材料结构组织与性能 带答案
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有效电子数:不是所有的自由电子都能参与导电,在外电场的作用下,只有能量接近费密能的少部分电子,方有可能被激发到空能级上去而参与导电。
这种真正参加导电的自由电子数被称为有效电子数。
K 状态:一般与纯金属一样,冷加工使固溶体电阻升高,退火则降低。
但对某些成分中含有过渡族金属的合金,尽管金相分析和X射线分析的结果认为其组织仍是单相的,但在回火中发现合金电阻有反常升高,而在冷加工时发现合金的电阻明显降低,这种合金组织出现的反常状态称为K 状态。
X 射线分析发现,组元原子在晶体中不均匀分布,使原子间距的大小显着波动,所以也把K 状态称为“不均匀固溶体”。
能带:晶体中大量的原子集合在一起,而且原子之间距离很近,致使离原子核较远的壳层发生交叠,壳层交叠使电子不再局限于某个原子上,有可能转移到相邻原子的相似壳层上去,也可能从相邻原子运动到更远的原子壳层上去,从而使本来处于同一能量状态的电子产生微小的能量差异,与此相对应的能级扩展为能带。
禁带:允许被电子占据的能带称为允许带,允许带之间的范围是不允许电子占据的,此范围称为禁带。
价带:原子中最外层的电子称为价电子,与价电子能级相对应的能带称为价带。
导带:价带以上能量最低的允许带称为导带。
金属材料的基本电阻:理想金属的电阻只与电子散射和声子散射两种机制有关,可以看成为基本电阻,基本电阻在绝对零度时为零。
残余电阻(剩余电阻):电子在杂质和缺陷上的散射发生在有缺陷的晶体中,绝对零度下金属呈现剩余电阻。
这个电阻反映了金属纯度和不完整性。
相对电阻率:ρ (300K)/ρ 是衡量金属纯度的重要指标。
剩余电阻率ρ’:金属在绝对零度时的电阻率。
实用中常把液氦温度下的电阻率视为剩余电阻率。
相对电导率:工程中用相对电导率( IACS%) 表征导体材料的导电性能。
把国际标准软纯铜(在室温20 ℃下电阻率ρ= 0 .01724Ω·mm 2/ m)的电导率作为100% , 其他导体材料的电导率与之相比的百分数即为该导体材料的相对电导率。
机械工程材料练习题参考答案第一章工程材料的力学性能2.有一钢试样,其直径为10mm,标距长度为50mm,当拉伸力达到18840N时试样产生屈服现象;拉伸力加至36110N时,试样产生颈缩现象,然后被拉断;拉断后标距长度为73mm,断裂处直径为6.7mm,求试样的屈服强度、抗拉强度、伸长率和断面收缩率。
解:由题中条件及计算公式得σs =Fs/So=18840/(*102/4)=240(N/mm2)σb=Fb/So=36110/(*102/4)=460(N/mm2)δ=(L1-L0)/L0×100%=(73-50)/50=46%ψ=(S0-S1)/S0×100%={*102/4)- *4)}/(*102/4)=/100=%答:试样的Re=240(N/mm2)、Rm=460(N/mm2)、δ=46%、ψ=%。
4.有一碳钢制支架刚性不足,有人要用热处理强化方法;有人要另选合金钢;有人要改变零件的截面形状来解决。
哪种方法合理为什么(参见教材第6页)第二章工程材料的基本知识第一部分金属的晶体结构与纯金属的结晶1.常见的金属晶体结构有哪几种α-Fe 、γ- Fe 、Al 、Cu 、Ni 、Pb 、Cr 、V 、Mg、Zn 各属何种晶体结构,分别指出其配位数、致密度、晶胞原子数、晶胞原子半径。
(参见第二章第一节)2.配位数和致密度可以用来说明哪些问题答:用来说明晶体中原子排列的紧密程度。
