第八章 金属的固态相变原理

一、名词解释：

1. 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，它决定钢冷却后的组织和性能。

2. 马氏体：碳在α-Fe 中的过饱和间隙固溶体，具有很大的晶格畸变，强度很高。 3. 贝氏体：渗碳体分布在含碳过饱和的铁素体基体上或的两相混合物。根据形貌不同又可分为上贝氏体和下贝氏体。

二、填空题：

1． 钢加热时奥氏体形成是由形核；长大；剩余渗碳体的熔解；奥氏体的均匀化等四个基本过程所组成。

2． 在过冷奥氏体等温转变产物中，珠光体与屈氏体的主要相同点是都是渗碳体的机械混合物，不同点是层间距不同 ，珠光体较粗，屈似体较细。

3． 用光学显微镜观察，上贝氏体的组织特征呈羽毛状，而下贝氏体则呈针状。

4． 与共析钢相比，非共析钢C曲线的特征是C曲线靠左，亚共析钢左上部多一条先共析铁素体析出线，过共析钢多一条二次渗碳体析出线 。

5． 马氏体的显微组织形态主要有板条状、针状马氏体两种。其中板条状马氏体的韧性较好。 6． 高碳淬火马氏体和回火马氏体在形成条件上的区别是前者是在淬火中形成，后者在低温回火时形成，在金相显微镜下观察二者的区别是前者为竹叶形，后者为黑色针状。 7． 目前较普遍采用的测定钢的淬透性的方法是“端淬试验”即末端淬透性试验。

三、判断题：

1． 所谓本质细晶粒钢就是一种在任何加热条件下晶粒均不发生粗化的钢。（×）

2． 当把亚共析钢加热到Ac1和Ac3之间的温度时，将获得由铁素体和奥氏体构成的两相组织，在平衡条件下，其中奥氏体的碳含量总是大于钢的碳含量。（√）

3． 当原始组织为片状珠光体的钢加热奥氏体化时，细片状珠光体的奥氏体化速度要比粗片状珠光体的奥氏体化速度快。（√）

4． 当共亚析成分的奥氏体在冷却发生珠光体转变时，温度越低，其转变产物组织越粗。（×） 5． 贝氏体是过冷奥氏体中温转变产物，在转变过程中，碳原子能进行扩散，而铁原子不能进行扩散。（√）

6． 不论碳含量高低，马氏体的硬度都很高，脆性都很大。（×）

7． 在正常热处理加热条件下，随碳含量的增高，过共析钢的过冷奥氏体越稳定。（√） 8． 因为过冷奥氏体的连续冷却转变曲线位于等温转变曲线的右下方，所以连续冷却转变曲线的临界冷却速度比等温转变曲线的大。（×）

四、选择题：

1． 钢在淬火后获得的马氏体组织的粗细主要取决于：（b） a．奥氏体的本质晶粒度； b．奥氏体的实际晶粒度；

c．奥氏体的起始晶粒度 2． 奥氏体向珠光体的转变是：（a）

a．扩散型转变； b．非扩散型转变； c．半扩散型转变 3． 若合金元素能使C曲线右移，钢的淬透性将：（b） a．降低； b．提高； c．不改变

4． 若合金元素能使C曲线左移，钢的淬透性将：（a） a．降低； b．提高； c．不改变 5． 马氏体的硬度取决于：（c）

a．冷却速度； b．转变温度； c．碳含量

6． 在过冷奥氏体等温转变图的鼻尖处，孕育期最短，故：（b）

a．过冷奥氏体稳定性最好，转变速度最快； b．过冷奥氏体稳定性最差，转变速度最快； c．过冷奥氏体稳定性最差，转变速度最慢； d．过冷奥氏体稳定性最好，转变速度最慢

7． 钢进行奥氏体化的温度愈高，保温时间愈长则：（b）

a．过冷奥氏体愈稳定，C曲线愈靠左； b．过冷奥氏体愈稳定，C曲线愈靠右； c．过冷奥氏体愈不稳定，C曲线愈靠左； d．过冷奥氏体愈不稳定，C曲线愈靠右 8． 上贝氏体和下贝氏体的机械性能相比较：（d）

a．两者具有较高的强度和韧性； b．两者具有很低的强度和韧性； c．上贝氏体具有较高强度和韧性； d．下贝氏体具有较高强度和韧性

9． 过共析钢加热到Ac1一Accm之间时，则：（a）

a．奥氏体的w(C)小于钢的w(C)； b．奥氏体的w (C)大于钢的w(C)； c．奥氏体的w(C)等于钢的w(C)； d．无法判断两者w (C)的关系

五、简答题：

1. 奥氏体的起始晶粒度、实际晶粒度、本质晶粒度的含义及区别。

（略）

2. 奥氏体、过冷奥氏体、残余奥氏体的异同。

回答要点提示：冷却到A1线以下而又尚未转变的奥氏体称为过冷奥氏体；马氏体转变不能完全进行到底，冷却到MS线以下转变停止时仍未能转变的奥氏体称为残余奥氏体。 3. 说明共析钢C曲线各个区、各条线的物理意义，指出影响C曲线形状和位置的主要因素。

