奥氏体,铁素体晶粒度的解释1

奥氏体晶粒(austenite grain)钢在奥氏体化时所得到的晶粒。

此时的晶粒尺寸称为奥氏体晶粒度。

分类奥氏体晶粒有起始晶粒、实际晶粒和本质晶粒3种不同的概念。

(1)起始晶粒。

指加热时奥氏体转变过程刚刚结束时的晶粒，此时的晶粒尺寸称为奥氏体起始晶粒度。

(2)实际晶粒。

指在热处理时某一具体加热条件下最终所得的奥氏体晶粒，其尺寸大小即为奥氏体实际晶粒度。

(3)本质晶粒。

指各种钢加热时奥氏体晶粒长大的倾向，晶粒容易长大的称本质粗晶粒，晶粒不易长大的称本质细晶粒。

通常在实际金属热处理条件下所得到的奥氏体晶粒大小，即为该条件下的实际晶粒度，而一系列实际晶粒度的测得即表示出该钢材的本质晶粒度。

据中国原冶金工业部标准YB27-77规定，测定奥氏体本质晶粒度是将钢加热到930℃，保温3～8h后进行。

因此温度略高于一般热处理加热温度，而相当于钢的渗碳温度，经此正常处理后，奥氏体晶粒不过分长大者，即称此钢为本质细晶粒钢。

显示方法绝大部分钢的奥氏体只是在高温下才是稳定的。

因此欲测定奥氏体晶粒就得设法将高温状态奥氏体轮廓的痕迹在室温下显示出来，常用的显示奥氏体晶粒的方法可归纳为渗入外来元素法、化学试剂腐蚀法和控制冷却速度法3种。

(1)渗入外来元素法。

如渗碳法和氧化法，是利用奥氏体晶界优先形成渗碳体和氧化亚铁等组成物，形成网络显示出奥氏体轮廓。

渗碳法一般适用于不高于0.3％C的渗碳钢和含不高于0.6％C而含碳化物元素较多的其他类型钢。

氧化法却适用于任何结构钢和工具钢。

(2)化学试剂腐蚀法。

钢材经不同温度的淬火一回火处理后，磨光并用饱和苦味酸水溶液和新洁尔灭几滴浸蚀能抑制马氏体组织，促使奥氏体晶界的显示。

或者直接用盐酸1～5mL、苦味酸(饱和的)和乙醇浸蚀，使马氏体直接显示出来，利用马氏体深浅不同和颜色的差异而显示出奥氏体的晶粒大小，此法适用于合金化程度高的能直接淬硬的钢。

(3)控制冷却速度法。

低碳钢、亚共析钢、共析钢、过共析钢可控制冷却速度使钢的奥氏体周围先共析析出网状铁素体、网状渗碳体，或使屈氏体沿晶界少量析出以显示出奥氏体晶粒。

热处理部分析题及答案一、名词解释1.热处理：热处理是将钢在固态下加热到预定的温度，并在该温度下保持一段时间，然后以一定的速度冷却下来的一种热加工工艺。

2.奥氏体化：钢加热获得奥氏体的转变过程3.起始晶粒度：奥氏体形成刚结束，其晶粒边界刚刚相互接触时的晶粒大小。

4.本质晶粒度：根据标准试验方法(YB27—64)，经930℃±10℃，保温3~8 小时后测得奥氏体晶粒大小。

5.实际晶粒度：钢在某一具体加热条件下所获得的奥氏体晶粒大小。

6.过冷奥氏体：在临界转变温度以下存在但不稳定，将要发生转变的奥氏体。

7.退火：将钢加热到相变温度Ac1以上或以下，保温以后缓慢冷却（一般随炉冷却）以获得接近平衡状态是将钢件或钢材加热到Ac3以上20℃～30℃，经完全奥氏体化后进行随炉缓慢冷却，以获得近于平衡组织的热处理工艺。

组织的一种热处理工艺。

8.完全退火：将钢件或钢材加热到Ac3以上20℃～30℃，经完全奥氏体化后进行随炉缓慢冷却，以获得近于平衡组织的热处理工艺。

9.不完全退火：将钢件或钢材加热到Ac3以上20℃～30℃，经完全奥氏体化后进行随炉缓慢冷却，以获得近于平衡组织的热处理工艺。

10.扩散退火：将工件加热到略低于固相线的温度（亚共析钢通常为1050℃～1150℃），长时间（一般10～20小时）保温，然后随炉缓慢冷却到室温的热处理工艺。

11.正火：将钢材或钢件加热到临界温度以上，保温后空冷的热处理工艺。

12.淬火：将亚共析钢加热到Ac3以上，共析钢与过共析钢加热到Ac1以上（低于Accm）的温度，保温后以大于临界冷却速度Vk的速度快速冷却，使奥氏体转变为马氏体的热处理工艺。

