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刘喜明and王明罡.doc

上传人:weiwoduzun 文档编号:5642722 上传时间:2019-03-10 格式:DOC 页数:12 大小:5.41MB
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资源描述

1、奥氏体:碳在面心立方结构的铁(-Fe)中形成的固溶体。(性能特点:塑性好,强度较低,具有一定韧性,不具有铁磁性)马氏体:碳溶于 -Fe 的过饱和的固溶体,是奥氏体通过无扩散型相变转变的亚稳定相。铁素体:碳溶入 -Fe 中形成间隙固溶体,呈体心立方晶格结构,称为铁素体珠光体:是铁素体和渗碳体构成的机械混合物,由高温奥氏体冷却至 727(共析相变点)以下的较高温度区间发生共析转变获得的层片状结构的产物。组织遗传:钢在非平衡组织加热 A 化过程中因 A 晶核形成时晶体取向接近一致,各晶核长大后将类似合并为同一晶核长大的奥氏体晶粒,造成奥氏体晶粒尺寸复原的现象。相遗传:淬火态钢加热转变时,母相将晶体缺

2、陷遗传给新相的过程被称为相遗传。起始晶粒度:钢在临界温度以上,奥氏体形成刚结束,其晶粒边界刚刚接触时的晶粒大小称为奥氏体的起始晶粒度本质晶粒度:钢加热到 93010、保温 8 小时、冷却后测得的晶粒度叫本质晶粒度。表示钢在一定条件下 A 晶粒长大的倾向性实际晶粒度:某一具体热处理或热加工条件下的奥氏体的晶粒度叫实际晶粒度,它决定钢的性能。 珠光体团:片状珠光体的片层位向大致相同的区域称为珠光体团相间析出:碳(氮)化物颗粒若是在奥氏体-铁素体相界面上形成的,称其为相间析出。含有强碳(氮)化物形成元素的过冷奥氏体,在珠光体转变之前或转变的过程中可能发生纳米碳(氮)化物的析出,因为析出是在 / 相界

3、面上发生的,所以称为相间析出, 又称相间沉淀。正方度:马氏体中晶格参数 c 与 a 的比值即 c/a 满足关系式 c/a=1+0.46P 时称为正方度异常正方度:新鲜马氏体的 c/a 值低于或高于 c/a=1+0.46P 式的正方度。Ms,As,Md,Ad 的含义:Ms 点为奥氏体和马氏体两相自由能之差达到相变所需的最小驱动力(临界驱动力)时的温度。 Mf 点为 M 相变终了点。Md 为塑性变形能促进 M 的最高温度。 As 点为逆转变的开始温度,较 Ms 高。Ad(形变奥氏体点)可获得形变奥氏体最低温度。Md:高于某一温度时,形变不再诱发 M,可获得形变 M 的最高温度称为形变 M 点,用

4、Md 表示。Ad:可获得形变诱发奥氏体的最低温度,称为形变奥氏体点,用 Ad 表示。机械诱发马氏体相变:在 Ms 点以上,一定温度范围内进行塑性变形会促使奥氏体在形变温度下发生马氏体转变,这种因变形而促成的 M 相变,称为.。奥氏体稳定化:使奥氏体转变为马氏体能力减低的一切现象,称为奥氏体的稳定化。表现为 Ms 点降低、残余奥氏体量增多。反稳定化:少量塑性变形不仅不产生稳定化,反而对 M 转变有促进作用的效应。(可认为由于内应力集中而有助于 M 胚核的形成或促进已存在的胚核的长大)奥氏体热稳定化:淬火时因缓慢冷却或在冷却过程中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奥氏体机械稳定化

5、:在 Md 点以上,对奥氏体进行塑性变形,当形变量足够大时,将抑制随后冷却时的马氏体转变,Ms 点降低,残余奥氏体量增多,称为.热弹性马氏体:在冷却转变与加热逆转变时呈弹性长大与缩小的 M 称热弹性马氏体形状记忆效应:具有一定形状的固体材料,在某种条件下经过一定的塑性变形后,加热到一 定温度时,材料又完全恢复到变形前原来形状的现象。 (热弹性 M 在低于As 温度下变形 后加热到 Af 以上温度,通过 M 的逆转变使试样恢复到变形前形状的想象。 )相变冷作硬化:由于 M 相变的切变特性将导致其高晶体缺陷区形成的马氏体的晶体缺陷密度更高,犹如母相将晶体缺陷遗传给了新生相,这一过程造成了材料的性能

