本单元练习题(铁碳合金)参考答案(秦)

1、本单元练习题铁碳合金一填空题1、 铁碳合金的主要力学性能与碳的质量分数之间的关系规律是： 当wc< 0.9% 时，随着碳质量分数的增加，其 强度、硬度 增加,而 塑性、韧性 降 低；当wc>0.9%时，其 强度、塑性 、韧性 降低，而 硬度 增加。2、 铁碳合金在室温下平衡组织组成物的根本相是铁素体和渗碳体，随 着碳的质量分数的增加，渗碳体相的相对量增多,铁素体相的相对量却减少。3、 珠光体是一种复相组织，它由铁素体 和 渗碳体 按一定比例组成。珠光体用符号 P表示。4、 铁碳合金中，共析钢的 wc= 0.77 %，室温平衡组织为 _P_ ;亚共析钢的 wc=0.02180.77%

2、：室温平衡组织为 P+F ;过共析钢的 wc= 0.772.11 %，室温 平衡组织为 P+ Fe3Cii 。5、 铁碳合金结晶过程中，从液体中析出的渗碳体称为一次 渗碳体；从奥 氏体中析出的渗碳体称为 二次 渗碳体:从铁素体中析出的渗碳体称为 三次 渗 碳体。二判断题1 高碳钢的性能优于低碳钢。X 2 铁碳合金的结晶都是在某一恒定温度下进行的。X 3 纯铁在固态下会发生同素异晶转变。V 4 共析钢是指碳质量分数为0.77%的铁碳合金。V 5. 般来说，中碳钢不仅强度、硬度较高，而且塑性、韧性也较好。V 6. 碳钢平衡结晶后组织中不会出现有莱氏体组织。 V 7. 铁素体是碳在aFe中的间隙固溶

3、体，碳溶解度不超过 0.0218%。( V )8. 碳钢和白口铸铁是属于铁碳合金。(V )9. 低碳钢中的珠光体，其碳的质量分数较低；高碳钢中的珠光体，其碳的质量分数较高。(x )10. -Fe和丫Fe都是纯铁的同素异晶体。( V )(三) 选择题1下面所列的组织中，脆性最大的是( d )；塑性最好的是( c )。(a) Ld (b)P (c)A(d)Fe3C2在平衡状态下，以下钢的牌号中强度最高的是( d ),塑性最好的是( c )。(a)45 钢(b)65 钢 (c)08F 钢 (d)T10 钢。3钢牌号 Q235A 中的 235表示的是( b )(a)抗拉强度值 (b)屈服强度值(c)疲

4、劳强度值(d)布氏硬度值。4以下表达错误的选项是(b )。(a) 碳在YFe中的间隙式固溶体称为奥氏体(b) 铁素体在室温下的最大溶解度是 0.0218%(c) 奥氏体在727C以上具有良好的塑性(d) 奥氏体的溶碳能力比铁素体强5将以下组织按其所能到达的最高碳的质量分数从大到小排列，正确的顺序是( b )(1) P (2)F (3)Fe3C(4)Ld'(5) A(a) 1、2、3、4、5(b)3、4、1、5、2 (c)3、4、5、1、2 (d)2、3、4、5、1四、简答题1何谓纯铁的同素异晶转变，它有什么重要意义？答： 1纯铁在固态下随温度的变化，其晶格类型发生转变，这种现象称 为纯

5、铁的同素异晶转变。2意义：它是钢和铸铁进行热处理，从而改变其组织和性能的依据，也 是钢铁材料性能多样、用途广泛的主要原因之一。2什么叫铁素体、奥氏体、珠光体、渗碳体、莱氏体？它们的性能有何特 征？答：1铁素体：碳在aFe中的间隙固溶体，具有体心立方晶格。性能特点：塑性、韧性好S =3050%, Aku=128-160J,而强度、硬度低t=180-280MPa, 50-80HBS。2奥氏体：碳在Fe中形成的间隙固溶体。性能特点：具有一定的强度和硬度妒400MPa, 170-220HBS,塑性和韧性好S =408-50%,高温塑性好。 3珠光体：共析转变所形成的铁素体与渗碳体的机械混合物。性能特点

6、： 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S =20%5%, Aku=24-32J, d=770MPa, 180HBS. 4渗碳体：是铁和碳形成的一种具有复杂晶格的金属化合物。性能特点： 硬度高,脆性大,塑性极差。 5莱氏体：由奥氏体和渗碳体组成的机械混合物。性能特点：硬度很高, 塑性极差。3试画出简化的 Fe-Fe3C 相图,并说明图中点,线的意义,并填出各相区的相和组织组成物各点的意义分别是:A:1538 C, 0wt% , 纯铁熔点C: 1148 C ,4.30%，共晶点D: 1227 C，6.69%，渗碳体熔点E: 1148 C , 2.11%，碳在-Fe中

