2012年东北大学《金属学与热处理》真题解析
一、名词解释
多晶型 固溶强化 成分过冷 加工硬化 马氏体转变 回火脆性 淬火答：多晶型：大部分金属只有一种晶体结构，但也有少数金属如Fe、Mn、Ti、Co等具有两种或几种晶体结构，即具有多晶型。
固溶强化：在固溶体中，随着溶质浓度的增加，固溶体的强度、硬度提高，而塑性、韧性有所下降的现象。
成分过冷：结晶时由于固相和液相成分的再分布而引起的固-液界面前方附近液相中产生过冷区。这一现象称之为成分过冷。
加工硬化：随着塑性变形的增加，金属的强度、硬度迅速增加；塑性、韧性迅速下降的现象。
马氏体转变：钢从奥氏体状态快速冷却，抑制其扩散性分解，在较低温度下（低于点Ms）发生的转变为马氏体转变。
回火脆性：有些钢在某一温度范围内回火时，其冲击韧性比在较低温度回火时还显著下降，这种脆化现象称为回火脆性
淬火：钢的淬火是将钢加热到临界温度AC3（亚共析钢）或AC1（过共析钢）以上温度，保温一段时间，使之全部或部分奥氏体化，然后以大于临界冷却速度的冷速快冷到Ms以下（或Ms附近等温）进行马氏体（或贝氏体）转变的热处理工艺。
二、简答题
1、简述奥氏体的形成过程。 答：1）奥氏体晶核的形成；
2）奥氏体晶核的长大； 3）残留渗碳体的溶解； 4）奥氏体成分均匀化。
2、马氏体转变的晶体学特点。
答：1）无扩散性；2）切变性；3）共格性；4）严格的位向关系和惯习面。
3、渗碳体有几种？各个渗碳体的来源？ 答：5种
1）一次渗碳体：由液相中直接析出来的渗碳体称为一次渗碳体，呈规则长条状。二次渗碳体：从A中析出的Fe3C称为二次渗碳体Fe3CⅡ，网络状分布在奥氏体晶界。三次渗碳体：从F中析出的Fe3C称为三次渗碳体Fe3CⅢ，沿晶界呈小片状分布。
2）共晶渗碳体：经共晶反应生成的渗碳体即莱氏体中的渗碳体称为共晶渗碳体。在莱氏体中为连续的基体，比较粗大，有时呈鱼骨状。共析渗碳体：经共析反应生成的渗碳体即珠光体中的渗碳体称为共析渗碳体，与铁素体呈交替层片状。
4、影响置换固溶体性能的因素。
答：①原子尺寸因素。当溶剂、溶质原子直径尺寸相对差小于±15%时，有大的代位溶解度。
②负电性因素。溶剂、溶质的负电性差越小溶解度越大，一般小于0.4~0.5%会有较大溶解度。
③电子浓度因素。有两方面的含义：一是原子价效应，即同一溶剂金属，溶质的原子价越高，溶解度越小；二是相对价效应，即高价溶质溶入低价溶剂时的溶解度高于相反的情况。
④晶体结构因素。当溶质和溶剂的晶体结构类型相近或相同，则可能具有较大的溶解度。
5、获得细小晶核的方法。
答：由凝固理论可知，结晶时单位体积中的晶粒数目z取决于形核率N和晶体长大速率Vg两个因素，即z
∝N/基本途径：Vg
①增加过冷度△T。△T增加，N和Vg都随之增加，但是N的增长率大于Vg的增长率。因而，N/Vg的值增加，即z增多。
②加入形核剂，即变质处理。加入形核剂后，可以促使过冷液体发生非均匀形核。它不但使非均匀形核所需的基底增多，而且使临界晶核体积减小，这都将
使晶核数目增加，从而细化晶粒。
③振动结晶。振动，一方面提供了形核所需要的能量，另一方面可以使正在生长的晶体破断，可增加更多的结晶核心，从而使晶粒细化。
6、纯金属的结晶特点 1）结晶条件
①热力学条件，△Gv = Gs-GL＜0； ②过冷度：△T＞△T※提供形核的驱动力； ③结构条件：相起伏：尺寸r＞r※的晶胚； ④能量起伏：临界形核功
2）r※与晶核的表面能σ成正比，与过冷度成反比，△T↑，r※↓，N↑：σ越大，△T越大。凡是能降低σ都能促进形核。
3）均匀形核需要结构起伏和能量起伏，二者是液体本身存在的自然现象。 4）晶核的形成过程是原子的扩散迁移过程，因此结晶必须在一定温度下进行。 5）工业生产中，金属以非均匀形核为主。 三、分析题
1、画出铁碳相图，分析0.45%含碳量的钢从高温液态冷却到室温的转变过程？并写出它的组织组成物和各个组织的含量。 此题看教材铁碳相图过共晶白口铁部分详解。
2、一个冷拉成型的钢丝，在多次起吊刚出炉的铸件后，在一次起吊过程中突然断裂，请问为什么？为了防止这种事情再次发生，已有什么建议。
答：冷拔钢丝由于有加工硬化，故其强度较高，承载能力较强，当其被红热的鄂板加热的时候，当温度上升到了再结晶温度以上，会发生再结晶，使得强度下降，不能承受鄂板重量，故会发生断裂。建议是进行再结晶退火。
3、课本144页，三元相图各个区，线，点处的结晶顺序和室温组织组成物的计算。（此题具体细节不详，请参考144页相关知识点备考）