6、改变,如强度、硬度提高,这种过程被称之为相变冷作硬化淬透性:钢件能被淬透的能力,表征淬火时获得 M 的能力,其大小用一定条件下淬火获得的淬透层深度表示。淬硬性:淬火所能达到的最大硬度,取决于 M 的碳质量分数。基元:M 转变属非扩散型相变,其长大速度一般较大,即 M 一旦形核便很快长大,整体爆发转变,而 B 转变不需要像 M 转变时那样大的过程,铁素体可按一片一片的顺序转变,而介于两者之间的铁素体以团状转变的基体称基元。魏氏组织:指具有先共析片状铁素体或针状渗碳体加珠光体的组织,都成为魏氏组织孕育期:指金属及合金在一定过冷条件下等温转变时,等温停留开始至相转变开始的时间。 (等温开始至转变开始

7、这段时间) (不同等温温度下过冷液体的结晶均存在的一个孕育期,并且温度越高孕育期期长)淬火临界冷却速度:连续冷却转变图中的临界冷却速度:抑制某种相变过程发生,获得相应显微组织的最低冷却速度。 (抑制碳化物析出、抑制铁素体析出、抑制珠光体转变、抑制贝氏体转变临界冷却速度;其中冷却速度最大的能够获得马氏体的冷却速度为临界淬火冷却速度。 )临界冷却速度:抑制某种相变发生,获得相应显微组织的最低冷却速度。二次淬火:残余奥氏体在回火加热,保温过程中不发生分解,而是在随后的冷却过程中转变为马氏体,即为二次淬火现象二次硬化:在回火第三阶段,随着渗碳体颗粒的长大,碳钢将不断软化,但是,当钢中含有 Mo,V,T

8、i 等强碳化合物形成元素时,将减弱软化倾向,继续提高回火温度,将进入回火第四阶段,析出 Mo2C,V4C3,TiC 等特殊化合物,导致钢的再度硬化,称抗回火稳定性:淬火钢在回火时抵抗强度、硬度下降的能力。红硬性:红硬性是指材料在经过一定温度下保持一定时间后所能保持其硬度的能力回火脆性:钢淬火后回火的过程中,在某些特定的温度下进行回火保温时,回火后钢的脆性显著增大,称回火脆性。碳化物的原位形核:碳化物在中间碳化物析出处形核析出并长大,这种碳化物一般会长的较大,犹如组织遗传。碳化物的独立形核:碳化物不在中间碳化物析出处形核,而是在其他位置重新形核析出并长大,这种碳化物一般会发生在具有强碳化物形成元

9、素的钢中,一般很细小,表现出强的弥散强化作用。是二次硬化的根本原因之一。奥氏体的等温冷却转变:(奥氏体在一定温度下等温时)37 奥氏体的连续冷却转变:()材料的冷脆转变温度:在温度低于一个特定温度的时候,材料的吸收的冲击功会突然减小,从韧性转变为脆性,这一温度即为冷脆转变温度第一类回火脆性:(不可逆回火脆性) ,一般发生在 200-350左右,这种脆性产生后,在更高的温度下回火时这种脆性不再出现,这种回火脆性与回火后的冷去方式无关,说明这种脆性是在加热保温时产生的。实验表明这种脆性与低熔点化合物在晶界处沉淀析出有密切关系。高温回火使这种低熔点化合物溶入晶内,冷却时不再析出。第二类回火脆性:(高

10、温回火脆性) ,一般发生在 450-650之间,这种回火脆性与回火后的冷却方式有直接关系,快冷时不出现,慢冷时出现。对已经产生这类回火脆性的,重新在此温度下回火保温并进行快速冷却,脆性消失,表现出可逆性.1、以珠光体为原始组织的共析钢为例,说明奥氏体等温转变的过程如何?画图说明转变驱动力为自由能差,转变通过扩散进行。转变过程分为 A 核的形成,A 核的长大,剩余渗碳体的溶解,A 成分的均匀化通常首先在 A 与渗碳体的交界面上形成,因为界面处能够满足 A 形核的成分条件、能量条件及结构条件一般情况下 A 核的长大是通过渗碳体的溶解、碳原子在 A 中的扩散以及 A 两侧的界面向铁素体及渗碳体推移来