晶体中配位数和致密度越大,则晶体中原子排列越紧密。
3.晶面指数和晶向指数有什么不同答:晶向是指晶格中各种原子列的位向,用晶向指数来表示,形式为[]uvw;晶面是指晶格中不同方位上的原子面,用晶面指数来表示,形式为() hkl。
4.为何单晶体具有各向异性,而多晶体在一般情况下不显示出各向异性答:因为单晶体内各个方向上原子排列密度不同,造成原子间结合力不同,因而表现出各向异性;而多晶体是由很多个单晶体所组成,它在各个方向上的力相互抵消平衡,因而表现各向同性。
第二章材料的结构(含答案)一、填空题(在空白处填上正确的内容)1、内部原子按一定规律排列的物质叫________。
答案:晶体2、金属晶体在不同方向上具有不同性能的现象叫________。
答案:各向异性3、常见的金属晶格类型有________、________、________三种。
答案:体心立方、面心立方、密排六方4、常见的金属晶格类型有三种,α-Fe、Cr、W、Mo、V的晶格属于________。
答案:体心立方5、表示晶体中原子排列的空间格子叫做________,组成空间格子的最基本的几何单元叫做________。
答案:晶格、晶胞6、实际金属结构中的点缺陷包括________、________和________;它们可使金属的强度________。
答案:间隙原子、置换原子、空位、提高7、工程材料的结合键有________、________、________和________四种。
答案:离子键、共价键、金属键、分子键8、三种常见金属晶格类型为________、________和________。
答案:体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格;9、按溶质原子在溶剂晶格中所处的位置不同,固溶体可分为________和________两种。
答案:置换固溶体、间隙固溶体10、面心立方晶格中,晶胞的原子数为________,致密度为________。
答案:4、0.7411、位错分为两种,它们是________和________;多余半排原子面的是________位错。
答案:刃型位错、螺型位错、刃型位错12、相是指金属或合金中成分________,结构________,并由________与其它部分分开的均匀组成部分。
答案:相同、相同、界面13、合金中成分、结构和性能相同的组成部分称为________。
答案:相14、按其几何形式的特点,晶格缺陷可分为________、________和________。
答案:点缺陷、线缺陷、面缺陷15、体心立方晶格中,晶胞的原子数为________,原子半径与晶格常数的关系为________,致密度为________。
材料力学性能课后习题答案第一章单向静拉伸力学性能1、解释下列名词。
1弹性比功:金属材料吸收弹性变形功的能力,一般用金属开始塑性变形前单位体积吸收的最大弹性变形功表示。
2.滞弹性:金属材料在弹性范围内快速加载或卸载后,随时间延长产生附加弹性应变的现象称为滞弹性,也就是应变落后于应力的现象。
3.循环韧性:金属材料在交变载荷下吸收不可逆变形功的能力称为循环韧性。
4.包申格效应:金属材料经过预先加载产生少量塑性变形,卸载后再同向加载,规定残余伸长应力增加;反向加载,规定残余伸长应力降低的现象。
5.解理刻面:这种大致以晶粒大小为单位的解理面称为解理刻面。
6.塑性:金属材料断裂前发生不可逆永久(塑性)变形的能力。
脆性:指金属材料受力时没有发生塑性变形而直接断裂的能力韧性:指金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。
