第三章 金属的结晶和铁碳相图

1、第三章 材料的凝固一、名词解释1、结晶：指物质从液态转化为晶体的过程，称为结晶。2、过冷：液态金属在理论结晶温度Tm时并不产生结晶，而需冷却至理论结晶温度Tm以下某一温度Tn时才能结晶，这种现象称为过冷。3、过冷度：理论结晶温度Tm与实际结晶温度Tn的差值，称为过冷度。4、变质处理：在液态金属中加入一定量的难熔金属或合金，以增加形核率，达到细化晶粒、改善组织的目的，这种方法称为变质处理。5、同素异构转变：固态金属的晶体结构随着温度的变化而变化的现象，称为同素异构转变。同素异构转变又称为重结晶或二次结晶。6、合金：将两种或两种以上的金属元素或金属和非金属元素结合在一起形成的具有金属特性的物质，称

2、为合金。8、相：合金中成分相同、晶格结构相同，并与其它部分有界面分开、物理化学性能均匀的组成部分称为相。7、显微组织：在显微镜下观察到的组成相的形状、尺寸、分布以及各相之间的组合状态，称为显微组织。9、组织应力：固态金属或合金随着温度的变化，组织变化，导致体积变化，这种由于体积变化产生的内应力称为组织应力。10、二元匀晶相图：二元合金系中，二组元在液态和固态下均能无限互溶所构成的相图，称为二元匀晶相图。11、枝晶偏析：在一颗晶粒中，先结晶的晶轴的成分和后结晶的晶间成分上的差异，即在一颗晶粒内化学成分不均匀的现象，称为枝晶偏析。12、扩散退火：将有枝晶偏析的合金加热到高温，长时间保温，使合金中原

3、子充分扩散，以达到成分的均匀化，这种热处理方法称为扩散退火又称为均匀化退火。二、是非题1、物质由液体状态冷却转变为固体状态的过程称为结晶。2、金属由液态转变成晶体状态的过程，就是由短程有序状态向长程有序状态转变的过程。3、液态金属在结晶时进行振动，使晶粒破碎，从而达到细化晶粒的目的。4、金属的实际结晶温度与冷却速度有关，而且结晶后晶体结构不再发生变化。5、实际金属和合金在结晶过程中，非自发形核常常起着优先和主导的作用。6、金属结晶时，过冷度增大，晶核的形核率N和长大速率G增大，在N/G增大的情况下晶粒细化。7、金属的同素异构转变过程也是一种结晶过程，又称为二次结晶或重结晶。8、室温下，金属的晶

4、粒越细，则强度越高，塑性越低。9、平衡结晶获得的40Ni的Cu-Ni合金比20Ni的Cu-Ni合金的强度、硬度高。10、一个合金的室温组织为+（+），那么它由三相组成。11、合金结晶过程中析出的初生晶和二次晶均具有相同的晶体结构，但具有不同的组织形态。12、渗碳体的熔点为1227，硬度很高，塑性几乎为零，是硬脆相。13、在铁碳合金中，只有共析成分点的合金结晶时，才能发生共析转变，形成共析组织。14、在铁碳合金平衡结晶过程中，只有成分为4.3的铁碳合金液体才能发生共晶反应。15、共析体和共晶体中，铁素体和渗碳体具有固定比例。16、在Fe-C相图中，PSK线称共析线，通称Ac1线；ECF线称共晶线

5、，通称Ac3线。17、在Fe-Fe3C相图中，GS线表示由奥氏体冷却时析出铁素体的开始线，通称Acm线。18、在Fe-Fe3C相图中,GS斜线表示由奥氏体析出二次渗碳体的开始线，称为A3线。19、在Fe-Fe3C相图中，ES线是碳在奥氏体中的溶解度变化曲线，通常称为Ac3线；20、亚共晶白口铁缓冷到室温时，其平衡组织由铁素体，二次渗碳体和莱氏体组成。21、在亚共析钢室温平衡组织中，随含碳量的增加，珠光体量增加，二次渗碳体量减少。22、过共析钢中含碳量越多，则其组织中的珠光体量减少，而铁素体量在增多。23、白口铸铁以渗碳体为基体，所以硬度很高，强度很低，脆性很大，塑性几乎为零。24、在Fe-Fe

6、3C相图中，随含碳量的增加，塑性和韧性随之提高。25、室温下，碳含量在1.0的铁碳合金强度出现最大值。三、选择题1、金属结晶时，冷却速度越快，实际结晶温度将（ ）。A、越高 B、越低 C、越接近理论结晶温度 D、没有变化2、金属结晶时，为了细化晶粒，采取的措施有（ ）。A、快速浇注 B、加变质剂 C、以砂型代替金属型 D、提高浇注温度3、金属结晶时，冷却速度越大，则（ ）。 A、过冷度越大，晶粒越细 B、过冷度越大，晶粒越粗 C、过冷度越小，晶粒越细 D、过冷度越小，晶粒越粗4、金属结晶时，通过控制形核率N和长大速度G的比值来控制晶粒大小，为了获得细晶粒，应当是（ ）。A、N/G1 B、N/G

