大连理工大学固态相变各章节考点及知识点总节

大连理工大学固态相变知识点总结第一章概念：相，固态相变，相变势垒，激活能，共析、伪共析、淬火临界冷却速度，位向关系、惯习面。需掌握的要点：固态相变的特点；从能量角度阐明相界面特点（共格，非共格，弹性应变能和界面能）；相变的热力学条件（必要）；固态相变的阻力和驱动力（均匀与非均匀情况下），缺陷对形核的贡献（位错、空位、界面、界棱、界隅）；相变动力学：有成分变化的新相长大速度与什么有关？相变动力学曲线绘制过程（约翰逊一迈尔方程，S曲线C曲线）；过冷奥氏体的连续冷却图的分析。相变的分类方法（一级相变，二级相变相变、平衡相变、非平衡相变等等），固态相变中3种基本变化是什么？相：指被一定边界包围、具有确定而均匀的物理和化学性质的一个系统或系统的一个部分。也就是指结构相同、成分和性能均一并以界面相互分开的组成部分。固态相变：金属和陶瓷等固态材料在温度和压力改变时，其内部组织或结构会发生变化，即发生从一种相状态到另一种相状态的转变，这种转变称为固态相变。相变势垒（或能垒）：指相变时改组晶格所必须克服的原子间引力。势垒的高低可以近似地用激活能Q来表示。激活能：使晶体原子离开平衡位置迁移到另一个新的平衡或非平衡位置所需要的能量。激活能愈大，相变势垒就愈高。共析相变（或珠光体型转变）：合金在冷却时，由一个固相分解为两个不同固相的转变如：Y—a+0；如果合金加热时所发生的相反转变称为逆共析相变，如：a+p-丫伪共析相变：接近共析点成分的合金，过冷到共析点以下发生共析转变的过程钢的临界冷却速度在连续冷却中，使过冷奥氏体不析出先共析铁素体（亚共析钢）或先共析碳化物（过共析钢高于Acm点奥氏体化）以及不转变为珠光体或贝氏体的最低冷却速度，分别称为抑制先共析铁素体或先共析碳化物析出以及抑制珠光体或贝氏体转变的临界冷却速度。固态相变时，为了减少新相与母相之间的界面能，新相与母相之间往往存在一定的位向关系。新相的某一晶面和晶向分别与母相的某一晶面、晶向平行界面与位向关系共格或半共格界面时必然有一定的位向关系；若无一定的位向关系，则为非共格界面；有一定的位向关系，也未必都具有共格或半共格界面;在固态相变时，新相往往在母相一定的晶面上开始形成，这个晶面称为惯习面，通常以母相的晶面指数来表示。第二章概念：奥氏体，起始晶粒度，实际晶粒度，本质晶粒度需掌握的要点：奥氏体晶粒度测量原理和方法，奥氏体化过程（4个阶段）及影响因素；奥氏体晶粒长大的驱动力与阻力。奥氏体在加热过程组织、成分如何变化（按相图分析），奥氏体晶粒长大的影响因素，初始晶粒度----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。初始晶粒一般很细小，大小不均，晶界弯曲。实际晶粒度----钢经热处理后所获得的实际奥氏体晶粒大小。本质晶粒度----表示钢在一定加热条件下奥氏体晶粒长大的倾向性。第三章概念：珠光体，珠光体团，粒状珠光体，魏氏组织，派敦处理需掌握的要点：粒状珠光体形成机理；影响珠光体转变动力学的因素；珠光体的力学性能（片状和粒状珠光体性能的差异），冷却速度对珠光体组织形态及性能的影响。珠光体：奥氏体发生共析转变所形成的铁素体与渗碳体的共析体在片状珠光体组织中，一对铁素体片和渗碳体片的总厚度称为“珠光体片层间距”,以S0表示。珠光体团或珠光体晶粒：片层方向大致相同的区域粒状珠光体或球状珠光体：在铁素体基体上分布着粒状渗碳体的组织派敦（Patenting）处理：使高碳钢获得细珠光体（索氏体）组织，再经过深度冷拔而获得高强度钢丝。第四章概念：马氏体，奥氏体稳定化（机械稳定化、热稳定化），Ms点的物理意义。需掌握的要点：马氏体相变特点，组织特点（板条和片状），亚结构（显微组织构成示意图）及影响因素（形成温度、含碳量、分切应力）；影响Ms点的因素（成分、应力、冷却速度等）；奥氏体稳定化产生的原因，残余奥氏体的影响因素及残余奥氏体的作用，马氏体具有高强度硬度的原因（固溶、时效、相变、细晶），决定马氏体强度、硬度、塑性、韧性的因素。马氏体：碳在o-Fe中的过饱和固溶体。奥氏体稳定化：使奥氏体转变为马氏体能力减低的一切现象热稳定化：淬火时因缓慢冷却或在冷却过程中停留而引起的奥氏体稳定化机械稳定化：在Md点以上，对奥氏体进行塑性变形，当形变量足够大时，将抑制随后冷却时的马氏体转变，Ms点降低，残余奥氏体量增多Ms点的物理意义:Ms点为奥氏体和马氏体两相自由能之差达到相变所需的最小驱动力（临界驱动力）时的温度。