结构钢的CCT曲线与TTT曲线的关系--硕士论文下载
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结构钢的CCT曲线与TTT曲线的关系
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摘要第1-3页ABSTRACT第3-7页第1章&绪论第7-15页&&&·引言第7-11页&&&&&·TTT&曲线第7-9页&&&&&·CCT&曲线第9-10页&&&&&·CCT&曲线和&TTT&曲线比较第10-11页&&&·文献综述第11-14页&&&&&·国内研究进展第11-12页&&&&&·国外研究进展第12-14页&&&·研究目的和意义第14页&&&&&·研究目的第14页&&&&&·研究意义第14页&&&·研究的主要内容第14-15页第2章&结构钢&TTT&曲线转&CCT&曲线第15-36页&&&·引言第15页&&&·典型结构钢选取第15-16页&&&·经典叠加原理第16-23页&&&&&·经典叠加原理公式第16页&&&&&·经典叠加原理计算方法第16-19页&&&&&·经典叠加原理计算结果第19-22页&&&&&·经典叠加原理计算偏差原因分析第22-23页&&&·修正后的叠加原理第23-26页&&&&&·修正后叠加原理公式第23-24页&&&&&·修正后叠加原理计算结果第24-26页&&&·结构钢&TTT&曲线转&CCT&曲线通用公式第26-33页&&&&&·普碳钢&TTT&曲线转&CCT&曲线通用公式第26-29页&&&&&·低碳合金钢&TTT&曲线转&CCT&曲线通用公式第29-32页&&&&&·结构钢&TTT&曲线转&CCT&曲线通用公式简单验证第32-33页&&&·程序编制及实例计算第33-35页&&&&&·程序设计第33-34页&&&&&·计算实例第34-35页&&&·本章小结第35-36页第3章&结构钢&CCT&曲线转&TTT&曲线第36-57页&&&·引言第36页&&&·结构钢&CCT&曲线转&TTT&曲线原理概述第36-47页&&&&&·CCT&曲线转&TTT&曲线一般公式第37-40页&&&&&·CCT&曲线转&TTT&曲线计算方法第40-41页&&&&&·CCT&曲线转&TTT&曲线计算结果第41-42页&&&&&·CCT&曲线转&TTT&曲线计算偏差原因分析第42-44页&&&&&·修正后的&CCT&曲线转&TTT&曲线公式第44-47页&&&·结构钢&CCT&曲线转&TTT&曲线公式第47-53页&&&&&·普碳钢&CCT&曲线转&TTT&曲线公式第47-50页&&&&&·低碳合金钢&CCT&曲线转&TTT&曲线公式第50-52页&&&&&·结构钢&CCT&曲线转&TTT&曲线公式的简单验证第52-53页&&&·程序编制及实例计算第53-56页&&&&&·程序设计第53-55页&&&&&·计算实例第55-56页&&&·本章小结第56-57页第4章&试验验证第57-70页&&&·试验目的第57页&&&·试验材料及试验条件第57-58页&&&·试验得到&CCT&曲线的步骤第58-60页&&&&&·试验方法第58页&&&&&·临界点的测定第58-59页&&&&&·最终&CCT&曲线图第59-60页&&&·试验得到&TTT&曲线的步骤第60-61页&&&&&·试验方法第60-61页&&&&&·最终&TTT&曲线图第61页&&&·试验结果分析第61-69页&&&&&·由&TTT&曲线预测&CCT&曲线结果及误差第61-65页&&&&&·由金相组织照片分析验证得到的&CCT&曲线第65-66页&&&&&·由&CCT&曲线预测&TTT&曲线结果及误差第66-68页&&&&&·由金相组织照片分析验证得到的&TTT&曲线第68-69页&&&·本章小结第69-70页第5章&结论第70-71页参考文献第71-75页致谢第75-76页攻读硕士学位期间的研究成果第76页
论文编号BS2086635，这篇论文共76页会员购买按0.35元/页下载，共需支付<font color="#FF元。&&&&&&&&直接购买按0.5元/页下载，共需要支付38元 。
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比较过共析钢的TTT曲线和CCT曲线的异同点.
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TTT曲线和CCT曲线的异同点：相同点：1、 都具有渗碳体的先共析线.2、 相变都有一定的孕育期.3、 曲线中都有一条相变开始线和一条相变完成线.不同点：1、 CCT曲线中无贝氏体转变区.2、 CCT曲线中发生相变的温度比TTT曲线中的低3、 CCT曲线中发生相变的孕育期比TTT曲线中长.得不到贝氏体组织的原因：在过共析钢的奥氏体中,碳浓度高,使贝氏体孕育期大大延长,在连续冷却转变时贝氏体转变来不及进行便冷却至低温.Ms线的不同点及原因：不同点：亚共析钢的CCT曲线中的Ms线右端呈下降趋势,而过共析钢的CCT曲线中的Ms线右端呈上升趋势.原因：这是因为在亚共析钢中由于先共析铁素体的析出和贝氏体转变,造成周围奥氏体的富碳,从而导致Ms线下降.而过共析钢由于先共析渗碳体的析出,而且在连续冷却过程中也无贝氏体转变,使周围奥氏体贫碳,导致Ms线上升.