11、进行的铁素体消失时 A 的平均碳含量低于共析Z 的碳含量,使 A 长大后期剩余未溶碳化物。A 形成第三阶段就是使剩余渗碳体溶解于 A,直至完全溶解为止完全转变为 A 时,A 成分仍是不均匀的。碳原子在 A 中将从浓度高的部位向浓度低的部位扩散,使 A 中碳的分布均匀化。2、画图说明加热速度对珠光体为原始组织的共析钢的奥氏体等温的影响如何?提高加热速度导致 A 开始转变温度的提高,加快铁素体向 A 的晶体结构转变,C 从 Fe3C 中溶解滞后,形成低碳 A 和 Fe3C 的混合组织,在相同的 A 化温度下,形成的 A 更不均匀,剩余 Fe3C 增多。当加热速度快到某种程度时,铁素体可切边转变成

12、A,此时 Fe3C 可能不参与 A 相变而全部被残留下来。3、连续加热时,奥氏体形成有何特点?相变临界点随加热速度增大而升高。相变临界点在快速加热条件下均向高温移动,加热速度越大,转变温度越高奥转变的临界温度由一个固定的温度转变为一定的温度范围。加热速度越大,各阶段转变范围为均向高温推移扩大,同时形成的温度范围越宽。奥氏体转变的速度随加热速度的增大而加快。加热速度越快,斜平台的斜率越大,水平投影长度越短,说明奥氏体转变速度越快奥晶粒随加热速度的增大而变细。快速加热时,相变过热度增大,奥氏体形核率急剧增大,同时加热时间越短,奥晶粒来不及长大,因此奥晶粒得到细化奥氏体成分的不均匀性随加热速度增大而

13、增大。快速加热条件下碳化物来不及充分溶解,碳及合金元素来不及充分扩散,从而造成奥氏体中碳及合金元素浓度很不均匀。4、为什么非平衡组织不宜直接加热淬火?非平衡组织在一定加热条件下所形成的 A 晶粒会出现继承或回复原始粗大晶粒的现象,即组织遗传,不仅不能细化晶粒,而且在继续加热时或延长保温时间时,晶粒会异常长大,造成混晶现象,降低钢的韧性,有较大的危害性。非平衡组织加热一定温度以上还会形成针状 A,促进组织遗传。5、描述奥氏体晶粒度?各种晶粒度含义?奥氏体晶粒度一般是指奥氏体化后的奥氏体实际晶粒大小。奥氏体晶粒度可以用奥氏体晶粒直径或单位面积中奥氏体晶粒的数目等方法来表示。奥氏体晶粒大小一般根据标

14、准晶粒度等级图确定钢的奥氏体晶粒大小。标准晶粒度等级分为 8 级,14 级为粗晶粒度,58 级为细晶粒度。1 级最粗,超过 8 级为超细晶粒。起始晶粒度:加热转变终了时所得奥氏体晶粒度称为起始晶粒,其大小称为起始晶粒度。本质晶粒度:钢加热到 93010、保温 8 小时、冷却后测得的晶粒度叫本质晶粒度。表示钢在一定条件下奥氏体晶粒长大的倾向性。6、为什么第二相颗粒能阻碍 A 晶粒长大?在实际材料中,在晶界或晶内往往存在很多细小难溶的第二项沉淀析出颗粒,当奥氏体晶粒形成后,在晶界上存在这些元素的碳氮化合物颗粒如AlN,NbC,TiC,VC 等,这些颗粒硬度很高,难以变形,能够阻碍奥氏体晶界的迁移,

15、对晶界起钉扎作用。这些颗粒半径越小,所占的体积分数越大,阻止奥氏体长大效果越明显。7、画图说明片状珠光体的长大过程?画图说明粒状珠光体的产生过程?(1)以渗碳体作为领先相为例。均匀 A 冷却至 A1 以下时,首先在奥氏体晶界上产生一小片呈片状渗碳体晶核。这种片状珠光体晶核按非共格扩散的方式向纵向和横向方向长大,如图 a 所示渗碳体横向长大时,吸收了两侧的碳原子,而使其两侧的奥氏体碳含量降低, 当碳含量降低到足以形成铁素体时,就在渗碳体片两侧出现铁素体,如图 b 所示铁素体横向长大时,必然向侧面的奥氏体中排出多余的碳原子,因而增加了侧面奥氏体的碳浓度,促进了另一片渗碳体的形成,出现了新的渗碳体片

