金属组织控制原理

1.一级相变：在临界点处新旧两相的自由焓相等，但自由焓的一次偏导不同 特征：熵与体积呈不连续变化，即相变时有相变潜热和体积的突变

2.二级相变：相变时，自由焓相等，自由焓的一次偏导也相等，但其二次偏导不等 特征：二级相变没有热效应和体积突变；在相变时，物理量发生变化 3.为什么新相形成时往往呈薄片状或针状

因为新相形成时，弹性应变能较小，片状表面能最大，球状表面能最小，新相往往呈平直界面

4.什么叫Gibbs-Thompson效应？什么叫Ostwald长大现象？

在第二相析出量基本达到平衡态后，将发生第二相的长大粗化和释放过剩界面能的物理过程，，描述这种过程的效应成为Gibbs-Thompson效应。 当母相大致达到平衡浓度后，析出相以界面能为驱动力，缓慢长大的现象成为Ostwald长大现象。

5.惯习面：在相变时新相往往在母相的一定结晶面上形成，这个晶面称为惯习面。

6.位向关系：为了减小表面能，一般以低指数的原子密排面互相平行，这样在新相与母相之间形成了一定的晶体学位向关系 7.过渡相：母相往往不直接形成热力学上最有利的稳定相，而是先形成晶体结构或成分与母相比较接近、自由能比母相稍低些的亚稳态的过渡相。 8.均匀形核：形核位置在母相中是随机的、均匀的

9.非均匀形核：固相中有不少缺陷，它们的存在使体系的自由焓升高，过程的规律总是优先在这些地方形核，这就是非均匀形核。

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10.晶粒度：设n为放大100倍时每645mm面积内的晶粒数，晶粒度N表示晶粒大小的级别 11.起始晶粒度：指在转变临界温度以上，奥氏体转变刚完成时的晶粒大小

12.实际晶粒度：习惯上把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，成为实际晶粒，其大小成为实际晶粒度

13.本质晶粒度：根据标准试验方法，在930℃±10℃保温足够的时间（3~8h）后测定的钢中晶粒的大小

14.过热：仅仅是晶粒长大而在晶界上并未发生晶界弱化的某些变化，在工艺上被称为过热 15.过烧：如果加热温度过高，不仅奥氏体晶粒已明显长大，而且在奥氏体晶界上也已发生了某些使晶界弱化的变化，甚至在晶界上产生了局部熔化的情况（如高速钢），则在工艺上称为过烧

16.试述连续加热过程中奥氏体形成特点

（1）在一定的加热速率范围内，相变临界点随加热速率的增大而提高 （2）相变是在一个温度范围完成的

（3）快速连续加热时形成的奥氏体成分不均匀性增大 （4）快速连续加热时形成的奥氏体晶粒细小 17.以共析钢为例说明奥氏体形成过程

在珠光体中，奥氏体晶核在铁素体和渗碳体相界面形成，同时也形成了Y-α和Y-Fe3C两个新的相界面。而奥氏体晶核的长大是通过渗碳体的溶解、碳原子在奥氏体中的扩散以及奥氏体两侧的相界面向原来的旧相铁素体和渗碳体中推移而进行的。在转变过程中，奥氏体区的扩大比渗碳体的溶解快，转变完成后，在钢中的奥氏体组织中还存在一定量的渗碳体，需延长保温时间使其充分溶解于奥氏体。

18.珠光体团：片状珠光体中片层方向大致相同的区域称为珠光体团

19.普通片状珠光体：实际生产中得到的珠光体片间距大约在150~450nm之间，一般叫做普通片状珠光体

20.索氏体：如果由于形成温度比较低，得到的珠光体片间距大约在80~150nm之间，在放大倍数不大的光学显微镜下很难分辨铁素体和渗碳体片的形态，这种细片状珠光体常称为索氏体

21.屈氏体：对于在更低温度下形成的层间距为30~80nm之间的极细片珠光体，在光学显微镜下根本无法辨别其层状特征，常称为屈氏体

22.片层间距：一对铁素体和渗碳体片的总厚度称为珠光体片层间距

23.控制轧制：控制轧制是通过热轧条件（加热温度，各种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

24.控制冷却：控制冷却是在奥氏体相变区进行冷却速率的控制，使相变组织进一步细化 25.奥氏体再结晶区与非再结晶区控制轧制的作用是什么？ 再结晶区的轧制通过再结晶细化奥氏体晶粒，为后续的铁素体α晶粒细化打下基础，该阶段是控制轧制的准备阶段。

奥氏体未再结晶区轧制的温度在TRns下（约950℃~Ar3）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形变量大时，奥氏体晶粒内产生了大量的滑移带、位错胞及亚晶界，增大了有效晶界面积在发生相变时，铁素体可在扁平的奥氏体晶粒的晶界和形变带上形核，最终得到细化的铁素体晶粒 26.马氏体相变主要特征 1、切变共格性