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计算机在材料科学与工程中的应用
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第一章绪论&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&1
& 1．1材料科学与工程&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&1
&&& 1．1．1材料科学的研究领域及特点&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&1
&&& 1．1．2材料科学的研究方法和手段&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&1
& 1．2现代计算机技术与应用&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&．2
&&& 1．2．1现代计算机技术的发展&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&2
&&& 1．2．2计算机技术的应用范围及特点&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&2
&&& 1．2．3计算机硬件与软件&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&3
&&& 1．2．4计算机的操作系统&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&4
&&& 1．3材料科学与工程中的计算机应用&&&&&&&&&&&&&&&&&&&4
&&& 1．3．1计算机技术在材料设计中的应用&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&4
&&& 1．3．2材料科学与工程中的数据库&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&4
&&& 1．3．3人工智能(AI)理论与材料科学&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&5
&&& 1．3．4计算机模拟在材料科学中的应用&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&6
&&& 1．3．5计算机用于材料性能检测&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&7
&&& 1．3．6材料成型过程中的计算机应用&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&7
&&& 参考文献&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&9
第二章材料价电子结构及性能的计算机分析&&&&&&&&&&&&&&&&&1 1
& 2．1价电子理论基础&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&11
&&& 2．1．1原子的结构与键合&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&11
&&& 2．1．2余氏理论&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&14
&&& 2．1．3程氏理论&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&19
&&& 2．1．4余氏理论与程氏理论之间的关系&&&&&&&&&&&&&&&&&&&20
&&& 2．2合金电子结构在合金成分设计中的应用&&&&&&&&&&&&&&&&21
&&& 2．2．1相结构因子&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&21
&&& 2．2．2相结构因子与热力学相变的关系&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&22
&&& 2．2．3界面结合因子&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&22
&&& 2．2．4界面的电子结构与力学性能的关系&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&24
&&& 2．2．5相结构因子和界面结合因子在合金设计中的应用&&&&&&&&&&&&&24
&&& 2．3计算机在合金电子结构计算中的应用&&&&&&&&&&&&&&&&&25
&&& 2．3．1计算机在合金相空间电子结构计算的应用&&&&&&&&&&&&&&&&&&25
&&& 2．3．2合金相界面电子结构计算&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&27
&&& 2．4计算机辅助合金成分设计实例&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&31
&&& 2．4．1耐磨材料的设计&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&31
&&& 2．4．2低合金超高强度钢成分设计&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&34