16、,如此连续进行下去,就形成了许多铁素体-渗碳体相间的片层。这时,在晶界其他部分有可能产生新的晶核,如图 c 所示当奥氏体中已形成了片层相间的铁素体与渗碳体的集团,继续长大时,在长大的珠光体与奥氏体的相界上也有可能产生新的另一长大方向的渗碳体晶核,如图 d 所示原始奥氏体中各种不同取向的珠光体不断长大,而在奥氏体晶界上和珠光体-奥氏体相界上又不断产生新的晶核并不断长大,直到奥氏体全部变为珠光体时珠光体形成即告结束,如图 e 所示。(2)原始组织为片状珠光体在加热过程中,片状渗碳体可能自发地发生破裂和球化。根据胶态平衡理论,第二相颗粒的溶解度与质点的曲率半径有关,曲率半径越小,其溶解度越高,片状渗

17、碳体的尖角处溶解度高于平面处的溶解度,使得周围铁素体与渗碳体尖角接触处的碳浓度大于平面接触处的碳浓度,这就引起了碳的扩散,破坏了界面碳的浓度,致使渗碳体平面向外长大,如如此不断进行,最终形成了各处曲率半径相近的粒状渗碳体。8、何为相间析出?相间析出产生的条件是什么?画图说明相间析出的基本过程?含有强碳(氮)化物形成元素的过冷奥氏体,在珠光体转变之前或转变的过程中可能发生纳米碳(氮)化物的析出,因为析出是在 / 相界面上发生的,所以称为相间析出, 又称相间沉淀。能否产生细小弥散相间沉淀碳化物取决于:钢的化学成分、奥氏体温度、连续冷却温度。首先,奥氏体中必须溶有足够的碳(氮)元素和形成特殊碳化物的

18、合金元素,其次必须采用足够高的奥氏体化温度,使碳(氮)化物能够溶解到奥氏体中。对于低碳合金钢,必须根据钢的成分及奥氏体化温度(或轧制温度) ,控制冷却条件,使其在合适的温度和时间范围内进行转变,才会发生相间析出,得到好的强化效果。 一般是把铁素体和碳化物分成两步,即低合金钢经 A 化后迅速冷却至 A1 点以下、B 形成温度以上的区间等温保持,首先在 A 晶界上形成铁素体。在 A-铁素体界面上 A 一侧,因为铁素体的析出,使其碳浓度升高,如图 a 所示,曲线表示 A 中碳浓度变化。由于相界处 A 碳浓度升高,铁素体的继续长大受到抑制。若在碳浓度最高的 A-铁素体界面上析出碳化物,将使界面上 A

19、一侧的碳浓度降低,如图 b:图中虚线代表析出的碳化物颗粒。由于碳化物的析出,增大了 A 转变为铁素体的驱动力而使铁素体转变继续进行,相界面向 A 中推移。铁素体析出后又提高了界面上 A 碳浓度,如图 c。A 中碳浓度分布又恢复到图 a 的状态,因此又将在A-铁素体界面上析出特殊碳化物颗粒, 。如此往复,铁素体与细颗粒状特殊碳化物交替形成,直至冷 A 完全分解,形成一系列平行排列的细小碳化物。9、比较珠光体转变和马氏体转变的特点有哪些不同?奥氏体向珠光体转变时,由于转变温度较高,原子能长距离扩散,铁原子和碳原子可以充分进行扩散,所以奥氏体可以通过原子的充分扩散转变为成分和结构相差很大的铁素体和渗

20、碳体来形成珠光体型组织。这种转变称为扩散型转变。形成 M 时,由于温度低,原子失去扩散能力,故除了发生铁的晶格改组外,碳原子被全部保留在 -Fe中。M 转变没有成分的变化,只有晶格的改组,且晶格改组不是通过原子的扩散,而是通过铁原子做短距离的移动来实现的。相变以共格切边方式进行。珠光体在晶界形核,形核所需的驱动力小,所以在较小的过冷度下即可发生转变。 (第 10 题)9、比较 Z、B、M 转变的特点有哪些不同转变温度:高温转变(Ar1500) ;中温转变(500Ms) ;低温转变(Ms 以下)扩散型:Fe、C 都扩散;C 扩散,Fe 不扩散;无扩散。领先相:一般以渗碳体为领先相;一般是铁素体;

