第三章铁碳相图含答案.docx

1、第三章 铁碳相图含答案第三章 铁碳相图(含答案)第三章铁碳相图 一、填空题（在空白处填上正确的内容） 1、从相变的角度来看，钢与铸铁是按_来区分的，钢与工业纯铁是按_来 区分的。 答案：有无共晶转变、有无共析转变 2、碳溶解在_中形成的间隙固溶体称为奥氏体，常用符号_表示；奥氏体 的力学性能是_和_不高，但具有良好的_。 答案：-Fe、A、强度、硬度、塑性 3、渗碳体是铁和碳的化合物，常用_表示；渗碳体的含碳量为669，具有复杂的晶格，它的_很高，脆性很大，而_和_几乎等于零。 C、硬度、塑性、韧性 答案：Fe 3 C相图，它由三个典型的二元合金相图组合而成，即_、_和4、统观Fe-Fe 3

2、_。 答案：匀晶（型）相图、共晶（型）相图、包晶（型）相图 5、铁碳合金在固态下的基本相有_、_和_三种。 答案：铁素体（F）、奥氏体(A)、渗碳体(Fe3C) 6、在钢中，由于铁与碳的相互作用，可以形成四种基本组织，即_、_、 _和_。 答案：铁素体（F）、奥氏体（A）、渗碳体（Fe3C）、珠光体（P） 7、Fe-Fe C相图中，根据E点（含碳量为_）可将铁碳合金分为_和_ 3 两大部分。 答案：2.11%、（碳）钢、铸铁 8、在铁碳合金的基本相中，属于固溶体的有_、_，属于金属间化合物的 有_。 答案：奥氏体、铁素体、渗碳体 9、含碳量为4.3的铁碳合金叫_，在1148以上为_，缓冷至11

3、48时发 生_反应，继续冷却到727时发生_转变，其室温组织为_。答案：共晶铸铁、液相、共晶、共析、变态莱氏体 10、在钢中，铁与碳的相互作用有两种形式，即_和_。 答案：形成固溶体、形成（金属间）化合物 11、在Fe-Fe C相图中ECF线称为_，合金冷却到此线时(1148)，从液体合金中 3 同时结晶出_和_的机械混合物，即莱氏体。 答案：共晶反应线、奥氏体、渗碳体 12、铁素体和渗碳体组成的机械混合物称为_，用符号_表示；其力学性能是_较高，硬度适中，具有一定的_。 答案：珠光体、P、强度、塑性 13、含碳量为0.77的铁碳合金叫_钢，其室温组织为_。 答案：共析、珠光体 二、单项选择（

4、下列题中选项可能多个正确，但只选择其中最佳的一项） 1、碳溶解在-Fe中形成的间隙固溶体称为奥氏体，奥氏体的性能是( )。 A、低的塑性和韧性，较高的强度和硬度 B、强度和硬度不高、塑性良好 C、强度较高、硬度适中，有一定的塑性 答案：B 2、碳原子和氮原子溶入铁原子晶格中形成的固溶体类型（）。 A、前者为置换式，后者为间隙式 B、前者为间隙式，后者为置换式 C、两者均为间隙式 答案：C 3、铁碳合金中碳的质量分数越高，则（）。 A、渗碳体含量越多 B、铁素体含量越多 C、莱氏体含量越多 答案：A 4、钢材锻造的温度范围必须选择在铁碳相图中的（）； A、FP区 B、AF区 C、单一A区 答案：

5、C 5、铁素体的力学性能是（）； A、强度高、塑性好、硬度低 B、强度低、塑性差、硬度低 C、强度低、塑性好、硬度低 答案：C 6、在平衡状态下，当钢的含碳量超过0.9时，强度下降，塑性、韧性降低，硬度( )。 A、下降 B、升高 C、不再升高 答案：B 7、碳的质量分数为1.2的铁碳合金的室温组织为（） A、珠光体和铁素体 B、百分之百的珠光体 C、珠光体和二次渗碳体 答案：C 8、所有过共析钢在室温下的组织都由珠光体和二次渗碳体组成，但含碳量不同，珠光体和二次渗碳体相对数量不同，含碳量增加，则组织中的二次渗碳体数量( )。 A、增加 B、减少 C、不增不减 答案：A 9、渗碳体的合金结构为

6、（）。 A.置换固溶体 B.机械混合物 C.金属间化合物 答案：C 10、碳的质量分数为1.2的铁碳合金的室温组织为（） A.珠光体和铁素体 B.百分之百的珠光体 C.珠光体和二次渗碳体 答案：C 11、将共析钢缓慢加热到750时，此时共析钢的组织是（）。 A、Fe+Fe C 3 B、A C、A+L 答案：B 12、在亚共析钢的室温组织中，随着含碳量增加，则组织中的珠光体数量( )。 A、增多 B、减少 C、不增不减 答案：A 三、是非题（判断下列说法正确与否,正确用错误用表示） 1、铸铁的含碳量小于2.11。 ( ) 答案： 2、含碳量大于2.11小于6.69的铁碳合金从液态冷却到1148时