7.解理台阶:当解理裂纹与螺型位错相遇时,便形成一个高度为b的台阶。
8.河流花样:解理台阶沿裂纹前端滑动而相互汇合,同号台阶相互汇合长大,当汇合台阶高度足够大时,便成为河流花样。
是解理台阶的一种标志。
9.解理面:是金属材料在一定条件下,当外加正应力达到一定数值后,以极快速率沿一定晶体学平面产生的穿晶断裂,因与大理石断裂类似,故称此种晶体学平面为解理面。
10.穿晶断裂:穿晶断裂的裂纹穿过晶内,可以是韧性断裂,也可以是脆性断裂。
沿晶断裂:裂纹沿晶界扩展,多数是脆性断裂。
11.韧脆转变:具有一定韧性的金属材料当低于某一温度点时,冲击吸收功明显下降,断裂方式由原来的韧性断裂变为脆性断裂,这种现象称为韧脆转变2、说明下列力学性能指标的意义。
答:E 弹性模量 G 切变模量 r σ规定残余伸长应力 2.0σ屈服强度 gt δ金属材料拉伸时最大应力下的总伸长率 n 应变硬化指数 P15 3、 金属的弹性模量主要取决于什么因素?为什么说它是一个对组织不敏感的力学性能指标?答:主要决定于原子本性和晶格类型。
合金化、热处理、冷塑性变形等能够改变金属材料的组织形态和晶粒大小,但是不改变金属原子的本性和晶格类型。
附:习题答案0 绪论一、填空题1. 结构,性能2. 原子结构、原子的空间排列、显微组织3.结构材料,功能材料;金属材料,无机非金属材料(陶瓷),高分子材料(聚合物)。
第1章一、填空题1、金属键,离子键、共价键,分子键、共价键2、金属键、离子键、共价键,_范德华键_、氢键。
3、共价键4、共价键5、共价键,氢键二、判断题(1)错。
离子键没有方向性和饱和性。
(2)对。
(3)错。
改为:S原子轨道的角度分布图为一个从原子核为球心的球面,而s电子云图是一个球体,其剖面图是个圆。
P轨道的角度分布图为两个在原点相切的球面。
而p电子云图像或几率分布是一个哑铃形体,其剖面图是∞字型。
(4)错。
改为:若用小黑点的疏度表示几率密度的大小,则黑点密的地方,表示|Ψ|2数值大,电子出现的几率大;黑点稀的地方表示|Ψ|2数值小,电子出现的几率小。
(5)错。
改为:主量子数为4时,有4s、4p、4d、4f四个亚层。
共16条轨道。
(6)错。
改为:多电子原子轨道能级与氢原子能级不同。
三、简答题1. H>He;Ba>Sr;Sc<Ca;Cu>N;Zr≈Hf;La>Gd;S2->S;Na>Al3+;Fe2+>Fe3+;Pb2+>Sn2+2.(1)金属性:Ge>Si>As (2) 电离能:As>Si>Ge(3) 电负性:As>Si≈Ge (4) 原子半径:Ge>As>Si3.因氢原子核外只有一个电子,核外运动的电子能量由主量子数n决定,n相同时能量相同。
而氯原子中核外有17个电子,核外运动的电子能量不仅与主量子数n有关,而且也与角量子数L有关,3s的穿透能力大于3p,故3s能级低于3p能级。
第2章综合习题----基础练习 一、填空题1、基元(原子团)以周期性重复方式在三维空间作有规则的排列的固体 。
2、是否在三维空间作周期性重复规则排列( 晶体原子排布长程有序,非晶体是长程无序短程有序) 。
《工程材料及机械制造基础》习题参考答案第一章材料的种类与性能(P7)1、金属材料的使用性能包括哪些?力学性能、物理性能、化学性能等。
2、什么是金属的力学性能?它包括那些主要力学指标?金属材料的力学性能:金属材料在外力作用下所表现出来的与弹性和非弹性反应相关或涉及力与应变关系的性能。
主要包括:弹性、塑性、强度、硬度、冲击韧性等。
