工程材料与热处理第5章作业题参考答案

1. 奥氏体晶粒大小与哪些因素有关？为什么说奥氏体晶粒大小直接 影响冷却后钢的组织和性能？奥氏体晶粒大小是影响使用性能的重要指标，主要有以下因素影 响奥氏体晶粒大小。〔1〕加热温度和保温时间。加热温度越高， 保温时间越长，奥氏体晶粒越粗大。〔2〕加热速度。加热速度越 快，过热度越大，奥氏体的实际形成温度越高，形核率和长大速 度的比值增大，那么奥氏体的起始晶粒越细小，但快速加热时， 保温时间不能过长，否那么晶粒反而更加粗大。〔3〕钢的化学成 分。在一定含碳量范围内，随着奥氏体中含碳量的增加，碳在奥 氏体中的扩散速度及铁的自扩散速度增大，晶粒长大倾向增加， 但当含碳量超过一定限度后，碳能以未溶碳化物的形式存在，阻 碍奥氏体晶粒长大，使奥氏体晶粒长大倾向减小。〔4〕钢的原始 组织。钢的原始组织越细，碳化物弥散速度越大，奥氏体的起始 晶粒越细小，一样的加热条件下奥氏体晶粒越细小。传统多晶金属材料的强度与晶粒尺寸的关系符合 Hall-Petch 关 系，即o s= o 0+kd-1/2，其中。0 和 k 是细晶强化常数，o s 是屈 服强度，d 是平均晶粒直径。显然，晶粒尺寸与强度成反比关系， 晶粒越细小，强度越高。然而常温下金属材料的晶粒是和奥氏体 晶粒度相关的，通俗地说常温下的晶粒度遗传了奥氏体晶粒度。 所以奥氏体晶粒度大小对钢冷却后的组织和性能有很大影响。奥 氏体晶粒度越细小，冷却后的组织转变产物的也越细小，其强度 也越高，此外塑性，韧性也较好。2. 过冷奥氏体在不同的温度等温转变时，可得到哪些转变产物？试列表比较它们的组织和性能。转 变 产 物组织性能珠珠光体是铁素体和渗碳体的机械混珠光体的力学性能介于铁素体和渗碳体之光合物，渗碳体呈层片状分布在铁素体间，强度较高，硬度适中，塑性和韧性较体基体上。转变温度越低，层间距越小。好。贝 氏 体上贝氏体组织形态呈羽毛状，在光学 显微镜下，铁素体呈暗黑色，渗碳体 呈亮白色。下贝氏体组织形态呈黑色 针状。上贝氏体强度较低，塑性和韧性较差。下 贝氏体强度较高，塑性和韧性也较好，具 有良好的综合力学性能。马 氏 体板条状马氏体由一束束平行的长条 状晶体组成，其单个晶体的立体形态 为板条状。针片状马氏体由互成一定 角度的针状晶体组成。板条状马氏体具有较高硬度、较高强度与 较好塑性和韧性相配合的良好的综合力学 性能。针片状马氏体具有比板条状马氏体 更高的硬度，但脆性较大...