山东科技大学2009—2010学年第二学期 《金属固态相变原理》考试试卷（A卷）答案
一、名词解释（每题3分，共15分）
1、共格界面：当界面上的原子所占位置恰好是两相点阵的共有位置（1分），两相在界面上的原子可以一对一相互匹配，这种界面叫做共格界面（2分）。 2、回火脆性：指在回火过程中（1分）韧性下降的现象。（2分）。
3、起始晶粒度：临界温度以上（1分），奥氏体形成刚刚完成（1分），其晶粒边界刚刚相互接触时的晶粒大小（1分）。
4、淬透性：指钢在淬火（1分）时能够获得马氏体组织的倾向（2分）。
5、时效：钢（或合金）经固熔处理后，其固熔体中的溶质元素（合金元素）将处于过饱和状态（1分），如果在室温或某一定高温下溶质原子仍具有一定的扩散能力，随时间的延续，过饱和固熔体中溶质元素将发生脱熔（或析出）（1分），从而使钢（或合金）的性能发生变化，此即时效（1分）。
二、填空题（每空1分，共15分）
1、共析钢淬火后回火，根据回火温度可分为低温回火、中温回火、高温回火，分别得到回火马氏体、回火屈氏体和回火索氏体组织。
2、调质处理的钢与正火钢相比，不仅强度较高而且 塑性 、 韧性 也高于正火钢，这是由于调质处理后钢中渗碳体呈 粒状 ，而正火后的渗碳体呈 片状 。 3、化学热处理通常可分为 分解 、 吸收 、 扩散 三个基本过程。
4、淬火冷却时产生的组织应力是由于工件的 表面 和 心部 发生马氏体转变的不同时性而造成的内应力。
三、判断题（每题3分，共12分） 1、低碳马氏体可以在淬火状态下使用。
答：正确（1分）。自回火现象及低碳钢本身淬火应力较小（2分）。
2、正火的冷却速度比退火稍慢，故正火钢的组织比较粗大，它的强度、硬度比退火低。 答：错误（1分）。正火是加热后采取空冷，而退火是采用随炉冷却，因此正火的冷速比退火要快，因此正火钢的组织较细小，强度和硬度比退火高（2分）。 3、淬透性是钢材的固有属性，它取决于钢的淬火冷速的大小。
答：错误（1分）。淬透性是钢材的固有属性，它只取决于钢的淬火临界冷却速度的大小（2分）。
4、本质细晶粒钢加热后的实际晶粒一定比本质粗晶粒钢小。
答：错误（1分）。加热后的实际晶粒大小取决于实际的加热规范，若加热温度很高，本质细晶粒钢也可以获得粗大的奥氏体晶粒（2分）。
四、论述题（共34分）
1、试分析下贝氏体中碳化物排布规律的形成原因。（10分）
答：下贝氏体的组织形态为板条状或片状的铁素体再加上基体上沉淀着的许多细微的碳化物，且与铁素体长轴呈55~60℃的方向较整齐地排列（2分）。形成这种排布规律的机理为：
①下贝氏体中的铁素体片是由若干个亚单元所组成，当一个亚单元长大到一定尺寸时，在其附近又会诱发形核并长大，便构成了铁素体在纵向和横向的成长；每个亚单元都是按切变共格方式形成，其长大速度较快，但整个铁素体的长大速度受碳原子扩散所控制，当亚单元长大到一定尺寸时便会发生停顿，是一种不连续生长（3分）； ②下贝氏体亚单元通常从一个平直的不动边开始形核，并以一定的角度（大致为55~60℃）向另一边发展，最后终止在某一个位置上。在成长过程中，碳原子可不断通过铁素体-奥氏体相界面向生长前沿奥氏体一侧扩散和聚集，并从中析出碳化物；由于碳化物的析出，又使其附近奥氏体中出现贫碳区，从而有利于铁素体在该处形核并长大（5分）。
2、马氏体转变为什么需要深度过冷？（6分）
答：从固态相变的阻力进行分析，相比来讲，比液态金属结晶的阻力要大得多（2分）。说明马氏体转变过程中的固态阻力（3分），从自由能小于零的角度进行分析（1分）。 3、答：根据奥氏体形成规律讨论细化奥氏体晶粒的途径。（8分）
①形核：注意原始组织的准备，如预先热处理，形变等。形核地点多则晶粒细。（2分） ②加热温度：奥氏体化温度不要太高，温度高则扩散快，则晶粒易长大。（2分） ③加热时间：加热时间不要太长，时间长则晶粒易长大。（2分）
④利用快速加热：利用温度和时间对奥氏体晶粒长大的影响来细化晶粒。（2分） 4、试分析珠光体转变与贝氏体转变有哪些主要异同点？（10分）
答：1)两者均有一定的上限转变温度（1分）；
2）两者转变产物均为α相与碳化物所组成的两相混合物，P为层片状组织，而B为非层片状（2分）；
3）两者均可等温形成（1分）；
4）与P转变不同，B转变具有不完全性（2分）；
5）P转变时碳和铁原子均可扩散，而B转变只有碳原子的扩散，而铁原子不能扩散（2分）；
6）B的晶体学特征与P不同，且B中的F在形成时有表面浮突效应（2分)。
五、分析题（每题12分，共24分）
1、有一批丝锥原定有T12钢制造，要求硬度为HRC60~64，但材料中混入了少量的35钢，问混入的35钢仍按T12钢的工艺进行淬火处理，这些35钢制成的丝锥能否达到性能要求？为什么？
答：不能。（2分）因为T12钢为过共析钢，其淬火加热温度的选择为Ac1+30~50℃（4分），丝锥性能要求高硬度高耐磨性，采用这个加热温度范围可以满足要求（2分），而35钢为亚共析钢，其淬火加热温度为Ac3+30~50℃（2分），选择T12钢的工艺进行淬火处理，淬火加热温度低，组织为A+F，淬火后性能达不到要求（2分）。
2、T8钢的过冷奥氏体等温转变C曲线如下图所示，若使该钢的过冷奥氏体在620℃
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