[精编]第三章铁碳相图(含答案)

1、第三章 铁碳相图(含答案)第三章铁碳相图一、填空题（在空白处填上正确的内容）1、从相变的角度来看，钢与铸铁是按_来区分的，钢与工业纯铁是按_来区分的。答案：有无共晶转变、有无共析转变2、碳溶解在_中形成的间隙固溶体称为奥氏体，常用符号_表示；奥氏体的力学性能是_和_不高，但具有良好的_。答案：-fe、a、强度、硬度、塑性3、渗碳体是铁和碳的化合物，常用_表示；渗碳体的含碳量为669，具有复杂的晶格，它的_很高，脆性很大，而_和_几乎等于零。c、硬度、塑性、韧性答案：fe3c相图，它由三个典型的二元合金相图组合而成，即_、_和4、统观fe-fe3_。答案：匀晶（型）相图、共晶（型）相图、包晶（型

2、）相图5、铁碳合金在固态下的基本相有_、_和_三种。答案：铁素体（f）、奥氏体(a)、渗碳体(fe3c)6、在钢中，由于铁与碳的相互作用，可以形成四种基本组织，即_、_、_和_。答案：铁素体（f）、奥氏体（a）、渗碳体（fe3c）、珠光体（p）7、fe-fec相图中，根据e点（含碳量为_）可将铁碳合金分为_和_3两大部分。答案：2.11%、（碳）钢、铸铁8、在铁碳合金的基本相中，属于固溶体的有_、_，属于金属间化合物的有_。答案：奥氏体、铁素体、渗碳体9、含碳量为4.3的铁碳合金叫_，在1148以上为_，缓冷至1148时发生_反应，继续冷却到727时发生_转变，其室温组织为_。答案：共晶铸铁、

3、液相、共晶、共析、变态莱氏体10、在钢中，铁与碳的相互作用有两种形式，即_和_。答案：形成固溶体、形成（金属间）化合物11、在fe-fec相图中ecf线称为_，合金冷却到此线时(1148)，从液体合金中3同时结晶出_和_的机械混合物，即莱氏体。答案：共晶反应线、奥氏体、渗碳体12、铁素体和渗碳体组成的机械混合物称为_，用符号_表示；其力学性能是_较高，硬度适中，具有一定的_。答案：珠光体、p、强度、塑性13、含碳量为0.77的铁碳合金叫_钢，其室温组织为_。答案：共析、珠光体 二、单项选择（下列题中选项可能多个正确，但只选择其中最佳的一项）1、碳溶解在-fe中形成的间隙固溶体称为奥氏体，奥氏体

4、的性能是( )。a、低的塑性和韧性，较高的强度和硬度b、强度和硬度不高、塑性良好c、强度较高、硬度适中，有一定的塑性答案：b2、碳原子和氮原子溶入铁原子晶格中形成的固溶体类型（）。a、前者为置换式，后者为间隙式b、前者为间隙式，后者为置换式c、两者均为间隙式答案：c3、铁碳合金中碳的质量分数越高，则（）。a、渗碳体含量越多b、铁素体含量越多c、莱氏体含量越多答案：a4、钢材锻造的温度范围必须选择在铁碳相图中的（）；a、fp区b、af区c、单一a区答案：c5、铁素体的力学性能是（）；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、硬度低答案：c6、在平衡状态下，当钢的含碳

5、量超过0.9时，强度下降，塑性、韧性降低，硬度( )。a、下降b、升高c、不再升高答案：b7、碳的质量分数为1.2的铁碳合金的室温组织为（）a、珠光体和铁素体b、百分之百的珠光体c、珠光体和二次渗碳体答案：c8、所有过共析钢在室温下的组织都由珠光体和二次渗碳体组成，但含碳量不同，珠光体和二次渗碳体相对数量不同，含碳量增加，则组织中的二次渗碳体数量( )。a、增加b、减少c、不增不减答案：a9、渗碳体的合金结构为（）。a.置换固溶体b.机械混合物c.金属间化合物答案：c10、碳的质量分数为1.2的铁碳合金的室温组织为（）a.珠光体和铁素体b.百分之百的珠光体c.珠光体和二次渗碳体答案：c11、将

6、共析钢缓慢加热到750时，此时共析钢的组织是（）。a、fe+fec3b、ac、a+l 答案：b12、在亚共析钢的室温组织中，随着含碳量增加，则组织中的珠光体数量( )。a、增多b、减少c、不增不减答案：a三、是非题（判断下列说法正确与否,正确用错误用表示）1、铸铁的含碳量小于2.11。 ( )答案：2、含碳量大于2.11小于6.69的铁碳合金从液态冷却到1148时都会发生共晶转变。( )答案：3、钢材轧制或锻造的温度范围必须选择在fe-fe3c相图中均匀单一的奥氏体区域内。 ( ) 答案：4、碳素钢含碳量越高，力学性能越好。 ( )答案：5、亚共析钢随含碳量的提高，其强度、硬度提高，而塑性、韧

