1. 奥氏体晶粒大小与哪些因素有关？为什么说奥氏体晶粒大小直接影响冷却后钢的组织和性能？ 奥氏体晶粒大小是影响使用性能的重要指标，主要有下列因素影响奥氏体晶粒大小。（1） 加热温度和保温时间。加热温度越高，保温时间越长，奥氏体晶粒越粗大。（2） 加热速度。加热速度越快，过热度越大，奥氏体的实际形成温度越高，形核率和长大速度的比值增大，则奥氏体的起始晶粒越细小，但快速加热时，保温时间不能过长，否则晶粒反而更加粗大。（3） 钢的化学成分。在一定含碳量范围内，随着奥氏体中含碳量的增加，碳在奥氏体中的扩散速度及铁的自扩散速度增大，晶粒长大倾向增加，但当含碳量超过一定限度后，碳能以未溶碳化物的形式存在，阻碍奥氏体晶粒长大，使奥氏体晶粒长大倾向减小。（4） 钢的原始组织。钢的原始组织越细，碳化物弥散速度越大，奥氏体的起始晶粒越细小，相同的加热条件下奥氏体晶粒越细小。 传统多晶金属材料的强度与晶粒尺寸的关系符合Hall-Petch关系，即σs=σ0+kd-1/2，其中σ0和k是细晶强化常数，σs是屈服强度，d是平均晶粒直径。显然，晶粒尺寸与强度成反比关系，晶粒越细小，强度越高。然而常温下金属材料的晶粒是和奥氏体晶粒度相关的，通俗地
说常温下的晶粒度遗传了奥氏体
晶粒度。所以奥氏体
晶粒度大小对钢冷却后的组织和性能有很大影响。奥氏体晶粒度越细小，冷却后的组织转变产物的也越细小，其强度也越高，此外塑性，韧性也较好。 2．过冷奥氏体在不同的温度等温转变时，可得到哪些转变产物？试列表比较它们的组织和性能。
转变产物 | 组织 | 性能 |
珠光体 | 珠光体是铁素体和渗碳体的机械混合物，渗碳体呈层片状分布在铁素体基体上。转变温度越低，层间距越小。 | 珠光体的力学性能介于铁素体和渗碳体之间，强度较高，硬度适中，塑性和韧性较好。 |
贝氏体 | 上贝氏体组织形态呈羽毛状，在光学显微镜下，铁素体呈暗黑，渗碳体呈亮白。下贝氏体组织形态呈黑针状。 | 上贝氏体强度较低，塑性和韧性较差。下贝氏体强度较高，塑性和韧性也较好，具有良好的综合力学性能。 |
马氏体 | 板条状马氏体由一束束平行的长条状晶体组成，其单个晶体的立体形态为板条状。针片状马氏体由互成一定角度的针状晶体组成。 | 板条状马氏体具有较高硬度、较高强度与较好塑性和韧性相配合的良好的综合力学性能。针片状马氏体具有比板条状马氏体更高的硬度，但脆性较大，塑性和韧性较差。 |
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3.共析钢过冷奥氏体在不同温度的等温过程中，为什么550℃的孕育期最短，转变速度最快？
因为过冷奥氏体的稳定性同时由两个因素控制：一个是旧与新相之间的自由能差ΔG；另一个是原子的扩散系数D。等温温度越低，过冷度越大，自由能差ΔG也越大，则加快过冷奥氏体的转变速度；但原子扩散系数却随等温温度降低而减小，从而减慢过冷奥氏体的转变速度。高温时，自由能差ΔG起主导作用；低温时，原子扩散系数起主导作用。处于“鼻尖”温度时，两个因素综合作用的结果，使转变孕育期最短，转变速度最大。
4.判断下列说法是否正确，为什么？
（1）钢在奥氏体化冷却，所形成的组织主要取决于钢的加热速度。
（2）低碳钢和高碳钢零件为了切削方便，可预先进行球化退火处理。
（3）过冷奥氏体的冷却速度越快，钢件冷却后的硬度越高。
（4）钢经淬火后处于硬脆状态。
（5）马氏体中的碳含量等于钢中的碳含量。
（1）错误，取决于钢的冷却速度。
（2）错误，低碳钢工件为了便于切削加工，预先进行热处理应进行正火，提高硬度。而高碳钢工件则应进行球化退火（若网状渗碳体严重则在球化退火前增加一次正火），其目的都是为了将硬度调整到HB200左右并细化晶粒、均匀组织、消除网状渗碳体。
（3）错误，钢的硬度主要取决于含碳量。
（4）正确。
（5）错误，钢中的含碳量是否等于马氏体的含碳量，要看加热温度。完全奥氏体化时，钢的含碳量等于奥氏体含碳量，淬火后即为马氏体含碳量。如果是部分奥氏体化，钢的含碳量一部分溶入奥氏体，一部分是未溶碳化物，从而可以减轻马氏体因含碳量过高的脆性，也能细化晶粒，此时马氏体含碳量要低于钢的含碳量。
5.什么是Vk？其主要影响因素有哪些？
Vk是指淬火临界冷却速度。其主要受化学成分的影响：亚共析钢随着含碳量的增加，C曲线右移，过冷奥氏体稳定性增加，则Vk减小，过共析钢中随着含碳量的增加，C曲线左移，过冷奥氏体稳定性减小，
则Vk增大；合金元素中，除Co和Al以外的所有合金元素，都增大过冷奥氏体稳定性，使C曲线右移，则Vk减小。
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