铁碳相图补充作业题答案.doc

铁碳相图补充作业题答案1. 铁碳合金按FeFe3C相图成分区域分成七类，分别是什么？2. 分析以上七种成分合金平衡结晶过程与最终组织，并计算：（1） 工业纯铁中三次渗碳体的最大含量。分析：在工业纯铁中，随C含量的增加，三次渗碳体的含量也越多，当C%=0.0218% （即P点成分的工业纯铁中）时，Fe3C量达到最大值。 WFe3C=100%=0.33%（2） 共析钢中，和Fe3C的相对含量。（Fe3C量很少，一般忽略不计） W=88% WFe3C=188%=12%（3）45钢（含C：0.45%）中，组织组成物和相组成物的相对含量。分析：45钢组织组成物为：铁素体（先共析）+ 珠光体 相组成物为：铁素体（）+ 渗碳体（Fe3C） 由于Fe3C量很少，可以忽略不计，只考虑727共析转变完成之后即可。组织组成物： 相组成物： 注：共析钢中，室温组织为+ P WC%， WP，可近似根据亚共析钢的平衡组织来估算钢的含C量。 WP= 钢的含C量 C=0.8WP （忽略、P密度的差别）WP：珠光体所占的面积百分比。(4)T10钢（1%C）中，Fe3C和珠光体的相对量 WFe3C=4% WP=14%=96%注：在过共析钢中，WC， Fe3C 当 WC=2.11% Fe3C达到最大值 WFe3C最大=(5)共晶白口铸铁中，Fe3C共晶与共在共晶温度下的相对量。共析温度下P与Fe3C的相对量。 分析：从1148 727过程中，共 Fe3C 冷至727，Fe3C析出完成，剩余共 P ，WP40% （W共52% )（6）3.0%的白口铸铁中，先共晶（或A）与Ld的相对含量 初= Ld=160%=40%（7）5.0%的白口铸铁中，Fe3C 与Ld的相对量。 WFe3C=%=29% WL d=129%=71%3. 填写FeFe3C的组织组成图。4. FeC合金室温组织中的基本相为F、Fe3C分布形态如何？F： 游离F， 等轴晶粒； 共析组织中，F 层片状 Fe3C Fe3C共晶 Fe3C Fe3C共析 Fe3C粗大片状或板片状 基体 网状 层片状 薄片状5. 一块碳钢在平衡冷却条件下，显微组织中含有50%的珠光体和50%的铁素体，问：（1） 此合金中碳的浓度为多少？（2） 若合金加热到730，在平衡条件下将获得什么组织？（3） 若加热到850，又将得到什么显微组织？解：（1）设合金的含C量为x%，则根据杠杆定律：50%（）= x=0.385%或50%（p）= x=0.385% 或x=0.8W=0.80.5%=0.4%（根据相图来确定）6. 描述5%C的铁碳合金平衡冷却至室温的过程，最终得到什么组织？并计算室温组织中一次渗碳体，共晶渗碳体，二次渗碳体，共析渗碳体，三次渗碳体的重量分数。解：（1）冷却过程中，首先凝固出Fe3C LFe3C （2）冷至1148时剩余液相发生共晶转变 L（+Fe3C）， Fe3C+Ld （3）继续冷却，Ld中的析出Fe3C Fe3C Fe3C+Ld+Fe3C（4）至727，Ld中的发生共析转变 (+Fe3C)P Fe3C+ Ld +Fe3C（5）继续冷却，P中的析出Fe3C Fe3C Fe3C+Ld+ Fe3C+ Fe3C由共晶中析出的Fe3C依附在共晶Fe3C基体上难以分辨，Fe3C的量很少忽略不计，所以最终组织：Fe3C+ Ld由杠杆定律： WFe3C=%=29% WL d=129%=71% Fe3C=7. 由图说明FeC合金平衡结晶时，机械性能与含C量的关系，说明为什么b在C%1%后下降。 （略，见课件）8. 铁碳相图如图所示，设有1000g含1%C的奥氏体从1200的缓慢冷却到室温，试求：（1）Fe3C开始形成温度。（2）Fe3C完全形成温度。（3）最后转变的奥氏体成分。（4）在727时两相的重量分数。（5）在室温时，珠光体和二次渗碳体的重量分数(或组织组成物的相对量)解：(1) 820 （2）共析温度727（忽略Fe3C的析出）(3) 0.77C% 即共析成分(4) W=WFe3C=或WFe3C=185%=15%（5）W= WFe3C=196%=4% （忽略Fe3C的析出）9. 一碳钢式样，室温平衡组织为P+ Fe3C，且Fe3C的重量分数约为1%，估算钢的含碳量。解：根据杠杆定律： WFe3C= x=0.8310. 有一含C 2.0%的铁碳合金试样，室温组织中观察到少量莱氏体，试分析其原因。解：在平衡结晶过程中，WC2.11%时组织中才会有莱氏体，说明此合金在结晶过程中冷速较快，当冷到1148时，仍有少量液相未结晶，此时发生共晶转变，生成少量莱氏体。主要是匀晶转变过程中不平衡凝固造成的。11. 有一含碳2.2%的铁碳合金，室温组织为珠光体和厚网络状渗碳体没有发现莱氏体，试分析其原因。解：在平衡凝固过成中，WC2.11%时，组织中应该出现莱氏体，但该合金室温组织没有莱氏体，且出现厚网络状渗碳体，说明是不平衡共晶造成的。 由于合金中的先共晶量较多，共晶量（+Fe3C）量较少。共晶组织中与先共晶相（）相同的相依附先共晶成核，长大，把Fe3C推向最后凝固的晶界处，即发生离异共晶，形成厚网络状的Fe3C。12. 同样大小和形状的两块铁碳合金，其中一块是低C钢，一块是白口铸铁，试问用什么简便方法可将它们迅速区分开来。解： 低C钢： 硬度低，塑性好 白口铁： 硬度高，脆性大硬者为白口铁，软者为低C钢13. 现有一块碳钢，试用金相法判断属于哪一类钢？如果组织为P+F，且P面积约占50%，试确定钢的含碳量。解：（1）用金相显微镜观察，若组织为铁素体和珠光体，则属于亚共析钢；若组织为珠光体则为共析钢；若组织为珠光体和网状渗碳体，则为过共析钢。 （2）根据 C%=0.8WP C%=0.850%=0.4%该共析钢的含碳量大约为0.4%P229，习题5：解：根据题意可知此相图为匀晶相图首先画出成分坐标和温度坐标，在相图中找出Bi和Sb的熔点A、B，注意横坐标为Sb的含量。WBi=50%（即WSb=50%）的合金在520时开始结晶出成分为WSb=87%的固相，此时液相的成分即为合金的成分，可找出1和L1两点。同理，WBi=80%（即WSb=20%）的合金在400时开始结晶出成分为WSb=64%的固相，此时液相成分为合金成分，可找出2和L2两点。将AL1L2B连线，A12B连线，分别为液相线和固相线。（2）WSb=40%的合金开始