固态相变原理及应用实验与习题
2012-8
张贵锋、 高路斯 大连理工大学出版社 (2012-08出版)
《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。
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
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。
《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。