21、无共格性:无共格性;具有,产生表面浮凸现象;具有,产生表面浮凸现象组成相:两相组织,-Fe、Fe3C;两相组织,-Fe、Fe3C;单相组织,-Fe合金元素分布:合金元素扩散,重新分布;合金元素不扩散;合金元素不扩散。10、马氏体转变有哪些特点?1)马氏体相变的无扩散性、钢中马氏体相变时无成分变化,仅发生点阵改组。、可以在很低的温度范围内进行,并且相变速度极快。、原子以切变方式移动,相邻原子的相对位移不超过原子间距,近邻关系不变。 (示踪原子)2)切变共格和表面浮凸现象 表面浮凸现象 惯习面和不变平面11、画图说明 T0,As,Ms,Md,Ad 之间的关系并说明其含义是什么?To:A 自由能与

22、M 自由能相等的温度;Ms:M 开始转变温度;Md(形变 M 点):可获得形变 M 的最高温度。As:逆转变的开始温度。Ad:可获得形变 A 的最低温度。图为 A 于 M 自由能随温度的变化情况,它们在 To 相变:温度大于 To时奥氏体自由能小于 M,奥氏体为稳定相,M 转变为 A。低于 To 则 A 转化为 M,但实际上,A 转化为 M 并不是冷却到 To 就立即发生,而是过冷到 To 以下某一温度 Ms 才能进行。这就是说要有足够大的自由能驱动力作用下 M 转变才能发生。Ms 与 To 之差称为热滞,代表转变所需的驱动力。同理当加热时 M 转变为 A 的逆转变也是在 To 以上某一温度

23、As 才发生的。12、影响 Ms 点的主要因素有哪些?1)奥氏体的化学成分、碳含量:C% Ms ,Mf 、合金元素除 Co、Al 外,其它合金元素均降低 Ms 点。2)其它因素对 Ms 点的影响、奥氏体的晶粒大小奥氏体晶粒细化 Ms 晶粒细化 s 切变阻力 Ms 、弹性极限以内的应力多向压应力阻碍马氏体转变, Ms 拉应力促进马氏体转变, Ms 、磁场对 Ms 点的影响, Ms 13、爆发式马氏体转变?其转变特点?一些 Ms 低于 0的合金,冷却到 Ms 以下一定温度时,在一瞬间(千分之一秒内可剧烈地形成大量 M。这样形成的 M 称爆发 M 转变时伴有声音并释放大量相变热,有时可使试样升温达

24、30。在一次爆发中形成一定数量的 M,条件合适时爆发转变量可超过 70。爆发 M 转变受自催化形核所控制,自触发形核、瞬时长大,连锁反应,爆发式转变,爆发结束后依靠降温继续转变。能量累计到很高后的快速释放对整个相变起到了显著的机会作用。14、影响马氏体形态及亚结构的主要因素有哪些?1)Ms 点: Ms 点高 - 形成板条马氏体。Ms 点低 - 形成片状马氏体。C% Ms (奥氏体中的 C 含量)板条 M 板条 M+片状 M 片状 M位错 M 孪晶 M2)奥氏体与马氏体的强度:当马氏体在较高温度形成时,滑移的临界分切应力较低,滑移比孪生更易于发生,从而在亚结构中留下大量位错,形成亚结构为位错的板

25、条马氏体。由于温度较高,奥氏体和马氏体的强度均较低。相变时,相变应力的松驰可以同时在奥氏体和马氏体中以滑移方式进行,故惯习面为 (111) 。 随着形成温度的下降,孪生的临界分切应力较低,变形方式逐渐过渡为以孪生进行,形成亚结构为孪晶的片状马氏体。若奥氏体的 S 低于 206MPa,应力在奥氏体中以滑移方式松弛。由于形成的马氏体强度较高,应力在马氏体中只能以孪生方式松弛,则形成惯习面为 (225)的片状马氏体。若奥氏体的 S 超过 206MPa,相变应力在两相中均以孪生方式松弛,则形成惯习面为 (259) 的片状马氏体。 15、何为奥氏体的稳定化?画图说明奥氏体热稳定化现象如何?(图 3-92

