1、材科熱處理原理思考題第一章固態相變概論1. 金屬固態相變的主要類型有哪些？2. 熱力學主要的狀態函數與狀態變數之間的關系如何？3. 金屬固態相變按（1）相變前后熱力學函數、（2）原子遷移情況、（3）相變方式分為哪幾類？4. 金屬固態相變有哪些特點？5. 固態相變的驅動力和阻力包括什么？加以說明。6. 固態相變的過程中形核和長大的方式是什么？加以說明。7. 何謂熱處理？熱處理的目的是什么？熱處理在機械加工過程中作用有那些？熱處理與合金相圖有何關系？8. 金屬固態相變主要有哪些變化?9. 說明下列符號的物理意義及加熱速度和冷卻速度對他們的影響？Acl、Ar1、Ac3、Ar3、Accm、Arcm一些

2、概念：固態相變、熱處理、平衡轉變、不平衡轉變、同素異構轉變、多形性轉變、共析轉變、包析轉變、平衡脫溶沉淀、調幅分解、有序化轉變、偽共析轉變、馬氏體轉變、貝氏體轉變、塊狀轉變、不平衡脫溶沉淀、一級相變、二級相變、擴散型相變、非擴散型相變、半擴散型相變、共格界面、半共格界面、非共格界面、慣習面、位向關系、應變能、界面能、過渡相、均勻形核、非均勻形核、晶界形核、位錯形核、空位形核、界面過程、傳質過程、協同型方式長大、非協同型方式長大、切變機制、臺階機制第二章鋼中奧氏體的形成1. 奧氏體（A）的晶體結構，組織形態與性能有什么特點？奧氏體形成的熱力學條件是什么？共析鋼的珠光體（平衡態組織）向奧氏體轉變屬

3、于何種轉變？試說明珠光體向奧氏體轉變過程。鋼在實際熱處理加熱和冷卻過程時的臨界點為什么偏離相圖上的臨界點？實際的臨界點如何表示？實際的臨界點與加熱和冷卻速度有什么關系試以碳擴散的觀點說明奧氏體長大機理。（奧氏體的形成包括哪幾個過程？為什么說奧氏體形成是以C擴散為基礎并受碳擴散控制的？）2. 說明奧氏體形成時鐵素體先消失的原因。3. 非共析鋼的奧氏體的形成與共析鋼的奧氏體的形成有哪些異同？共析碳鋼奧氏體等溫形成動力學（TTA圖）有什么特點？非共析鋼和共析碳鋼奧氏體等溫形成動力學圖有什么異同？影響奧氏體等溫形成的形核率的因素有哪些？如何計算A線長大速度？影響奧氏體轉變速度的因素有哪些？如何影響？（

4、奧氏體等溫形成動力學（形核與長大）的經驗公式）（為什么溫度升高，奧氏體轉變速度加快？）（合金元素對奧氏體的形成速度有什么影響？）4. 合金鋼的奧氏體形成動力學有什么特點？連續加熱時奧氏體形成動力學有什么特點？試以連續加熱時奧氏體的形成動力學曲線，說明奧氏體形成時臨界點的變化。5. 連續加熱時奧氏體形成在動力學、轉變機理、奧氏體狀態上有什么特點？8級奧氏體晶粒的共析鋼中，每平方毫米含多少個奧氏體晶粒？每個奧氏體晶粒中含多少個鐵、碳原子？每個奧氏體晶胞中含多少個碳原子？6. 奧氏體晶粒度的概念，晶粒度級別與晶粒大小的關系式。7. 何謂起始晶粒度、實際晶粒度、本質晶粒度？試加以比較。如何顯示和評定晶

5、粒度級別？影響奧氏體晶粒長大的因素有哪些？如何影響？如何防止和控制奧氏體晶粒長大？（如何獲得細小的奧氏體晶粒？）8. 合金元素對奧氏體的晶粒長大有什么影響？為什么用Al脫氧的鋼或加入Ti、V、Zr、Nb等合金元素的鋼是本質細晶粒鋼？本質細晶粒鋼的奧氏體晶粒是否一定細小，而本質粗晶粒鋼的奧氏體晶粒是否一定粗大？試加以解釋。9. 含碳量對亞共析鋼的奧氏體晶粒長大傾向有何影響10. 含碳量為0.8%的鋼分別在950C、860C下進行奧氏體化，其奧氏體形成速度、奧氏體起始晶粒度、實際晶粒度、本質晶粒度個有何區別？11. 為什么奧氏體晶粒隨溫度的升高而長大？12. 獲得何種狀態的奧氏體晶粒為理想？為什么

