1 分析固态相变的动力和阻力。
动力：体系自由能差
阻力：1.两相表面能产生界面能2.界面原子同时受到两相的制约，原子所处的位置要偏离其平衡位置，产生额外应变能。
2 讨论固态相变新相形状的影响因素。
3 比较扩散型相变和非扩散型相变的特点。 外形变化 成分变化 位向关系 扩散型相变 无外形变化 新相与母相成分不同，有成分变化 非扩散型相变 外形有变化，产生表面浮凸 新相与母相成分相同，无成分变化 新相与母相之间的晶体学位向关系可新相与母相之间有一定的晶体学位向关系 有可无 相界面移动速度极快，接近声速 长大速度取决于原子扩散速度 长大速度
1以共析钢为例，说明奥氏体的形成过程，并讨论为什么在铁素体相消失的瞬间，还有部分渗碳体未溶解?
共析钢在加热和冷却过程中经过A1线时，发生珠光体与奥氏体间的相互转变，奥氏体形成时系统总自由能变化为 ?G??GV??GS??Ge只有当温度高于A1时，珠光体向奥氏体转变的驱动力才能克服界面能，奥氏体才能自发形成。所以，奥氏体形成必须要有一定的过冷度。奥氏体的形成过程是由碳含量和点阵结构不同的两个相转变为另一种点阵结构的均匀相，包括C原子的扩散重新分布和Fe原子由体心立方向面心立方的点阵重构。 1。奥氏体的形核
形核部位：铁素体和渗碳体两相界面上，以及珠光体团边界处。 2.奥氏体晶核长大，碳在奥氏体中扩散，也在铁素体中扩散。 3. 剩余碳化物溶解 4.奥氏体均匀化
由于：奥氏体向铁素体中的长大速度比向渗碳体中的长大速度快很多，渗碳体剩余。
2奥氏体的晶粒度由几种表示方法？并讨论影响奥氏体晶粒度的影响因素。
起始晶粒度；实际晶粒度；本质晶粒度。 1 加热温度和保温时间的影响
随加热温度升高奥氏体晶粒长大速度提高。当加热温度较低时，保温时间对奥氏体晶粒大小影响不大；当加热温度较高时，初期保温时间奥氏体晶粒长大速度较大，随后逐渐降低。
加热温度较高时，保温时间应当缩短，才能保持较小的奥氏体晶粒。
2 加热速度的影响
加热速度提高，奥氏体形成温度提高，形核率和长大速率都提高，但形核率和长大速率之比增大，所以起始晶粒细小。如果保温时间过长，由于起始晶粒小，温度高，晶粒长大速度快，所以只有快速加热、短时保温才能获得细小的实际奥氏体晶粒。
3 钢中碳含量的影响：
在一定的碳含量范围内，随碳含量的增加，碳原子和铁原子的扩散速度提高，促进奥氏体晶粒长大；但碳含量过高，二次渗碳体不能全部溶解，形成第二相质点，阻碍奥氏体晶粒长大。 4 合金元素的影响：
钢中加入形成难熔化合物的合金元素，奥氏体中存在很多弥散分布的稳定化合物，阻碍奥氏体晶粒长大。
用Al脱氧的钢，形成的AlN阻在奥氏体晶粒长大，属于本质细晶粒钢。用Si和Mn脱氧的钢，不形成难溶第二相，属于本质粗晶粒钢。
3解释钢的组织遗传现象和断口遗传现象，分析产生原因，讨论防止方法。 组织遗传：具有粗大晶粒的原始奥氏体冷却得到的非平衡组织加热奥氏体化时，在一定的加热条件下，新形成的奥氏体晶粒会继承和恢复原始粗大的奥氏体晶粒。这种粗大奥氏体晶粒的遗传性，称为钢的组织遗传现象。 合金钢以非平衡组织加热时，采用慢速加热和快速加热均容易出现组织遗传，只有采用中等速度加热奥氏体化才有可能不出现组织遗传。
加热速度较快时，板条马氏体没有发生再结晶，形成针形奥氏体，抑制了球形奥氏体的形成，组织遗传性增大。