7、的最大溶解度F:1148 C ,6.69%，渗碳体G:912 C，0%， -Fe -Fe同素异构转变点P: 727 C，0.0218%,碳在-Fe中的最大溶解度S: 727 C，0.77%，共析点Q:600 C，0.0057%, 600 C时碳在-Fe中的溶解度线的意义为：AC、CD 液相线，AE、ECF 固相线ECF共晶转变线，PSK共析转变线4简述非合金钢含碳量、显微组织与力学性能的关系。答：碳含量对碳钢力学性能的影响：随着碳含量的增加，钢的硬度始终上 升，塑性、韧性始终下降；当碳含量小于 0.9%时，随着碳含量的增加强度增加， 反之，强度下降。碳含量对碳钢室温组织的影响：随着碳含量的增加

8、，铁素体的量逐渐减少， 珠光体的量逐渐增大，当碳含量增大到 0.77%时珠光体的量增大到100%；碳含 量继续增加时出现了二次渗碳体，当碳含量超过0.9%时二次渗碳体连接成网，组织为珠光体+二次渗碳体。5何谓共析反响和共晶反响？分别写出转变表达式。答：1共析反响：由一定成分的固相，在一定温度下同时析出紧密相连的两种或多种不同固相的转变，称为共析转变。S 727c p Fee2共晶反响：在一定温度下，由一定成分的液相同时结晶出两种或多种固相的转变。L4.3 讪吆2.11 Fe3C6.696. 简述变态低温莱氏体与高温莱氏体的区别？并说明它们的性能特点。答：含碳量为4.3%的共晶白口铸铁在1147

9、 C时发生共晶转变，形成A+Fe3C共晶，称为高温莱氏体Ld。变态莱氏体Ld '是由高温莱氏体冷却后转 变得到的，高温莱氏体中的奥氏体在冷却过程中溶解度降低析出F&Cii，至727C时，A转变成P，所以低温莱氏体Ld '中具有P+Fe3C共晶+Fe3Cn及少量的Fe3CIII 组成。性能特点：莱氏体的基体是硬而脆的渗碳体，硬度高，脆性大，强度与塑 性都很差，几乎没有什么实用价值，一般铁碳合金中应防止出现莱氏体。7试以 10钢、 45钢、 T10 钢的平衡组织，分析说明这三个钢的力学性能 有何不同？答：10 钢和 45 钢都是亚共析钢，室温平衡组织都为铁素体 +珠光体；

10、T10 钢为过共析钢，室温平衡组织是珠光体 +二次渗碳体。 10、45、T10 钢含碳量依 次增加， 平衡组织中铁素体依次减少， 渗碳体依次增加， 使这三个钢的强度和硬 度依次升高，塑性和韧性依次减小。因此，这三个材料中，塑性与韧性最好的为 10钢、强度与硬度最高的是T10钢，45钢那么具有中等强度、硬度、塑性、韧性 等综合力学性能。8非合金钢中常存杂质元素，为什么锰和硅是有益元素，而硫和磷是有害 元素？答：锰和硅在钢中具有脱氧除硫的作用，同时还能提高钢的强度和硬度， 因此是有益元素。 硫形成 FeS 夹杂，在晶界处有严重偏析， 并与铁形成低熔点的 共晶体，使钢在热加工时开裂，形成热脆。磷能够

11、剧烈降低钢的韧性，尤其是低 温韧性，因此硫与磷都是有害元素。9根据 Fe-Fe3C 相图，完成下表：非合金钢牌号温度显微组织温度显微组织20钢770F+A950AT8钢600P770AT12钢600P+ FesCii770A+ Fe3Cii10. 现有形状和大小一样的两块铁碳合金，一块是低碳钢，另一块是白口 铸铁，试问可以用什么方法迅速区分它们？答：参考：1两块金属互相敲击，凹陷较深的是低碳钢。2可以用采用硬度检验，硬度高的是白口铸铁，硬度低的是低碳钢。3用较大力锤击时，白口铸铁会碎裂，而低碳钢不会碎裂。4也可用金相观察区分它们，这个方法 比要复杂些。11. 以下零件与工具，由于管理不善，造成钢材错用，请问使用过程中会 出现哪些问题？1把25钢当作T12钢制作成锉刀；答：25钢室温平衡组织是F+P,组织较软，不能够到达作为锉刀的硬度， 错用会使锉刀很快