固态相变驱动力

固态相变的驱动力？两相自由焓之差哪些因素构成相变组里？界面能和畸变能组成

晶体缺陷对固态相变有何影响？

a晶核在晶体缺陷处形核时，缺陷能将贡献给形核功，因此，晶体通过自组织功能在晶体缺陷处优先性核。

b 晶体缺陷对形核的催化作用体现在：1、母相界面有现成的一部分，因而只需部分重建。2、原缺陷能将贡献给形核功，使形核功减小。3、界面处的扩散比晶内快的多。

4、相变引起的应变能可较快的通过晶界流变而松弛。

5、溶质原子易于偏聚在晶界处，有利于提高形核率。

扩散型相变化和无扩散型相变各有哪些特征？扩散型相变：旧相原子单个地、无序地、统

计地跃过相界面进入新相，改变原子邻居关系；无扩散型相变：原子经集体的协同位移进入

新相，保持原子共格关系。

晶粒长大的驱动力?晶粒长大时的晶界移动方向与晶核长大时的晶界移动方向有何不同？

为什么？晶核长大的驱动力是新旧相自由焓之差（再结晶晶核长大的驱动力：储存能），晶

粒长大的驱动力是界面能减少（再结晶晶粒长大的驱动力：界面能）；晶核长大晶界移动方

向背向曲率中心，晶粒长大时的晶界移动方向指向曲率中心；驱动力不同导致界面移动方向

不同:因为相同体积下，球形的表面积最小界面能最低，最为稳定。

单晶体在滑移时为什么还发生晶体转动？晶体在单纯切应力作用下发生滑移，当滑移面上

同时存在分切应力时，原子面除了做相对位移外，还发生晶体的转动，将外力分解为沿滑移

面法线方向正应力，σ1和σ2及最大切应力方向的切应力τ1和τ2。σ1和σ2将组成力偶促

使滑移面向外力轴方向转动，同时最大切应力方向上的τ1和τ2又可分解为滑移方向上的分

切应力τ’1和τ’2以及垂直于滑移方向τ”1和τ”2。τ”1和τ”2组成力偶使滑移方向

向最大切应力方向方向转动。

说明以下现象原因：1滑移面是原子密度最大的晶面，滑移方向是原子密度最大的方向；2Zn.

α-Fe.Cu的塑性不同；3在冷拔钢丝时，若总变形量很大，则中间需穿插几次退火工艺？1

原子密度最大面上，原子间距最小，原子面和原子列间距最大，面和列间距结合力最小，所

需临界切应力小，原子易滑移；密排面上原子间距小，位错引起的畸变能小，位错能量小，

位错易形成，稳定性大，位错易形成，原子易滑移。2由于三者的原子结构不同，所拥有的

滑移系越多，滑移可进行的空间取向越多，塑性越好；滑移方向比滑移面的影响要大。Cu

为面心立方，含12个滑移系，3个滑移方向，塑性最好。α-Fe含12个滑移系，2个滑移方向，

塑性居中；Zn为密排六方结构，有3个滑移系，塑性最次。3冷拔钢丝时，由于发生塑性变形，

因此会产生加工硬化现象，随进一步加工，变形抗力和残余应力会增加，钢丝也可能发生断

裂，因此需穿插退火工序，消除残余应力。

多晶体塑性变形的特点？在多晶体中哪些晶粒最先滑移？a晶粒取向差效应，相邻晶粒位向

不同，阻碍滑移的进行；相邻晶粒要协同变形，各晶粒不能同时进行，各晶粒变形不均匀。

b晶界强化作用c变形不均匀。晶界处的较细小，取向为“软取向”的晶粒先发生滑移。

金属经冷塑变形后，组织和性能发生什么变化？a显微组织的变化，出现滑移带和孪生带，

晶粒外形发生变化b亚结构发生变化，位错密度升高，位错分布发生变化，（空位，间隙原

子）缺陷明显增多c晶体位向变化，出现形变织构d产生加工硬化现象，性能出现各向异性，

物理状态和性能发生变化，出现残余应力和点阵畸变。

什么是加工硬化，产生的原因，怎么消除？金属材料经冷变形，强度、硬度提高、塑性下

降的现象。产生原因：金属经塑性变形后，位错密度升高，位错间发生交互作用，产生固定

割阶，位错纠缠，邻位错等，使位错运动困难，变形抗力增加。消除方法：再结晶退火。

单项固溶体合金塑性变形的特点？a出现屈服现象和应变时效现象b产生固溶强化现象。

固溶强化的机理？影响因素？机理：弹性交互作用，化学交互作用，静电交互作用，几何交

互作用。影响因素：原子浓度大小，原子尺寸大小，固溶体类型，电子浓度大小。

什么是回复？冷变形金属在加热中发生回复的机制及对性能的影响？回复是使之形变金属加热时，在新晶粒出现之前，某些物理、力学性能及亚结构发生变化的过程。低温回复，点缺陷运动消失，使与点缺陷有关的各项性能回复。中温回复，点缺陷继续运动至消失，原子活性增大，位错通过滑移，交滑移使异号位错对消，位错重新排列及亚晶长大，位错密度减小，高温回复，点缺陷继续运动,位错滑移运动，位错攀移运动，多变化和亚晶合并。

