶面。奥氏体本质晶粒度：根据标准实验条件，在930 10C,保温足够时间（38小时）后，测定的钢中奥氏体晶粒的大小。奥氏体

3、实际晶粒度： 在某一加热条件下奥氏体化结束时的奥氏体晶粒，即冷却开始时的奥 氏体晶粒，称为实际晶粒，其大小称为实际晶粒度。相变驱动力：新相与母相的化学自由能差 G。形变马氏体： 因形变诱发马氏体转变而产生的马氏体，常称为形变马氏体粒状贝氏体： 在低碳和中碳合金钢中以一定的速度连续冷却后获得的贝氏体，粒状贝氏 体是由块状铁素体基体和富碳奥氏体区所组成，其中的富碳奥氏体区一般呈颗粒状。下贝氏体： 在贝氏体转变区域的低温范围内形成的贝氏体称为下贝氏体。下贝氏体大约在350 C以下形成。回火抗力：合金元素阻碍a相中碳含量的降低和碳化物颗粒长大，而使淬火钢在回火时 保持高强度、高硬度的性质。位向关系：

4、新相、旧相某些低指数晶面、晶向的对应平行关系。马氏体的降温形成： 马氏体转变必须在连续不断的降温过程中才能进行，瞬时形核，瞬时 长大，形核后以极大的速度长大到极限尺寸，相变时马氏体量的增加是由于降温过程中新 的马氏体的形成，而不是已有马氏体的长大，等温停留转变立即停止。机械稳定化： 在 Md 以上的温度下，对奥氏体进行塑性变形，当变形量足够大时，可以使 随后的马氏体转变困难，Ms点降低，残余奥氏体量增多。这种现象称为机械稳定化。热稳定化： 淬火冷却时，因缓慢冷却或在冷却过程中于某一温度等温停留，引起的奥氏体 稳定性提高，而使马氏体转变迟滞的现象，称为奥氏体的热稳定化。临界淬火速度：使过冷奥氏体

5、在冷却过程中不发生其它相变，完全转变为马氏体组织（包 括残留奥氏体）的最低冷却速率称为临界淬火速率。控制轧制：通过热轧条件（加热温度、各轧制道次的轧制温度、压下量）的优化，使奥氏 体状态有利于相变成为细晶的技术。派登处理（铅浴处理）： 将高碳钢丝经铅浴等温处理后得到片间距极小的索氏 体组织，然后利用薄渗碳体可以弯曲和产生塑性变形的特性进行深度冷拔，以 增加铁素体片内的位错密度，形成了由许多位错网络组成的位错胞，细化了亚 结构，从而使强度显著提高。形状记忆效应：某些金属材料进行变形后加热至某一特定温度以上时，能自动 恢复原来形状的一种效应。相间析出：含有强碳化物形成元素的低碳合金钢在发生 丫 -

6、 a转变过程中，在 Y / a界面上同期地析出呈点列状排布的极细碳氮化合物的过程。魏氏组织：亚共析钢或过共析钢高温转变时先析出的F或Fe3C由晶界形核向晶内长大，呈片状，往往力学性能低。二次硬化：当M含有足够碳化物形成元素， 500C以上回火将析出细小弥散 MC、MC型碳化物，使由于回火温度升高，B碳化物粗化而下降的硬度重新升高 的现象。金属热处理：金属材料通过加热、保温和冷却获得不同组织，具有满足不同工程 要求的性能的加工工艺过程。钢的临界冷却速率：过冷奥氏体在冷却过程中不发生其它相变，完全转变为马 氏体组织（包括残留奥氏体）的最低冷却速率。控轧空冷：对微合金化钢在加热到奥氏体及随后的冷却过