3、一根直径10mm的钢棒,在拉伸断裂时直径变为8.5mm,此钢的抗拉强度为450Mpa,问此棒能承受的最大载荷为多少?断面收缩率是多少?F=35325N ψ=27.75%4、简述洛氏硬度的测试原理。
以压头压入金属材料的压痕深度来表征材料的硬度。
5、什么是蠕变和应力松弛?蠕变:金属在长时间恒温、恒应力作用下,发生缓慢塑性变形的现象。
应力松弛:承受弹性变形的零件,在工作过程中总变形量不变,但随时间的延长,工作应力逐渐衰减的现象。
6、金属腐蚀的方式主要有哪几种?金属防腐的方法有哪些?主要有化学腐蚀和电化学腐蚀。
防腐方法:1)改变金属的化学成分;2)通过覆盖法将金属同腐蚀介质隔离;3)改善腐蚀环境;4)阴极保护法。
第二章材料的组织结构(P26)1、简述金属三种典型结构的特点。
体心立方晶格:晶格属于立方晶系,在晶胞的中心和每个顶角各有一个原子。
每个体心立方晶格的原子数为:2个。
塑性较好。
面心立方晶格:晶格属于立方晶系,在晶胞的8个顶角和6个面的中心各有一个原子。
每个面心立方晶格的原子数为:4个。
塑性优于体心立方晶格的金属。
密排六方晶格:晶格属于六方棱柱体,在六棱柱晶胞的12个项角上各有一个原子,两个端面的中心各有一个原子,晶胞内部有三个原子。
每个密排六方晶胞原子数为:6个,较脆2、金属的实际晶体中存在哪些晶体缺陷?它们对性能有什么影响?存在点缺陷、线缺陷和面缺陷。
使金属抵抗塑性变形的能力提高,从而使金属强度、硬度提高,但防腐蚀能力下降。
3、合金元素在金属中存在的形式有哪几种?各具备什么特性?存在的形式有固溶体和金属化合物两种。
材料⼒学性能参考答案填空:1.影响材料弹性模数的因素有键合⽅式和原⼦结构、晶体结构、化学成分、微观组织、温度、加载条件和负荷持续时间等。
2.提供材料弹性⽐功的途径有⼆,提⾼材料的弹性极限,或降低弹性模量。
3.退⽕态和⾼温回⽕态的⾦属都有包申格效应,因此包申格效应是具有的普遍现象。
4.⾦属材料常见的塑性变形机理为晶体的滑移和孪⽣两种。
5.多晶体⾦属材料由于各晶粒位向不同和晶界的存在,其塑性变形更加复杂,主要有各晶粒变形的不同时性和不均匀性及各晶粒变形的相互协调性的特点。
6.影响⾦属材料屈服强度的因素主要有晶体结构、晶界与亚结构、溶质元素、第⼆相、温度等。
7.产⽣超塑性的条件是(1)超细晶粒;(2)合适的条件,变形温度≥0.4Tm,应变速率ε≤ 10-3s-1 ;(3)应变速率敏感指数较⾼0.3≤m≤1 。
8.材料的断裂过程⼤都包括裂纹的形成与扩展两个阶段,根据断裂过程材料的宏观塑性变形过程,可以将断裂分为韧性断裂与脆性断裂;按照晶体材料断裂时裂纹扩展的途径,分为穿晶断裂和沿晶断裂;按照微观断裂机理分为剪切断裂和解理断裂;按作⽤⼒的性质可分为正断和切断。
9.包申格效应:⾦属材料经过预先加载产⽣少量的塑性变形,⽽后再同向加载,规定残余伸长应⼒增加;卸载时降低的的现象。
10.剪切断裂的两种主要形式为滑断(纯剪切断裂)和微孔聚集性断裂。
11.解理断⼝的基本微观特征为解理台阶、河流花样和⾆状花样。
12.韧性断裂的断⼝⼀般呈杯锥状,由纤维区、放射区和剪切唇三个区域组成。
13.韧度是衡量材料韧性⼤⼩的⼒学性能指标,其中⼜分为静⼒韧度、断裂韧度和冲击韧度。
14. 材料在受到三向等拉伸应⼒作⽤时压⼒状态最硬,其最⼤切应⼒分量分量为零,材料最易发⽣脆性断裂,适⽤于揭⽰塑性较好的⾦属材料的脆性倾向。
单向拉伸时,正应⼒分量较⼤,切应⼒分量较⼩,应⼒状态较硬。