加热速度很慢时，部分碳和合金元素向马氏体板条边界或束界上偏聚，使马氏体不易发生再结晶，有利于针形奥氏体形成，导致组织遗传。
断口遗传：具有粗大晶粒的原始奥氏体冷却得到的非平衡组织加热奥氏体化时，以中等加热速度加热到Ac3以上时，新形成的奥氏体晶粒会得到细化，不发生组织遗传，但这种细晶组织却出现了粗晶断口，这种现象称为断口遗传现象
产生断口遗传现象的可能原因：
1原始粗大奥氏体晶界上有MnS沉淀粒子，使晶界强度下降。
2原奥氏体晶粒内的细小奥氏体晶粒空间取向一致，形成晶内织构，相当于粗大晶粒。
3原始奥氏体晶界富集C和Cr元素，形成碳化铬沿晶界析出，导致晶界结合力下降，引起粗大奥氏体晶界断裂。
控制粗大奥氏体晶粒遗传的方法：
粗大奥氏体晶粒遗传的主要原因是针形奥氏体的形成及其长大合并。控制粗大奥氏体晶粒遗传的方法有：
1对由粗大奥氏体晶粒冷却得到的非平衡组织，采用退火或高温回火处理，获得细小碳化物和铁素体混合组织，再加热奥氏体化，不行成针形奥氏体，可以避免粗大奥氏体晶粒遗传。
2利用奥氏体的自发再结晶，可消除粗大奥氏体晶粒的遗传。 3对低合金钢，可采用多次正火，减弱或消除组织遗传。 1珠光体片层间距的控制方法、原理和意义。
珠光体的片层间距主要取决于珠光体形成时的过冷度，而与奥氏体晶粒度无关。过冷度越大，珠光体形成温度越低，珠光体片层间距越小，存在如下经验关
系： S0 = ( 8.02/?T )×103 (nm) 式中过冷度?T的单位为K。
意义：通过优化冷却条件，可以得到组织非常细小的珠光体组织，具备合适的强度和塑性配合，也可直接在工程中使用，如钢轨、火车轮、车轴等。因此，研究珠光体转变的目的之一是为获得需要的珠光体组织而指定合适的珠光体转变工艺提供理论根据。
2 珠光体转变动力学特点和影响因素。 特点：1珠光体转变有孕育期。
2随转变温度降低，孕育期减小，某一温度孕育期最短，温度再降低，孕育期又增加。
3随转变时间增加，转变速度提高，当转变量超过50%时，转变速度又逐渐降低，直至转变完成。
1.碳含量的影响：
对于亚共析钢，随碳含量增加，先共析铁素体析出速度降低，珠光体的转变速度也降低。对于过共析钢，随碳含量增加，先共析渗碳体析出速度增大，珠光体转变速度提高。
2.奥氏体成分均匀性和碳化物溶解情况的的影响：
奥氏体成分不均匀和有未溶碳化物时，先共析相和珠光体的形成速度提高。 3.奥氏体晶粒度的影响：
奥氏体晶粒细小，先共析相和珠光体的形成速度提高。 4.奥氏体化温度和时间的影响：
奥氏体化温度提高或保温时间延长，碳化物进一步溶解，奥氏体更加均匀，晶粒进一步长大，珠光体转变推迟。 5.应力和塑性变形的影响：
对奥氏体进行拉应力或塑性变形，珠光体转变速度加快。 3亚共析钢中相间沉淀的产生条件、强化机理和影响因素。
产生条件：合金中有一定的碳（氮）和强碳（氮）化物形成元素，一般为低碳低合金钢。
合适的奥氏体化温度，使合金中的碳化物和氮化物充分溶解。 连续冷却转变时，冷却深度要适中。冷速太慢，则特殊碳化物容易聚集长大，钢的性能下降；冷速过快，则细小特殊碳化物来不及形成，发生其它转变。 等温转变时，转变温度较高或者较低都使相间析出深度减慢，具有C曲线动力学特征，符合扩散型相变的形核长大规律。