7、程中控制钢的轧制变 形和冷却速率，达到细化晶粒和第二相弥散析出的目的。三、填空题1. 相界面有三类（共格界面、半共格界面、非共格界面）。2 固态相变的驱动力为（两相自由焓差），阻力为（界面能、弹性应变能）。3 奥氏体的形成过程为（奥氏体形核、奥氏体长大、渗碳体溶解、奥氏体均匀化）。4. 粒状珠光体的组织形态为（粒状渗碳体分布在a基体上）；获得有三种方法，分别为（片状碳化物的粒化、渗碳体领先形核、调质处理 ）。5. AI-4%Cu合金的时效过程为（G、P、B-相（G、P、n区）-相-Q相 （CuAl2）。6. 除两个元素（Co,AI ）外，其余大多数合金元素均降低Ms点；合金元素（Mo,W ）可

8、有效抑制回火脆性。7. 含碳量为0.15%的马氏体为（板条马氏体），其亚结构为（位错）。含碳量为1%的马氏体为（透镜片状马氏体），其亚结构为（孪晶+位错）。8. 淬火钢回火的目的是（提高塑性、韧性，降低脆性，消除内应力）。9. 一般情况下，淬火回火工艺为：高碳钢（ 不完全淬火-低温回火）、中碳钢（完全淬火-中温回火）、低碳钢（完全淬火-低温回火）。10. 均匀化处理的目的（高温下通过原子扩散消除或减小铸件成分不均和偏离 平衡态的组织，改善工艺、使用性能。）。11. 脱溶沉淀的析出方式（ 连续沉淀析出、非连续沉淀析出、局部脱溶析出）。12 固态相变的驱动力为（ 两相自由焓差 ），阻力为（ 界面能

9、、弹性应变 能）。13 奥氏体的形成过程为 （ 奥氏体形核、奥氏体长大、渗碳体溶解、奥氏体均 匀化）。14. 典型的控制轧制主要分哪三个不同轧制阶段 （奥氏体再结晶区轧制、奥氏体 未再结晶区轧制（950 C -A、奥氏体和铁素体两相区轧制）。15. 淬火钢回火脆性有两类（低温回火脆性200350C ）及产生的温度范围分 别为（ 高温回火脆性 450650C ）。16. 先共析F和Fe3C的形态分别为（先析出F（片状、块状、网状）；先析出FesC（片状、网状）。四、现象分析题1. 一个大型、形状复杂的合金钢构件经油淬火后冷至室温，等第二天做进一步 处理，会出现什么情况？应如何处置？答：会出现内应

10、力导致的开裂和变形，应及时回火，消除内应力。2. 把一个直径为100mm的40Cr钢放入850 C炉内2min后立即淬入水中，情 况如何？答：等温时间过短，未奥氏体化，未发生马氏体转变。3. 一种金属淬火后，测的硬度低于室温放置一段时间后测的硬度，为什么？答：时效硬化。淬火后为不稳定的过饱和状态，室温放置一段时间后出现时效 现象，产生不平衡脱溶，使硬度提高。4. 为什么 W18Cr4V 1280 C 淬火，23%Ar，需要 560 C3-4次回火？答：回火时的催化，使奥氏体全部变成马氏体。5. 为什么高碳钢制成的精密轴承、块规等在淬火及低温回火状态下使用时仍可 能发生尺寸变化？答：高碳钢完全淬

11、火低温回火残余大量奥氏体，使用中由于奥氏体不稳定转变 为马氏体，出现体积膨胀，尺寸变化。6. 分析附图不同淬火工艺下钢的最大硬度与碳含量的关系（1高于 Ac3 淬 火，2高于AC1淬火，3马氏体硬度）。50j|A3020100204 0.6 OS 0121.4答：（1）完全淬火+深冷处理，得到马氏体与含碳量的关系，随碳增加硬度增 加；（2）不完全淬火得到马氏体+碳化物；（3）完全淬火得到马氏体+奥氏 体，随碳量增加，硬度降低。五、简述题1. 简述珠光体的形貌特征，片间离不同的珠光体在光学显微镜和电子显微镜下 的形态特征。珠光体是过冷奥氏体在 Ai以下的共析转变产物，是铁素体和渗碳体组成的机械混

