固态相变问题-针对13级

2020-04-14 02:43

第一、二章

3与凝固相比,固态相变的驱动力更大吗?为什么?

4图1.2中,既然α+γ两相区有T0线,请问γ+Fe3C两相区有无T0线?为什么? 5钢的奥氏体化,与铝合金的哪个热处理步骤相似?为什么?

7图1.5中的针状点,为什么介于0.5~1?提示:参考刃位错应力场。 8图2.4中,低碳范围内是线性关系,而高碳不是。这说明了什么?

9珠光体奥氏体化分为4个过程不尽合理。更合理的是什么?提示:参考图2.7。 10对比奥氏体晶粒度分类曲线与材科图7-16,有共性吗?AlN与MnS在奥氏体中的行为有什么不同?

11“快速加热+短时保温=细小奥氏体晶粒”,为什么?

12如果刚刚加热到奥氏体化温度就对其变形,γ形成速度会怎样变化?为什么? 14快速加热时,奥氏体可以在珠光体中铁素体内部的亚晶界上形核,请问为什么是亚晶界而不是晶界?

15假定图1.17以铁碳相图的奥氏体为母相, (a)图中的α就是铁素体。 (1) b)图中的α应该是什么?(2)这两张图的差异与平衡分配系数有关吗?为什么?

17从图2.5b看出,γ形成过程涉及碳原子在γ相和α相中的扩散,且它们都向γ/α界面提供碳原子。(1)试比较在奥氏体生成的前期与后期,两者向该界面提供碳的速度快慢。(2)为什么碳原子不会在该界面累积?

18为什么奥氏体形成的等温动力学曲线不是C型的? 19对共析钢,奥氏体成核时成分一定是0.77%C?

20请给出式(2.3)更为严格的表达式。

21为什么提高奥氏体化温度会增大碳在γ中浓度梯度?

23在亚共析钢的奥氏体化中,是铁素体率先转变为奥氏体,还是珠光体率先转变为奥氏体?为什么?在过共析钢中回答类似的问题。

24图2.7中,800℃下作水平线,发现越是后面的阶段,时间越长。请问为什么?

25奥氏体化温度越高,奥氏体形核率与长大速度均越快,且形核率增大幅度更大,为什么? 28γ成分均匀化和γ晶粒长大这两个过程哪一个在先,为什么? (限定在碳钢范围) 29 P48上:强碳化物形成元素Mo、W、Cr等,其影响奥氏体形成速度是从两个方面进行的,请问是哪两个方面?

30 特殊碳化物如WC,VC等,为什么不易溶解于奥氏体?

31 P50中,据测定铁素体亚晶界的碳浓度可达0.2%~0.3%,明显高于铁素体的极限碳浓度0.0218%,请问为什么?

32 式(2.10)的Qm为晶界移动激活能或原子扩散跨越晶界激活能。请问Qm与原子在晶界内部扩散的激活能是一回事吗?如果不是,请指出谁更高一些,为什么?

33对于原始珠光体组织,通过扩散长大形成奥氏体及剩余渗碳体的问题,可以根据反应扩散理论重新分析。请你给出具体的分析过程。要求:(1)画图;(2)与P44下到P45上的例子作对比。

第三章

1 P67上,画出过共析钢球化退火工艺图,并解释每一步骤。

2实验证明,奥氏体晶粒大小对P片层间距没有明显影响,但影响P团的大小。请问为什么? 3退火状态下,珠光体两相内部的位错密度均较低,相界面处位错密度较高,为什么? 6 P形成过程中,能否说铁原子基本无长程扩散?(3.2.2节开始就说“铁原子与碳原子都能长程扩散”)

8图3.7c存在问题吗?

12图3.4中的粒状物是渗碳体。请从粒状物的比例判断这种钢的碳含量是大于还是小于0.77%?

13 P65中间:对片层状珠光体塑性变形,?,有促进渗碳体球化的作用。鉴于球化是针对渗碳体的,为什么铁素体内部位错与亚晶界的增加,能够促进渗碳体球化? 14 图3.8中渗碳体中的界面为什么是亚晶界而不是晶界?

15 P66中间,亚共析钢的先共析铁素体的数量,与碳含量有关,这很容易理解。先共析铁素体的数量为什么与冷却温度或冷却速度有关?

18 P70中上,对亚共析钢,随碳含量增加先析出铁素体的孕育期增大。请问为什么? 21 P70下指出:除了Co,其他合金元素均使珠光体转变的“鼻子”右移。你认为Co的影响主要体现在形核阶段,还是长大阶段?为什么?

23 P71下指出:Mn、Mo在先共析铁素体的形成过程中,会在γ/α界面上聚集。请问此时两种合金元素的分布状况与图3.7c有关吗?

25 P72中间指出:奥氏体塑性变形温度越低,珠光体转变速度越快。请问为什么? 26 P72中间:对奥氏体施加等向压力使C和Fe原子扩散及点阵重构困难,将降低珠光体形成温度,减慢珠光体形成速度。请逐句说明含义,并给予解释。

29在成分相同的条件下,粒状珠光体的强度稍低于片状珠光体。请问为什么?