6、？（提示：從奧氏體晶粒度、奧氏體成分均勻化程度上加以說明。）一些概念：奧氏體（化）、重結晶、粒狀奧氏體、針狀奧氏體、過熱度、奧氏體形核、奧氏體長大、剩余滲碳體、奧氏體成分均勻化、奧氏體等溫形成動力學曲線（圖）、線長大速度、晶粒度、起始晶粒度、實際晶粒度、本質晶粒度、本質粗晶粒鋼、本質細晶粒鋼、正常長大、異常長大、過熱、過熱敏感性、過燒、組織遺傳、相遺傳第三章珠光體轉變1. 何謂珠光體片間距？片狀珠光體片間距與過冷度有什么關系？（珠光體片間距與與哪些因素有關？）（影響珠光體片間距的因素有哪些？如何影響？）2. 何謂珠光體團？珠光體團的直徑與哪些因素有關？3. 片狀珠光體可分為哪幾類？試說明形成溫

7、度、片間距和力學性能上的特點。4. 片狀珠光體的形成包括哪兩個基本過程？珠光體形成熱力學條件是什么？共析鋼的奧氏體向片狀珠光體轉變屬于何種轉變？試說明奧氏體向片狀珠光體的轉變過程（形成機制）。（試說明珠光體轉變是以C擴散為基礎并受C擴散控制的相變）5. 片狀珠光體長大方式有哪些？試以碳擴散的觀點說明片狀珠光長大機理？6. 簡述粒狀珠光體的形成過程。（片狀珠光體轉為粒狀珠光體機制）分析珠光體轉變動力學圖并說明珠光體轉變動力學的特點。影響珠光體轉變動力學的因素有哪些？如何影響？7. 合金鋼的珠光體轉變有什么特點？8. 非共析鋼的珠光體形成和轉變動力學圖與珠光體轉變共析鋼的有何差異9. 珠光體常見形

8、態有哪些？從形態、力學性能上加以比較。（珠光體有哪兩種基本形態？它們在力學性能上有何差異？）（珠光體的力學性能、影響力學性能的因素、片狀珠光體和粒狀珠光體在力學性能的差異。）（試說明粒狀珠光體在力學性能優異的原因。）珠光體的力學性能有什么特點？影響珠光體的力學性能的因素有哪些？如何影響？片狀珠光體和粒狀珠光體在力學性能上有何差異?10. 為什么珠光體片間距越小，珠光體的強度和塑性越高？11. 說明先共析相的析出條件、形態15含碳量為1.0%的鋼在900C下鍛造停鍛后（1）空冷，（2）爐冷，冷到室溫的組織狀態如何？他們在力學性能上是否相同？為什么？對碳鋼采用何種熱處理工藝可獲得：（a）索氏體；（

9、b）回火索氏體，并說明這兩種組織形態以及力學性能有何差異。16. 一些概念：珠光體型轉變、貝氏體型轉變、馬氏體型轉變、片狀珠光體、粒（球）狀珠光體、索氏體、屈氏體、珠光體片間距、珠光體團、領先相、縱向長大、橫向長大、先共析相、偽共析轉變、偽珠光體、共析組織、魏氏組織、鉛浴淬火（派登處理）、相間析出、特殊碳化物、孕育期。第四章馬氏體轉變1. 馬氏體和馬氏體轉變的含義是什么？2. 馬氏體的晶體結構的類型如何？試加以說明。3. 何謂馬氏體正方度？為什么有些鋼的馬氏體具有異常正方度？4. 試繪出碳原子在馬氏體點陣結構中的可能位置構成的三個亞點陣圖。馬氏體轉變有哪些主要特征?（五個特征的內容：非恒溫性、