再结晶?再结晶温度？影响因素？a经冷变形有很大畸变的金属，加热到一定温度，产生一些无畸变的小晶粒并不断长大，直到由无畸变晶粒所取代的过程。b理论上：开始发生再结晶的最低温度。实际上：在规定时间内（通常为1小时），能够完成再结晶（转变95%体积百分数）所对应的退火温度。C金属变形程度，原始晶粒大小，杂质和溶质原子，再结晶温度。回复和再结晶的驱动力？为什么预先冷加工量低于某一数值，金属在某一温度下均不发生再结晶，再结晶后晶粒长大驱动力？回复和再结晶的驱动力是储存能，当预先冷加工量通常低于2%时，金属内部储存能较少，只能发生回复，再回复的过程中，储存能就消耗完了，不足以发生再结晶，再结晶后晶粒长大的驱动力是界面能的降低。

二次再结晶？出现条件？它的晶粒长大机制及驱动力是什么？二次再结晶是指再结晶后，出现少数较大晶粒优先快速生长，吞噬周围小晶粒，最后形成粗大的晶粒。条件：塑变量较大，再结晶温度高，正常长大受阻。驱动力：界面能的减小。

指出名词区别：一次再结晶与二次再结晶，热加工与冷加工？a一次再结晶包括行核和核长大两个过程，驱动力为储存能。二次再结晶无形核过程，驱动力为界面能，只有正常长大受阻的情况下才能发生二次再结晶。b冷加工是指在结晶温度以下，并且无加热的加工。热加工是指在结晶温度以上的，不发生加工硬化的加工。

临界变形量？实际生产中的意义？是指能够发生再结晶的最小变形量。在工业生产中变形量在2.10%再结晶后晶粒特别粗大，所以应避免在临界变形量附近进行热加工，易发晶粒粗化。

用冷拉钢丝卷制弹簧，卷成之后，要在250-300℃进行去应力退火的目的是什么？为了消除钢丝残余应力，保证加工硬化的前提下消除第一类内应力。

回复和再结晶阶段空位与位错的变化及对性能的影响？会使空位和位错的密度明显降低，其分布也会发生变化。可以使金属的内应力减少直至全部消失，强度硬度降低，电阻下降，塑性韧性明显增强。

分析冷轧钢板和热轧钢板在组织和性能方面的特点？冷轧钢板内部组织有大量的亚结构，储存有大量的畸变能，有加工硬化现象，强度硬度较高，塑性韧性较差。而热轧钢板内部有大量无畸变的晶粒组成，塑性韧性较好，强度硬度较低，耐腐蚀性好。

金属铸件不能通过再结晶退火来细化晶粒的原因？由于金属铸件未发生塑性变形，内部无储存能，无再结晶所需的驱动力，所以不能发生再结晶退火。

在纯铁板上冲一个洞，在加热到200℃，400℃,600℃各保温1小时，分析其周围组织结构的变化？铁板洞周围型变量不同，因而其各部分再结晶温度也不同。在200°时靠近洞周围的那部分发生再结晶。400°较远处也发生再结晶，但是靠近洞处晶粒细小，600°时，再结晶区域进一步扩大，并且晶粒随距洞距离的增大。

用冷拔钢丝制作导线，冷拔后应如何处理？冷拔后应进行回复退火，一方面降低点缺陷密度，降低电阻；另一方面消除金属内部残余应力，提高其塑性韧性，增强抗腐蚀能力。

一个楔形板坯经冷轧后得到相同厚度的板材，经过再结晶退火，该板材的晶粒大小是否均匀，为什么？不均匀，由于冷轧后该板材各部分变形量不同，所含的储存能多少不同，因此再结晶驱动力的大小也不同，发生再结晶的温度不同，再结晶后晶粒的大小也就不一样。用一根冷拉钢丝绳吊装一大型工件进入热处理炉，并随工件一起加热到1000℃保温，当出炉后再次吊装工件时，钢丝绳发生断裂，分析原因？由于冷拔钢丝存在加工硬化现在，强

度硬度较高，内部也有大量的储存能。加热后会发生再结晶现象，强度硬度会降低，因此钢丝绳发生断裂现象。

说明共析钢奥氏体的形成过程。为什么铁素体先消失，部分渗碳体未溶解完毕？共析钢奥氏体的形成过程可分为四个阶段，第一阶段为奥氏体在其晶界处的行核阶段，奥氏体分别向铁素体和渗碳体两个界面推移。第二阶段为奥氏体行核长大阶段，奥氏体向铁素体界面推移速度要大于向渗碳体界面的推移速度，因此造成铁素体先消失，还有部分渗碳体未溶解。第三阶段为剩余渗碳体的溶解阶段，最后为奥氏体的成分均匀化阶段。