12、合物。根 据渗碳体的形态不同，把珠光体分为片状珠光体、粒状（球状）珠光体。片状珠光体中渗 碳体呈片状，是由一层铁素体和一层渗碳体层层紧密堆叠而成；粒状珠光体中渗碳体呈颗 粒状，均匀地分布在铁素体基体上的组织，同样是铁素体与渗碳体的机械混合物，铁素体 呈连续分布。普通珠光体P： S=15OO45OO ?，光学显微镜下能清晰分辨出片层结构；索氏体S： So=8OO15OO ?，光学显微镜下很难分辨出片层结构； 屈氏体T: S=300800 ?，光学显微镜下无法分辨片层结构。但是在电子显微镜下观察各类片状珠光体是没有区别的，只是片间距离不同而已。2. 根据图1解释共析钢过冷奥氏体转变为珠光体的形核率

13、（N）和 长大速度（G）具有极大值的特征。iwfiarc图落域袖桎大逮崖与温度的关坯童图过冷奥氏体转变为珠光体的动力学参数N和G与转变温度之间都具有极大值的特征。在其它条件相同的情况下，随着过冷度增大（转变温度降低），奥氏体与珠光体的自由能 差增大。但随着过冷度的增大，原子活动能力减小，因而，又有使成核率减小的倾向。N与转变温度的关系曲线具有极大值的变化趋向就是这种综合作用的结果。由于珠光体转变是典型的扩散性相变，所以珠光体的形成过程与原子的扩散过程密切相关。当转变温度降低时，由于原子扩散速度减慢，因而有使晶体长大速度减慢的倾向，但是，转变温度的降低，将使靠近珠光体的奥氏体中的C浓度差增大，亦

14、即 Cr-cem与Cr-a差值增大，这就增大了 C的扩散速度，而有促进晶体长大速度的作用。从热力学条件来分析，由于能量的原因，随着转变温度降低，有利于形成薄片状珠光体组织。当浓度差相同时，层间距离越小，C原子运动距离越短，因而有增大珠光体长大速度的作用。综合上述因素的影响，长大速度与转变温度的关系曲线也具有极大值的特 征。3. 简述钢中板条状马氏体和片状马氏体的形态特征。板条马氏体：马氏体呈板条状，一束束排列在原奥氏体晶粒内，板条常自奥氏体晶界向晶 内平行排列成群，板条宽度多为0.10.2弘长度小于10卩，一个奥氏体晶粒内包含几个板条群，同位向束内板条体之间为小角晶界，板条群之间为大角晶界。片

15、状马氏体：空间形态呈凸透镜片状（或针状、竹叶状），中间稍厚。初生者较厚较长，横贯奥氏体晶粒，次生者尺寸较小。在初生片与奥氏体晶界之间，片间交角较大，互相撞 击，形成显微裂纹。形成温度较低时，马氏体片的中央有中脊。在两个初生片之间常见到“Z ”字形分布的细薄片。4. 简述钢中弥散析出的第二相对奥氏体晶粒的长大有何影响。钢中弥散析出的第二相颗粒，它们将阻碍晶界移动，起着钉扎晶界的作用，从而能阻止奥 氏体晶粒长大。第二相微粒所占体积分数愈大，半径愈小，阻止奥氏体晶粒长大效果愈 佳。5. 何为临界冷却速度？影响临界冷却速度的因素有那些?连续冷却时，在某几个特定的冷却速度下，所得到的组织将发生突变，这些

