第四章 鐵碳合金習題解答

第四章鐵碳合金習題解答4-1什么叫鐵素體、奧氏體、滲碳體、珠光體和萊氏體?試從碳含量、相組成、晶體結(jié)構(gòu)等方面分析其特點。答：列表進行分析和比較。相組成碳含量特點晶體結(jié)構(gòu)鐵素體C在α-Fe中的固溶體0-0.0218%單相固溶體體心立方奧氏體C在γ-Fe中的固溶體0-2.11%單相固溶體面心立方滲碳體C與Fe形成的金屬化合物6.69%單相金屬化合物復(fù)雜晶格珠光體奧氏體發(fā)生共晶轉(zhuǎn)變生成的鐵素體與滲碳體片層混合物0.77%兩相混合物萊氏體高溫萊氏體：(A+Fe3CⅡ十Fe3C)低溫萊氏體：(P十Fe3CⅡ十Fe3C)4.3%兩相混合物4-2什么是共晶轉(zhuǎn)變、共析轉(zhuǎn)變?答：共晶轉(zhuǎn)變是在一定溫度下一定成分的液相同時析出兩種不同固相的轉(zhuǎn)變過程。共析轉(zhuǎn)變是在一定溫度下一定成分的固相同時析出兩種不同固相的轉(zhuǎn)變過程。4-3說明一次滲碳體和二次滲碳體的區(qū)別是什么?答：一次滲碳體是直接從液相中析出的滲碳體，呈板條狀；二次滲碳體是從奧氏體中析出的，呈網(wǎng)狀。4-4根據(jù)Fe—Fe3C相圖分析wc=0.45％和wc=1％的碳素鋼從液態(tài)緩冷至室溫的組織轉(zhuǎn)變過程及室溫組織。答：wc=0.45％碳素鋼組織轉(zhuǎn)變過程為：液相→奧氏體+液相→奧氏體→奧氏體+鐵素體→珠光體+鐵素體（室溫組織）。wc=1％碳素鋼組織轉(zhuǎn)變過程為：液相→奧氏體+液相→奧氏體→奧氏體+滲碳體→珠光體+滲碳體（室溫組織）。4-5根據(jù)Fe—Fe3C相圖，分析下列現(xiàn)象：(1)wc=1.2％的鋼比wc=0.45％的鋼硬度高。(2)wc=1.2％的鋼比wc=0.8％的鋼強度低。(3)低溫萊氏體硬度高，脆性大。(4)碳鋼進行熱鍛、熱軋時，都要加熱到奧氏體區(qū)。答：（1）wc=1.2％的鋼比wc=0.45％的鋼的相成分中有更多的滲碳體，因此提高了鋼的硬度。(2)wc=1.2％的鋼中有網(wǎng)狀的二次滲碳體和珠光體，wc=0.8％的鋼中有大量的珠光體，脆而硬的網(wǎng)狀的滲碳體將珠光體組織阻斷，導(dǎo)致鋼的強度下降。(3)低溫萊氏體中有大量的滲碳體，因而其硬度高，脆性大。(4)碳鋼加熱到奧氏體區(qū)，使相成分成為單相奧氏體，奧氏體有較好的塑性和韌性使其有更好的壓力加工性能。4-6倉庫內(nèi)存放的兩種同規(guī)格鋼材，其碳含量分別為：wc=0.45％、wc=0.8％，因管理不當混合在—起，試提出兩種以上方法加以鑒別。答：可能通過拉伸實驗、彎曲實驗和硬度測定來鑒別，wc=0.8％有更大的強度及硬度。（如果有經(jīng)驗，亦可通過摩擦火花進行鑒別。）4-7根據(jù)Fe—Fe3C相圖，說明下列現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。(1)低溫萊氏體(Ld')比珠光體(P)塑性差。(2)加熱到1100℃，wc=0.4％的鋼能進行鍛造，wc=4％的鑄鐵不能鍛造。(3)鉗工鋸高碳成分(wc≥0.77％)的鋼材比鋸低碳成分(wc≤0.2％)的鋼料費力，鋸條容易磨損。(4)鋼適宜于鍛壓加工成形，而鑄鐵適宜于鑄造成形。(5)鋼鉚釘一般用低碳鋼制成。答：(1)低溫萊氏體(Ld')比珠光體(P)塑性差是因為低溫萊氏體中有大量的滲碳體，其性能接近單相滲碳體因而其塑性比珠光體差。(2)加熱到1100℃時，wc=0.4％的鋼為單相奧氏體有較好的塑性和較低的強度能進行鍛造；wc=4％的鑄鐵高溫組織中性能硬而脆的滲碳體量很多，故不能鍛造。(3)高碳成分(wc≥0.77％)的鋼材中滲碳體的含量比低碳成分(wc≤0.2％)的鋼更高，有更高的硬性和強度。(4)鋼中含塑性好而強度