26、)1)奥氏体稳定化:使奥氏体转变为马氏体能力减低的一切现象,称为奥氏体的稳定化。表现为点降低、 R 量增多。可分为三大类: 、化学稳定化:化学成分引起、机械稳定化:塑性变形引起、热稳定化:相变时,热力学条件改变导致的奥氏体稳定化(相变中途等温或降低冷却速度)2、 奥氏体在淬火时因缓慢冷却或在冷却过程中停留而引起的奥氏体稳定化,称为热稳定化。将引起点降低以及 R 量增多。奥氏体的热稳定化是由于在适当温度停留过程中,奥氏体中的碳、氮原子与位错发生交互作用形成柯氏气团,从而强化了奥氏体,使马氏体相变的阻力增大所致。16、贝氏体转变的基本过程是什么?这种转变有何特点?过程:形核过程:B 相变的形核扩散

27、与切边机制同时作用,相变温度直接影响成核方式,温度高时扩散形核作用显著,温度低时切边起显著作用B 的长大:一般认为有两种方式即扩散式和切变基元长大,温度高时以前者为主,低时以后者为主。切边基元的大小与相变温度有关,相变温度越低,切边基元越大。(2)特点:、贝氏体相变的基本特征 贝氏体相变是成核与长大的过程贝氏体相变有上线温度,即 Bs 点。贝氏体铁素体可与母相保持切变共格关系,有表面浮凸现象贝氏体的铁素体与母相有确定的晶体学为想关系贝氏体中的碳化物可以有多种析出(存在)形态贝氏体的铁素体中存在一定量的位错。17、比较贝氏体、马氏体的亚结构有何差别?上 B 的亚结构为位错(位错缠结) ,密度为

28、108109/cm2;下 B 的亚结构为位错,密度上高,没有孪晶。板条 M 的亚结构为高密度位错,;片状 M 的亚结构为细小孪晶,一般集中在脊面附近,片的边缘为位错。随形成温度下降,孪晶区扩大。18、大森等人将贝氏体分为哪几类?其主要依据(或者区分条件是什么)要求 画图分类依据:是否存在碳化物及碳化物的分布和形态。分为 B1、B2、B3,分别称为第一类(无碳化物贝氏体、粒状贝氏体,无碳化物 ) 、第二类(上贝氏体,碳化物在铁素体和板条之间)和第三类(下贝氏体 B3,碳化物在铁素体内部与铁素体长轴方向呈 5560夹角)B。19、贝氏体的铁素体是如何长大的?有何特点?无论是 B 铁素体的纵向长大还

29、是横向长大,都是由基元的形核和长大来完成的,属于不连续长大方式。B 铁素体的长大是跳跃不连续的,依靠不断形成的亚基元而长大。切变学派认为每个基元都是以切边方式形成的,形成速度较快,但一个亚基元的尺寸有限,由于碳在界面处富集到一定程度时,亚基元就不在长大,必须停止一段时间,通过在旁边诱发形核,形成新的亚基元,才能使 B 铁素体的长大继续进行。另外,长大停止还可能与切边产生的弹性能应变有关,弹性应变能松弛后,新的基元才能形成。20、关于贝氏体转变在理论上有何争论?有切边和扩散机制两种争议的观点,争论焦点集中在 B 转变的形核和生长机制上:切边转变机制理论认为在 B 转变前有一段孕育期,过冷的奥内会

30、发生成分预转变,形成贫碳区和富碳区,在贫碳区内由于成分贫化而是 Ms 点升高,可以按低碳 M 切边方式形成铁素体晶核。扩散机制观点认为 B 转变等温过程中不可能出现贫碳区和富碳区分解,因为这种分解属调幅分解性质,应满足调幅分解的热力学条件,但通过 B 相变热力学活度计算,得出 B 调幅分解形成贫碳区和富碳区在热力学上不能发生,是过冷奥氏体发生先共析分解而析出铁素体的,因此从热力学分析计算否定 B 转变的切边机制。B 存在亚结构,切变观点认为该亚结构是切变生长的单元,但切变长大应是速度很快的,而 B 长大却缓慢,这是因为单元的生长会受到阻力,从而激发新的晶核继续生长,每一个亚单元的长大尺寸很有限