16、冷却速度称为临界冷却速度（Vc ）。凡影响A稳定性、影响CCT曲线形状的因素均影响 Vc，使曲线右移的均降低 Vc，左移的 均使Vc提高。影响因素有 1碳含量；2、合金元素；3、A晶粒度；4、A化温度；5、A 中非金属夹杂物和稳定碳化物。6. 奥氏体在什么条件下可以转变为片状珠光体，在什么条件下转变 为球状珠光体？在一般情况下奥氏体向珠光体转变总是形成片状，但是在特定的奥氏体化和冷却条件下， 也有可能形成粒状珠光体。所谓特定条件是：奥氏体化温度低，保温时间较短，即加热转 变未充分进行，此时奥氏体中有许多未溶解的残留碳化物或许多微小的高浓度c的富集区，其次是转变为珠光体的等温温度要高，等温时间要

17、足够长，或冷却速度极慢，这样可 能使渗碳体成为颗粒（球）状，即获得粒状珠光体。即钢经球化退火后可得到粒状珠光体 组织；另外，粒状渗碳体也可以通过淬火加高温回火工艺获得。7何谓形变诱发马氏体转变？并说明 Md的物理意义如果在Ms点以上对奥氏体进行塑性变形，会诱发马氏体转变而引起Ms点升高到Md, Md称为形变马氏体点。因形变诱发马氏体转变而产生的马氏体，常称为形变马氏体。Md的物理意义：可以获得形变马氏体的最高温度。若在高于Md点的温度对奥氏体进行塑性变形，就会失去诱发马氏体转变的作用。8. 典型的控制轧制主要分哪三个不同轧制阶段？每个阶段有什么特点？奥氏体再结晶区轧制、奥氏体未再结晶区轧制、奥

18、氏体和铁素体两相区轧制。 特点：奥氏体再结晶区轧制的温度在再结晶终止温度（Tr ）以上（约大于 950 C）。在奥氏体再结晶区轧制时，发生动态回复再结晶和不完全再结晶。在两道次之间的间隙时间内进 行静态回复再结晶。奥氏体晶粒随着反复轧制一再结晶而逐渐变细小。奥氏体未再结晶区轧制的温度在Tr以下（约950 C Ab）的奥氏体区下限范围。在这一阶段，奥氏体晶粒虽然经过了形变，但不发生再结晶，形成了大量被拉长的形变奥氏体 晶粒。奥氏体和铁素体两相区轧制的温度范围一般在Aa（Ar3- 40 C）之间。钢在（丫+ a）两相区的较高温度区域轧制一定的道次，达到一定的累积形变量，未相变的奥氏体进一步被拉 长

19、，并且奥氏体晶粒内形成了形变带和位错，在这些地方容易形成新的等轴状铁素体晶 粒。与此同时，先析出的铁素体晶粒，由于塑性变形在晶粒内部也形成了大量的位错，并 经回复形成了亚结构。9. 随奥氏体化温度升高，钢组织状态的变化？加热温度组织变化晶粒细小晶粒粗大晶界弱化晶界熔化定义 正常晶粒（工业应用）过热 过烧 过烧热处理校正 可以 可以 不可以10. 晶粒异常长大及原因？奥氏体晶粒随温度升高而逐渐长大，当超过某一温度发生急剧长大的现象。在铝脱氧的钢及Ti,Nb,V等元素的钢，奥氏体晶粒形成后，晶界上存在一些 AI,Ti,Nb,V 等碳氮化合物的微粒，阻止晶界移动，当温度升至晶粒粗化温度, 碳氮化合物

20、溶于奥氏体后，奥氏体晶粒出现快速长大。11. 固溶处理和淬火的异同？淬火:基体晶体点阵发生改变（即具有同素异构相变）的淬火过程；固溶处理：基体晶体点阵不发生改变12. 画出钢的过冷奥氏体等温转变动力学图，标出相变点、相区？ _ - _ 一C0.79%, Mu0.76%钢的过冷奥 氏体等温转变动力学图13. 粒状珠光体的组织形态和用途，获得的三种方法?粒状渗碳体分布在a基体上，作为预备热处理组织；改善加工性能片状碳化物的粒化，渗碳体领先形核、调质处理14淬火钢回火二次硬化及原因？淬火钢回火时随回火温度增加下降的硬度又重新升高的现象。当 M含有足够碳 化物形成元素，500C以上回火将析出细小弥散

