第3章 奥氏体相变

第三章铁碳相图(含答案)第三章铁碳相图一、填空题（在空白处填上正确的内容）1、从相变的角度来看，钢与铸铁是按________来区分的，钢与工业纯铁是按________来区分的。

答案：有无共晶转变、有无共析转变2、碳溶解在________中形成的间隙固溶体称为奥氏体，常用符号________表示；奥氏体的力学性能是________和________不高，但具有良好的________。

答案：γ-Fe、A、强度、硬度、塑性3、渗碳体是铁和碳的化合物，常用________表示；渗碳体的含碳量为6．69％，具有复杂的晶格，它的________很高，脆性很大，而________和________几乎等于零。

C、硬度、塑性、韧性答案：Fe3C相图，它由三个典型的二元合金相图组合而成，即________、________和4、统观Fe-Fe3________。

答案：匀晶（型）相图、共晶（型）相图、包晶（型）相图5、铁碳合金在固态下的基本相有________、________和________三种。

答案：铁素体（F）、奥氏体(A)、渗碳体(Fe3C)6、在钢中，由于铁与碳的相互作用，可以形成四种基本组织，即________、________、________和________。

答案：铁素体（F）、奥氏体（A）、渗碳体（Fe3C）、珠光体（P）7、Fe-FeC相图中，根据E点（含碳量为________）可将铁碳合金分为________和________3两大部分。

答案：2.11%、（碳）钢、铸铁8、在铁碳合金的基本相中，属于固溶体的有________、________，属于金属间化合物的有________。

答案：奥氏体、铁素体、渗碳体9、含碳量为4.3％的铁碳合金叫________，在1148℃以上为________，缓冷至1148℃时发生________反应，继续冷却到727℃时发生________转变，其室温组织为________。

奥氏体逆相变奥氏体逆相变是指在合金或金属材料中，由奥氏体结构转变为马氏体结构的过程。

奥氏体是一种具有面心立方结构的晶体结构，具有良好的塑性和韧性，而马氏体是一种具有体心立方结构的晶体结构，具有优异的硬度和强度。

奥氏体逆相变在金属材料的热处理中起着重要的作用。

通过控制合金的冷却速度和热处理温度，可以使奥氏体逆相变发生，从而改变材料的结构和性能。

奥氏体逆相变可以使材料的硬度和强度提高，同时还能够增加材料的耐磨性和耐腐蚀性能。

奥氏体逆相变的机制主要有两种，即扩散控制和位错控制。

在扩散控制机制下，合金中的元素在相变过程中通过扩散重新排列，形成马氏体晶体结构。

而在位错控制机制下，相变过程中形成的位错在材料中运动和重新排列，最终形成马氏体晶体结构。

奥氏体逆相变的速度和温度密切相关。

较高的冷却速度和较低的逆相变温度可以促使相变的发生。

因此，在热处理过程中，通过控制冷却速度和逆相变温度，可以实现对材料性能的调控和优化。

例如，在钢铁冶炼和加工中，通过快速冷却和适当的热处理温度，可以使钢材具有高硬度和高强度，从而满足不同领域的需求。

奥氏体逆相变在材料科学和工程领域具有广泛的应用。

在航空航天、汽车制造和机械加工等行业，通过奥氏体逆相变可以获得高强度、高硬度和耐磨性能优异的材料。

在电子和光学领域，通过奥氏体逆相变可以制备具有特殊光学性质和电子性能的材料。

此外，奥氏体逆相变还可以用于制备形状记忆合金和超弹性材料，这些材料在医疗器械和微机械等领域具有重要的应用价值。

奥氏体逆相变是一种重要的材料相变过程，可以通过控制冷却速度和热处理温度来调控材料的结构和性能。

奥氏体逆相变在金属材料的热处理和工程应用中具有重要的作用，为各行业的发展提供了关键支撑。

通过深入研究奥氏体逆相变的机制和调控方法，可以进一步拓展材料的应用领域，推动材料科学和工程的发展。

1金属热处理概念。

金属材料通过加热、保温和冷却获得不同组织，具有满足不同工程要求的性能的加工工艺过程。

2奥氏体化是钢热处理强化的必要途径，没有奥氏体化就没有随后的其他相变。

奥氏体的组织状态直接影响后续热处理的组织和性能。

随等温温度的降低或冷速的提高，分别转变为P、B、M3奥氏体相变过程4晶粒异常长大及原因？奥氏体晶粒随温度升高而逐渐长大，当超过某一温度生急剧长大的现象。

在铝脱氧的钢及Ti,Nb,V等元素的钢，奥氏体晶粒形成后，晶界上存在一些Al,Ti,Nb,V等碳氮化合物的微粒，阻止晶界移动，当温度升至晶粒粗化温度，碳氮化合物溶于奥氏体后，奥氏体晶粒出现快速长大。

