固态相变原理及应用实验与习题

出版时间:2012-8  出版社:张贵锋、 高路斯 大连理工大学出版社 (2012-08出版)  

内容概要

《固态相变原理及应用实验与习题》内容分为两个部分:第一部分为固态相变原理及应用实验,包含与课程内容紧密相关且具有实际应用意义的七个实验和附录。通过实验操作,使学生掌握和了解材料的组织结构特征及其转变条件和规律,加深对对金属固态相变原理的认识。第二部分为固态相变原理及应用课程的内容提要、重要概念和思考题,该内容对固态相变原理及应用课程的内容进行了高度概括,并将学生应当掌握的知识要点以不同的习题形式反映出来,便于学生理解基本原理,进一步掌握基础理论和知识,巩固所学内容。习题内容覆盖课程中的所有知识点。

书籍目录

第一篇 固态相变原理及应用实验 实验一奥氏体晶粒度的测定 实验二钢的过冷奥氏体等温转变曲线测定 实验三珠光体转变及显微组织观察 实验四 马氏体转变及显微组织观察 实验五钢的回火转变及显微组织观察 实验六钢的淬透性测定 实验七混合组织分析 第二篇 内容提要、重要概念和思考题 1固态相变概论 2固态相变的热力学原理 3固态相变的动力学原理 4扩散型相变(Ⅰ)——奥氏体化 5扩散型相变(Ⅱ)——珠光体转变 6扩散型相变(Ⅲ)——脱溶沉淀 7非扩散型相变——马氏体转变 8半扩散型相变——贝氏体转变 9制定热处理工艺的依据 10退火与正火 11淬火 12 回 火 13表面热处理 第三篇试题库 附 录 附录Ⅰ 金相显微镜及其使用 附录Ⅱ 金相试样的制备 附录Ⅲ 硬度计及其使用 参考文献

章节摘录

版权页:   插图:   1.淬火钢回火时的组织转变 回火是将淬火后的工件重新加热到相变点以下某一温度,保温一定时间后冷却的热处理32艺。钢件淬火后必须进行回火,这是因为:(1)马氏体是一种非平衡组织,处于高能量的不稳定状态;(2)含碳及合金元素较多的钢淬火后,存在相当数量的残余奥氏体,残余奥氏体也是热力学不稳定组织;(3)淬火钢中残留大的内应力。因此,回火的目的是:(1)获得所需的稳定组织;(2)获得所需的使用性能;(3)消除或减少淬火内应力,防止变形或开裂。为了保证钢件回火后获得所需要的性能,必须掌握回火参数(温度、时间)对淬火钢回火后的组织状态和性能的影响。 碳钢在回火时发生的转变,大致可以划分为五个不同的阶段。(1)预备阶段或时效阶段——碳原子偏聚(100℃以下);(2)回火第一阶段——马氏体分解(100~250℃):‘3)回火第二阶段——残今奥氏体转变(200~300℃);(4)回火第三阶段——渗碳体形成(250~400℃);(5)回火第四阶段——相的回复再结晶和渗碳体的聚集长大(400℃以上)。 回火温度在100℃以下时,金相显微镜下观察不到微观组织的变化,但此时马氏体中的间隙原子(C、N)发生了偏聚。这是因为马氏体的晶体点阵产生严重畸变,缺陷密度高,处于高能量的不稳定状态。具有一定短程扩散能力的间隙原子,在微观缺陷处偏聚,以降低马氏体能量。 随回火温度(80~250℃)的升高及回火时间的延长,富集区的碳原子将发生有序化,竺而望碳化物(e—Fezc,z一2~3,具有密排六方点阵结构)的形式析出,使马氏体的过饱和度下降,正方度减小,马氏体的正方点阵最终变成立方点阵结构,且立方马氏体的含碳量与淬火钢含碳量无关,高于200℃时,马氏体含碳量趋于一致。马氏体分解后的产物叫回火马氏体,显微组织如图5—1(a)所示。回火马氏体是立方马氏体加碳化物的混合组织。 马氏体相变是一个体积膨胀的过程,转变具有不完全性。含碳量高于0.4%的碳素钢或低合金钢中,出现一定量的残余奥氏体。残余奥氏体与过冷奥氏体没有本质区别,一旦发生马氏体分解,对残余奥氏体的约束有所缓和,残余奥氏体将转变为下贝氏体(在M点以上),或在Ms点以下发生马氏体转变。这种转变可能在回火加热过程中等温转变。

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《固态相变原理及应用实验与习题》为《固态相变原理及应用》一书的配套教材。固态相变原理是材料科学基础与金属材料学之间的桥梁,是打开调控金属材料性能的一把金钥匙,是金属材料类专业的本科生必须掌握的专业基础知识。编写本教材的目的是为了满足学生学习固态相变原理及应用的要求,使其通过本课程的学习,能够熟练掌握调控金属材料性能的基本理论和知识,熟悉热处理工艺、组织结构与材料性能之间的内在联系,培养学生对固态相变原理的实际应用能力。

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