31、,故 B 的生长速率取决于亚单元的形成速率。扩散观点者则根据先共析铁素体的台阶生长机制提出:B 生长的扩散型台阶生长机制并在电镜观察中证实了这一存在。21、说明奥氏体的等温转变图是如何建立起来的?(或者说是如何实验绘制出来的)一般是分为两个相去,B 区和高温转变区,高温区保温温度根据 Ac1 来定,B区保温时间则根据 Ms 点来定。测试方法,一般是将标准试样 A 化后,迅速冷却至临界点以下某一温度等温,使过冷 A 在恒温下发生相变。箱变过程中会引起钢内部的一系列变化,如相变潜热的释放,比容、磁性及组织结构的改变等。这可以通过热分析、膨胀法、磁性发、金相发等测出在不同温度下过冷 A 发生相变的开

32、始时间和终了时间,并把它们标注在温度-时间坐标中,然后把所有转变开始点和终了点分别连接起来,就得出该钢种的过冷 A 等温转变曲线。该曲线下部还有两条水平线分别表示 A 向 M 转变的开始温度 Ms 点和转变终了温度Mf 点。它们多用膨胀法或磁性发测定。22、在选用 TTT 图和 CCT 图时,应该注意那些问题?在实际工件中应用 TTT 图时必须注意其标明的试验条件如 A 温度、晶粒度等是否与实际应用条件相符,因为条件不同,TTT 图会有所差异。CCT 图原则上是按恒定的条件测定的。它和一般热处理冷却条件还是有差异的,所以 CCT 图仅仅能近似估计实际热处理后的状态,不可能十分准确。23、画图说

33、明可以将奥氏体等温转变图分为几的类?依据:根据 C 曲线形状以及 Z 与 B 转变区相互位置的不同分为Z 区和 B 区部分重叠的单鼻型 TTT 图。在 A1Ms 之间只有一个“鼻子” ,鼻上 Z 转变,鼻下 B 转变。Z 区在右 B 区在左的双鼻型 TTT 图。Z 区和 B 区上下分开,呈现 Z 在右,B 在左的双鼻型。Z区在左 B 区在右的双鼻型。Z 区和 B 区上下分开,呈现 Z 在左,B 在右的双鼻型只呈现 B 转变区的单鼻型 3T 图。只有 B 区而无 Z 区,Z 转变无限被延迟。只 Z无鼻型 3T 图。既无 B 区也无 Z 区,M 转变也被推迟到室温以下,除碳化物析出外,无任何其它转

34、变。25、在奥氏体连续冷却转变图中,描述冷却速度的方法有哪些?800500,范围内的平均冷却速度距端淬试样水冷距离冷却时间:从 A化温度冷却至 500所需的时间半冷时间:Ac3 冷却至(Ac325)/2 所需的时间26、马氏体回火过程中,随着温度的升高,可能发生哪些转变?M 中的碳原子偏聚(前期阶段或时效阶段) 。钢中的 M 是碳在 -Fe 中的过饱和固 溶体,由于过多的碳原子填充于体心立方的扁八面体间隙中心,致使晶格产生严重畸变。另外 M 中存在大量的位错,孪晶等晶体缺陷,使 M 的内能提高而处于不稳定的状态。M 的分解(回火第一阶段)与碳化物的变化。超过 80或 100时 M 将发生分解,

35、随回火温度升高,M 的碳质量分数不断下降,正方度减小。残余奥氏体的转变(回火第二阶段) 。中高碳钢淬火后总存在一定的残余奥氏体,而且残余奥氏体的量随淬火加热时奥氏体中碳和合金元素的含量的增加而增多。碳化物的转变(回火第三阶段) 。M 分解及残余奥转变形成的-碳化物是亚稳定的过渡相。当回火 T 升到 250400时,碳钢 M 中过饱和的碳几乎全部脱溶,并形成比 -碳化物更稳定的碳化物渗碳体的聚集长大和 相的回复与再结晶(回火第四阶段) 。随回火 T 升高,M 中高密度位错与精细孪晶将发生变化。当 T 升高至 400以上时,已脱离共格关系的渗碳体开始明显地聚集长大。当 T 升到 500以上, 相可

36、发生再结晶,失去淬火 M 的外形,成为低位错密度的等轴晶。27、合金钢回火时常会出现哪些现象?延缓钢的软化,提高钢的回火抗力引起二次硬化现象影响钢的回火脆性二次淬火合金钢回火时,随着回火温度上升或时间的延长,将发生合金元素在渗碳体和 相之间的重新分配,碳化物形成元素不断向渗碳体中扩散,而非碳化物形成的元素逐渐向 相中富集,从而发生由稳定的碳化物,逐渐代替原先不稳定的碳化物使碳化物的成分结构都发生变化。28、 比较第一类回火脆性和第二类回火脆性有哪些差别?产生原因是什么?(1)出现温度不同:钢一般在 250400温度范围内出现第一,在450650温度范围内 出现第二第一几乎在所有的钢中都会出现;