过热，过烧和组织遗传1.珠光体重要性，不仅正确控制退火。

，正火，索氏体处理而且正确制定淬火工艺，以避免珠光体转变物。

2.珠光体组织类型，性能决定因素3.派登处理（铅浴处理）：（奥氏体化后）将高碳钢丝经铅浴等温处理后得到片间距极小的索氏体组织，然后利用薄渗碳体可以弯曲和产生塑性变形的特性进行深度冷拔，以增加铁素体片内的位错密度，形成了由许多位错网络组成的位错胞，细化了亚结构，从而使强度显著提高4粒状珠光体的组织形态和用途，获得的三种方法？粒状渗碳体分布在a基体上，作为预备热处理组织；改善加工性能。

片状碳化物的粒化，渗碳体领先形核、调质处理4.先析出F(片状、块状、网状)；先析出Fe3C(片状、网状5.钢的临界冷却速率：过冷奥氏体在冷却过程中不发生其它相变，完全转变为马氏体组织（包括残留奥氏体）的最低冷却速率6.合金元素对C曲线的影响？除CO外，均使P转变，c曲线右移-*Mn,W,Cr.强烈使P曲线右移，而对贝氏体转变不大，有利于获得B，Cr元素的铜，推迟贝氏体转变作用大于P有利于获得B.7.形变热处理：一种将塑性加工与热处理结合起来进行种种组合以谋求提高材料性能的方法，狭义：将以前作为独立工序进行的塑性加工热处理同时在一个工序中进行的工艺。

奥氏体和马氏体的相变研究奥氏体和马氏体是材料科学领域中的两个重要概念，它们在相变研究中扮演着至关重要的角色。

本文将探索奥氏体和马氏体的相变研究，从历史发展、相变机制、应用等方面进行探讨。

首先，我们从奥氏体的研究入手。

奥氏体是指由铁和碳组成的一种晶体结构，在常温下呈现面心立方结构。

早在19世纪，伦敦的物理学家奥斯汀·奥斯本首次提出了奥氏体的概念，他发现通过对钢进行加热和冷却处理，可以改变钢的硬度和韧性。

这项重要的发现奠定了钢铁行业的基础，并推动了奥氏体相变的研究。

奥氏体的相变机制可以通过快速冷却钢材实现。

当钢材在高温下保持一段时间后迅速冷却，就会形成奥氏体结构。

这是因为在快速冷却的过程中，铁原子无法重新排列，从而形成面心立方结构。

奥氏体具有较高的硬度和脆性，这种性质在一些重要的工业应用中发挥了关键作用。

然而，奥氏体的性质并不总是理想的。

奥氏体在某些情况下可能会出现失效，例如高温下的退火过程。

这时，奥氏体会发生相变，并转变为马氏体。

马氏体是指由奥氏体发生相变后形成的另一种晶体结构，其具有比奥氏体更高的硬度和强度。

这一相变过程被称为马氏体相变。

马氏体的相变机制与奥氏体相变不同。

奥氏体相变是通过快速冷却实现的，而马氏体相变则是通过受控的加热和冷却过程来实现的。

具体来说，当钢材在高温下经过一段时间的保温后，再进行适当的冷却处理，就可以形成马氏体。

马氏体具有较高的硬度和强度，这使得它在汽车制造、切削工具、航空航天等领域中得到广泛应用。

近年来，奥氏体和马氏体的相变研究进一步深入，不仅关注于相变机制，还探索了相变对材料性能的影响。

一项研究表明，在马氏体相变过程中，奥氏体中的原子重新排列形成了较弯曲的结构，这进一步提高了材料的强度和硬度。

另一项研究则发现，奥氏体和马氏体的比例和排列方式对材料的韧性和耐腐蚀性能有着重要影响。

综上所述，奥氏体和马氏体的相变研究对材料科学具有重要意义。

通过深入研究相变机制和影响因素，我们可以更好地理解材料的性能和特性，并应用于工业领域。

2．下图示意地给出了35CrMo钢的CCT图，说明按（a）、（b）、（c）、（d）各冷却曲线冷却后可能获得的室温组织，并比较它们的硬度的相对大小4. 某钢的等温转变曲线如图所示，试说明该钢在300℃经不同时间等温后，按（a）、(b)、(c)线冷却后得到的组织，并写出原因3．钢在奥氏体化时，温度越高，保温时间越长，则（）A．过冷奥氏体越稳定，C曲线向左移B．过冷奥氏体越不稳定，C曲线向右移C．过冷奥氏体越稳定，C曲线向右移D．不确定5、钢的TTT曲线（等温转变曲线）是表明过冷奥氏体的转变的曲线，其形状和位置受C和合金元素的影响，下列各元素可使曲线右移，其中错误的是A．CrB．NiC．CoD．Mo6. 能使碳钢C曲线（TTT）左移的合金元素是，A. CrB. MoC. CoD. Ni7 亚共析钢中，随碳含量上升，C曲线__，共析钢中，随碳含量上升，C曲线__。