10、切變共格性和表面浮凸效應、無擴散性、與奧氏體存在著嚴格的晶體學關系、可逆性）5. 哪些實驗現象可以說明馬氏體轉變具有無擴散性？6. 為什么鋼中馬氏體轉變必須在連續冷卻過程中轉變？而恒溫馬氏體的數量很少？7. 為什么鋼中馬氏體轉變不能進行到底，而總有一定的殘余奧氏體？馬氏體有哪兩種基本形態？它們在亞結構以及力學性能上有什么差異？影響馬氏體形態及其內部亞結構的因素有哪些？（馬氏體有哪兩種基本形態？它們在力學性能上有什么差異？）（兩種基本形態是板條馬氏體和片狀馬氏體：形成的鋼和合金、形成溫度、組織特征、亞結構、與奧氏體的晶體學關系、形成過程、殘余奧氏體）（馬氏體的形態和亞結構與合金成分、Ms點有什么

11、關系？）比較板條馬氏體和片狀馬氏體：形成的鋼和合金、形成溫度、組織特征、金相形態、立體形態、亞結構、晶體類型、與奧氏體的晶體學關系、形成過程、殘余奧氏體。8. 各種碳鋼的淬火馬氏體形態如何？9. To、Ms、Mf、Md點有什么物理意義？Ms點為什么很低?10. 馬氏體轉變的熱力學學條件是什么？驅動力是什么？馬氏體的形成條件是什么？11. 影響鋼的Ms點因素有哪些？如何影響？（C和合金元素對鋼的Ms點有什么影響？）12. 測定鋼的Ms點有什么意義？13. 在Ms點以上或以下對馬氏體進行塑性變形，對馬氏體轉變的規律有何影響？14. 馬氏體轉變的動力學主要有哪幾種方式？各種方式有什么特征?15. 馬

12、氏體降溫轉變的規律是什么？16. 切變型馬氏體轉變的特征是什么？以馬氏體轉變的二次切變模型（KS切變模型和GT模型）說明馬氏體的形成過程和馬氏體亞結構的形成。17. 馬氏體的力學性能有何特點？為什么？18. 鋼中馬氏體具有高硬度、高強度的本質是什么？19. 馬氏體的硬度和淬火鋼的硬度與哪些因素有關？合金元素影響如何？20. 馬氏體的硬度、強度和韌性與含碳量及亞結構的有什么關系？（馬氏體的力學性能的顯著特點、馬氏體高硬度、高強度的本質；馬氏體相變強化機制）（為什么鋼中板條馬氏體具有較好的強韌性，而片狀馬氏體的塑性和韌性差？）（說明鋼中馬氏體的常見形態，亞結構以及力學性能特點。）（說明鋼中馬氏體的

13、形態對力學性能的影響。）21. 馬氏體的硬度、強度和韌性與含碳量及亞結構有什么關系？（說明鋼中馬氏體的常見形態，亞結構以及力學性能特點。）22. 區別馬氏體的固溶強化、相變強化、時效強化、晶界強化。23. 淬火鋼的硬度與馬氏體的硬度是否相同？為什么？24. 馬氏體的物理性能有何特點？25. 什么是顯微裂紋敏感度？影響形成顯微裂紋敏感度的因素有哪些？什么是奧氏體穩定化?奧氏體穩定化分為哪幾類？影響奧氏體穩定化的因素有哪些？如何影響？奧氏體穩定化在實際生產中有何應用？26. 馬氏體轉變在實際中有何應用？簡要說明。一些概念：馬氏體轉變、馬氏體、馬氏體轉變的非恒溫性、馬氏體轉變不完全性、馬氏體轉變的切

14、變共格性、表面浮凸、第二類共格、馬氏體轉變的無擴散性、位向關系、慣習面、西山關系、K-S關系、G-T關系、馬氏體轉變的可逆性、馬氏體的正方度（c/a）、板條（低碳、位錯）馬氏體、片狀（針狀、高碳、攣晶）馬氏體、蝶狀馬氏體、薄片狀馬氏體、1氏體、馬氏體板條、板條馬氏體束、馬氏體領域、板條馬氏體塊、隱晶（針）馬氏體、形變誘發馬氏體、殘余奧氏體、慣習面、位向關系、Ms（馬氏體開始轉變溫度）、Mf（馬氏體轉變終止點）、Md（形變誘發馬氏體點）、馬氏體變溫轉變、馬氏體等溫轉變、馬氏體爆發式轉變、馬氏體表面轉變、奧氏體穩定化、奧氏體熱穩定化、奧氏體機械穩定化、馬氏體固溶強化、馬氏體相變強化、馬氏體時效強化