32先让共析钢过冷奥氏体在700℃下发生珠光体转变,当转变尚未结束时,再将同一试样的温度快速降至674℃。请问珠光体组织会发生怎样的变化?两个温度下形成的组织之间的界面上,渗碳体可能连续吗?为什么?

33过共析钢在奥氏体成分均匀,晶粒粗大的情况下,从过冷奥氏体中直接析出颗粒状Fe3C的可能性很小,一般形成网状或针片状Fe3C,请问为什么?

36除了亚晶界可以充当片状渗碳体的“断裂源”,渗碳体中还有哪种区域有此功能? 37加快片状珠光体中渗碳体球化速度的措施有哪些?为什么? 38过共析钢球化退火时间比共析钢更长,请问为什么?

40先共析铁素体形态(图3.10),在原理上与材科图4-9最后两张图相似。请问它们的形态控制共同之处是什么?(这两个问题都是母相中析出新相)

44强碳化物形成元素如果不能充分溶入奥氏体,反而会降低亚共析钢过冷奥氏体的稳定性。请问为什么?要知道强碳化物形成元素通常会稳定过冷奥氏体。

45低碳合金钢奥氏体化之后,在贝氏体转变温度之上过冷转变得到的相间析出碳化物,是强化了奥氏体还是铁素体?

46相间析出碳化物为什么能够成为“片状”? 47相间析出的等温动力学曲线也是C型的吗?

48对连续冷却条件下形成的相间析出“片层”,(1)片层间距与冷却速度是什么关系?为什么?(2)片层间距与析出物颗粒尺寸有什么关系?为什么?

50资料指出,相间析出的合金碳化物的惯习面为{100}α。为什么颗粒状合金碳化物也有惯习面?

51过共析钢TTT示意图中(见PPT),在较低的温度时(约“鼻子温度以下”)就没有Fe3CII了,请问为什么?

第四章

2 P80下:“在周围奥氏体中还将产生塑性变形”,PPT说对周围奥氏体做机械功。哪个说法更合理?

3马氏体相变的切变通过原子做集体近程运动完成,这里的“集体”与“近程”是什么意思? 9 P80下面一段说:“由于马氏体相变是通过切变方式进行的,需要克服切变阻力而使母相点阵发生改组,为此需要消耗能量”。请问这种能量与界面能Sσ、应变能Vε有什么不同? 10 P81最后一句话:“但在大多数材料中,…Md点通常都低于T0点”.请解释其含义。 11在图4.5中画出Md线的位置,并解释为什么要这样画。

12 Fe-N相图共析成分为0.59%N(重量),共析温度590℃。请大致比较Fe-N与Fe-C的T0线斜率。

13根据所学知识,估计Fe-N系的△T=T0-Ms数值比Fe-C系大还是小?已知氮与碳的原子直径分别是0.144nm与0.154nm。 14合金元素降低Ms点原因是什么?

15 P83底,为什么碳和合金元素进一步溶解进入奥氏体,会使Ms点下降? 17 图4.11中两个△T在数值上是否大致相同?它们之间的逻辑关系是什么?

18 P85上,“相变尚未结束时撤去外加磁场,则相变立即恢复到不加磁场的状态”。这句什么意思?

20马氏体单晶体有极限尺寸,它的限制源于什么?

21 P90中:“因马氏体相变的体积变化引起未转变奥氏体变形,从而使未转变奥氏体向马氏体的转变时的切变阻力增大而产生稳定化”。(1)这里的稳定是热力学意义吗?为什么?(2)如果不是,到底是什么?

22 P90中指出,合金元素增加使C曲线右移,即相变减慢;而合金元素通常影响的是扩散过程,但马氏体相变不涉及扩散。你如何看这个矛盾?

23 P92底:“C原子就在这个应力场中心”。如果应力场相互叠加得严重,就没有应力场中心概念了。请通过简单计算证明“应力场中心”概念仍在。假定马氏体中含碳1%(重量)。 25马氏体高速长大本身,就意味着它一定是以片层方式进行的。请问为什么?


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