鐵碳合金習題答案解析

1、.PAGE .鐵碳合金一、填空題在鐵碳合金基本組織中,奧氏體、鐵素體和滲碳體屬于單相組織。珠光體和萊氏體屬于兩相組織。根據(jù)溶質(zhì)原子在溶劑晶格中的分布情況,固溶體有二種基本類型,它們是置換固溶體和間隙固溶體。根據(jù)溶質(zhì)在溶劑中的溶解情況,置換固溶體可分為無限固溶體和有限固溶體兩種。鐵素體與滲碳體的機械混合物稱為珠光體,滲碳體與鐵素體片狀相間的組織又稱為片狀珠光體,在鐵素體基體上分布著顆粒狀滲碳體的組織又稱為粒狀珠光體。不同晶體結(jié)構(gòu)的相,機械地混合在一起的組織,叫做固態(tài)機械混合物,鐵碳合金中,這樣的組織有珠光體和萊氏體。在鐵碳合金基本組織中,鐵素體和奧氏體屬于固溶體；滲碳體屬于化合物；珠光體和萊氏體

2、屬于機械混合物。分別填寫下列鐵碳合金組織的符號：奧氏體A；鐵素體F；滲碳體C；珠光體P。鐵和碳形成的金屬化合物Fe3C稱為滲碳體、含碳量為6.69%。鐵素體在室溫時,對碳的溶解度是0.008%,在727時溶解度是0.0218%。奧氏體對碳的溶解度,在727時溶解度是0.77%,在1148時溶解度是2.11%。含碳量小于2.11%的鐵碳合金稱為鋼,鋼根據(jù)室溫顯微組織不同,可分為以下三類：亞共析鋼鋼,顯微組織為鐵素體+珠光體,含碳量范圍0.02180.77%；共析鋼 鋼,顯微組織為珠光體,含碳量范圍0.77%；過共析鋼鋼,顯微組織為珠光體+滲碳體,含碳量范圍 0.772.11%。碳在奧氏體中的溶解

3、度隨溫度而變化,在1148時溶碳量可達2.11%,在727時溶碳量可達0.77%。人們常說的碳鋼和鑄鐵即為鐵、碳元素形成的合金。20鋼在650時的組織為鐵素體+珠光體；在1000時的組織為奧氏體。下圖所示FeFe3C狀態(tài)圖各區(qū)的組織,分別是：eq oac奧氏體,eq oac奧氏體+滲碳體二次滲碳體,eq oac鐵素體+奧氏體,eq oac鐵素體,eq oac鐵素體+珠光體,eq oac珠光體,eq oac珠光體+滲碳體二次滲碳體。二、判斷題對的打,錯的打機械制造中常用的金屬材料以純金屬為主。組元是指組成合金的相。組成合金形成間隙固溶體時,溶劑原子往往遠大于溶質(zhì)原子。只要兩種原子大小相差不多,原

4、子的性質(zhì)也較近似時,才可以組成置換固溶體。置換固溶體不只只可能是無限固溶體。鐵素體是固溶體,有固溶強化現(xiàn)象,所以性能為硬而脆。金屬化合物的特點是硬而脆,萊氏體性能也是硬而脆,故萊氏體屬于金屬化合物。珠光體含碳量為6.69%。珠光體的機械性能介于鐵素體和滲碳體之間。共析轉(zhuǎn)變、共晶轉(zhuǎn)變都是在恒定溫度下進行的。FeFe3C相圖中,A3溫度是隨含碳量增加而上升的。FeFe3C狀態(tài)圖中的S點是A1,A3,Acm三線的交點。PSK線是共析轉(zhuǎn)變線。三、單項選擇題組成合金的元素,在固態(tài)下互相溶解形成均勻單一的固相稱為。A晶體B固溶體C化合物D共晶體合金中的相結(jié)構(gòu)有A固溶體、化合物B固溶體、機械混合物C化合物、

5、機械混合物D固溶體、化合物、機械混合物合金在固體狀態(tài)的相結(jié)構(gòu)大致可分為。A固溶體和化合物B固溶體和液溶體C化合物和合金D化合物和晶體合金固溶強化的基本原因是A晶格類型發(fā)生了改變B晶粒變細C晶格發(fā)生畸變D同素異構(gòu)珠光體是A片狀鐵素體和滲碳體的機械混合物B球狀鐵素體和滲碳體的機械混合物C是片狀滲碳體和片狀石墨的機械混合物DA+C關(guān)于Fe3C滲碳體描述錯誤的是。A鐵與碳形成的穩(wěn)態(tài)化合物稱為滲碳體B滲碳體通常用C表示CFe3C的含碳量為6.69%D滲碳體的硬度極低碳溶于Fe晶格中所形成的間隙固溶體稱為。A奧氏體B滲碳體C鐵素體D珠光體碳溶于Fe的晶格中形成的固溶體稱為。A鐵素體B奧氏體C滲碳體D馬氏體