&&& 参考文献&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&39
第三章材料科学中的计算机模拟&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&41
& 3．1计算机模拟概述&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&41
&&& 3．1．1计算机模拟的历史&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&41
&&& 3．1．2计算机模拟的研究范畴&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&43
&&& 3．1．3材料研究的主要模拟技术&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&43
& 3．2蒙特卡罗模拟方法&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&45
&&& 3．2．I MC方法的发展&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&45
&&& 3．2．2 MC方法基础&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&46
&&& 3．2．3 MC方法在材料科学领域的应用&&&&&&&&&&&&&&&&&&&49
& 3．3分子动力学模拟方法&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&51
&&& 3．3．1 MD方法的发展&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&5l
&&& 3．3．2 MD方法基础&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&52
&&& 3．3．3 MD方法在材料科学领域的应用&&&&&&&&&&&&&&&&&&&55
& 3．4元胞自动机模拟方法&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&59
&&& 3．4．1 CA方法概述&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&59
&&& 3．4．2 CA方法在材料科学领域中的应用&&&&&&&&&&&&&&&&&&61
& 3．5有限差分法与有限元法&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&64
&&& 3．5．1有限差分方法&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&64
&&& 3．5．2有限元法&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&68
&&& 参考文献&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&81
第四章材料科学与工艺过程的计算机应用&&&&&&&&&&&&&&&&&&82
&&& 4．1计算机在材料组织转变过程中的应用&&&&&&&&&&&&&&&&&82
&&& 4．1．1 TTT和CCT曲线&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&82
&&& 4．1．2 TTT(等温转变)曲线的模拟&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&83
&&& 4．1．3 CCT(连续冷却转变)曲线的模拟&&&&&&&&&&&&&&&&&&85
& 4．2相图及其计算&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&88
&&& 4．2．1相图计算原理&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&88
&&& 4．2．2采用计算机计算相图&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&89
&&& 4．2．3计算相图软件简介& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&95
&&& 4．3计算机在金属热加工工艺中的应用&&&&&&&&&&&&&&&&&&99
&&& 4．3．1加热和冷却过程中相变与温度及应力之间的关系&&&&&&&&&&&&&&&99
&&& 4．3．2加热和冷却过程中温度的分布计算&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&100
&&& 4．3．3加热和冷却过程中溶质浓度的分布计算&&&&&&&&&&&&&&&&&&103
&&& 4．3．4金属固态相变过程的计算问题&&&&&&&&&&&&&&&&&&&105
&&& 参考文献&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&106
第五章材料研究中的计算机控制与检测系统&&&&&&&&&&&&&二&&&一108
&&& 5．1计算机控制系统基础&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&108