15、、馬氏體晶界強化、冷處理、馬氏體轉變的超塑性（相變超塑性）、顯微裂紋、顯微裂紋的敏感度、形狀記憶合金、形狀記憶效應、熱彈性馬氏體、偽彈性、強韌化熱處理、自回火第五章貝氏體轉變1. 貝氏體轉變的主要特征（七個主要特征）有哪些？2. 貝氏體的組織形態有哪幾種？其晶體結構有何特點？比較比較無碳化物貝氏體、上貝氏體和下貝氏體的組織特征（金相形態特征、電鏡形態特征、立體形態特征、形成溫度、組成、鐵素體的形態及分布、碳化物的形態及分布、亞結構、與奧氏體的晶體學關系）3. 分析貝氏體轉變的動力學圖，說明貝氏體轉變的動力學特點和影響因素4. 貝氏體轉變的熱力學條件是什么？Bs、Bf點有什么物理意義？5. 貝氏

16、體的形成包括哪兩個基本過程？簡述貝氏體的形成過程。6. 簡述上貝氏體、下貝氏體和無碳化物貝氏體形成機理。7. 貝氏體力學性能有何特點？影響貝氏體強度和韌性的因素有哪些？8. 上貝氏體和下貝氏體在組織形態和力學性能上有什么差異？（上貝氏體和下貝氏體的強韌性有什么特點？并說明與形態的關系。）有些鋼在實際生產中為什么希望得到下貝氏體組織？試從組織結構和力學性能的角度來分析。（在實際生產中常采用等溫淬火的方法得到下貝氏體組織，而不是上貝氏體組織，為什么？）9. 比較奧氏體轉變、珠光體轉變、貝氏體轉變、馬氏體轉變的主要特征。10. 何謂魏氏組織？魏氏組織的形態特征如何？對鋼的力學性能的有什么影響？一些概

17、念：貝氏體、貝氏體轉變上貝氏體、下貝氏體、無碳化物貝氏體、粒狀貝氏體、反常貝氏體、柱狀貝氏體、£-FexC、貝氏體等溫轉變動力學圖、Bs點、Bf點、Ws點、貝氏體轉變的擴散性、切變機制、臺階機制、貝氏體有效晶粒尺寸、魏氏組織、鐵素體魏氏組織、滲碳體魏氏組織。第六章過冷奧氏體轉變動力學圖1. 有關過冷奧氏體等溫轉變動力學圖（C曲線、S曲線、TTT圖）（1）共析鋼的過冷奧氏體等溫轉變曲圖分析：各線、區的意義；(2) 隨過冷度增加，過冷奧氏體發生的哪三種轉變(珠光體型轉變、馬氏體型轉變、貝氏體型轉變)？轉變產物是什么？各屬何種類型的轉變？比較三種轉變的特征。(過冷度與過冷奧氏體分解有什么關

18、系？)(3) 過冷奧氏體等溫轉變動力學圖為何呈“序形？(4) 非共析鋼的過冷奧氏體等溫轉變動力學圖與共析鋼的過冷奧氏體等溫轉變動力學圖的異同？(5) 合金鋼的過冷奧氏體等溫轉變圖類型如何(6) 加入合金元素或改變含碳量對該圖有何影響？(7) 影響過冷奧氏體等溫轉變動力學圖的形狀因素有哪些？如何影響？(8) 采用金相硬度法測定共析鋼冷奧氏體等溫轉變圖的原理和過程。(9) 過冷奧氏體等溫轉變動力學圖有何應用？2. 過冷奧氏體連續冷卻轉變圖(CT圖、CCT圖)(1) 共析鋼過冷奧氏體連續冷卻轉變圖分析：線、區的意義；(2) 不同的冷卻速度下奧氏體發生的轉變；(3) 何謂淬火臨界冷卻速度？影響淬火臨界