6、奧氏體是。A組織B液相C化合物D固溶體奧氏體的最大的溶碳量為A0.77%B1.0%C1.0%D2.11%滲碳體的含碳量為6.69%,按其晶體結(jié)構(gòu)來說,它是一種。A間隙式固溶體 B置換式固溶體 C金屬化合物 D機械混合物萊氏體的室溫組織是由組成的機械混合物。A珠光體+鐵素體B鐵素體+奧氏體C鐵素體+滲碳體D珠光體+滲碳體F的溶碳能力在。A0.77%2.11%B0.0008%0.0218%C0.0218%0.77%D00.0218%F的最大溶碳量為。A0.0008%B0.0218%C0.77%D2.11%Fe3C的含碳量為。A0.77%B2.1%C4.3%D6.69%滲碳體的性能特點是。滲碳體的形

7、態(tài)有多種,在室溫的共析鋼組織中呈。A片狀B網(wǎng)狀C.條狀D塊狀下列說法錯誤的是。A鐵和碳處于液態(tài)時可以溶解成均勻的液相B滲碳體通常用C表示,其特點是硬度低而塑性和韌性高C鐵素體和滲碳體組成的混合物稱為珠光體D鐵碳合金相圖是用來研究鐵碳合金的成分、溫度組織之間的關(guān)系由A轉(zhuǎn)變?yōu)镻是屬于。A同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變B共析轉(zhuǎn)變C共晶轉(zhuǎn)變D勻晶轉(zhuǎn)變鐵碳合金相圖上的727線稱。A共析線B固溶線C共晶線D晶格轉(zhuǎn)變線鐵碳合金相圖上的1148線稱為。A共析線B固溶線C共晶線D晶格轉(zhuǎn)變線在鐵碳合金相圖上,溫度為1148,含碳量為4.3%的C點稱。A共析點B共晶點C熔點D晶格轉(zhuǎn)變點在鐵碳合金相圖上,溫度為727,含碳量為0.77

8、%的S點稱。A共析點B共晶點C熔點D晶格轉(zhuǎn)變點在鐵碳合金相圖上,奧氏體A和珠光體P的分界點的溫度為。A1538B1148C912D727鐵碳合金組織的組成物中哪些在室溫下不能存在？。AABPCFDFe3C在鐵碳合金相圖上,鋼和鑄鐵的分界點的含碳量為A0.0218%B0.77%C2.11%D4.3%含碳量1.3%的鋼,從950冷至Ar1Arcm溫度,其組織應(yīng)是A奧氏體B鐵素體+奧氏體C珠光體+奧氏體D奧氏體+二次滲碳體含碳量的鋼稱為亞共析鋼。A0.02%B0.77%C0.77%D0.77%凡含碳量0.0218%的鐵碳合金稱為。A鋼B鑄鐵C工業(yè)純鐵D麻口鐵含碳量為的鑄鐵稱為共晶白口鑄鐵。A0.02

9、%B0.77%C2.11%D4.3%亞共析鋼的室溫平衡組織是由組成的。A鐵素體和滲碳體B低溫萊氏體C鐵素體和珠光體D珠光體和呈網(wǎng)狀的二次滲碳體共析鋼的室溫平衡組織是。AFBACPDF+P過共析鋼的室溫平衡組織是。AFBPCF+PDP+Fe3C在下列鐵碳合金中含碳量由小到大順序排列正確的是哪一組？A純鐵共析鋼鑄鐵B鑄鐵共析鋼純鐵C共析鋼純鐵鑄鐵D共析鋼純鐵鑄鐵在鐵碳合金相圖上,A3是臨界點APABFACP+Fe3CADF+AA在下列鐵碳合金中含碳量由大到小順序排列正確的是哪一組？A鑄鐵共析鋼純鐵B純鐵共析鋼鑄鐵C共析鋼純鐵鑄鐵D純鐵鑄鐵共析鋼隨著含碳量的增加,碳鋼的強度A降低B提高C先提高后降低

10、D先降低后提高鋼鐵材料中,含碳量最低的材料是,綜合機械性能好,成分為珠光體的材料為,含碳量最高的材料是。A工業(yè)純鐵/共析鋼/鑄鐵B鑄鐵/鋼/工業(yè)純鐵C亞共析鋼/共析鋼/過共析鋼D鐵素體/珠光體/滲碳體生產(chǎn)中使用的鋼的含碳量不超過1.35%的原因是。A硬度太高B.強度太高C塑性太低差D剛度太高四、多項選擇題鐵素體為B晶格,奧氏體為A晶格,滲碳體為D晶格。A面心立方B體心立方C密排六方D復(fù)雜的八面體含碳量1.3%的鐵碳合金,在950時的組織為B ,在650時的組織為D。A珠光體 B奧氏體 C鐵素體+珠光體 D珠光體+滲碳體鐵碳合金相圖上的ES線,其代號用D表示,GS線,其代號用C表示,PSK線,其

