工程材料與熱處理第5章作業(yè)題參考答案

1、1.奧氏體晶粒大小與哪些因素有關(guān)？為什么說奧氏體晶粒大小直接影響冷卻后鋼的組織和性能？奧氏體晶粒大小是影響使用性能的重要指標(biāo)，主要有下列因素影響奧氏體晶粒大小。（1）加熱溫度和保溫時(shí)間。加熱溫度越高，保溫時(shí)間越長，奧氏體晶粒越粗大。（2）加熱速度。加熱速度越快，過熱度越大，奧氏體的實(shí)際形成溫度越高，形核率和長大速度的比值增大，則奧氏體的起始晶粒越細(xì)小，但快速加熱時(shí)，保溫時(shí)間不能過長，否則晶粒反而更加粗大。（3）鋼的化學(xué)成分。在一定含碳量

2、范圍內(nèi)，隨著奧氏體中含碳量的增加，碳在奧氏體中的擴(kuò)散速度及鐵的自擴(kuò)散速度增大，晶粒長大傾向增加，但當(dāng)含碳量超過一定限度后，碳能以未溶碳化物的形式存在，阻礙奧氏體晶粒長大，使奧氏體晶粒長大傾向減小。（4）鋼的原始組織。鋼的原始組織越細(xì)，碳化物彌散速度越大，奧氏體的起始晶粒越細(xì)小，相同的加熱條件下奧氏體晶粒越細(xì)小。傳統(tǒng)多晶金屬材料的強(qiáng)度與晶粒尺寸的關(guān)系符合HallPetch關(guān)系，即σs=σ0kd12，其中σ0和k是細(xì)晶強(qiáng)化常數(shù)，σs是屈服強(qiáng)

3、度，d是平均晶粒直徑。顯然，晶粒尺寸與強(qiáng)度成反比關(guān)系，晶粒越細(xì)小，強(qiáng)度越高。然而常溫下金屬材料的晶粒是和奧氏體晶粒度相關(guān)的，通俗地說常溫下的晶粒度遺傳了奧氏體晶粒度。所以奧氏體晶粒度大小對鋼冷卻后的組織和性能有很大影響。奧氏體晶粒度越細(xì)小，冷卻后的組織轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的也越細(xì)小，其強(qiáng)度也越高，此外塑性，韌性也較好。4.判斷下列說法是否正確，為什么？（1）鋼在奧氏體化冷卻，所形成的組織主要取決于鋼的加熱速度。（2）低碳鋼和高碳鋼零件為了切削方便，

4、可預(yù)先進(jìn)行球化退火處理。（3）過冷奧氏體的冷卻速度越快，鋼件冷卻后的硬度越高。（4）鋼經(jīng)淬火后處于硬脆狀態(tài)。（5）馬氏體中的碳含量等于鋼中的碳含量。（1）錯(cuò)誤，取決于鋼的冷卻速度。（2）錯(cuò)誤，低碳鋼工件為了便于切削加工，預(yù)先進(jìn)行熱處理應(yīng)進(jìn)行正火，提高硬度。而高碳鋼工件則應(yīng)進(jìn)行球化退火（若網(wǎng)狀滲碳體嚴(yán)重則在球化退火前增加一次正火），其目的都是為了將硬度調(diào)整到HB200左右并細(xì)化晶粒、均勻組織、消除網(wǎng)狀滲碳體。（3）錯(cuò)誤，鋼的硬度主要取決于