（略）

4. 注意比较共析钢过冷奥氏体等温转变曲线和连续转变曲线的异同点。

（略）

附加思考题：

1．指出影响奥氏体形成速度和奥氏体实际晶粒度的因素。

2．何谓钢的临界冷却速度？它的大小受哪些因素影响？它与钢的淬透性有何关系？

第九章 金属热处理工艺

一、名词解释：

1. 淬透性：淬透性是指在规定条件下，钢在淬火冷却时获得马氏体组织的能力。 2. 淬硬性：淬硬性是指钢在理想的淬火条件下，获得马氏体所能达到的最高硬度。 3. 调质处理：淬火后高温回火的热处理工艺组合。

二、填空题：

1. 钢的淬透性越高，则其C曲线的位置越靠右，说明临界冷却速度越慢。 2. 钢的热处理工艺由加热、保温、冷却三个阶段所组成。

3. 利用Fe-C相图确定钢完全退火的正常温度范围是AC3+20 ~ 30℃，它只适应于亚共析钢。 4. 球化退火的主要目的是降低硬度，改善切削加工性，改善组织，提高塑性，它主要适用于共析钢、过共析钢的锻压件，结构钢的冷挤压件。

5. 钢的正常淬火温度范围，对亚共析钢是线以上AC3+30 ~ 50℃，对过共析钢是AC1+30 ~ 50℃。

6. 当钢中发生奥氏体向马氏体的转变时，原奥氏体中碳含量越高，则MS点越低，转变后的残余奥氏体量就越多。

7. 在正常淬火温度下，碳素钢中共亚析钢的临界冷却速度比共析钢和过共析钢的临界冷却速度都慢。

8. 钢的临界冷却速度与奥氏体化温度的关系是奥氏体化温度越高，临界冷却速度越慢。 9. 淬火钢进行回火的目的是消除内应力，获得所要求的组织与性能，回火温度越高，钢的强度与硬度越低。

10. 钢在回火时的组织转变过程是由马氏体分解，残余奥氏体分解，碳化物的转变，渗碳体的聚集长大等四个阶段所组成。

三、判断题：

1. 高合金钢既具有良好的淬透性，也具有良好的淬硬性。（×）

2. 经退火后再高温回火的钢，能得到回火马氏体组织，具有良好的综合机械性能。（×） 3. 钢的淬透性高，则其淬透层的深度也越大。（√）

4. 在正常加热淬火条件下，亚共析钢的淬透性随碳的增高而增大，过共析钢的淬透性随碳的增高而减小。（√）

5. 表面淬火既能改变钢的表面化学成分，也能改善心部的组织和性能。（×）

四、选择题：

1． 钢经调制处理后获得的组织是：（c）

a．回火马氏体； b．回火屈氏体； c．回火索氏体 2． 过共析钢的正常淬火加热温度是：（a）

a．Ac1+30℃-50℃； b．Ac3+30℃-50℃； c．Accm+30℃-50℃ 3． 影响碳钢淬火后残余奥氏体量的主要因素是：（b） a．钢材本身的碳含量； b．钢中奥氏体的碳含量；

c．钢中碳化物的含量

4． 共析钢过冷奥氏体在550-350℃的温度区间等温转变时，所形成的组织是：（b） a．索氏体； b．下贝氏体； c．上贝氏体； d．珠光体 5． 淬硬性好的钢：（b）

a．具有高的合金元素含量； b．具有高的碳含量；

c．具有低的碳含量

6． 对形状复杂，截面变化大的零件进行淬火时，应选用：（a） a．高淬透性钢； b．中淬透性钢； c．低淬透性钢 7． 对形状复杂，截面变化大的零件进行淬火时，应采用：（b） a．水中淬火； b．油中淬火； c．盐水中淬火 8． 若要提高淬火时的淬硬层深度，应采取：（a）

a．选择高淬透性钢； b．增大工件的截面尺寸；

c．选用比较缓和的冷却介质

9． 45钢为得到回火马氏体组织，应进行：（c）

a．正火； b．淬火；c．淬火+低温回火；d．淬火+高温回火 10．

完全退火主要适用与：（a）

a．亚共析钢； b．共析钢； c．过共析钢 11．

扩散退火的目的是：（a）

a．消除和改善晶内偏析；b．消除冷塑性变形后产生的加工硬化；

c．降低硬度以便于加工 12．

钢的回火处理是在：（c）

a．退火后进行； b．正火后进行； c．淬火后进行 13．

通常钢的渗碳温度范围是：（c）

a．600-650℃； b．800-850℃； c．900-950℃； d．1000-1050℃