19、冷卻速度的因素有哪些？如何影響？對實際生產有何意義？(4) 非共析鋼CCT圖與非共析鋼CCT圖的異同點？(5) 另一種形式的CCT圖(6) 采用金相硬度法測定過冷奧氏體連續轉變動力學圖的原理和過程。(7) 過冷奧氏體連續轉變動力學圖有何應用？(8) 分析亞共析鋼的過冷奧氏體連續轉變圖各線、區的意義；3. 鋼的TTT圖和CCT圖有什么區別與聯系？4. 一些概念：過冷奧氏體等溫轉變動力學圖(IT圖、C曲線、TTT圖)、過冷奧氏體連續轉變動力學圖(CCT圖、CT圖)、上臨界冷卻速度(淬火臨界冷卻速度)、下臨界冷卻速度、列表比較珠光體轉變、馬氏體轉變和貝氏體轉變的轉變過程、轉變特點、轉變產物及產物的組

20、織形態、力學性能。（比較奧氏體轉變、珠光體轉變、馬氏體轉變、貝氏體轉變的形成溫度、轉變過程、領先相、切變共格性、擴散性、轉變的完全性、轉變的產物及其形態和組成、產物的硬度。）5. 碳和合金元素對奧氏體轉變、珠光體轉變、馬氏體轉變、貝氏體轉變有什么影響？6. 奧氏體化條件對珠光體轉變、馬氏體轉變、貝氏體轉變有什么影響？7. 應力和塑性變形對珠光體轉變、馬氏體轉變、貝氏體轉變有什么影響？材料中可能存在多種類型的固態相變（A、P、M、B、回火轉變），碳鋼在加熱、冷卻及回火時的組織轉變的規律如何？綜合題8. 比較奧氏體轉變、珠光體轉變、貝氏體轉變、馬氏體轉變的主要特征。（比較奧氏體轉變、珠光體轉變、馬

21、氏體轉變、貝氏體轉變的形成溫度、轉變過程、領先相、切變共格性、擴散性、轉變的完全性、轉變的產物及其形態和組成、產物的硬度。）9. 請繪制含碳量為0.77%的鋼的過冷奧氏體等溫轉變圖，標出各線、區代表的意義；并回答下列問題：（1）簡要說明該圖為什么呈“C字形？（2）該鋼的過冷奧氏體隨過冷度的增大將發生哪三種轉變？轉變產物及組成是什么？各屬于何種類型的轉變？（該鋼的過冷奧氏體在高、中、低溫發生哪些轉變？）（3）列表簡單比較上述三種轉變的特征，產物的形態和性能。（4）若加入合金元素或改變含碳量對該圖有何影響？（非共析鋼和共析鋼的TTT圖有什么區別？該鋼中加入Cr、Co、Al、Ni合金元素對TTT圖有

22、何影響？）（5）說明采用金相硬度法測定共析鋼冷奧氏體等溫轉變圖的原理和方法。（試設計一種采用金相硬度法測定共析鋼TTT圖的方法。）第七章淬火鋼的回火時的轉變1. 什么是回火？回火的目的是什么？為什么說淬火組織為亞穩組織？為什么說淬火鋼一定要進行回火？簡述淬火鋼回火時的組織轉變過程。（淬火鋼的回火時的組織轉變的五個階段：馬氏體中碳的偏聚、馬氏體分解、殘余奧氏體轉變、碳化物類型的轉變、基體a相回復再結晶，碳化物聚集長大）淬火鋼回火分為哪幾個階段？說明各階段回火的溫度范圍，回火后的產物，產物的性能，各階段轉變過程有什么特點？2. 試簡述馬氏體分解階段組織結構的變化。（簡述回火時馬氏體分解的轉變過程。

23、）3. 簡述回火時碳化物的轉變過程。4. 簡述回火時殘余奧氏體的轉變過程。5. 何謂回火馬氏體？回火馬氏體與馬氏體在組織、性能上有何區別？6. 何謂回火屈氏體和回火索氏體？它們分別與屈氏體和索氏體在組織、性能上有何區別？7. 區別淬火鋼回火過程中出現的碳化物£-FexC、門一Fe2C、xFesG、。一FeaC。8. 簡述a相回復再結晶過程。9. 簡述淬火鋼回火過程中碳化物的轉變過程和碳化物的聚集長大過程。碳化物有哪些類型？淬火鋼回火過程中碳化物的轉變方式有哪幾種？試舉例說明。碳化物聚集長大方式是什么？10. 淬火內應力分為哪幾類？淬火鋼回火時淬火內應力如何變化？11. 合金元素對鋼回