试说明临界点A1、A3、A cm与加热、冷却过程中的临界点之间有何关系？Al为奥氏体共析转变温度; A3为奥氏体开始析出铁素体及铁素体完全溶入奥氏体的温度；Acm奥氏体析出二次渗碳体的析出温度。但在实际生产中由于转变速度较快，转变发生滞后现象，及转变温度随加热速度的加快而升高。实测临界点用Acl表示冷却临界点用Arl表示。

说明亚共析钢、过共析钢加热时的相变过程？过共析钢在加热温度达到Acl时，将发生珠光体向奥氏体的转化过程，在共析铁素体和共析渗碳体的界面出现行核，随后相两界面推移，向铁素体的推移速度大于向渗碳体的推移速度，然后是剩余渗碳体的溶解过程，在之后为奥氏体的成分均匀化过程，最后发生铁素体向奥氏体的溶解过程，在Ac3处先析出渗碳体完全溶入奥氏体中。过共析钢同理。

为了获得均匀奥氏体，在相同奥氏体加热温度下，是原始组织为球状珠光体的保温时间短，还是细片状珠光体保温时间短？细片状珠光体保温时间短，由于片状珠光体的碳化物与铁素体的相界面的面积较大,易于形核，也易于溶解。而且片状珠光体转变为奥氏体时受碳在奥氏体的扩散控制，而粒状受碳在铁素体的扩散控制，前者要比后者大得多。

连续加热时形成奥氏体的转变有何特点？在一个温度范围内进行，成分不均匀性随加热速度的增大而增大、奥氏体的起始晶粒随加热速度的增大而细化。

珠光体的片间距，影响因素？片状珠光体中相邻两片渗碳体中心之间的距离称为珠光体的片间距.影响因素：奥氏体固溶碳含量的多少（亚共析钢中随碳含量的增多，铁素体孕育期增长，共析速度减慢，过共析钢中随碳含量的增多，转变速度变快）奥氏体状态的影响（残留碳化物、奥氏体不均匀化、晶粒细小具有促进珠光体行核，转变速度加快）合金元素含碳量的影响，综合加入系统整合作用。

淬火马氏体产生裂纹的原因？由于马氏体的比容比奥氏体高，因此奥氏体转变为马氏体时，体积增大，产生较大的内应力，造成淬火马氏体显微裂纹。

过冷奥氏体在什么条件下形成粒状珠光体？特定的加热和冷却:（1）首先将钢进行特定的奥氏体化，即:①奥氏体化温度较低，保温时间较短，加热转变没有充分完成；②或在（A+碳化物）两相区加热，在奥氏体中尚存在许多未溶的剩余碳化物，或者奥氏体成分很不均匀，存在许多微小的富碳区。（2）需要特定的冷却条件，等温转变温度高，等温时间要足够长，或者冷却速度极慢2、片状珠光体的低温退火

说明共析钢C曲线各个区，各条线的物理意义，并指出影响C曲线位置的主要因素？Al线为奥氏体与珠光体的转变平衡线，Ms为马氏体转变开视线，Mf为马氏体的转变终了线，C曲线左边的线为奥氏体转变开始线，右边的曲线为奥氏体转变的终了线。含碳量和合金元素影响其C曲线的位置，亚共析钢和过共析钢都有一条先共析线。

TTT图CCT图主要区别？1、TTT图是指钢的等温转变动力学图，等温转变在整个温度范围内都能发生，只是孕育期有长短，但是CCT连续冷却转变却有所谓不发生转变的温度范围。

2、CCT图比TTT图向右下方移动，说明连续冷却发生在更低的温度和需要更长的时间

3、共析碳素钢和过共析碳素钢在连续冷却转变中不出现贝氏体的转变，只发生马氏体和珠光体的相变。

马氏体相变的主要特征？a无扩散型的切变位移b不变平面应变的晶格改组c存在一定的位向关系和惯习面d存在大量的亚结构，低碳马氏体主要以高密度位错为主，高碳马氏体主要以大量精细孪晶为主e存在表面浮凸现象（在一定温度范围内进行；转变不完全性；奥氏体的稳定化；马氏体转变的可逆性）

分析马氏体高硬度原因？1相变强化，由于马氏体的切变位移造成了内部存在大量的位错、孪晶、微观界面等缺陷使马氏体强化和硬化。2固溶强化，由于马氏体晶界处固溶了大量的碳原子，造成严重的晶格畸变从而提高了强度和硬度。3时效强化，由于碳原子的偏聚区造成。

淬火钢回火时力学性能的变化？由于碳原子的偏聚造成整体趋势是随回火温度升高，硬度

下降；强度和韧性随回火温度升高而升高；在特定温度时会出现韧性显著降低。

贝氏体相变与珠光体共分析分解有哪些区别？珠光体晶核是两相的而贝氏体晶核是单相的；珠光体的行核地点是在奥氏体晶界处而贝氏体可以是晶界也可以是晶内

简述钢中马氏体的晶体结构、典型形貌和亚结构。