⼀般⽤于塑性变形抗⼒与切断抗⼒较低的所谓塑性材料试验;弯曲、扭转时应⼒状态较软,材料易产⽣塑性变形,适⽤于在单向拉伸时容易发⽣脆断⽽不能充分反映其塑性性能的所谓脆性材料;材料的硬度试验属于三向压缩状态,应⼒状态⾮常软,可在各种材料上进⾏。
一、什么是材料?三大材料材料是指具有满足指定工作条件下使用要求的形态和各种性能的物质,是人们生活及组成生产工具的物质基础。
金属材料、无机非金属材料和有机高分子材料二、材料的性能分类使用性能(物理性能、化学性能、力学性能),工艺性能(工艺性能是指材料在各种加工和处理中所应具备的性能,如铸造性能、锻造性能、切削性能、焊接性能和热处理性能等)三、材料的力学性能材料的力学性能是指材料在外加载荷作用下或载荷与环境因素(温度、介质和加载速度)联合作用下所表现出来的行为。
金属材料的力学性质决定与材料的化学成分、组织结构、冶金质量、残余应力及表面和内部缺陷等内在因素,也决定与载荷性质(静载荷、冲击载荷、交变载荷)、应力状态(拉、压、弯、扭、剪等)、温度和环境介质等外在因素。
1. 强度指标弹性变形阶段的强度指标(弹性极限σe =F e/A0(MPa)式中:σe为e点对应的应力,F e为e点对应的载荷,A0为试样原始截面积。
弹性模量σ=Eε,其中比例系数E 即是弹性模量)塑性变形阶段的强度指标(屈服极限σs=F s/A0(MPa)屈服强度σ0.2=F0.2/A0(MPa)在S点附近,此时应力应变曲线上出现一个平台,表示材料开始产生塑性变形,其对应的应力叫屈服极限σs。
但对于大多数合金钢或淬火回火材料,应力应变曲线无屈服平台出现,此时,规定以产生试样原始长度0.2%的塑性变形所对应的应力作为条件屈服极限,称为屈服强度σ0.2。
抗拉强度σb=F b/A0(MPa))断裂阶段的强度指标(断裂强度σk)2.塑性指标延伸率(δ=ΔL/L0×100%=(Lf-L0)/L0×100%)断面收缩率ψ=(A0-A1)/A0×100%式中A0为试样原始横截面积A1为试样断裂后缩颈处的最小横截面积。
3.韧性指标冲击韧度(a k=A k/A N(J/m2)式中A N为试样缺口根部的原始截面积。
)断裂韧度静力韧度4.硬度指标布氏硬度(HB球压头测定试样表面的压痕直径d) 洛氏硬度(HR圆锥压头测深度) 维氏硬度(HV 四棱锥压头同布) 肖氏硬度(HS从一定高度处自由落到试样表面,根据冲头的回弹高度来表征材料硬度的大小)四、应力应变曲线设试样单位面积的载荷为应力σ,试样单位原始长度的伸长为应变ε,则得到应力-应变曲线。
在拉伸载荷作用下,材料经由弹性变形——屈服——塑性变形——断裂等几个阶段。
五、金属的键结构金属的原子结构特征是最外层电子少,易于脱落,而形成自由电子自由电子可以在金属中移动而形成所谓的电子云。
电子云带有负电,另一方面失去电子的金属原子带有正电而成为阳离子,因此,电子云和阳离子之间所作用的引力和离子相互间及电子相互间的斥力之间形成平衡而发生结合。
这种结合叫做金属键。
金属晶体因为有自由电子的存在,其导电性、导热性好,并且结合力的方向性小,原子会尽量高密度排列,富于延展性,强度的变化范围大。
六、金属的晶体结构 1.晶体指其内部原子(分子或离子)在三维空间作有规则的周期性重复排列的物体。
2.晶体结构金属的许多特性都与晶体中原子(分子或离子)的排列方式有关,因此分析金属的晶体结构是研究金属材料的一个重要方面。
3. 阵点把晶体中的原子(分子或离子)抽象为规则排列于空间的几何点。
4.晶格用一系列平行直线将阵点连接起来,形成一个三维的空间格架三种常见的晶体结构。
5.晶胞从晶格中选取一个能够完全反映晶格特征的最小几何单元来研究晶体结构。