a.左移，右移b.右移，左移c.不变，右移d.右移，不变8. 画出T8钢的过冷奥氏体等温转变曲线。

为获得以下组织，应采用什么冷却方式：并在等温转变曲线上画出冷却曲线示意图。

（1）索氏体（2）屈氏体+马氏体+残余奥氏体（3）全部下贝氏体（4）屈氏体+马氏体+下贝氏体+残余奥氏体（5）马氏体+残余奥氏体9. 例：有一根长2米直径20mm的实心T12钢圆棒，不均匀加热，加热后棒料温度如图所示，假设各段冷却介质如表所示，请在各段中填入相应的组织，并分析其力学性能。

(T12钢Acm为820℃)A B C D1000 ℃740 ℃700℃500℃10. 直径为10mm的共析钢小试样加热到相变点A1以上30℃，用图1-82所示的冷却曲线进行冷却，分析其所得到的组织，说明各属于什么热处理方法。

将共析钢加热至780℃，经保温后，请回答：1、若以图示的V1、V2、V3、V4、V5和V6的速度进行冷却，各得到什么组织？2、如将V1冷却后的钢重新加热至530℃，经保温后冷却又将得到什么组织？力学性能有何变化？共析钢加热奥氏体化后，按图中Ｖ1－Ｖ7 的方式冷却，（１）指出图中①－⑩各点处的组织；。

简述钢的奥氏体化过程钢是一种重要的金属材料，广泛应用于建筑、制造、交通等领域。

而钢的性能与其组织结构密切相关，其中奥氏体是钢中最重要的组织之一。

本文将简述钢的奥氏体化过程。

一、什么是奥氏体奥氏体是一种由铁和碳组成的固溶体，具有良好的机械性能和塑性。

在钢中，奥氏体的形态、数量和分布对钢的性能起着决定性的影响。

二、奥氏体的形成钢的奥氏体化过程是指在适当的温度下，铁和碳发生固溶反应，形成奥氏体的过程。

奥氏体的形成与钢中的碳含量、温度等因素密切相关。

1. 碳含量钢中的碳含量越低，奥氏体的形成温度越低。

一般来说，碳含量低于0.8%的钢称为低碳钢，碳含量在0.8%-2.11%之间的钢称为中碳钢，碳含量高于 2.11%的钢称为高碳钢。

在低碳钢中，奥氏体的形成温度较低，而在高碳钢中，奥氏体的形成温度较高。

2. 温度温度是奥氏体形成的另一个重要因素。

在适当的温度下，钢中的碳和铁能够充分反应，形成奥氏体。

一般来说，奥氏体的形成温度在800℃-1000℃之间。

三、奥氏体的相变奥氏体的形成是一个相变过程，主要包括两个阶段：奥氏体的形核和奥氏体的长大。

1. 奥氏体的形核当钢中的温度达到奥氏体的形成温度时，奥氏体的形核开始进行。

形核是指在晶界或晶内形成奥氏体的起始过程。

形核的速度取决于温度和钢中的合金元素含量。

当温度升高或合金元素含量增加时，形核速度加快。

2. 奥氏体的长大奥氏体的长大是指形核后的奥氏体晶粒逐渐长大和增多的过程。

在奥氏体的长大过程中，晶界迁移、晶粒的吞噬和晶粒的再结晶等现象会发生，最终形成具有一定形状和尺寸的奥氏体晶粒。

四、奥氏体的应用奥氏体具有良好的塑性和韧性，因此在钢的制造和加工过程中，通常会通过控制奥氏体的形成来调节钢材的性能。

例如，在焊接过程中，通过控制焊接温度和冷却速度，可以获得不同形态和含量的奥氏体，从而实现钢材的强度和韧性的平衡。

奥氏体还可以通过热处理来改善钢材的性能。

热处理是指将钢材加热到适当的温度，保持一定时间后进行冷却，以改变钢材的组织结构和性能。

第三章奥⽒体在冷却时的转变第六节钢在冷却时的转变⼀、共析钢的过冷奥⽒体转变由铁碳相图可知，共析钢从奥⽒体状态冷却到临界点A1点以下时将要发⽣珠光体转变。

实际上，迅速冷却到A1点以下温度时，转变并不是⽴即开始的，在A1点以下未转变的奥⽒体称为过冷奥⽒体。

1．过冷奥⽒体转变曲线(1)过冷奥⽒体等温转变曲线图10—38是通过实验测定的共析钢过冷奥⽒体等温转变动⼒学曲线，⼜称过冷奥⽒体等温转变等温图(⼜称TTT图或C曲线)。