13.钢的淬透性：指奥氏体化后的钢在淬火时获得马氏体的能力，其大小用钢在一定条件下淬火获得的淬透层深度来表示。

14.回火：淬火后再将工件加热到Ac1温度以下某一温度，保温后再冷却到室温的一种热处理工艺。

15.化学热处理：是将钢件置于一定温度的活性介质中保温，使一种或几种元素渗入它的表面，改变其化学成分和组织，达到改进表面性能，满足技术要求的热处理过程。

名词解释结晶：指从不规则排列的液体转变为原子规则排列的晶体的过程。

物质由液态转变为具有晶体结构固态的过程又称为一次结晶。

异分结晶：固溶体合金结晶时，存在溶质原子在液固相之间的重新分配，即所结晶出的固相成分与母相成分不同单位结晶。

金属化合物：合金组元相互作用形成的晶格类型和特性完全不同于任一组元的新相称之为金属化合物(Fe3C)。

共晶反应线：表示从C点到D点范围的合金，在该温度上都要发生不同程度上的共晶反应。

而且发生共晶反应的的液相成分均在E点一次渗碳体：从液相中直接析出，呈粗大长条状；二次渗碳体：从奥氏体中析出，沿晶粒状~网络状分布；三次渗碳体：从铁素体中析出，沿铁素体晶界呈小片状；共晶渗碳体：发生共晶转变时形成的，为连续集体或呈鱼骨状分布共析渗碳体：发生共析转变时形成的，呈层片状。

滑移：在外力作用下，晶体相邻二部分沿一定晶面、一定晶向彼此产生相对的平行滑动。

这个晶面就是滑移面，晶体在滑移面上的滑移方向称为滑移方向。

多滑移：在两个及以上的滑移系上同时进行的滑移（几个滑移系上的分切应力相等，并同时达到临界切应力时就会发生多滑移）塑性变形: 材料断裂前发生永久不可逆变形的能力称为塑性变形。

应力撤消后, 变形仅部分消失，存在残余、永久性的变形。

细晶强化:用细化晶粒增加晶界提高金属强度的方法叫细晶强化。

回复：冷变形后的金属在加热温度不高时，其光学显微组织未发生明显改变时所产生的某些亚结构和性能的变化过程。

再结晶：冷变形金属在低于Ac1的较高温度下，通过新晶核的形成与长大，由畸变晶粒变为相同晶格类型的无畸变等轴晶粒的过程。

(1) 初始晶粒度奥氏体转变刚结束时的晶粒大小。

(2)实际晶粒度具体加热条件下获得的奥氏体晶粒大小。

①与具体热处理工艺有关：热处理温度↑，时间↑，晶粒越大。

②与晶粒是否容易长大有关(3)本质晶粒度指钢在特定的加热条件下，奥氏体晶粒长大的倾向性，分为本质粗晶粒度和本质细晶粒度。

淬火：将钢加热到AC1或AC3以上温度并保温，然后以大于临界冷却速度Vc冷却，以获得马氏体或下贝氏体组织的热处理工艺。

《材料科学基础》名词解释AOrowan mechanism （奥罗万机制）位错绕过第二相粒子，形成包围第二相粒子的位错环的机制。

Austenite(奥氏体)碳在γ-Fe中形成的间隙固溶体称为奥氏体。

B布拉菲点阵除考虑晶胞外形外，还考虑阵点位置所构成的点阵。

Half-coherent interface（半共格相界）两相邻晶体在相界面处的晶面间距相差较大，则在相界面上不可能做到完全一一对应，于是在界面上将产生一些位错，以降低界面弹性应变能。

这时两相原子部分保持匹配，这样的界面称为半共格界面。

Sheet texture（板织构）轧板时形成的组织的择优取向。

Peritectic reaction（包晶反应）固相和液相生成另一成分的固溶体的反应Peritectic segregation（包晶偏析）新生成的固相的芯部保留残余的原有固相，新相本身成分也不均匀。

Peritectic phase diagram（包晶相图）具有包晶反应的相图Peritectoid reaction（包析反应）由两个固相反应得到一个固相的过程为包析反应。