11、代號用A表示。AA1BA2CA3DAccm鐵碳合金相圖上的共析線是C,共晶線是A。AECF線BACD線CPSK線DAECF線從奧氏體中析出的滲碳體為B,從液體中結(jié)晶出的滲碳體為A。A一次滲碳體 B二次滲碳體 C三次滲碳體 D共晶滲碳體五、問答題為什么固溶強化可以提高金屬材料的機械性能？答：由于固溶體的晶格發(fā)生畸變,塑性變形抗力增加,因而使固溶體強度、硬度提高,塑性、韌性下降。試述含碳量對碳鋼組織和性能有何影響？隨著含碳量不斷增加,合金組織中F軟相的量逐漸減少,鐵碳合金的塑性不斷下降。含碳量超過2.11%后,出現(xiàn)以Fe3C為基體的組織,塑性很差。沖擊韌性基本與塑性的變化一致。Fe3C本身硬而脆,

12、隨含碳量不斷增加,合金組織中Fe3C量逐漸增加,因此鐵碳合金的硬度上升。鐵碳合金的強度與Fe3C的數(shù)量及其形態(tài)有關(guān),還與珠光體有關(guān)。在鐵碳合金組織中以珠光體強度最高。當含碳量小于0.90%時,隨著含碳量的增加,珠光體的量不斷增加,因此強度上升。當含碳量大于0.9%以后,滲碳體以網(wǎng)狀分布于晶界處或以粗大片狀存在于基體中,使鋼的脆性大增,同時珠光體的量不斷減少,故而強度也明顯下降。比較20鋼與40鋼,在平衡條件下的硬度、強度、韌性及塑性。答：由于40鋼含碳量高于20鋼,故含有珠光體量較多,所以硬度與強度要高于20鋼,而塑性與韌性要低于20鋼。根據(jù)鐵碳合金簡化相圖,說明下列現(xiàn)象的原因：1%含碳量的鐵

13、碳合金比0.5%含碳量的鐵碳合金的硬度高。答：根據(jù)鐵碳合金簡化相圖,1%含碳量的鐵碳合金所含的Fe3C比0.5%含碳量的鐵碳合金所含的Fe3C要多得多,而Fe3C硬度很高,所以1%含碳量的鐵碳合金比0.5%含碳量的鐵碳合金的硬度高。工業(yè)用鐵碳合金是怎樣進行分類的？試根據(jù)FeFe3C狀態(tài)圖來說明。答：工業(yè)用鐵碳合金含碳量分,可分為三類：工業(yè)純鐵,含碳量小于0.0218%的鐵碳合金。鋼,含碳量在0.02182.11%范圍內(nèi)的鐵碳合金。其中含碳量在0.02180.77%為亞共析鋼；含碳量為0.77%為共析鋼；含碳量在0.772.11%為過共析鋼白口鐵,含碳量在2.116.69%范圍內(nèi)的鐵碳合金。其中

14、含碳量在2.114.3%為亞共晶白口鐵；含碳量為4.3%為共晶白口鐵；含碳量在4.36.69%為過共共晶白口鐵。六、畫圖題在下列鐵碳合金簡化相圖中填上相應(yīng)的溫度、相組織符號 P P畫出工業(yè)純鐵、亞共析鋼、共析鋼和過共析鋼的顯微組織示意圖,并標出相名稱工業(yè)純鐵 亞共析鋼共析鋼過共析鋼畫出碳鋼性能與含碳量之間的關(guān)系曲線七、完成下列表格中的內(nèi)容相圖中的特性點符號溫度0C含碳量%含義ACDEFGKPSQ室溫0.008室溫時,碳在Fe中的溶解度相圖中的特性線符號說明液相線：冷卻過程中液態(tài)合金開始結(jié)晶的線固相線：冷卻過程中液態(tài)合金結(jié)晶終了的線共晶線：含碳量2.11%的液態(tài)合金冷至11480C時,剩余的合金發(fā)生共晶反應(yīng),從液態(tài)中同時結(jié)晶出奧氏體和滲碳體的機械混合物高溫萊氏體共析線A1：含碳量0.0218%的鐵碳合金冷至7270C時,組織中的奧氏體發(fā)生共析反應(yīng),同時析出鐵素體和滲碳體的機械混合物珠光體碳在奧氏體中的溶解度曲線。Acm1最大溶解度在11480C時為2.11%；2最小溶解度在7270C時為0.77%。3當溫度11480C冷至7270C過程中,奧氏體中的碳將以滲