&&& 5．1．1计算机控制系统的构成&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&108
&&& 5．1．2计算机控制系统的分类&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&110
&&& 5．1．3用于工业控制的计算机分类及选择方法&&&&&&&&&&&&&&&&&&111
&&& 5．1．4计算机测控系统的输入输出部件&&&&&&&&&&&&&&&&&&113
&&& 5．2材料热加工设备的计算机控制&&&&&&&&&&&&&&&&&&&113
&&& 5．2．1温度测量与控制&&一&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&．113
&&& 5．2．2碳势控制原理&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&115
&&& 5．2．3氮化工艺的计算机控制&&&&&&&&&&&&&&二&&&&&&&116
&&& 5．3用于材料检测的电子显微镜&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&117
&&& 5．4材料组织结构的检测&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&118
&&& 5．4．1金相图像分析系统&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&118
&&& 5．4．2材料缺陷的计算机分析&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&．．120
&&& 5．4．3材料显微组织的计算机仿真&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&121
&&& 5．5计算机在材料性能检测中的应用&&&&&&&&&&&&&&&&&&123
&&& 5．5．1差热分析系统(DSC)& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&123
&&& 5．5．2 x．射线衍射系统&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&124
&&& 5．5．3材料试验机中的计算机辅助测试系统&&&&&&&&&&&&&&&&&126
&&& 参考文献&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&．&&&&&&&&&．127
第六章材料科学中的数据库及人工智能的应用&&&&&&&&&&&&&&&&129
&&& 6．1数据库技术&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&129
&&& 6．1．1数据库技术的发展&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&129
&&& 6．1．2数据库系统中的数据模型&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&130
&&& 6．1．3数据库系统结构及其特点&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&．131
&&& 6．1．4工程数据库特点及其应用&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&131
&&& 6．2材料科学领域的数据库&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&132
&&& 6．2．1材料数据库的特点及发展现状&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&132
&&& 6．2．2工业部门对材料数据库的需求&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&133
&&& 6．2．3常用合金钢数据库的设计与实现&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&134
&&& 6．2．4用于分析物质结构的PDF检索系统&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&140
&&& 6．2．5数据库技术在材料成型领域中的应用&&&&一&&&&&&&&&&&&&144
&&& 6．3专家系统及其在材料科学中的应用&&&&&&&&&&&&&&&&一．145
&&& 6．3．1专家系统构成及工作原理&&&：&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&．145
&&& 6．3．2专家系统的特点及类型&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&146
&&& 6．3．3材料领域应用的专家系统&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&147
&&& 6．3．4典型专家系统发展与应用&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&150
&&& 6．4人工神经网络技术及其在材料科学中的应用&&&&&&&&&&&&&153
&& 6．4．1人工神经网络基本理论&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&154