7、1 C、0N/G1 D、N/G05、同素异构转变伴随着体积的变化，其主要原因是（ ）。A、晶粒度发生变化 B、过冷度发生变化 C、致密度发生变化 D、晶粒长大速度发生变化6、铁在700时为（ ），在1100时为（ ），在1500时为（ ）。A、-Fe B、-Fe C、-Fe D、-Fe7、在发生L共晶反应时，三相的成分（ ）。A、相同 B、确定 C、不确定 D、L确定，其它不确定8、共析成分的合金，在共析反应刚结束时，其组成相为（ ）。A、 B、 C、（） D、（）9、一个合金的室温组织为（），其组织组成物为（ ）。A、 B、（） C、 D、（）、10、二元合金在发生L共晶转变时，其相组成是（

8、 ）。A、液相 B、单一固相 C、两相共存 D、三相共存11、铁素体是碳溶解在（ ）中所形成的间隙固溶体。 A、-Fe B、-Fe C、-Fe D、-Fe12、铁素体的力学性能特点是（ ）。A、强度高、塑性好、硬度低 B、强度低、塑性差、硬度低 C、强度低、塑性好、硬度低 D、强度高、塑性差、硬度高13、奥氏体是碳溶解在（ ）中所形成的间隙固溶体。A、-Fe B、-Fe C、-Fe D、-Fe14、珠光体是一种（ ）。A、单相固溶体 B、三相混合物 C、化合物 D、机械混合物15、渗碳体是一种（ ）。A、稳定化合物 B、不稳定化合物 C、亚稳定化合物 D、易转变化合物16、在Fe-Fe3C相图

9、中，钢与铁的分界点的碳含量为（ ）。A、2 B、2.06 C、2.11 D、2.217、在Fe-Fe3C相图中，ES线又称为（ ）。A、共晶线 B、共析线 C、A3线 D、Acm线18、在Fe-Fe3C相图中，GS线又称为（ ）。A、共晶线 B、共析线 C、A3线 D、Acm线19、在Fe-Fe3C相图中，共析线又称为（ ）。A、A1线 B、ECF线 C、Acm线 D、PSK线20、在Fe-Fe3C相图中，PSK线又称为（ ）。A、共晶线 B、共析线 C、A3线 D、Acm线21、Fe-Fe3C相图中，共析线的温度为（ ）。A、724 B、725 C、726 D、72722、在铁碳合金中，共析

10、钢的含碳量为（ ）。A、0.67 B、0.77 C、0.78 D、0.8723、莱氏体是一种（ ）。A、固溶体 B、金属化合物 C、机械混合物 D、单相组织金属24、在Fe-C合金中，当含碳量超过（ ）以后，钢的硬度增加，但强度却明显下降。 A、0.8 B、0.9 C、1.0 D、1.125、普通碳素结构钢的含硫磷量应控制在下列（ ）范围内。A、0.0550.045 B、0.0450.035 C、0.0350.02 D、0.020.01526、优质碳素结构钢的含硫磷量应控制在下列（ ）范围内。A、0.0550.045 B、0.0450.035 C、0.0350.02 D、0.020.01527

11、、高级优质钢的含硫磷量应控制在下列（ ）范围内。A、0.0550.045 B、0.0450.035 C、0.0350.02 D、0.020.01528、T10钢的碳含量为（ ）。A、0.01 B、0.1 C、1.0 D、1029、二元合金中，铸造性能最好的合金是（ ）。A、固溶体合金 B、共晶合金 C、共析合金 D、包晶成分合金30、铸锭由三个不同外形的晶粒区所组成，其晶粒区从表面到中心的排列顺序为（ ）。A、细晶粒区柱状晶粒区等轴晶粒区 B、细晶粒区等轴晶粒区柱状晶粒区C、等轴晶粒区细晶粒区柱状晶粒区 D、等轴晶粒区柱状晶粒区细晶粒区四、填空题1、金属的结晶主要由（ ）和（ ）两个基本过程完

12、成。2、金属结晶时，细化晶粒的主要方法有（ ）、（ ）和（ ）。3、金属从液态转变为晶体的过程称为（ ）。4、金属结晶时，冷却速度越大，实际结晶温度越（ ），过冷度越（ ），晶粒越（ ），强度越（ ），塑性越（ ）。5、过冷度是指（ ）与（ ）之差。6、金属结晶时的晶核主要有（ ）和（ ）两种。7、当对金属液体进行变质处理时，变质剂的作用是（ ）。8、铁在1200时晶体结构为（ ），在800时晶体结构为（ ）。 9、相是指合金中（ ）与（ ）均匀一致的组成部分。10、铁素体的本质是（ ）。11、奥氏体的本质是（ ）。12、铁素体的晶体结构是（ ），奥氏体的晶体结构是（ ）。13、珠光体的本质是（ ）。14、珠光体是（ ）和（ ）组成的机械混合物，其平均含碳量为（ ）。15、高温莱氏体是（ ）和（ ）组成的机械混合物。16、低温莱氏体是（ ）和（ ）组成的机械混合物。17、在Fe-Fe3C相图中，共晶点的碳含量为（ ），共析点的碳含量为（ ）。18、共析成分的铁碳合金室温平衡组织是（ ），其组成相是（ ）。19、在缓慢冷却条件下，含碳0.8的钢比含碳1.2的钢硬度（ ）、强度（ ）。20、铁素体在（ ）温度时碳的溶解度达到最大值为（ ）。21、奥氏体在727时碳的溶解度为（ ），在1148时碳的溶解度为（ ）。22、在Fe-Fe3C相图中，