21、MC MC型碳化物，使由于回火 温度升高，9碳化物粗化而下降的硬度重新升高的现象。六、论述题1. 影响Ms点的因素较多，试说出三个影响因素并加以论述（本题、任选其中三个回答即可。） 化学成分的影响：奥氏体的化学成分对 Ms 点的影响十分显著，钢的 Ms 点主要取决于 化学成分。含碳量的影响：含碳量对的影响最为显著，钢中随着含碳量的增加，Ms点呈连续下降趋势，这是由于含碳量增加，奥氏体中碳的溶解度增加，碳原子对奥氏体的固溶 强化作用增强，过冷奥氏体的稳定性随之增强，因此，Ms 点随含碳量增加而呈连续下降趋势。合金元素的影响。合金元素对Ms点的影响主要决定于它们对平衡温度T0的影响及对奥氏体的强化

22、效应，凡剧烈降低To温度及强化的奥氏体的元素，均剧烈降低Ms点。钢中常见的合金元素均有使 Ms点降低的作用，但效果不如 C显著，只有Al、Co有使Ms点 提高的作用。强碳化物形成元素如 W、 V、 Ti 等在钢中多以碳化物形式存在，淬火加热时 一般溶入奥氏体中很少，对 Ms点影响不大。另外，几种合金元素同时存在时，对Ms点的影响比较复杂。 形变与应力对 Ms点的影响。过冷奥氏体冷至 Ms点以上，Md点以下的温度范围进行塑 性变形，会诱发马氏体相变，其原因是形变提供的机械驱动力加上化学驱动力刚好等于该 温度下马氏体相变所需的驱动力，因此使过冷奥氏体转变为马氏体的Ms 点升高。由于马氏体相变时必然

23、产生体积膨胀，因此多向压应力阻碍马氏体的形成，因而降低Ms点。 奥氏体化条件对 Ms 点的影响。加热温度和保温时间对 Ms 点的影响较为复杂。加热温 度和时间增加有利于碳和合金元素进一步溶入奥氏体中，使Ms 点下降。但是，加热温度升高，有会引起奥氏体晶粒长大，并使其中的晶体缺陷减少，使马氏体形成时的切变阻力减小，使 Ms点升高。一般奥氏体晶粒长大在1000 C才比较显著，所以，晶粒大小对Ms点的影响并不显著。 淬火速度对 Ms 点的影响。高速淬火时 Ms 点随淬火冷却速度增大而升高，淬火速度低 时， Ms 点不随淬火速度变化，相当于钢的名义 Ms 温度，在很高的淬火速度下，出现 Ms 保持不变

24、的另一个台阶，这个台阶比名义 Ms 温度高，在上述两种淬火速度之间，随淬火 速度的增大而升高。 磁场对 Ms 点的影响。外加磁场使奥氏体与马氏体两相平衡温度 T0 升高， Ms 温度随之 升高，外加磁场实际上是用磁能补偿了一部分化学驱动力，由于磁力诱发马氏体相变在Ms点以上即可发生。2. 试述马氏体具有高强度的主要原因。马氏体具有高强度的原因是多方面的，其中主要包括相变强化、固溶强化和时效强化。 相变强化：马氏体相变的切变性造成在晶体内产生大量的微观缺陷（位错、孪晶以及层 错），使马氏体得到强化。固溶强化：过冷奥氏体切变形成马氏体时，使得a相中的C%过饱和，C原子位于 a相扁八面体中心， C