&&& 6．4．2人工神经网络在材料科学中的应用&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&156
&&& 6．4．3人工神经网络应用于材料领域的现存问题及展望&&&&&&&&&&&&161
&&& 参考文献&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&161
第七章材料科学研究中的数掘与图像处理&&&&&&&&&&&&&&&&&&163
&&& 7．1利用Origin 7．0进行数据处理&&&&&&&&&&&&&&&&&&&163
&&& 7．1．1 Origin 7．O基础&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&163
&&& 7．1．2 0rigin 7．O数据操作&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&165
&&& 7．1．3图形绘制&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&168
&&& 7．1．4曲线拟合&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&174
&&& 7．1．5 Origin 7．O在材料科学研究中的应用举例&&&&&&&&&&&&&&&176
&&& 7．2计算机图像处理在材料科学研究中的应用&&&&&&&&&&&&&&181
&&& 7．2．1图像处理基础&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&181
&&& 7．2．2利用Photoshop对材料图像分析与处理&&&&&&&&&&&&&&&&&&181
&&& 7．2．3体视学与图像分析技术在材料科学中的应用&&&&&&&&&&&&&&&&183
&&& 7．2．4分形理论及其在材料科学中的应用& &&&&&&&&&&&&&&&&&186
&&& 参考文献&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&188
&&& 本书由辽宁工业大学出版基金资助出版。
&&& 计算机技术的飞速发展，已使计算机成为自电力发明以来最具生产潜力
& 的工具，在当今世界的各个领域日益发挥着巨大作用。同样，计算机技术在
& 材料科学与工程领域得到了广泛的应用，并已成为材料学科的技术前沿和最
& 为活跃的研究领域。材料科学与工程是一门研究材料的组成、结构、性能、
& 制备工艺、使用性能以及它们之间相互关系的科学。为了适应高校的教育改
& 革、结合专业调整改革的现状，根据材料类专业学生学习的需要，我们编写
& 了本书。目的是增强学生的学习兴趣，拓宽其专业知识面。
&&& 本书力求加强基础理论，阐明基本方法和基本问题；反映国内外材料科
& 学领域计算机应用的状况和最新进展，开拓学生的思路和视野。本书内容全
& 面、新颖、系统，并且有所侧重。全书共分七章。其中，第一章介绍计算机
& 在材料科学中的应用概况；第二章介绍基于经验电子理论对材料成分设计的
& 计算机辅助设计，相结构因子和界面结合因子与相变及各种强化因素的关系；
& 第三章介绍晶体凝固理论的计算机模拟研究，以及蒙特卡罗积分与模拟、分
& 子动力学模拟、元胞自动机(CA)等方法在凝固过程中的研究应用，并针对
& 科学研究中经常遇到的试验数据处理，介绍常用的有限差分方法及有限元的
& 基本原理；第四章介绍热处理过程中温度场、相变过程、应力场的模拟计算
& 方法，详细介绍了不同坐标系下渗碳浓度的计算方法，计算机的应用使材料
& 工艺控制水平大大提高；第五章在介绍计算机检测与控制系统的构成的基础
& 上，介绍计算机炉温控制方法、碳势控制原理和控制方法、碳势测量装置及
& 微机碳势控制系统的构成；第六章介绍数据库、专家系统和人工神经网络的
基本原理及其在材料科学与工程中的应用实例；第七章介绍材料设计中的计
算机常用软件。本书既可以作为教材使用，同时也可供其他材料科学工作者
&&& 全书编写体系和章节内容由刘兴江确定。齐锦刚编写第三、六、七章；
史艳华编写第一章；王冰编写第二章；赵海燕编写第四章；第五章第一节由
陈晓英编写，第二～第五节由刘兴江编写。本书绘图由曹丽云完成。
&&& 在本书编写过程中，得到了辽宁工业大学的大力支持，作者对所有关心
和帮助本书编写与出版的同志表示衷心的感谢!另外．各章末尾列出了主要
参考文献，在此对所有参考文献的作者表示衷心感谢。
&&& 由于材料科学领域的计算机应用涉及面广，且计算机技术的发展日新月
异，加之作者水平所限，书中错误和不足在所难免，敬请读者批汗指正。
&&& 2007年4月
第四章材料科学与工艺过程的计算机应用
&&& 计算机技术的飞速发展，正以其前所未有的速度推动社会发展。计算机作为一种现
代工具，在当今世界各个领域日益发挥着巨大的作用。在材料科学研究领域也不例外，应
用计算机技术，提高了科研人员的工作效率，缩短了科研及产品的更新换代周期，从而节
约了大量的人力、物力和财力，达到事半功倍的效果。计算机技术在材料科学与工程中的
应用，带来了材料科学深入研究的春天。
&&& 计算机模拟技术是利用计算机的强大的计算推理能力及绘图功能，根据事物的客观环
境条件及本身性质规律，仿照实际情况来推测预报可能出现的情况的一门技术。今天，计
算机模拟已经成为解决材料科学实际问题的重要方法之一。
&&& 计算机技术广泛应用在材料研究领域，如新材料、新合金的设计，材料行为工艺的模
拟，材料加工的自动化控制、材料的数据处理及检测等方面。本章将着重从计算机在材料
科学与工艺过程的应用方面加以介绍。&&& ．
&&& 计算机在材料科学与工艺过程中的应用，最重要的一条是数据库的应用，把浩如烟海