图中左边的曲线是转变开始线，右边的曲线是转变完了线。

它的上部向A1线⽆限趋近，它的下部与Ms线相交。

Ms点是奥⽒体开始向马⽒体转变的温度。

由图可以看出，过冷奥⽒体开始转变需要经过⼀段孕育期，在550～500℃等温时孕育期最短，转变最快，称为C曲线的“⿐⼦”。

在⿐温以上的⾼温阶段，随过冷度的增加，转变的孕育期缩短，转变加快；在⿐温以下的中温阶段，随过冷度的增加，转变的孕育期变长，转变变慢。

这是因为共析转变是扩散型相变，转变速率是由相变驱动⼒和扩散系数D两个因素综合决定的(参看第三节)。

过冷奥⽒体在不同的温度区间会发⽣三种不同的转变。

在A1～500~C区间发⽣珠光体转变，转变的产物是珠光体(P)，其硬度值较低，在11～40HRC之间；550~C～Ms点区间发⽣贝⽒体转变，产物是贝⽒体(B)，硬度值较⾼在40～55HRC之间；在Ms点以下将发⽣马⽒体转变，得到马⽒体(M)，马⽒体的硬度很⾼，可达到60HRC以上。

碳素钢的贝⽒体转变温度区间与珠光体、马⽒体转变的温度区间没有严格的界限，相互之间有重叠。

⼀般认为过冷奥⽒体有了1％的转变即为转变的开始，转变已完成99％即为转变完了。

在转变开始线和转变完了线之间，还可以划出转变量为10％、50％、90％等等⼏条⼤体平⾏的曲线(图中以虚线表⽰)。

转变开始线、终⽌线与A。

线、Ms线之间将等温转变图划分成⼏个区域，各个区域表⽰组织状态及转变量与温度和时间之间的关系。

第一章：固态相变一般规律钢中的临界点（记住这些临界点的物理意义）◆A1、A2、A3、A4、Acm◆Ac1、Ac3、Accm◆Ar1、Ar3、Arcm第二章：奥氏体形成一、奥氏体的形成可以分为四个阶段：①奥氏体形核；②晶核向铁素体和渗碳体两个方向长大；③剩余碳化物溶解；④奥氏体成分均匀化。

二、影响奥氏体晶粒大小的因素三、什么是奥氏体的起始晶粒度，本质晶粒度和实际晶粒度，各有何意义？第三章、珠光体转变一、珠光体的形态有几种，片状珠光体分哪几种，性能各有何特点？二、什么是粒状珠光体，如何才能获得粒状珠光体？粒状珠光体和片状珠光体性能有何不同？三、什么是TTT图，在TTT图上都存在什么类型的固态相变？TTT图为什么呈现出C形状？四、影响C曲线的因素说什么？五、什么是CCT图，有何应用？什么是上临界冷速，什么是下临界冷速？有何意义？第四章、马氏体转变一、什么是钢种的马氏体？马氏体的相变的特征有哪些？二、掌握不同含碳量马氏体的形态特征，亚结构，惯习面和晶体结构。

三、马氏体组织为什么硬而脆？如何才能使用？四、根据CCT图会分析在不同的冷速下获得什么组织？第五章、贝氏体转变一、什么是贝氏体？贝氏体转变有何特征？二、掌握不同温度形成的贝氏体的形貌、亚结构及性能特点？第六章、马氏体的回火转变一、马氏体为什么要回火？马氏体的回火都包括那些内容？二、掌握不同含碳量的碳钢马氏体回火在不同温度下碳化物的析出贯序三、合金钢马氏体碳化物的析出贯序（以v、W、Mo、Cr为例）四、回火过程中基体α相有何变化？五、什么是二次淬火，什么叫二次硬化？研究他们有何意义？六、掌握不同回火温度形成的回火组织，组成及性能特点。