25、原子溶入后形成以 C 原子为中心的畸变偶极应力场，这个应力场与位错产 生强烈的交互作用，使马氏体的强度升高。时效强化：溶质原子（C、N ）偏聚到位错线处，钉扎位错使得马氏体的强度升高3. 分析珠光体、贝氏体、马氏体转变主要特征内容珠光体转变贝氏体转变马氏体转变温度范围高温中温低温转变上限温度ABs领先相渗碳体或铁素体铁素体形核部位奥氏体晶界上贝氏体在晶界 下贝氏体大多在晶内转变时点阵切变无?有碳原子的扩散有有基本上无铁及合金兀素原子的扩 散有无无等温转变完全性完全视转变温度定不完全转变产物a +F&Ca +F&C(& )/a4. 简述淬火碳钢回火时各阶段的组织转变过程碳钢回火时的转变：（一）马

26、氏体中碳的偏聚1低碳位错型马氏体中碳的偏聚在20100 C的范围内，碳原子可以通过扩散发生偏聚，对于板条马氏体，碳原子与位错结合成偏聚区，用（丄C）表示。C+丄t丄C2、高碳片状马氏体中碳原子的富集区高碳片状马氏体由于亚结构是孪晶，所以碳原子在片状孪晶马氏体中不能形成偏聚 区。但碳原子可以在马氏体的某一晶面（一般为孪晶面112 a或100 a晶面）上富集，形成碳浓度比平均碳浓度高的碳原子富集区。（二）马氏体的分解在80250 C内为马氏体分解阶段，得到的组织是回火马氏体。1、高碳片状马氏体的分解由两个阶段组成。 两相式分解阶段：当回火温度较低，在20150 C时，经回火后，在同一片马氏体中会出

27、现两种不同的正方度，在分解过程中，碳以碳化物的形式在马氏体中 析出，此时析出的碳化物为亚稳碳化物。连续式分解阶段：当温度超过150C后，回火后马氏体的c/a是单值。最后得到的组织为回火马氏体。2、低碳位错马氏体的分解对于低碳板条马氏体（C%0.2%），在100200C范围内回火，碳原子仍以偏区聚状态存在 于马氏体内。3、中碳钢马氏体的分解中碳钢的淬火组织回火时马氏体的分解，按上述两种方式进行。（三）残余奥氏体的转变回火温度在200300C时，将发生残余 A的转变。通常在 Ms以下回火残余 A转变为 M，然后分解为回火 M，而在B转变区回火，残余 A转变为下B。（四）碳化物的转变250400 C

28、时，碳素钢 M中过饱和的 C几乎全部析出，将形成比 -碳化物更稳定的碳化物，即x碳化物或B碳化物。1、低C钢当回火温度高于 200 C，直接由偏聚区析出 0 -Fe3C，也有可能由 M板条边界上析 出。2、高C钢低温回火时，M分解析出 -FexC （碳化物）， -碳化物与M保持共格联系，当 碳化物长大到一定尺寸后，共格关系将被破坏，此时& -碳化物将转变为更稳定的碳化物。一般可在250C以上出现此过程。在250400 C回火的淬火 M ,所得到的组织为回火屈氏体。（五）a相的回复与再结晶及碳化物聚集长大1、低碳板条状马氏体低C板条M的内部亚结构为高密度的位错，随回火温度的升高，位错线将逐渐消失

29、， 形成多边化亚结构。当回火温度高于400 C时，回复已明显出现；当温度高于600 C时，回复后的a相开始发生再结晶。通过此过程得到的组织为回火索氏体。2、高碳片状马氏体高碳片状 M内部的亚结构主要是高密度的孪晶，当温度高于250C时，随回火温度的升高，马氏体内部的孪晶亚结构逐渐消失，同时在马氏体内出现位错线，当温度高于400C时，孪晶亚结构全部消失，全部变成位错。400C以上的过程与板条 M的回复、再结晶过程完全相同。所得到的组织同样是回火索氏体。3、碳化物聚集长大淬火碳素钢在回火时，当温度较高时，渗碳体会发生聚集长大和球化。温度范围 厂C组织转变类型回火时组织结构变化回火产物板条状（位错）

