1、工程材料作业（2）答案1. 何谓铁素体，奥氏体，渗碳体，珠光体和莱氏体，它们的结构，组织形态，性能等各有何特点？（最好列表总结）序号 名称 结构 组织形态 性能01 铁素体 F bbc 不规则多边形晶粒 强度低，硬度低，塑性良好02 奥氏体 A fcc 多边形晶粒（高温组织） 强度低，硬度低塑性良好03 渗碳体 Fe3C 复杂晶格 片状，网状，球状，基体，长条状硬脆04 珠光体 P F+Fe3C F+Fe3C 片状相间 有一定强度和塑性，硬度适中05 莱氏体 Ld P+Fe3C Fe3C 为基体其上分布 P 硬度高脆性大2. 分析含碳量为 0.3%，1.3%，3.0%和 5.0%的铁碳合金的结
2、晶过程和室温组织。含碳量 结晶过程表达式 室温组织0.3% A A+F (A 剩余 P) F FP 1.3% A A+CmII (A 剩余 P) + CmII P+CmII 3.0% L L+A Ld+A A+CmII+Ld P+CmII+Ld P+CmII+Ld3. 指出下列名词的主要区别：一次渗碳体，二次渗碳体，三次渗碳体，共晶渗碳体和共析渗碳体。序号 名 称 特点及区别01 一次渗碳体 从液体中析出，呈长条状。02 二次渗碳体 从奥氏体中析出，呈网状03 三次渗碳体 从铁素体中析出，呈小片状04 共晶渗碳体 液体的共晶产物，呈基体。05 共析渗碳体 奥氏体共析产物，与铁素体片状相间分布4
3、. 写出铁碳合金的共晶反应式和共析反应式。名称 结晶过程表达式 室温组织共析 A 0.77%（727）P（F0.02%+Fe3C6.69% ） P 共晶 L4.3%（1148）Ld(A2.11%+Cm6.69%) Ld(P+Cm)（室温） Ld ，Ld5. 根据铁碳相图： 分析 0.6%C 的钢室温下的组织，并计算其相对量。室温下的组织：F+PF%=（0.77-0.6 ）/（0.77-0.02）%=0.17/0.75%=23%P%=100%-23%=77% 分析 1.2%C 的钢室温下的相组成，并计算其相对量。室温下的相组成：F+Fe3CF%=（6.69-1.2 ）/（6.69-0.020）%
4、=5.49/6.67%=82.3%Fe3C%=100%-82.3%=17.6% 计算铁碳合金中二次渗碳体和三次渗碳体的最大含量。二次渗碳体从奥氏体析出，最大溶解度 2.11%，最小溶解度 0.77%Fe3C%=（2.11-0.77 ）/（6.69-0.77 ）%=1.34/5.92%=22.6%三次渗碳体从铁素体中析出，最大溶解度为 0.02%，最小溶解度 0.0008%（0）Fe3C%=（0.02-0.0008 ）/（6.69-0.0008 ）%=0.02/6.69%=0.3%6对某退火碳素钢进行金相分析，其组织为珠光体+网状渗碳体，其中珠光体占 93%，问此钢的含碳量大约为多少？组织为珠光
5、体+网状渗碳体，所以为过共析钢P%=93%=（6.69-X）/（6.69-0.77）%，X%=1.19%=1.2%7依据铁碳相图说明产生下列现象的原因： 含碳量为 1.0%的钢比含碳量为 0.4%的钢硬度高。含碳量为 1.0%的钢，含碳量越高， Fe3C 的量越多，钢的硬度越高。 在室温下，退火的含碳 0.8%的钢其强度比含碳量 1.2%的钢高。退火的含碳 0.8%的钢组织为 p，而含碳量 1.2%的钢组织为 P+网状 Fe3C，脆性大。钢的强度是组织敏感，因此，含碳 0.8%的钢其强度比含碳量 1.2%的钢高。 变态莱氏体的塑性比珠光体的塑性差。变态莱氏体的组织是珠光体+渗碳体，其中渗碳体脆
6、性大且是基体形式分布，而珠光体的组织是铁素体和渗碳体，且渗碳体是分布在铁素体的条间，因此低温莱氏体的塑性差。 在 1100，含碳 0.4%的钢可以进行锻造，含碳 4.0%的生铁不能锻造。在 1100时，含碳 0.4%的钢处在单相奥氏体区，奥氏体面心立方晶格，塑性好适合于压力加工。含碳 4.0%的生铁汉渗碳体多脆性大不能锻造。 钢铆钉一般用低碳钢制成低碳钢的铁素体含量多，塑性好，适合制成铆钉。 绑扎物件一般采用铁丝（镀锌低碳钢丝） ，而起重机起吊重物时都用钢丝绳（60 或 65钢制成）绑扎物件一般受力不大，主要目的是捆绑结实，所以采用铁丝即可。而起重机起吊重物时承受较大载荷，尤其是受较大拉力，因此，需要采用强度较高且有一定塑韧性的钢材，采用 60 或 65 钢，含碳量较高，属于中高碳，强度有保证，但又较 70 以上高碳钢塑韧性好。 锯切 T8，T10 钢料比 10，20 钢费力，锯条容易磨损。T8，T10 钢料的含碳量高，渗碳体多，硬度高，而 10，20 钢含碳量低，铁素体多硬度低，因此锯切 T8，T10 钢料比 10，20 钢费力，锯条容易磨损。 钢适合压力加工，而铸铁适合铸造成型。在铁碳相图中钢（2.11%C）存在着单相固溶体区（奥氏体） ，一般固溶体塑性较好，适合于压力加工。而相图中铸铁（2.11%）存在共晶反应，一般共晶合金在恒温下结晶，金属的流动性好，适合于铸造工艺。