马氏体和奥氏体之间界面上的原子是共有的，而且整个界面是互相牵制的，这种界面称为切变共格界面，原奥氏体中的任一平面在转变成马氏体后仍为一平面，在转变时所发生的具有这一特点的应变只能是均匀切变，对于一般的马氏体相变，均匀点阵切变是第一次切变点阵不变形变是第二次切变 2、无扩散性

马氏体相变过程只有点阵结构的改组而无成分的改变，在宏观上发生了均匀切变，因此在马氏体相变过程中，母相点阵上的原子从一种排列转变到另一种排列应该是互有联系的，并且是有规则的移动的，也就是说，原子不发生扩散就可以进行马氏体相变 马氏体相变的无扩散性，并不是说转变过程中原子不发生移动，所谓的无扩散性是指母相以均匀切变方式转变为新相 3、非恒温性

马氏体相变是在一个温度范围内完成的，这一特征称为马氏体的非恒温性 4、可逆性

在某些合金中，高温奥氏体相冷却时转变为马氏体，但重新加热时，已经形成的马氏体又可逆地转变为马氏体，这种现象称为马氏体转变的可逆性

27.马氏体的爆发式相变：一些马氏体转变临界点Ms温度低于0℃的合金，经冷却至一定的爆发温度MB（MB≤Ms）时的瞬间就剧烈地形成大量马氏体，这种马氏体的形成方式称为马氏体的爆发型相变

28.过冷奥氏体的稳定化：指奥氏体在外界因素的影响下，由于内部结构发生了某种变化而使奥氏体向马氏体转变呈现迟滞的现象

29.奥氏体热稳定化：钢经奥氏体化在淬火时因缓慢冷却或在冷却过程中停留引起过冷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

30.奥氏体力学稳定化：在Ms点以上的温度条件下，对奥氏体进行一定量的塑性变形，可使后续的马氏体转变变得困难，Ms点降低，残留奥氏体量增多，这种现象称为力学稳定化

31.冷处理：深冷至室温以下的处理在生产上称为冷处理 形貌 亚结构 性能 板条状马氏体 板条状 密度较高的位错 韧性好 片状马氏体 双凸透镜（主体形貌） 针状或竹叶状（金相截面） 很细的孪晶 强度高

32.为什么下贝氏体韧性好于上贝氏体？

上贝氏体的铁素体和碳化物分布都具有明显的方向性、碳化物主要分布于铁素体条片间，并且铁素体和碳化物的尺寸均相对粗大，所以韧度较差，下贝氏体的铁素体条片较细小，并且铁素体片彼此间的位向差很大，碳化物又主要分布铁素体内，因此对裂纹扩展的抗力较大，在宏观上表现为韧度较高 33.区别上下贝氏体

上贝氏体在较高温度区域内形成，组织形态呈羽毛状，亚结构特征为位错

下贝氏体在较低温度区域内形成，一般低于350℃，含碳量低时呈板条状，含碳量高时呈针状或透镜片状，亚结构为位错 34.碳化物转变的两种形式

1、在原碳化物的基础上通过成分的改变以及点阵的改变逐渐转变为新碳化合物，称为原位转变

2、新的碳化物通过形核，长大独立形成的，称为独形核长大或异位析出

35.二次淬火：当残留奥氏体在贝氏体区和珠光体区之间的奥氏体比较稳定的区域保持时，残留奥氏体可以不发生转变，而在随后冷却时转变为马氏体，这种现象称为二次淬火

36.二次硬化：在回火过程中析出细小、弥散分布的合金碳化物而产生硬化、其硬化量大于因回火的软化量，在宏观上表现为硬度重新升高的现象，称为二次硬化

37.回火脆性：在200℃~350℃与450℃~600℃两个温度内回火，虽然硬度有所下降，但冲击韧度不但并未升高，反而显著下降，，这种由回火引起的脆性称为回火脆性

38.均匀化处理：均匀化退火的对象主要是铸件和铸锭。目的是在高温下通过原子扩散来消除或减小铸件中成分不均匀性和偏离平衡态的组织形态，以改善合金的工艺性或使用性能 39.固溶处理：将高温组织以过冷、过饱和状态固定至室温，或使基体转变为晶体结构与高温状态不同的亚稳定的热处理方式

40.时效：产生某些合金的过饱和固溶体在室温下放置或加热到一定的温度溶质原子在固溶体中的一定区域内聚集或形成第二相的现象的工艺

41.自然时效：时效处理如采用在室温下放置一段时间进行的称为自然时效

42.人工时效：时效处理如采用再加热到一定的温度保持一定时间的方式称为人工时效 43.过时效：时间过长，硬度快速下降的现象

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