第五章概念：上贝氏体，下贝氏体需掌握的要点：相变特点；组织特点（上，下贝氏体显微组织构成示意图），上、下贝氏体形成过程（形核位置、相变的控制环节），性能特点（上，下贝氏体），P相变、M相变、B相变的异同点和各自的特点。第六章1概念：回火（定义、目的、低温回火、中温回火、高温回火），调质处理，二次硬化，二次淬火，回火脆性（第一类，第二类）2.需掌握的要点：回火转变过程马氏体组织发生的变化；马氏体双相分解；碳化物转变方式；回火脆性（第一类，第二类）的产生、特点、解决方法，二次硬化（机理）。回火：在淬火处理后将工件加热到低于临界点的某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的一种热处理操作。目的：消除或减少淬火应力；稳定工件尺寸，防止工件变形或开裂；获得工件所需的组织和性能低温回火（150〜250°C）回火马氏体，马氏体内的过饱和碳原子会以高度弥散并与母相保持着共格关系的£碳化物析出。中温回火（300〜500°C）回火屈氏体，形成在铁素体基体上弥散分布细小渗碳体颗粒的组织。（保持马氏体结晶方向的回火马氏体习惯上就是回火屈氏体）高温回火（500〜650°C）回火索氏体，铁素体已失去了原来马氏体针片状形态而成等轴状，渗碳体颗粒也发生了聚集长大，形成粗粒状的渗碳体分布在铁素体基体上（球化了的叫回火索氏体）二次硬化：当马氏体中含有足够量碳化物形成合金元素时，在500°C以上回火时将会析出细小的特殊碳化物，导致钢的再度硬化二次淬火：在回火冷却时残余奥氏体转变为马氏体，消除奥氏体热稳定化回火脆性：随回火温度升高，冲击韧性反而下降第一类回火脆性产生：在250〜400C之间出现的回火脆性特征：不可逆性；与回火后冷却速度无关；断口为晶间断裂第二类回火脆性产生：在450〜600C之间出现的回火脆性特征：可逆性；对回火后的冷却速度敏感；断口呈晶间断裂第七章1概念：固溶处理、脱溶、沉淀、时效、回归现象、调幅分解、上坡扩散。2.需掌握的要点：时效硬化机制固溶处理：将双相组织（a+8）加热到固溶度线以上某一温度，保温足够时间，将获得均匀的单相固溶体a相脱溶或沉淀：从过饱和固溶体中析出第二相（沉淀相）或形成溶质原子聚集区以及亚稳定过渡相的过程，是一种扩散型相变。时效：过饱和固溶体在室温或较高温度保留一段时间，有第二相从基体中析出的过程，且其机械性能、物理性能和化学性能等均随之发生变化室温下产生的时效称为自然时效高于室温的时效称为人工时效回归现象：时效型合金在时效强化后，与平衡相或过度相的固溶度曲线以下某一温度加热，时效硬化现象会立即消除，硬度基本上恢复到固溶处理状态条幅分解：分解时无形核阶段，是通过自发的成分涨落，通过上坡扩散使溶质成分的波幅不断增加，分解成结构均与母相相同，但成分不同的两种固溶体。a-al+a2上坡扩散：原子由低浓度处向高浓度处迁移的扩散。驱动力：化学位梯度。时效硬化机制时效硬化是由于母相中的位错与析出相之间的交互作用引起的，可以按照位错通过析出相的方式不同时效硬化机制分为三类：内应变强化；切过析出相颗粒强化；绕过析出相强化；第八章1概念：回火、退火、淬火、正火（定义、目的、加热温度、冷却方式），淬硬性、淬透性。临界淬火速度，临界冷却速度回火：将淬火钢在A1以下温度加热，使其转变为稳定的回火组织，并以适当方式冷却到室的工艺过程。目的：减小或消除淬火应力，保证相应的组织转变，提高钢的韧性和塑性，获得硬度、强度、塑性和韧性的适当配合，以满足各种用途工件的性能要求。退火：将钢加热至临界点Ac1以上或以下温度，保温后随炉缓慢冷却以获得近于平衡状态组织的热处理工艺。目的：消除组织缺陷；均匀化学成分及组织，细化晶粒，提高钢的力学性能，减少残余应力；降低硬度，提高塑性和韧性，改善切削加工性能。淬火：将钢加热至Ac3或Ac1以上一定温度，保温后以大于临界冷却速度的速度冷却得到马氏体（或者下贝氏体）的热处理工艺。目的：使奥氏体化后的工件获得尽量多得马氏体并配以不同温度回火获得各种需要的性能。正火：将钢加热至Ac3或Acm以上适当温度，保温后在空气中冷却得到珠光体类组织的热处理工艺。目的：改善钢的切削加工性能；消除热加工缺陷组织，均匀组织，细化晶粒，消除内应力；消除过共析钢的网状碳化物，便于球化处理；提高普通结构零件的机械性能。淬硬性是钢在理想条件下淬火硬化所能达到的最高硬度，跟含碳量有关。淬透性是指奥氏体化后的钢在淬火时获得马氏体的能力。临界淬火速度：为获得完全的马氏体组织，冷却速度应大于某一