30、马氏 体片状（孪晶）马氏体25100回火准备阶段（碳原子偏聚）C （ N）原子在位错 线附近偏聚C （N）原子集群化形成预 脱溶原子团，进而形成长程 有序化或调幅结构100250回火第一阶段（马氏体分解）马氏体中的碳原子继续偏聚于位错附近的间隙位置但不析岀在100C左右从马氏体中共 格析出&碳化物；马氏体中 碳含量降低，正方度下降回火马氏体200300回火第二阶段（残留奥氏体转变）C含量小于 0.4%的淬火钢中不出现残留奥氏体残留奥氏体转变为马氏体或下贝氏体回火马氏体250400回火第三阶段（碳化物类型转变）马氏体中碳原子全 部析岀，形成渗碳 体；a相保持板条状 形态&碳化物溶解，在晶界或 一

31、定晶面上析出0渗碳体；400 C左右渗碳体聚集长大， 但回火后铁素体仍保留马氏 体晶体外形，a相中孪晶亚 结构消失回火屈氏体400600回火第四阶段（a相的回复、再结晶，渗碳体长大和 球化）片状渗碳体球化；a相回复，位错密度降低；内应力 消除，但仍然保留马氏体外形600700球状渗碳体快速聚集长大，a相再结晶成为等轴状晶粒和晶粒长大。在中碳和高碳钢中再结晶可能被抑制，形成等轴状铁素体回火索氏体4-.淬火钢回火过程中组织及状态的变化淬火钢组织为M + Ar，由于组织的不稳定性，在回火加热时发生以下组织及状 态的变化：1. 碳的偏聚2. 碳化物析出：亚稳碳化物稳定碳化物合金碳化物碳化物粗化3. 马

32、氏体分解4. a Fe回复和再结晶：单相分解和双相分解获得c/a下降的a Fe回复（位错和孪晶密度降低）再结晶（位错和孪晶消失）5. 残余奥氏体转变：高温转变为 P,中温转变为B,低温转变为M，分解 为 F+FmC。残余应力：1. 工件整体范围内平衡的应力550 C回火可基本消除2. 晶格或亚晶粒内处于平衡的内应力高于550的回火可基本消除3. 原子集团或晶胞范围内平衡的内应力随M分解碳从a中析出不断下降5. 试叙述铁碳合金马氏体类型及其相变的主要特征特征板条状马氏体片状马氏体惯习面(111) Y(225) y(259) y位向关系K S关系。110 a 7 111 Y “/ YK S关系。1

33、10 a 7 111 Y a 7 Y西山关系。110 a / 111 Y “/ Y形成温度Ms350 CMs 200100 CMs 0.311.41.420.31时为混合型组织形态板条常自奥氏体晶界向晶内 平行排列成群，板条宽度多为0.10.2卩，长度小于10一个奥氏体晶粒内包含几个板条群，同位向束内板条体之间为凸透镜片状（或针状、竹 叶状）中间稍厚。初生者较 厚较长，横贯奥氏体晶粒， 次生者尺寸较小。在初生片 与奥氏体晶界之间，片间交同左，片的中央有中 脊。在两个初生片之间常 见到“ Z”字形分布的细薄 片小角晶界，板条群之间为大角 晶界。角较大，互相撞击，形成显微裂纹L亚结构位错网络（缠结

34、）。位错密度 随含碳量而增大，常为（0.30.9） x 1012cm/cm3 有时亦可见到少量的细小孪晶宽度约为50的细小孪晶，以中脊 随MS点降低，相变孪晶区增大, 错组列，孪晶面为（112） a，扌为中心组成相变孪晶区， 片的边缘部分为复杂的位孪晶方向为11-1 a形成过程降温形成，新的马氏体片（板条）只在冷却过程中产生长大速度较低，一个板条体约在10-4S内形成长大速度较高，一个片体大约在10-7S内形成无“爆发性”转变，在小于50%转变量内降温转变率约为1%厂CMs0 C时有“爆发性”转 变。新马氏体片不随温度 下降均匀产生，而由于自 触发效应连续成群地（呈“Z”字形）在很小温度范 围