37、第二主要在合金结构钢中出现,碳素钢中一般不出现第一是不可逆的,即出现第一后再加热到更高的温度后可以将脆性消除,此时若在该温度范围内回火将不再产生这种脆性;第二是可逆的,即在脆化消除后再在温度区间加热然后缓冷,还可再次发生脆化(缓冷脆性)合金元素一般不能抑制第一,但 Si,Cr,Mn 等可将脆化温度推向更高;当钢中含有 Cr,Mn,P,等元素时,会使第二倾向更大。(2)一般认为,马氏体分解时沿马氏体条或片的界面析出断续的薄壳状碳化物,降低了晶界的断裂强度,是产生第一的重要原因产生第二的原因是由于回火慢冷是 Cr,Mn 等合金元素以及 P,As,Sb,Sn 等杂志向原奥氏体晶界偏聚,减弱了晶界上原

38、子间结合力,降低晶界断裂强度所造成王明罡温度场: 是指在各个时刻物体内各点温度分布的总称。 应力场: 一个构件受力后,其内部各个点的应力也是有方向有大小的,并且连续,这就是应力场浓度场: 当溶液间存在浓度差时,在介面允许溶质自由通过的条件下,高浓度侧与低浓度侧的溶质在空间上的分布是均匀递减的,此种浓度差在空间上的递减称为浓度梯度。该浓度梯度的作用称为浓度场数据库管理系统:是一种操纵和管理数据库的大型软件,用于建立、管理、使用和维护数据库数据库系统结构 为了提高系统的开发功能, “现代的数据库系统都至少包含以下三个部分:( 1) 数据库 一个结构化的相关数据的集合,包括数据本身和数据间的联系。它

39、独立于应用程序而存在,是数据库系统的核心和管理对象。(2)物理存储器 保存数据的硬件介质(3)数据软件 负责对数据库管理和维护的软件数据库原理图 2、专家系统的工作原理一个完整的专家系统通常是由知识库,工作数据库,推理机,知识获取机制,解释机制和人机接口六部分组成一般的专家系统是通过推理机与知识库和综合数据库的交互作用来求解领域问题的,其大致过程如下,I)根据用户的问题对知识库进行搜索,寻找有关的知识;匹配) 2.根据有关的知识和系统的控制策略形成解决问题的途径,从而构成一个假设方案集合; 3)对假设方案集合进行排序,并挑选其中在某些准则下为最优的假设方案;(冲突解决) 4)根据挑选的假设方案

40、去求解具体问题;(执行5)如果该方案不能真正解决问题,则回溯到假设方某序列中的下一个假设方案,重复求解;6)循环执行上述过程,直到问题已经解决或所有可能的求解方案都不能解决问题而宣告”无解”为止BP 网络是在输人层和输出层之间加上一层或几层中间层(隐层)构成,如图所示。前一层每个单元的输出都与后一层单元的输入相连接,层中的单元没有连接。在正向传播过程中,输人信号从输入层通过变换函数后逐层向隐层、输出层传播,每一层神经元的状态只影响下一层神经元的状态。如果在输出层得不到希望的输出,则转入反向传播,将误差信号沿原来的连接通路返回,通过修改各层神经元的连接权值,使输出信号误差减小到规定值内,因而称为

41、反向传播。自动控制系统分为温度信号测量与处理和温度控制(1)温度信号测量与处理 加热炉温度测量一般用热电偶作为感温元件,得到的热电势(热电势是热电偶冷热两端点温度的函数)经 A/D 转换器把模拟信号转换成数字信号,再经 I/O 接口进人计算机,(2)温度控制决策计算机得到温度测量数字信号后,将已给定的温度设定值与其比较,得到偏差信号,计算机按预先给定的计算决策方法,如 P1D 算法最优化算法等进行控制决策计算,控制要求高一些的还依温度分区采用不同计算决策方法,得出温度控制量,再经 I/O 接口输出到执行机构去调节加热炉输入功率,使加热炉始终保持在温度设定值,保证加工工艺的实现。为保证加热炉设备安全,在软件编制中还加入断偶保护报警。

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