6.晶格常数为了描述单位晶胞的大小和形状,以单位晶胞角上的某一阵点为原点,以该单位晶胞上过原点的三个棱边为三个坐标轴X、Y、Z(称为晶轴),则单位晶胞的大小和形状就由这三条棱边的长度a、b、c描述,称为晶格常数。
7.轴间夹角通常α、β和γ分别表示Y-Z轴、Z-X轴和X-Y轴之间的夹角α、β、γ。
晶格常数(a、b、c)和轴间夹角(α、β、γ)是描述晶体结构的6个参数。
面心立方结构“fcc”,体心立方结构“bcc”,密排六方结构“hcp”。
七、单晶体与多晶体由很多晶粒组成的,叫多晶体。
晶粒之间的界面称为晶界。
每一晶粒相当於一个单晶体。
晶体有三个特征(1)晶体有一定的几何外形;(2)晶体有固定的熔点;(3)晶体有各向异性的特点.单晶体是原子排列规律相同,晶格位相一致的晶体.例如:单晶硅.多晶体是由很多具有相同排列方式但位向不一致的很多小晶粒组成的则称为多晶体.例如:常用的金属.单晶体具有晶体的三个特征.多晶体具有前两项特征,但具有各向同性的特点.多晶体整个物体是由许多杂乱无章的排列着的小晶体组成的,这样的物体叫多晶体.例如:常用的金属.原子在整个晶体中不是按统一的规则排列的,无一定的外形,其物理性质在各个方向都相同.八、实际金属中的晶体缺陷 1.点缺陷其特征是三个方向上的尺寸都很小,相当于原子的尺寸,例如空穴、填隙型原子、置换型原子,不管是哪类点缺陷,都会造成晶格畸变,这将对金属的性质产生影响,如使屈服强度升高、电阻增大、体积膨胀等;2.线缺陷其特征是在两个方向上的尺寸很小,另一个方向上的尺寸相对很大。
属于这一类缺陷的主要是位错;3.面缺陷其特征是在一个方向上的尺寸很小,另两个方向上的尺寸相对很大,例如晶界、亚晶界。
九、金属的塑性变形单晶体的塑性变形1.滑移在切应力的作用下,晶体的一部分沿一定晶面(滑移面)的一定晶向(滑移方向)相对于另一部分发生滑动的现象称为滑移。
滑移主要发生在原子排列最紧密或较紧密的晶面上,并沿着这些晶面上原子排列最紧密的方向进行。
滑移系: 晶体中每个滑移面和该面上的一个滑移方向组成系统。
晶体中的滑移系越多,意味着其延展性越好。
2.孪生十、金属冷变形和加热后组织结构的变化十一、金属的热加工如前所述,冷塑性变形引起的加工硬化,可以通过加热发生再结晶来加以消除。
如果金属在再结晶温度以上进行压力加工,那么塑性变形所引起的加工硬化就可以立即被再结晶过程所消除。
在再结晶温度以上的加工称为热加工,在再结晶温度以下的加工称为冷加工。
在热加工过程中,金属内部同时进行着加工硬化和再结晶软化这两个相反的过程,不过此时的再结晶是在加工的同时发生的,称为动态再结晶,它与上一节介绍的冷加工后退火时发生的再结晶是不尽相同的。
有时在热加工过程中硬化和软化这两个因素不能刚好全部抵消。
十二、合金相的分类十三、固溶体如果合金的组元在固态下能彼此相互溶解,则在液态合金凝固时,组元的原子将共同地结晶成一种晶体,晶体内包含有各种组元的原子,晶格的形式与其中一组元相同,这样,这些组元就形成了固溶体。
晶格与固溶体相同的组元为固溶体的溶剂,其它组元为溶质。
由此可见,固溶体是溶质原子溶入固态的溶剂中,并保持溶剂晶格类型而形成的相。
十四、固溶强化、形变强化(加工硬化)的概念固溶强化:合金元素加入纯铝中后,形成铝基固溶体,导致晶格发生畸变,增加了位错运动的阻力,由此提高铝的强度。
合金元素的固溶强化能力同其本身的性质及固溶度有关。
其中,Zn、Ag、Mg的溶解度较高,超过10%;其次是Cu、Li、Mn、Si等,溶解度大于1%。
一般说来,固溶度越高,获得的固溶强化效果就越好。
金属经塑性变形,其机械性质将发生明显的变化,即随着变形程度的增加,金属的强度、硬度增加,而塑性、韧性下降,这一现象称为加工硬化。