奥氏体逆相变奥氏体逆相变是固态相变的一种，也是一种重要的材料学概念。

在材料学领域，奥氏体逆相变是指材料从奥氏体相变为铁素体的过程。

这个过程是在固态条件下进行的，不涉及到液态或气态的变化。

在了解奥氏体逆相变之前，我们需要先了解奥氏体和铁素体的概念。

奥氏体是一种具有面心立方结构的铁的晶体结构，具有良好的韧性和延展性。

而铁素体是一种具有体心立方结构的铁的晶体结构，具有较高的硬度和强度。

奥氏体逆相变是指当材料在高温下形成了奥氏体结构后，当温度降低时，奥氏体结构会逐渐转变为铁素体结构的过程。

这个过程发生的原因是随着温度的下降，原子的热运动减慢，使得原子能够重新排列成更稳定的结构。

在奥氏体逆相变的过程中，原子的重新排列是一个相当复杂的过程。

首先，在高温下形成的奥氏体结构中，铁原子的排列是面心立方的。

而在铁素体结构中，铁原子的排列是体心立方的。

因此，在奥氏体逆相变的过程中，铁原子需要重新排列成体心立方的结构。

奥氏体逆相变的过程中，原子的重新排列是通过原子之间的扩散来完成的。

扩散是指原子在晶体内部的移动。

在奥氏体逆相变的过程中，原子通过扩散来重新排列，使得奥氏体结构逐渐转变为铁素体结构。

奥氏体逆相变的过程是一个时间依赖的过程。

随着时间的推移，奥氏体结构中的原子会逐渐重新排列成铁素体结构。

这个过程是一个自发的过程，不需要外界的干预。

然而，奥氏体逆相变的速度是比较慢的，需要相对较长的时间才能完成。

奥氏体逆相变的速度受到多种因素的影响。

温度是一个重要的因素，较高的温度可以加快奥氏体逆相变的速度。

此外，化学成分和外界应力等因素也会影响奥氏体逆相变的速度。

奥氏体逆相变在材料工程中具有重要的应用价值。

通过控制奥氏体逆相变的过程，可以改变材料的性能和结构。

例如，通过控制奥氏体逆相变的速度和温度，可以制备出具有良好韧性和强度的材料。

此外，奥氏体逆相变还可以用于制备一些特殊的材料，如形状记忆合金等。

奥氏体逆相变是固态相变的一种重要过程。

热处理对铁素体和奥氏体相变的影响热处理是一种通过加热材料后进行冷却的工艺，旨在改变材料的组织结构和性能。

在金属材料中，热处理对铁素体和奥氏体相变有着重要的影响。

本文将探讨热处理对这两种相变的具体影响。

一、铁素体相变受热处理的影响铁素体是铁碳合金中的一种组织结构，具有较低的硬度和强度。

通过热处理，可以改变铁素体的组织结构和性能，进而提高材料的力学性能。

主要的铁素体相变包括亚共析相变、渗碳和回火等。

1. 亚共析相变亚共析相变是指在加热过程中，铁素体中的碳逐渐溶解，形成奥氏体。

通过亚共析相变，可以提高材料的硬度和强度。

例如，在炉冶过程中，高温加热可以使碳均匀分布在铁素体晶格中，形成均匀的奥氏体。

2. 渗碳渗碳是一种通过在加热过程中使碳渗透到铁素体表面的方法。

在高温下，碳会渗透到铁素体表面，使其富碳化，从而提高材料的硬度和耐磨性。

渗碳是一种重要的汽车零部件制造工艺，在汽车工业中广泛应用。

3. 回火回火是将经过淬火处理的材料再次加热至一定温度后进行冷却的过程。

通过回火，可以消除淬火过程中产生的内部应力和硬度过高的问题，使材料的硬度和韧性达到平衡。

回火温度的选择对材料的性能具有重要影响。

二、奥氏体相变受热处理的影响奥氏体是铁碳合金中的另一种组织结构，具有较高的硬度和强度。

通过适当的热处理，可以改变奥氏体的组织结构和性能，进而提高材料的力学性能。

主要的奥氏体相变包括淬火、时效和退火等。

1. 淬火淬火是将加热至临界温度的奥氏体材料迅速冷却至室温的过程。

淬火可以使材料获得高硬度和强度，但也容易导致材料产生内部应力。

因此，在淬火后需要进行适当的回火来消除应力。

2. 时效时效是一种在中温下进行的热处理过程，通过控制时间和温度来改变奥氏体的组织结构和性能。

时效可以提高材料的韧性和抗蠕变性能，适用于高温工作条件下的零部件制造。

3. 退火退火是指将材料加热至一定温度后缓慢冷却的过程，主要目的是消除内部应力和改善材料的塑性。