习题1答案-机械工程材料第四章.docx

机械工程材料习题 第四章 铁碳合金 学号： 班级： 姓名： 评分： 机械工程系 一、选择题 1.室温下含0.3%的钢平衡条件下，组织组成物为（ ）。 A.F+P B.F+Fe3C C.(Fe3C)Ⅱ+P D.Fe 2.铁碳合金中的Fe3CⅡ是从（ ）中析出来的。 A.液相 B.奥氏体 C.铁素体 D.珠光体 3.铁碳合金相图中的共析线是（ ） A.ECF线 B. ACD线 C.PSK线 D. HJB线 4.对铁碳合金中属于固溶体的是（ ）。 A．奥氏体和渗碳体 B.铁素体和珠光体 C. 铁素体和奥氏体 D.珠光体和渗碳体 5.莱氏体中的平均含碳量为（ ）。 A．0.77% B. 2.11% C. 4.3% D. 6.69% 二、填空题 1.铁碳合金以（铁）为主，加入少量（碳）而形成的合金。 2.在碳钢的生产冶炼过程中，由于炼钢原材料的带入和工艺的需要，而有意加入一些物质，使钢中有些常存在元素，它们主要是（ Mn）、（Si）、（S）和（P），其中有益元素是（Mn）、（Si）。 3．共析钢加热到均匀的奥氏体化状态后缓慢冷却，稍低于温度将形成（珠光体），为（铁素体）与（渗碳体）的机械混合物，其典型形态为（片状组织）或（球状组织）。 4.铁碳合金在室温下的基本相有（铁素体）和（渗碳体）。 5.莱氏体是（奥氏体）和（渗碳体）组成的机械混合物。 6.碳素钢在常温下含碳量越少，塑性越好，钢中含硫较多时，容易引起（热脆性），钢中含磷较多时，容易引起（冷脆性）。 三、名词解释 1.奥氏体 答：奥氏体是碳在-Fe中形成的间隙固溶体，面心立方晶格。因 其晶格间隙尺寸较大，故碳在y-Fe中的溶解度较大。有很好 的塑性。 2.珠光体 由铁素体和渗碳体组成的机械混合物。铁素体和渗碳体呈层片 状。珠光体有较高的强度和硬度，但塑性较差。 3.一次渗碳体 答：一次渗碳体：由液相中直接析出来的渗碳体称为一次渗碳体。 4.同素异构体 答：同素异构体有些元素在不同的温度范围内具有不同的晶体结构，这种特性称为“同素异构性”。同一元素...如铁具同素异构性，在910℃以下为体心立方晶格的α铁，在910—1400℃之间则为面心立方晶格的β铁，而在1400℃以上又为体心立方晶格的γ铁。 5.二次渗碳体 答：二次渗碳体：从A中析出的Fe3C称为二次渗碳体。 6.莱氏体 答：莱氏体（Ld或Ld）莱氏体是奥氏体和渗碳体组成的机械混合物，用符号Ld表示。 7.铁素体 答：铁素体是碳溶解在α-Fe中的间隙固溶体 8.三次渗碳体 答：从铁素体F中析出的渗碳体叫三次渗碳体。 9.渗碳体 答：是铁与碳形成的金属化合物，其化学式为Fe3C 综合题 1.何谓金属的同素异构转变？试画出纯铁的结晶冷却曲线和晶体结构变化图。 答：由于条件（温度或压力）变化引起金属晶体结构的转变，称同素异构转变。 2.钢中常存的杂质有哪些？它们对钢的性能有哪些有益和有害的影响？ 答：答：钢中常存杂质有Si、Mn、S、P等。 Mn：大部分溶于铁素体中，形成置换固溶体，并使铁素体强化：另一部 分Mn溶于Fe3C中，形成合金渗碳体，这都使钢的强度提高，Mn 与S化合成MnS，能减轻S的有害作用。当Mn含量不多，在碳钢 中仅作为少量杂质存在时，它对钢的性能影响并不明显。 Si：Si与Mn一样能溶于铁素体中，使铁素体强化，从而使钢的强度、硬 度、弹性提高，而塑性、韧性降低。当Si含量不多，在碳钢中仅作为 少量夹杂存在时，它对钢的性能影响并不显著。 S：硫不溶于铁，而以FeS形成存在，FeS会与Fe形成共晶，并分布于奥 氏体的晶界上，当钢材在1000℃~1200℃压力加工时，由于FeS-Fe共 晶（熔点只有989℃）已经熔化，并使晶粒脱开，钢材将变得极脆。 P：磷在钢中全部溶于铁素体中，虽可使铁素体的强度、硬度有所提高， 但却使室温下的钢的塑性、韧性急剧降低，并使钢的脆性转化温度有 所升高，使钢变脆。 3.分析含碳量分别为 0.20% 、 0.60% 、 0.80% 、 1.0% 的铁碳合金从液态缓冷至室温时的结晶过程和室温组织。 答：0.80%C：在1～2点间合金按匀晶转变结晶出A，在2点结晶结束，全部 变为奥氏体。冷到3点时（727℃），在恒温下发生共析转变，转变结束时全部 为珠光体P，珠光体中的渗碳体称为共析渗碳体，当温度继续下降时，珠光体 中铁素体溶碳量减少，其成分沿固溶度线PQ