工程材料练习题资料.docVIP

1.根据铁碳相图，说明下列现象产生的原因：(1)１．０％Ｃ的钢比０．５％Ｃ的钢硬度高；(2)室温下，０．７７％Ｃ的钢其强度比１．２％Ｃ的钢高；(3)低温莱氏体的塑性比珠光体差；(4)在１１００℃，０．４％Ｃ的钢可进行锻造，而４．０％Ｃ的生铁不能锻造；(5)一般要把钢加热至高温（１０００～１２５０℃）下进行热轧或锻造；(6)钢铆钉一般用低碳钢制成；(7)锯Ｔ8、Ｔ10、Ｔ12等钢料比锯10、20钢费力，锯条容易磨钝；(8)绑扎物件一般用铁丝（镀锌低碳钢丝），而起重机吊重物却用钢丝（60、65、70钢）。

(1)随碳含量的增加，硬脆的渗碳体相增多而塑性铁素体相减少，故１．０％Ｃ的钢比０．５％Ｃ的钢硬度高；

(2)室温下，０．７７％Ｃ的钢其强度比１．２％Ｃ的钢高，这是由于1.2％C的钢中，形成连续网状二次渗碳体，严重割裂了钢的基体，致使钢的强度降低（0.77％C的钢的组织为P,1.2%C的钢的组织为P+CmⅡ）；

(3)低温莱氏体的塑性比珠光体差，因为低温莱氏体中的基体为渗碳体，而珠光体中的基体为铁素体；(4)在１１００℃，０．４％Ｃ的钢可进行锻造、而４．０％Ｃ的生铁不能锻造，这是由于在１１００℃，０．４％Ｃ的钢的组织为单一奥氏体、可进行锻造，而４．０％Ｃ的生铁的组织为奥氏体＋莱氏体＋二次渗碳体，系两相合金，含有硬脆的第二相，故而塑性差、不能锻造；

(5)一般要把钢加热至高温（１０００～１２５０℃）下进行热轧或锻造，关键在于此时钢处于单相奥氏体状态，塑韧相；

(6)钢铆钉一般用低碳钢制成，因为此时低碳钢的组织主要为铁素体，塑韧性良好；

(7)锯Ｔ8、Ｔ10、Ｔ12等钢料比锯10、20钢费力、锯条容易磨钝，这是由于高碳钢（T8~T12）中渗碳体相增多，钢的硬度增加，锯条容易磨钝，而10、20钢系低碳钢，主要是铁素体组织，硬度低，故而易锯；

(8)绑扎物件一般用铁丝（镀锌低碳钢丝）主要利用其良好的塑韧性，而起重机吊重物却用钢丝（60、65、70钢）则因此类钢中组织主要为珠光体，故而强度较高。

2.用铅锑合金制成的轴瓦，要求其组织为在共晶体基体上分布有质量分数5％的Sb作硬质点，试求该合金的成分及硬度（已知纯铅的硬度为3HBS,纯锑的硬度约为30HBS）。

设该合金的成分为X%Sb，则根据杠杆定律：WSb==5，X=15.6

或，X=15.6

该合金的硬度为：3+HBS

或先求出铅和锑这两个相的相对百分含量，即WPb=%=84.4%，WSb=15.6%

所以，该合金的硬度为：3×84.4%+30×15.6%=7HBS

3.一个二元共晶反应如下：Ｌ(75%B)α(15%B)+β(95%B)

求：（1）含50%B的合金凝固后,①初晶α与共晶体(α＋β)的重量百分数；②α相与β相的重量百分数;(2)若共晶反应后β初晶和(α+β)共晶各占一半。问该合金成分如何？

（1）对50%B的合金，①其组织组分的相对百分含量为：

Wα=；

W（α+β）=

②其相组分的相对百分含量为：

Wα=；

Wβ=

（2）根据题意：共晶反应后β共晶和（α+β）共晶各占一半，可推知该合金一定是过共晶成分。

那么，设合金成分为x%B，则

Wβ初=求得x=85

或者W（α+β）=，求得x=85

答：该合金成分为85%B。

4.已知铁的熔点1538℃，为铜的熔点为1083℃，试估算铁和铜的最低再结晶温度，并确定其再结晶退火温度。

铁的最低再结晶温度为TZ=0.4×(1538+273)–273=450℃，铜的最低再结晶温度为TZ=0.4×(1083+273)–273=269.4℃；铁的再结晶退火温度为450+（100～200）=550℃～650℃，铜的再结晶退火温度为269.4+（100～200）=369.4℃～469.4℃。

5.一冷拉钢丝绳吊装某大型工件进行热处理，且随工件被加热至１０００℃。加热完毕，在吊装工件出炉时，钢丝绳突然发生断裂，试分析产生该现象的原因。

冷拉钢丝绳在吊装某大型工件进行热处理时，加热严重，其温度大于钢的再结晶温度甚至更高，故在吊装工件出炉时，钢丝绳由于发生了再结晶退火甚至重结晶，组织由原索氏体变为F+P而且晶粒粗大甚至过热组织，导致冷拉钢丝绳强度下降，所以会突然发生断裂。

6.Ｔ８（共析）钢在下图所示方法冷至室温后的转变组织为何？

冷速①下最终获得组织为Ｐ；

冷速②下最终获得组织为Ｍ＋ＡR；

冷速③下最终获得组织为Ｂ下＋Ｍ＋ＡR

冷速④下最终获得组织为Ｍ＋ＡR。

冷却速度②，表面上观察该冷却速度