35、内大量形成，马氏体形 成时伴有2030 C的温 升，并伴有响声6. 钢中贝氏体组织有那几种主要形态？其特征如何?贝氏体的组织形态随钢的化学成分及形成温度的变化而变化。贝氏体按组织形态的不同区 分为无碳化物贝氏体，上贝氏体，下贝氏体，粒状贝氏体以及柱状贝氏体等。无碳化物贝氏体是一种单相组织，由大致平行的铁素体板条组成。铁素体板条自奥氏体晶 界处形成，成束地向一侧晶粒内长大，铁素体板条较宽，板条之间的距离也较大。随着贝 氏体的形成温度降低，铁素体板条变窄，板条之间的距离也变小。在铁素体板条之间分布 着富碳的奥氏体。铁素体与奥氏体内均无碳化物析出。上贝氏体 是一种两相组织，由铁素体和渗碳体组成。成束

36、大致平行的铁素体板条自奥氏体 晶界向一侧或两侧奥氏体晶内长入。渗碳体（有时还有残余奥氏体）分布于铁素体板之 间，整体在光学显微镜下呈羽毛状。下贝氏体 铁素体的形态与马氏体很相似，亦与奥氏体碳含量有关。含碳量低时呈板条状， 含碳量高时呈透镜片状，碳含量中等时两种形态兼有。形核部位大多在奥氏体晶界上，也 有相当数量位于奥氏体晶内。碳化物为渗碳体或 -碳化物，碳化物呈极细的片状或颗粒状，排列成行，约以5560 的角度与下贝氏体的长轴相交，并且仅分布在铁素体的内部。粒状贝氏体由块状铁素体基体和富碳奥氏体区所组成。铁素体基体中的富碳奥氏体区一般 呈颗粒状。实际上富碳奥氏体区一般呈小岛状、小河状等，形状是

37、很不规则，在铁素体基 体呈不连续平行分布。用透射电镜观察，基体铁素体呈针片状，小岛分布在针片界面。柱状贝氏体 中的铁素体是呈放射状的，柱状贝氏体中的碳化物是分布在铁素体内部的。7. 试叙述为什么Fe-C合金片状马氏体容易形成显微裂纹。显微裂纹是由于马氏体形成时相互碰撞造成的，片状马氏体形成时，第一片马氏体贯穿整 个奥氏体晶粒，后形成的马氏体不断撞击先形成的马氏体，由于马氏体的形成速度极快， 相互碰撞或与原奥氏体晶界相撞时因冲击而引起相当大的应力场；同时，由于片状马氏体 含碳量较高，马氏体很脆，不能通过滑移或孪生等变形来消除应力，因此容易产生显微裂 纹。8. 合金元素对淬火钢回火时各阶段转变的影

38、响总的规律是：合金元素的加入都会使转变推迟、转变温度升高。一、合金元素对 M 分解的影响合金钢中的 M 分解和碳素钢相似，但其分解速度相差较大。合金元素主要是通过影响C 原子的扩散来影响 M 分解的。因此，合金元素对 C 的偏聚、两相式分解的影响不大，而 对连续式分解影响较大。二、合金元素对残余奥氏体转变的影响 合金钢中残余奥氏体的转变与碳素钢中残余 A 的转变情况基本相似，只是合金元素可以改 变残余 A 分解的温度和速度，从而可能对残余 A 转变的性质和类型产生影响。 通常合金钢中的残余 A 比碳素钢中的残余 A 稳定性高。对淬火合金钢回火时，残余 A 的转 变与回火温度、残余 A 的稳定性有关，主要可发生以下三种转变：1、A在B区域内转变为B;2、A在P区域内转变为P;3、 A在回火加热保温过程中，不发生分解，而在随后的冷却过程中转变为M。四、合金元素对回火时碳化物转变的影响钢中加入合金元素，对回火时碳化物转