7、性下降。 ( )答案：6、珠光体和莱氏体都是机械混合物，所以它们的力学性能相同。 ( )答案：7、在典型铁碳合金的结晶过程分析中，亚共析钢的结晶过程为ll+aaa+fe3cp+fe3c。( )答案：8、在金属材料中，只有铁和铁合金有同素异构转变，因此在工艺中应用很广。（）答案：四、问答题（回答下列问题，有计算时应列出公式、算式及计算步骤）1、在平衡条件下，45钢、t8钢和t12钢的硬度、强度、塑性和冲击韧性哪个大哪个小？变化规律是什么？原因是什么？答案：45钢的硬度、强度最低而塑性、冲击韧性最高，t8钢的强度最高，t12的硬度最高而塑性、冲击韧性最低。（2分）随着含碳量的增加，钢中渗碳体的量也

8、增多，形成珠光体的量也增多，钢的强度和硬度升高，而塑性、韧性下降；（2分）当含碳量超过共析成分后，由于形成二次渗碳体，珠光体的量开始下降，二次渗碳体随含碳量的继续增加而逐渐增加，并沿原奥氏体晶界形成网状后因割断了晶粒之间的联系，使强度明显下降，塑性和韧性也急剧降低，但硬度值仍继续升高。（2分）2、结合fe-fe3c相图阐述共析转变与共晶转变的异同点。答案：共析转变为固相奥氏体（a）珠光体（+ fe3c），（2分）而共晶转变是液体(l) 莱氏体(a+ fe3c)。（2分）两个转变的相同点都是由一个相同时转变为两个相的机械混合物；（1分）不同点是共析转变是固相转变为固相，而共晶转变是液相转变为固相

9、。（1分） 3、试比较45、t8和t12钢的硬度、强度、塑性和冲击韧性有何不同。 答案：45钢的硬度、强度最低而塑性、冲击韧性最高；（2分） t8钢的强度最高；（1分）t12的硬度最高而塑性、冲击韧性最低。（1分）4、分析碳钢中成分（含碳量）和力学性能之间的关系。答案：随碳含量增加，硬度提高，而塑性和韧性下降；（2分）当碳含量小于0.9%时，随碳含量增加，强度增高；当碳含量达0.9%时，由于fe 3c 呈网状分布，使强度开始下降，将随碳含量增加，强度下降（2分）五、综合分析题（根据题目给出内容，用所掌握知识综合分析下列各题）1、利用铁碳平衡相图分析15钢、20钢、30钢、45钢、55钢、60钢

10、、t10、t11、t12、t13的平衡结晶过程，画出这一过程的冷却曲线及组织转变示意图，并计算15钢室温时组织组成物的相对量。15钢：f=%83%1000218.077.015.077.0=?-；（3分） p=1-f%=1-83%=17%（1分 ）20钢：f=%76%1000218.077.02.077.0=?-(3分)p=1-76%=24%（1分）30钢：f=%63%1000218.077.030.077.0=?-；（3分）p=1-f%=1-63%=37%（1分）t10钢：%9677.069.60.169.6=-=pfe 3c =1-96%=4% 45钢:%43%1000218.077.04

11、5.077.0=?-=；p=1-43%=57%55钢：f=%1000218.077.055.077.0?-=30%；（3分）；p=1-f%=1-30%=70%（1分） 60钢：f=%23%1000218.077.060.077.0=?-；（3分）p=1-f%=1-23%=77%（1分 ） t11钢： %94%10077.069.61.169.6=?-=p ；fe 3c =1-94%=6%t12钢：%93%10077.069.62.169.6=?-=p ；fe 3c =1-93%=7%fe -fe 3c 相图c 1234566.69温度d t13钢：%91%10077.069.63.169.6=

12、?-=p；fe3c=1-91%=9%2、综述碳钢中成分（含碳量）平衡组织力学性能之间的关系。答案：碳钢中，成分与平衡组织的关系：亚共析钢的平衡组织位。随碳含量增高，f的相对量减少，而p的相对量增加；（2分）当碳含量达0.77%（即共析钢）时，p达100%；（1分）过共析钢中，平衡组织为p+fe3c。随含碳量增高，p的量相对减少，而fe3c的量增加。（2分）成份与力学性能的关系：随碳含量增加，硬度提高，而塑性和韧性下降；（2分）当碳含量小于0.9%时，随碳含量增加，强度增高；（1分）当碳含量达0.9%时，由于fe3c呈网状分布，使得强度将随碳含量的增加而下降（2分）3、在钢中，由于铁与碳的相互作用，能形成那些基本组织？