十五、铁碳合金相图中钢的室温平衡组织及铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体、马氏体等的概念Fe-C相图是在缓慢冷却条件下指导分析相变的图形,其获得的组织称为平衡组织,它不能用于分析在不同的冷却速度下的组织变化。
1.碳在铁中的固溶体(碳在α-Fe中形成的间隙固溶体称为铁素体,常用符号F或α表示,其最大溶解度为0.0218wt%C,发生于727℃,碳多存在于体心立方α结构的八面体空隙。
铁素体与α-Fe在居里点770℃以下均具有铁磁性。
碳在γ-Fe中形成的间隙固溶体称为奥氏体,常用符号A或γ表示,其最大溶解度为2.11wt%C,发生于1148℃,碳多存在于面心立方γ结构的八面体空隙。
奥氏体与γ-Fe均具有顺磁性。
)2.铁碳化合物(Fe3C称为渗碳体,是一种具有复杂结构的间隙化合物,其中含碳6.69wt%,其硬度很高,塑性几乎为零。
)3.在PSK 水平线(727℃)发生共析转变,转变产物是铁素体F和渗碳体Fe3C的机械混合物,称为珠光体,用符号P表示。
所有含碳量超过0.0218%的铁碳合金都发生这个转变。
共析转变温度通常称为A1温度。
4.由于马氏体相变的温度低,相变速度快,只发生铁的晶体结构的变化,而碳原子来不及重新分布,被迫保留在马氏体中,其碳含量与母相奥氏体相同,因此马氏体是碳在α-Fe中的过饱和固溶体,具有体心正方结构。
大量碳原子的过饱和造成原子排列发生畸变,产生较大内应力,因此马氏体具有高的硬度和强度。
马氏体中的碳含量越高,其硬度和强度越高,但脆性越大。
另外,由于发生马氏体相变时伴有体积膨胀,马氏体相变结束时总有少量奥氏体被保留下来,这部分奥氏体称为残余奥氏体,用γ’或A’表示。
马氏体是钢中组织中的硬度之冠十六、钢的非平衡组织及C曲线碳钢经退火、正火可得到平衡或接近平衡组织,经淬火得到的是非平衡组织。
奥氏体在临界点以上为稳定相,临界点以下为不稳定相。
常把临界点以下存在且不稳定的奥氏体称为“过冷奥氏体”。
描述过冷奥氏体恒温冷却时的温度-时间-相变曲线称为恒温冷却转变曲线,简称TTT曲线。
因其形状像英文字母“C”,故又称C曲线。
十七、针状马氏体与下贝氏体的区分针状马氏体在一个奥氏体晶粒内下贝氏体则不一定;针状马氏体针叶之间往往呈60或120度,下贝氏体无一定度数;针状马氏体针叶之间往往呈齿状或垳架状且针叶不互相穿透,下贝氏体针叶随机分布象竹叶一样交叉穿透。
不同温度产生的不同的相变组织,贝氏体是在中温等温下转变的亚稳态组织,由铁素体和弥散的碳化物组成;上贝氏体就是在相对高温区相变的;其外观形貌似羽毛状,也称羽毛状贝氏体。
冲击韧性较差,马氏体已经解释的很清楚了,就不多说了;二者之间的主要区别就是不同温度,不同形态,上贝氏体是要尽量避免产生的不良组织,而有的马氏体是我们需要获得的一种组织。
十八、获得全马氏体的基本条件及结构钢中加入合金元素的主要目的形成马氏体的条件:冷却速度大于马氏体的临界冷却速度,即:V>Vk。
在结构钢中,加入合金元素的主要目的是为了提高钢的淬透性。
十九、什么叫回火组织?回火组织有哪些?回火是将淬火钢重新加热至A1点以下某一温度,保温一定时间后,以适当的方式冷却至室温的热处理工艺。
二十、区分钢与铁的根据?区分白口铸铁与灰铸铁的根据?铁和钢的区别:铁分为生铁和熟铁。
熟铁、钢和生铁都是铁碳合金,以碳的含量多少来区别。
一般含碳量小于0.2%的叫熟铁或纯铁,含量在0.2-1.7%的叫钢,含量在1.7%以上的叫生铁。