7、都会发生共晶转变。( ) 答案： 3、钢材轧制或锻造的温度范围必须选择在Fe-Fe 3 C相图中均匀单一的奥氏体区域内。 ( ) 答案： 4、碳素钢含碳量越高，力学性能越好。 ( ) 答案： 5、亚共析钢随含碳量的提高，其强度、硬度提高，而塑性、韧性下降。 ( ) 答案： 6、珠光体和莱氏体都是机械混合物，所以它们的力学性能相同。 ( ) 答案： 7、在典型铁碳合金的结晶过程分析中，亚共析钢的结晶过程为LL+AAA+Fe 3C P+Fe 3C 。( ) 答案： 8、在金属材料中，只有铁和铁合金有同素异构转变，因此在工艺中应用很广。（） 答案： 四、问答题（回答下列问题，有计算时应列出公式、算式

8、及计算步骤） 1、在平衡条件下，45钢、T8钢和T12钢的硬度、强度、塑性和冲击韧性哪个大哪个小？变 化规律是什么？原因是什么？ 答案：45钢的硬度、强度最低而塑性、冲击韧性最高，T8钢的强度最高，T12的硬度最高而塑性、冲击韧性最低。（2分） 随着含碳量的增加，钢中渗碳体的量也增多，形成珠光体的量也增多，钢的强度和硬度升高，而塑性、韧性下降；（2分） 当含碳量超过共析成分后，由于形成二次渗碳体，珠光体的量开始下降，二次渗碳体随含碳量的继续增加而逐渐增加，并沿原奥氏体晶界形成网状后因割断了晶粒之间的联系，使强度明显下降，塑性和韧性也急剧降低，但硬度值仍继续升高。（2分） 2、结合Fe-Fe 3

9、 C相图阐述共析转变与共晶转变的异同点。 答案：共析转变为固相奥氏体（A）珠光体（+ Fe3C），（2分）而共晶转变是液体(L) 莱氏体(A+ Fe3C)。（2分）两个转变的相同点都是由一个相同时转变为两个相的机械混合物；（1分）不同点是共析转变是固相转变为固相，而共晶转变是液相转变为固相。（1分） 3、试比较45、T8和T12钢的硬度、强度、塑性和冲击韧性有何不同。 答案：45钢的硬度、强度最低而塑性、冲击韧性最高；（2分） T8钢的强度最高；（1分） T12的硬度最高而塑性、冲击韧性最低。（1分） 4、分析碳钢中成分（含碳量）和力学性能之间的关系。 答案：随碳含量增加，硬度提高，而塑性和韧

10、性下降；（2分） 当碳含量小于0.9%时，随碳含量增加，强度增高；当碳含量达0.9%时，由于Fe 3C 呈网状分布，使强度开始下降，将随碳含量增加，强度下降（2分） 五、综合分析题（根据题目给出内容，用所掌握知识综合分析下列各题） 1、利用铁碳平衡相图分析15钢、20钢、30钢、45钢、55钢、60钢、T10、T11、T1 2、T13的平衡结晶过程，画出这一过程的冷却曲线及组织转变示意图，并计算15钢室温时组织组成物的相对量。 15钢：F=%83%1000218 .077.015.077.0=?-；（3分） P=1-F%=1-83%=17%（1分 ） 20钢：F=% 76%1000218.07

11、7.02 .077.0=?-(3分) P=1-76%=24%（1分） 30钢：F=% 63%1000218.077.030 .077.0=?-；（3分） P=1-F%=1-63%=37%（1分） T10钢： % 9677 .069.60 .169.6=-= P Fe 3C =1-96%=4% 45钢: % 43%1000218.077.045 .077.0=?-= ； P=1-43%=57% 55钢：F=% 1000218.077.055 .077.0?-=30%；（3分）；P=1-F%=1-30%=70%（1分） 60钢：F=% 23%1000218.077.060 .077.0=?-；（3

12、分）P=1-F%=1-23%=77%（1分 ） T11钢： % 94%10077.069.61 .169.6=?-= P ；Fe 3C =1-94%=6% T12钢： % 93%10077.069.62 .169.6=?-= P ；Fe 3C =1-93%=7% Fe -Fe 3C 相图 C 1 2 3 4 5 6 6.69 温 度 D T13钢： % 91 % 100 77 .0 69 .6 3.1 69 .6 = ? - - = P ；Fe3C =1-91%=9% 2、综述碳钢中成分（含碳量）平衡组织力学性能之间的关系。 答案：碳钢中，成分与平衡组织的关系： 亚共析钢的平衡组织位。随碳含量

13、增高，F的相对量减少，而P的相对量增加；（2分）当碳含量达0.77%（即共析钢）时，P达100%；（1分） 过共析钢中，平衡组织为P+Fe 3C。随含碳量增高，P的量相对减少，而Fe 3 C的量增加。（2 分） 成份与力学性能的关系： 随碳含量增加，硬度提高，而塑性和韧性下降；（2分） 当碳含量小于0.9%时，随碳含量增加，强度增高；（1分） 当碳含量达0.9%时，由于Fe3C呈网状分布，使得强度将随碳含量的增加而下降（2分） 3、在钢中，由于铁与碳的相互作用，能形成那些基本组织？这些基本组织的结构和力学性能有何特点？ 答案：形成的基本组织有铁素体（F）、奥氏体（A）、渗碳体（Fe3C）和珠光体（P）（2分） 其中铁素体（F）强度、硬度低而塑性、韧性高。（1分） 奥氏体的强度、硬度不高，塑性、韧性较好。（1分） 渗碳体硬而脆。（1分） 珠光体强度高，硬度适中，具有一定的塑性。 （1分）