的数据和各种工艺参数录入计算机，通过数据库技术进行处理，使繁琐复杂的计算变得简
单、直观；使新工艺、新流程在最短的时间内设计成为可能，并根据材料的结构和性能设
计出人类所需要的新材料。
4．1& 计算机在材料组织转变过程中的应用
&&& 材料的性能主要取决于该材料内部的组织结构。对于材料组织及性能的研究，无论前
人还是今人，都做了大量的工作，并取得了很大的成绩。然而，传统的研究方法已不能满
足材料日新月异的发展要求，要进一步研究材料的组织和性能，就必须有计算机的介入，
它能使原来复杂的工作简单化，系统化。通过建立各种材料数据库，采用计算机模拟，对
材料组织及性能进行分析研究，对材料加工的后续步骤具有深远意义，同时为材料科学的
进一步研究奠定了良好的基础。&&&
&&& 钢中组织转变规律是热处理工艺的理论基础，称为热处理原理，包括钢的加热转变、
珠光体转变、马氏体转变、贝氏体转变和回火转变等。其直观表达为钢的等温转变
(TTT)曲线和连续冷却转变(CCT)曲线。TTT曲线和CCT曲线，无论在理论上还是
实际上都有重要的意义，它为钢的热处理工艺提供了可靠的依据。下面以钢的组织转变过
程中的计算机模拟为例，分别介绍钢的TTT曲线和CCT曲线的模拟情况。
4．1．1 TTT和GOT曲线
&&& 钢的组织转变既包括加热时的组织转变也包括冷却时的组织转变，而其常温组织是在
加热后的冷却过程中形成的。为了使钢获得某种预期的组织结构，就需要准确地测量钢在
热处理或热加工中的冷却过程，了解组织转变的内部机理，合理地确定热处理工艺。
&&& 钢的TTT曲线和CCT曲线是合理制定热处理工艺规程和发展新的热处理工艺的重要
& 依据，它对于分析研究各种钢材在不同热处理条件下的组织结构和机械性能、合理选用钢
& 材也有重要的参考价值，因此在生产实践和科学研究方面应用较广，具有重要的实际意
&&& 过冷奥氏体在共析转变温度A，以下的不同温度范围内将按不同机理转变成不同类型
的组织，虽然转变的组织类型主要取决于转变温度，但转变的程度往往又与时间密切相
关。因此，根据冷却条件，可以用TTT曲线和CCT曲线来全面地反映过冷奥氏体转变与
等温温度、时间或者与冷却速度间的关系。
&&& 20世纪30年代，Davenport和Bain首先在等温条件下研究钢的组织转变过程，并
发表了关于碳钢和合金钢奥氏体等温转变的研究论文，提出了时间．温度一转变(Time．
Temperature-Transformation)曲线，即TTT曲线。通过对TTT曲线的分析，可以获得
钢在快速冷却至不同温度下等温停留过程中的组织转变情况。但是，热处理时钢的冷却转
变多数是在连续冷却条件下进行的，如普通淬火、正火和退火等。虽然也可以通过TTT
曲线来分析连续冷却过程中奥氏体的转变情况，但结果往往是粗略的，甚至会出现较大的
出入。因而20世纪40年代初人们开始研究连续冷却条件下钢的组织转变过程，提出了连
续冷却转变(Continuous Cooling Transformation)曲线，即CCT曲线。CCT曲线是分
析不同冷却速度下的连续冷却过程中的组织转变过程以及转变产物的组织和性能的重要依
&&& TTT曲线和CCT曲线为组织转变提供了两种不同的模拟途径，这两种曲线直观、实
用，在实际生产中得到广泛的应用，成为研究、生产和使用钢种的一种必不可少的工具。
特别是近年来，冷却转变曲线在非晶态材料中也得到了应用。20世纪70年代初，计算机
模拟技术的广泛应用，使得材料组织的计算机模拟得到长足的发展。
&&& 随着等温温度的不同，转变量与时间的关系也不同，因此B与n的值也随着等温温
度的变化而变化。所以，为了保证计算的组织转变与实际等温转变过程相吻合，计算时要
对Johnson-Mehl方程和Avrami方程进行修正。
&&& 连续冷却时，丑与，l随着冷却速度变化而变化，因而，为使计算结果与实测结果相
吻合．需要考虑实际转峦开始时间r。则Avrami方程修正为
&&& 此外，考虑到组织转变过程中溶质浓度的变化，形核、长大速率逐渐减小，因此，不能将
B与h的值仅仅认为是温度的函数。将时间取对数，则Avrami方程修正方程为
&&& 若等温转变为非扩散型转变，则转变量仅取决于温度，而与时间无关。Koistinen和
Marburger通过对马氏体组织转变研究表明，马氏体转变量Vss与温度丁的关系用下面
的公式表示：
式中，M。为马氏体转变开始温度；&为常数，表示马氏体的转变速率，随着钢的成分改
变而改变，一般取为0．011。
&&& (2)模拟计算
&&& 对于非扩散型相变，组织转变与时间无关，实际转变过程中直接采用式(4-8)计算；
而对于扩散型相变，考虑实际冷却过程为连续冷却，式(4．2)不能直接应用，因此，将时
间离散，把连续冷却转变为阶梯冷却，对每个离散时间段的阶梯平台按照等温转变考虑，
再进行叠加。
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技术支持：北京市中大网天科技发展有限公司 &&55、CCT曲线与TTT曲线之间有何差异？
（1）共析钢过冷A 连续冷却转变曲线中没有奥氏体转变为贝氏体的部分在连续冷却转变 时得不到贝氏体组织。（2）与共析钢的TTT曲线相比，共析钢的CCT曲线稍靠右靠下一点，表明连续冷却时，奥氏体完成珠光体转变的温度较低，时间更长。（3）CCT曲线较难测定，一般用过冷A的TTT曲线来分析连续冷却转变的过程和产物，但要注意二者之间的差异。
56、碳含量对C曲线有何影响
（1）亚共析和过共析钢的C曲线中有先共析相析出线；（2）共析钢（C%=0.77%）的过冷A最稳定，C曲线最靠右；(3)亚共析钢的过冷A稳定性随含C量降低而降低，C曲线向左边移动；
(4)过共析钢的过冷A稳定性随含C量增加而降低，C曲线向左边移动；(5)A中的含C量越高，Ms点越低，RA越多；原因：在Ac1 以上温度时，随钢中碳含量增大，奥氏体碳含量不增高，而未溶渗碳体量增多，因它们能作为结晶核心，促进奥氏体分解，所以C曲线左移。