24、火時過程（組織轉變和力學性能的變化）有什么影響？淬火鋼回火時力學性能的變化（1）低碳鋼淬火后回火時力學性能如何變化?（2）高碳鋼淬火后回火時力學性能如何變化?（3）中碳鋼淬火后回火時力學性能如何變化?12. 淬火鋼回火時強度、硬度、塑性、韌性、淬火裂紋等如何變化?（碳鋼淬火后回火時，力學性能發生什么變化？）何謂回火脆性？回火脆性分為哪兩類？各有什么特征?受哪些因素的影響？形成的機理是什么？如何減小和防止回火脆性？（何謂第一、第二類回火脆性？它們各有什么特征？）淬火鋼回火分為哪幾類？說明各回火的溫度范圍、回火后的組織和性能有什么特點？（45鋼淬火后進行低溫、中溫、高溫回火后的組織和性能有什么特征

25、？）13. 回火轉變產物與過冷奧氏體分解產物在組織、性能和熱處理工藝等方面有何區別？（1）回火馬氏體、下貝氏體、馬氏體（2）回火索氏體、索氏體（3）屈氏體、回火屈氏體（4）粒狀珠光體、回火索氏體（5）回火馬氏體、回火屈氏體、回火索氏體（索氏體和回火索氏體在組織形態上、性能上和熱處理工藝上有何區別？）（簡述淬火鋼回火過程中，組織和力學性能的變化過程）。（碳鋼顯微組織變化對其力學性能的影響規律。）（比較回火馬氏體、下貝氏體、馬氏體的組織特點）14. 對碳鋼采用何種熱處理工藝可獲得：（a）索氏體；（b）回火索氏體，并說明這兩種組織形態以及力學性能有何差異。15. 一些概念：回火、碳原子偏聚、馬氏體的

26、分解、馬氏體雙相分解、馬氏體單相分解、自回火、回火馬氏體、回火屈氏體、回火索氏體、獨立轉變（離位析出、單獨形核）、原位轉變（原位析出、就地形核）、熱陳化穩定、第I類內應力、第II類內應力、第III類內應力、回火抗力、二次淬火、二次硬化、回火脆性、第一類回火脆性、第二類回火脆性、&-FexC、門一Fe2C、xFe5C2、。一Fe3C。第八章合金的時效1. 熟悉概念：固溶處理、時效、時效硬化、脫溶、連續脫溶、不連續脫溶、局部脫溶。2. 試述Al-Cu合金的時效過程和脫溶物的結構，寫出時效序列。3. Al-Cu合金的時效過程和淬火鋼的回火過程有何共同點和不同點？4. 試述脫溶過程中出現過渡相

27、的原因。5. 試述過飽和固溶體脫溶轉變的動力學及其印象因素合金體系中存在不同半徑的粒子時，如果在一定溫度下保溫，則小顆粒溶解，大顆粒長大，其驅動力是什么？小顆粒如何溶解，大顆粒如何長大的？顆粒的平均半徑如何隨時間變化?6. 過飽和固溶體的分解機制有哪兩種？他們有哪些區別？7. 試述時效脫溶過程中合金性能變化的規律及影響因素。8. 什么是時效合金的回歸現象？舉例說明其應用。9. 試述界面能和彈性應變能在無核相變中起的作用。10. 舉例說明馬氏體時效鋼的時效過程和強化機制。11. 合金元素對鋁合金時效過程有什么影響？舉例說明。12. 合金元素對鋁合金時效過程有什么影響？舉例說明。比較概念1. 平衡轉變和不平衡轉變2. 平衡脫溶沉淀和不平衡脫溶沉淀3. 共格界面、半共格界面和非共格界面4. 慣習面和位向關系5. 固態相變的均勻形核和非均勻形核6. 界面過程和傳質過程7. 協同型方式長大和非協同型方式長大8. 擴散型相變、非擴散型相變和半擴散型相變9. 一級相變和二級相變10. 有核級相變和無核相變11. 奧氏體形成動力學曲線（圖）和過冷奧氏體轉變動力學曲線（圖）12. 奧氏體、過冷奧氏體和殘余奧氏體13. 本質粗晶粒鋼和本質細晶粒鋼14. 奧氏體起始晶粒度、本質晶粒度和實際晶粒度15.Ac1、A1、Ar116. Ac3、A