Cellular structure（胞状结构）成分过冷区很小时，固相突出部分局限在很小区域内，不生成侧向枝晶。

Intrinstic diffusion coefficient（本征扩散系数）依赖热缺陷进行的扩散的扩散系数。

Transformed ledeburite（变态莱氏体）渗碳体和奥氏体组成的莱氏体冷却至727℃时奥氏体发生共析反应转变为珠光体，此时称变态莱氏体。

Deformation twins（变形孪晶）晶体通过孪生方式发生塑性变形时产生的孪晶（BCC，HCP）Chill zone（表层细晶区）和低温铸模模壁接触，强烈过冷形成的细小的方向杂乱的等轴晶粒细晶区。

Burger’s vector（柏氏矢量）表征位错引起的晶格点阵畸变大小和方向的物理量。

Asymmetric tilt boundary（不对称倾斜晶界）晶界两侧晶粒不对称的小角度晶界，界面含两套垂直的刃型位错。

工程材料名词解释一、性能㈠使用性能1、力学性能⑴刚度：材料抵抗弹性变形的能力。

指标为弹性模量：⑵强度：材料抵抗变形和破坏的能力。

指标：抗拉强度σ b—材料断裂前承受的最大应力。

屈服强度σ s—材料产生微量塑性变形时的应力。

条件屈服强度σ 0.2—残余塑变为0.2%时的应力。

疲劳强度σ -1—无数次交变应力作用下不发生破坏的最大应力。

⑶塑性：材料断裂前承受最大塑性变形的能力。

指标为⑷硬度：材料抵抗局部塑性变形的能力。

指标为HB、HRC。

⑸冲击韧性：材料抵抗冲击破坏的能力。

指标为αk.材料的使用温度应在冷脆转变温度以上。

⑹断裂韧性：材料抵抗内部裂纹扩展的能力。

指标为K1C。

2、化学性能⑴耐蚀性：材料在介质中抵抗腐蚀的能力。

⑵抗氧化性：材料在高温下抵抗氧化作用的能力。

3、耐磨性：材料抵抗磨损的能力。

㈡工艺性能1、铸造性能：液态金属的流动性、填充性、收缩率、偏析倾向。

2、锻造性能：成型性与变形抗力。

3、切削性能：对刀具的磨损、断屑能力及导热性。

4、焊接性能：产生焊接缺陷的倾向。

5、热处理性能：淬透性、耐回火性、二次硬化、回火脆性。

二、晶体结构㈠纯金属的晶体结构1、理想金属⑴晶体：原子呈规则排列的固体。

晶格：表示原子排列规律的空间格架。

晶胞：晶格中代表原子排列规律的最小几何单元.⑵三种常见纯金属的晶体结构⑶立方晶系的晶面指数和晶向指数①晶面指数：晶面三坐标截距值倒数取整加（）②晶向指数：晶向上任一点坐标值取整加[ ]立方晶系常见的晶面和晶向⑷晶面族与晶向族指数不同但原子排列完全相同的晶面或晶向。

⑸密排面和密排方向——同滑移面与滑移方向在立方晶系中，指数相同的晶面与晶向相互垂直。

2、实际金属⑴多晶体结构：由多晶粒组成的晶体结构。

晶粒：组成金属的方位不同、外形不规则的小晶体.晶界：晶粒之间的交界面。

⑵晶体缺陷—晶格不完整的部位①点缺陷空位：晶格中的空结点。

间隙原子：挤进晶格间隙中的原子。

置换原子：取代原来原子位置的外来原子。

1.刚性：抵抗弹性变形的能力指标。

2.同素异构转变：金属在固态下发生晶格形式的转变称为同素异构转变.3.模锻: 是使金属坯料在冲击力或压力作用下，在锻模模膛内变形，从而获得锻件的工艺方法。

4.缩孔和缩松: 铸件凝固结束后常常在某些部位出现孔洞，大而集中的孔洞称为缩孔，细小而分散的孔洞称为缩松。

5、分型面: 两半铸型相互接触的表面6.硬度：材料软硬程度。

7.加工硬化：大量位错互相缠结，在晶界处塞积，使位错运动困难，阻碍塑性变形。

再要继续变形，就要更大的外力作用，这种现象称加工硬化（形变强化）。

8 .固溶体：以合金的某一组元为溶剂，在其晶体点阵中溶入其它组元原子（溶质）所组成的异类原子混合的结晶相，结构保持溶剂元素的点阵类型，其实质是固态溶液。

9.枝晶偏析：实际在生产条件下，由于结晶过程很快，原子扩散不可能充分进行，达不到平衡状态，也就是说原子扩散尚未进行就又继续冷却下来，偏离平衡的结晶条件，造成各相内成分不均匀，这种偏离平衡条件的结晶，称为不平衡结晶。