57、为什么淬火钢需要进行回火处理？（重要的）
淬火虽然使钢获得了较高的硬度和强度，但钢的弹性、塑性、韧性较低，淬火内应力较大，组织也不稳定。淬火件未经回火在室温下长期放置，淬火组织将由亚稳定状态向稳定状态转变，并伴随有应力的变化及体积的改变，可能导致工件变形、裂纹甚至断裂。回火可以减小淬火钢件的内应力、降低脆性，提供塑性、韧性和组织稳定性，得到强韧性良好配合的最佳使用性能。对某些含氢量较高易于产生氢脆的钢件，回火还可以起到除氢的作用，故淬火需要进行回火处理。
58、回火过程中产生的回火脆性以及预防措施和二次硬化现象
回火脆性：回火温度升高时，钢的冲击韧性在250~400℃和450~650℃两个区间冲击韧性明显下降，这种催化现象称为回火脆性。（1）第一类回火脆性：原因是在250℃以上回火时，碳化物薄片沿板条马氏体的板条边界或针状马氏体的孪晶带和晶界析出，破坏了马氏体之间的链接，降低了韧性。这类回火脆性无法避免，回火时避开此温度区间。
（2）第二类回火脆性：原因是磷、锡、铅、砷等杂质元素在原奥氏体晶界上偏聚，或以化合物形式析出，降低了晶界的断裂强度。
防止第二类回火脆性的方法：a）对于用回火脆性敏感钢制造的小尺寸的工件，可采用高温回火后快速冷却的方法；b）通过提高钢的纯度，减少钢中的杂质元素，以及在钢中加入Mo、W等合金元素，来一直杂质元素向晶界偏聚，从而降低钢的回火脆性；
c）对亚共析钢可采用在A1~A3临界区加热亚温淬火的方法，使P等有害杂志元素涌入铁素体中，从而减小这些杂志在原始奥氏体晶界上的偏聚，可显著减弱回火脆性。d）采用形变热处理方法也可以减弱回火脆性。
二次硬化：钢中加入Mo、W、V、Ti、Nb、Co等元素时，经淬火并在500~600℃区间回火时，不仅硬度不降低，相反可升高到接近淬火钢的硬度值，这种强化效应，称为合金钢二次硬化。
59、亚、共、过的淬火加热温度为多少？为什么选择这样的加热温度？
（1）亚共析钢的淬火温度一般为Ac3 以上30℃~ 50℃。亚共析钢加热到Ac3 以下时，淬火组织中会保留先共析F，淬火后会出现软点，使硬度达不到要求；同时由于这种组织的不均匀性，还可能影响回火后的机械性能。但为了不致于引起A晶粒的粗化以及尽可能减小淬火缺陷，温度还不能过高，一般为Ac3 以上30℃~ 50℃。
（2）过共析钢的淬火温度一般为Ac1 以上30℃~ 50℃。过共析钢在淬火加热前都要经过球化处理，如果网状渗碳体存在，则应先正火予以消除，然后再加热淬火；故加热至Ac1 以上时，其组织是A和一部分未溶的粒状碳化物（渗碳体）。淬火后，A转变为M，未溶碳化物被保留下来，这不但不会降低钢的硬度，反而对提高耐磨性有利。
（3）共析钢淬火温度低于Accm。A中溶入C量增加使Ms点降低，淬火后残余A量增多，使钢 的硬度下降；A 的晶粒粗化，淬火后得到粗大M，增大脆性；钢的脱碳氧化严重，降低淬 火钢的表面质量；增大淬火应力，从而增大工件变形与开裂倾向。
60、对于大型铸件为什么需要均匀化退火？通过热处理能否完全改善钢中的偏析？为什么？大型铸件在结晶过程中会发生偏析现象，造成大型铸件成分差异大，组织与性能不均匀，导致压力加工或热处理时形成废品以及机械性能恶化。
通过均匀化退火可以有效改善钢中偏析，防止带来危害。对于未开坯或铸造的大型原件铸态组织未被破坏，无法完全改善钢中的偏析。
61、共析钢过冷奥氏体连续冷却转变曲线
Ps－过冷A转变为P型组织开始线
Pf－过冷A转变为P型组织终了线
KK′－过冷A转变中止线
Vk－上临界冷却速度，
共析钢以大于该速度冷却时，
由于遇不到P转变线，
得到马氏体（M）组织。
Vk′－下临界冷却速度，
共析钢以小于该速度冷却时，得到全部P型组织。
亚共析钢与共析钢连续冷却转变的差异
亚共析钢过冷A在高温时有一部分将转变为F，而共析钢没有F的转变。
亚共析钢过冷A在中温转变区会有少量贝氏体（上B）产生，共析钢没有。
过共析钢与共析钢连续冷却转变的差异
过共析钢过冷A在高温区，将首先析出二次渗碳体（Fe3CⅡ），而后转变为其它组织。 由于过共析钢奥氏体中碳含量高，所以油冷、水冷后的组织中应包括残余奥氏体(AR ）。 过共析钢与共析钢一样，其冷却过程中无贝氏体（B）转变。
1、影响金属熔体粘度的因素有哪些？
（1）温度，粘度随温度的提高而降低；（2）化学成分，共晶成分的液态合金的粘度最低；
（3）固态颗粒含量，粘度随颗粒体积百分含量的提高而提高。
2、液态金属的有哪些重要的性质。
（1）液态金属的结构,短程有序、长程无序；（2）液态金属的粘度；
（3）液态金属的表面张力；（4）金属凝固时的体积变化
3、简述液态金属的结构。
液态金属的短程有序、长程无序结构。（1）原子团（由十几到几百个原子组成）内，原子间仍然保持较强的结合力和原子排列的规律性，既短程有序；（2）原子团间的距离增大（产生空穴），结合力减小，原子团具有流动性质；（3）存在能量起伏和结构起伏；（4）随温度的提高，原子团尺寸减小、流动速度提高。
4、金属氧化的热力学判据是什么？
在标准状态下，金属的氧化趋势、氧化顺序和可能的氧化烧损程度，一般可用氧化物的标准生成自由焓变量△G0，分解压Po2或氧化物的生成热△H0作判据。通常△G0、Po2或△H0越小，元素氧化趋势越大，可能的氧化程度越高。
5、氧化精练的原理和过程是什么？
原 理：利用氧将金属中的杂质氧化成渣或生成气体而排除。
工艺步骤：（1）将杂质元素及部分基体金属氧化；（2）去除杂质元素氧化物；
（3）将氧化的基体金属氧化物还原。
6、氧化精炼的实质及热力学条件是什么？
氧化精炼的实质是利用氧将金属中的杂质氧化成渣或生成气体而排除的过程；
热力学条件是：杂质元素对氧的亲和力大于基体金属对氧的亲和力。
7、金属挥发的影响因数有那些？