机理：亚共析钢奥氏体冷却到A1以下某一温度时，首先在奥氏体晶界上形成铁素体，并向奥氏体中长大，使铁素体附近的奥氏体碳浓度提高，铁素体长大受阻。如在铁素体－奥氏体界面形成碳化物，则可降低界面奥氏体碳浓度，使铁素体继续长大。
由于合金元素扩散速度较低，钢中碳含量较低，形成的合金碳化物尺寸很小。 相间沉淀的碳化物与铁素体具有一定的晶体学位向关系。
由于碳化物是在相变过程中的相界面处形成，空间呈层状分布
影响因素：相间沉淀产物的形态与性能，相间沉淀组织中，分布粒状碳化物的平
面之间的距离（面间距）随等温转变温度降低或冷却速度的增大而减小，同时碳化物颗粒细化。合金元素越多，碳化物颗粒越细，面间距越小。碳含量越高，碳化物素量越多，面间距越小。
相间沉淀产物的强度主要取决于碳化物的弥散强化和晶粒细化强化。 1 试述马氏体的晶体结构及其长生原因。
马氏体的晶体结构是体心正方。马氏体体心立方晶体的八面体间隙可以分成三组，每一组中的间隙位置加入碳原子后，都使一个方向的晶格参数被拉长。如果80％的碳原子都占据三组中的一组，则体心立方点阵的一个轴被拉长，称为体心正方晶体。这就是马氏体是体心正方结构的原因。
随碳含量提高，马氏体的点阵常数中c线性增大，a线性降低，c/a线性增大 3 试述马氏体转变的主要特点。 一、切变共格和表面浮凸现象： 二、马氏体转变的无扩散性
转变过程不发生成分变化，但却发生了晶体结构的变化。 转变温度很低，但转变速度极快。 三、具有一定的位向关系和惯习面：
四、马氏体转变是在一个温度范围内完成的：
马氏体转变是奥氏体冷却的某一温度时才开始的，这一温度称为马氏体转变开始温度，简称Ms点。
马氏体转变开始后，必须在不断降低温度的条件下才能使转变继续进行，如冷却中断，则转变立即停止。
当冷却到某一温度时，马氏体转变基本完成，转变不再进行，这一温度称为马氏体转变结束温度，简称Mf点。 五、马氏体转变的可逆性
在某些合金中，奥氏体冷却转变为马氏体后，重新加热时，已经形成的马氏体又可以通过逆向马氏体转变机构转变为奥氏体。这就是马氏体转变的可逆性。 将马氏体直接向奥氏体转变的称为逆转变
4 试述钢中板条状马氏体和片状马氏体的形貌特征和亚结构并说明它们的性能差异。
一、板条状马氏体：
板条马氏体是低、中碳钢中形成的一种典型马氏体组织，其形貌特征可描述如下：
在一个原奥氏体晶粒内部有几个（3－5个）马氏体板条束，板条束间取向随意；在一个板条束内有若干个相互平行的板条块，块间是大角晶界；在一个板条块内是若干个相互平行的马氏体板条，板条间是小角晶界。马氏体板条内存在大量的位错，所以板条马氏体的亚结构是高密度的位错和位错缠结。 二、片状马氏体：
在一个原奥氏体晶粒内部有许多相互有一定角度的马氏体片。马氏体片的空间形态为双凸透镜状，横截面为针状或竹叶状。在原奥氏体晶粒中首先形成的马氏体片贯穿整个晶粒，将奥氏体晶粒分割，以后陆续形成的马氏体片越来越小，所以马氏体片的尺寸取决于原始奥氏体晶粒的尺寸。
片状马氏体的形成温度较低，在马氏体片的周围往往存在着残余奥氏体。 片状马氏体的内部亚结构主要是孪晶。当碳含量较高时，在马氏体片中可以看到中脊，中脊面是密度很高的微孪晶区。 特征 碳含量 板条状马氏体 <0.3% 片状马氏体 1.0%－1.4% 1.4%－2.0%
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