10.钎焊是利用熔点比焊件低的钎料作为填充金属，加热时钎料熔化而将焊件连结起来的焊接方法。

11.第二相强化或弥散强化化合物即第二相，化合物呈细小颗粒弥散分布在基体相中，会使合金产生显著的强化作用，称第二相强化或弥散强化。

12.残余应力:金属材料经塑性变形后残留在内部的应力称为残余应力。

13、固溶体异类元素（溶质）的原子溶解在固体金属（溶剂）中所形成的新相叫做固溶体。

14、起始晶粒度：A形成刚结束，其晶粒边界刚刚相互接触时的晶粒大小。

与A长大倾向性有关，还与化学成分有关。

15、细晶强化通过增加过冷度和变质处理细化晶粒，使强度、硬度和塑性、韧性得到提高。

16、分模面铸模上模与下模的分界面17,疲劳强度：金属材料在重复或交变应力作用下，于规定的应力循环次数N内不发生断裂时的最大应力，称为疲劳强度。

18、胎模锻是在自由锻设备上使用胎模生产模锻件的工艺方法。

19、塑性变形：外力去处后，不能恢复的变形，即残余变形称塑性变形.20、疲劳强度：材料抵抗无限次应力(107)循环也不疲劳断裂的强度指标，交变负荷σ-1＜σs为设计标准。

铁素体晶粒度与奥氏体晶粒度的关系在金属学和材料科学领域，铁素体和奥氏体是两种常见的金属微观组织结构。

它们的晶粒度是材料性能和工艺特性的重要指标。

了解铁素体晶粒度与奥氏体晶粒度的关系，对于材料的设计、加工和性能优化至关重要。

1. 铁素体的晶粒度铁素体是一种由α铁和碳组成的金属相，具有良好的塑性和韧性。

铁素体的晶粒度是指在其内部的晶粒尺寸和分布情况。

晶粒度的大小直接影响着材料的机械性能和变形能力。

通常情况下，晶粒度越细小，材料的强度和硬度就越高，而韧性会相应降低。

2. 奥氏体的晶粒度奥氏体是由γ铁和碳组成的金属相，具有良好的磁性和耐热性。

奥氏体的晶粒度同样是影响材料性能的重要参数。

与铁素体不同的是，奥氏体的晶粒度与材料的磁性和热稳定性密切相关。

细小的奥氏体晶粒可以提高材料的磁导率和热稳定性，但对于一些特定的应用，如磁性材料，需要粗大的奥氏体晶粒来实现特定的性能要求。

3. 铁素体晶粒度与奥氏体晶粒度的关系铁素体和奥氏体是钢铁等金属材料中常见的组织结构，它们的晶粒度不仅影响着单相区的材料性能，还对双相区的组织性能和相变行为有着重要的影响。

在一定条件下，铁素体和奥氏体的晶粒度可以相互影响，同时也受到相变和热处理等因素的影响。

通过调整热处理工艺，可以实现铁素体与奥氏体的晶粒细化或粗化，从而达到调控材料性能的目的。

4. 个人观点和理解从实际材料制备和性能优化的角度看，铁素体晶粒度与奥氏体晶粒度的关系是一个复杂而又深入的研究领域。

在工程应用中，需要考虑到金属材料的多相组织与性能之间的协同作用，以实现理想的性能要求。

在材料设计和加工过程中，必须综合考虑铁素体和奥氏体的晶粒度特征，以期望实现材料性能的最佳平衡。

总结铁素体晶粒度与奥氏体晶粒度的关系是金属学和材料科学中一个重要而又复杂的课题。

通过对其深入研究，可以为材料性能的优化和工艺技术的提升提供重要的理论指导和实践支持。

在当前材料制备和加工领域，这一关系的研究对于提高材料的工程应用性能，推动材料科学技术的创新发展具有重要的意义。

单晶体：如果一块晶体内部晶格的方位完全一致，则称这块晶体为单晶体。

多晶体：这种实际由多个晶粒组成的晶体结构成为多晶体各向异性：由于晶体中不同晶面和晶向上的原子密度不同，原子间的结合力也就不同，在不同的晶面和晶向上表现出不同的性能。

过冷度；金属的实际结晶温度与理论结晶温度之差称为自发形核：当过冷度较大时，经过一段时间孕育以后一些尺寸较大的晶胚开始变得稳定，而成为晶体生长的核心，这就是均匀形核非自发形核：晶体依附在杂质表面形成，这就是变质处理；变质处理就是向金属液体中加入一些细小的形核剂（又称为孕育剂或变质剂），使它在金属液中形成大量分散的人工制造的非自发晶核，从而获得细小的铸造晶粒，达到提高材料性能的目的。