（1）熔体温度；温度越高，蒸气压越大，挥发速率越快，挥发损失就越大；（2）金属及合金元素；蒸气压大，蒸发热小，沸点低的金属易发损失；（3）炉膛压力，炉膛压力对金属挥发损失影响很大。一般压力越小，挥发损失越大，（4）其他因素；时间、比表面积和氧化膜的性质。
8、简述夹渣的来源及去除方法；
（1）来源可分为外来夹渣和内生夹渣两种。外来夹渣是由原材料带入的或在熔炼过程中进入熔体的耐火材料、熔剂、锈蚀产物、炉气中的灰尘以及工具上的污物等。内生夹渣是在金属加热及熔炼过程中，金属与炉气和其他物质相互作用生成的化合物（如氧化物、碳化物、氮化物和氢化物等）。（2）去除方法：a）静置澄清法；b）浮选法；c）熔剂法；4）过滤法
9、金属熔体中气体的存在形式有哪些？
气体在铸锭中有三种存在形态：固溶体、化合物和气孔。
10、影响金属熔体中含气量的因素有哪些？
（1）金属和气体的性质；（2）气体的分压；（3）温度；（4）合金元素
11、简述分压差脱气精练的原理和方法。
分压差脱气精炼法可分为气体脱气法、熔剂脱气法，沸腾脱气法和真空脱气法四种。
（1）气体脱气法：a）惰性气体精炼：惰性气体是指那些本身不溶于金属熔体，且不与熔体发生化学反应的气体，如铝合金常用的氮气和氩气等。b）活性气体精炼
（铝合金用氯气脱气效果较好）2Al+3Cl2=2AlCl3↑（主要反应） 2[H]+Cl2=2HCl↑
c）混合气体精炼，混合气体精炼能充分发挥惰性气体和活性气体的长处，并减免其害处
（2）熔剂脱气法：使用固态熔剂脱气时，将脱水的熔剂用钟罩压入熔池内，依靠熔剂的热分解或与金属进行的化学反应所产生的挥发性气泡，达到脱氢的目的。
（3）真空脱气法：一般在10托真空度下能使铝熔体中的氢含量降到0.1cm3/100g。
12、什么叫溶质再分布？溶质再分布是合金在非平衡凝固时，铸件成分偏离原始成分、随凝固过程和条件不同，先后凝固部分的成分不均匀、不一致的现象。
13、配料的计算方法和过程是怎么样的？
配料计算程序如下：首先计算包括熔损在内的各成分需要量；其次计算由废料带入的各成分量；再计算所需中间合金和新金属料量；最后核算。
配料计算的其他方法：配料计算其实是基于元素的含量平衡而进行的，因此在数学上有许多方法，如用求解多元一次方程的方法，设所需要的物料量为未知数，以每种元素平衡为一个方程，建立方程组进行求解即可。
14、什么叫成分过冷？ 如果界面前沿液体的实际温度T实低于TL，则这部分液体处于过冷状态。这一现象称为成分过冷。
15、什么是中间合金，采用中间合金的理由是什么 ？
（1）中间合金：将有些单质做成合金，使其便于加入到合金中，解决烧损，高熔点合金不易熔入等问题同时对原材料影响不大的特种合金。（2）理由：a）是为了便于加入某些熔点较高且不易溶解或易氧化、挥发的合金元素，以便更准确地控制成分；b）使用中间合金作炉料，可以避免熔体过热、缩短熔炼时间和降低熔损。
16、为什么在非平衡凝固条件下，单相合金凝固铸件中会出现共晶体？ 凝固过程中溶质再分布的基本关系式CS*=kC0 (1-fS)(k-1)
CL*=CL= C0fL(k-1)
在这一情况下的溶质再分布，会导致铸锭成分分布不均匀，在凝固后期，液相成分远高于C0，甚至可达到共晶体分成CE，使单相合金铸锭中出现共晶组织。
17、成分过冷是怎样影响铸件组织的形态的？
随着成分过冷由弱到强，单相合金的固/液界面生长方式依次成为平面状、胞状、胞状-树枝状四种形式，得到的晶体相应为平面柱状晶、胞状晶、胞状枝晶以及柱状枝晶和自由枝晶。
（1）平面柱状晶：GL/R很大时不出现成分过冷。此时界面以平面状生长。由于GL大，界面某处偶然有个别晶体凸出生长，便伸入到过热的液体（与成分-熔点有关）中，会立即被熔化，使界面仍保持为平面。在这种情况下，只能随着热经凝壳向外导出，界面才能继续向前推进。（2）胞状晶：若出现成分过冷，固/液界面便不能保持平面状，凝固将在界面过冷度较大的地方优先进行，即在溶质偏析度较小的地方优先进行。它是在成分过冷较弱，或GL较大、R较小的条件下形成的。（3）胞状枝晶以及柱状枝晶：随着凝固速度R的增大，成分过冷增强，胞状晶将沿着优先生长方向加速生长，其横断面也受晶体学因素的影响而出现凸缘结构；凝固速度进一步增大，该凸缘会长成锯齿状，即形成二次枝晶。（4）自由枝晶：其形成条件是要有较强的成分过冷或较小的G1/R值。成分过冷越强，界面处成分过冷度越小，在界面前沿液体中越易于形成自由枝晶。
18、细晶强化的原理是什么？
晶粒越细，单位体积内的晶界面积越多，对位错的阻碍作用越大，金属的强度越高。
19、细化铸锭组织的方法有哪些？
（1）增大冷却强度；（2）在保证铸锭表面质量的前提下，宜用低温浇注；（3）加强金属液流动a）改变浇注方式b）锭模周期性振动c）超声波细化技术d）搅拌；（4）变质处理。
20、试分析溶质再分布、成分过冷对铸锭组织的影响。
在凝固过程中，由于偏析使固/液界面前沿液体的平衡液相线温度降低，界面处成分过冷度减小，致使界面上晶体的生长受到抑制，枝晶根部出现缩颈而易于游离。
成分过冷的作用：a）溶质偏析造成过冷度不一致使界面不稳定；b）晶粒或枝晶根部形成缩颈；c）界面液态内的过冷度大，有利于晶粒的存在和生长。
21、带状偏析是怎样产生的？
在界面上偏析较小的地方，晶体将优先生长并突破偏析层，长出分枝，富溶质的液体被封闭在枝晶间，当枝晶断续生长并与相邻村枝晶连接一起时，形成宏观的平偏析界面。带状偏析的形成与固/液界面溶质偏析引起的成分过冷有关。
22、主要的凝固缺陷有哪些？
偏析、缩孔、裂纹、气孔及非金属夹杂物
23、产生缩孔和缩松的原因是什么？
产生缩孔和缩松的最直接原因，是金属液凝固时发生的凝固体收缩。纯金属和共晶合金的凝固收缩只是相变引起的，故与温度无关。（是等温相变收缩）具有一定结晶温度范围的合金，凝固体收缩是相变和温度变化引起的，故与结晶温度范围有关，因而与合金成分有关。缩松的产生还与熔体含气量有关。
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