过冷现象:实际结晶温度低于理论结晶温度的现象第二章滑移：晶体的一部分相对于另一部分沿一定的晶面（滑移面）按着一定的方向（滑移方向）发生相对滑动。

滑移系：一个滑移面和面上的一个滑移方向构成一个滑移系。

孪生：孪生是在切应力作用下形成孪晶的过程。

是塑性变形的另一种方式。

软位向：凡滑移面和滑移方向位于或接近于与外力成45度方位的晶粒必将首先发生滑移变形，通常称这些位向的晶粒处于软位向硬位向：滑移面和滑移方向处于或接近于与外力相平行或垂直的晶粒则处于硬位向‘回复：在加热温度较低时，由于点缺陷和位错的迁移引起的某些晶内变化称为回复。

再结晶：把变形金属加热至较高温度，进一步提升原子的活动能力，晶粒的外形便开始发生变化，从破碎拉长的晶粒变成新的等轴晶粒这一过程织构：由于晶体中滑移系的数量有限，当金属的塑性变形量很大时70%，各晶粒的位向将大体趋近与一致，形成特殊的“择尤取向”这种有序化的结构称为加工硬化：随着变形量的增大，金属的强度和硬度显著提高而塑性和韧性明显下降的现象。

固溶强化：这种通过形成固溶体是金属的强度和硬度提高的现象叫做热加工：凡在其再结晶温度以上的加工变形即为热加工冷加工相反即是‘第三章合金：通过熔炼、烧结或其他方法将一种金属元素同一种或几种其他元素结合在一起形成具有金属特性的新物质成为合金。

第七章⾦属热处理原理复习题（已做完）第七章《⾦属热处理原理》部分复习题⼀、名词解释：1.实际晶粒度：某⼀具体热处理或热加⼯条件下的奥⽒体的晶粒度叫实际晶粒度2.马⽒体、贝⽒体（上贝⽒体和下贝⽒体）：过冷奥⽒体的等温转变中温转变时渗碳体分布在碳过饱和的铁素体基体上的两相混合物称为贝⽒体，上贝⽒体(B上)：550℃～350℃，呈⽻⽑状，⼩⽚状的渗碳体分布在成排的铁素体⽚之间，下贝⽒体(B 下)：350℃～Ms：在光学显微镜下为⿊⾊针状，在电⼦显微镜下可看到在铁素体针内沿⼀定⽅向分布着细⼩的碳化物(Fe2.4C)颗粒。

贝⽒体：过冷奥⽒体的连续冷却转变时碳在α-Fe 中的过饱和间隙固溶体。

⼆、填空题：1．钢加热时奥⽒体形成是由奥⽒体形核；晶核的长⼤；未溶碳化物（Fe3C）溶解；奥⽒体成分均匀化等四个基本过程所组成。

2．在过冷奥⽒体等温转变产物中，珠光体与屈⽒体的主要相同点是都是它们都是珠光体类型的组织，不同点是层间距不同，且珠光体层间距较⼤，屈似体层间距最⼩。

3．⽤光学显微镜观察，上贝⽒体的组织特征呈⽻⽑状状，⽽下贝⽒体则呈⿊⾊针状。

4．与共析钢相⽐，⾮共析钢C曲线的特征是多⼀条过冷A→F或(Fe3CⅡ)的转变开始线，亚共析钢左上部多⼀条过冷A转变为铁素体（F）的转变开始线，过共析钢多⼀条过冷A中析出⼆次渗碳体(Fe3CII) 开始线。

5．马⽒体的显微组织形态主要有板条状、针状两种。

其中板条状马⽒体的韧性较好。

6．⾼碳淬⽕马⽒体和回⽕马⽒体在形成条件上的区别是前者是在淬⽕中形成，后者在低温回⽕时形成，在⾦相显微镜下观察⼆者的区别是前者为⽵叶形，后者为⿊⾊针装。

7．⽬前较普遍采⽤的测定钢的淬透性的⽅法是“末端淬⽕法”即端淬试验。

三、判断题：1．所谓本质细晶粒钢就是⼀种在任何加热条件下晶粒均不发⽣粗化的钢。

（×）2．当把亚共析钢加热到A c1和A c3之间的温度时，将获得由铁素体和奥⽒体构成的两相组织，在平衡条件下，其中奥⽒体的碳含量总是⼤于钢的碳含量。