1、第四章 铁碳合金及 Fe-Fe3C 相图 复习题一、名词解释：1 铁素体、渗碳体、奥氏体、珠光体、莱氏体与变态莱氏体、2 、 、 （提示：铁在不同的温度范围具有不同的晶体结构，FeFe即具有同素异构转变）3 同素异构转变（提示：一 些 金 属 ， 在 固 态 下 随 温 度 或 压 力 的 改 变 ,还 会 发生 晶 体 结 构 变 化 ， 即 由 一 种 晶 格 转 变 为 另 一 种 晶 格 的 变 化 ， 称 为 同 素 异 构 转变 。 ）二、填空题：1 根据含碳量和室温组织的不同，钢可分为三种，分别为 、 、 和 钢。2 分别填出下列铁碳合金基本组织的符号，铁素体： ，奥氏体： ，珠
2、光体： ，渗碳体： ，高温莱氏体： ，低温莱氏体： 。3 在铁碳合金基本组织中属于固溶体的有 ，属于金属化合物的 ，属于机械混合物的有 和 。4 一块工业纯铁在 912发生 -Fe-Fe 转变时，体积将发生 。5 F 的晶体结构为 ；A 的晶体结构为 。6 共析成分的铁碳合金室温平衡组织是 ，其组成相是 和 。7 用显微镜观察某亚共析钢，若估算其中的珠光体含量为 80%，则此钢的碳含量为 。三、判断题：1 所有金属都具有同素异构转变现象。 （ ）2 碳溶于 -Fe中形成的间隙固溶体，称为奥氏体。 （ ）3 纯铁在 780C 时为体心立方晶格的 。 （ ）Fe4 金属化合物的特性是硬而脆，莱氏体
3、的性能也是硬而脆故莱氏体属于金属化合物。 （ ）5 铁素体的本质是碳在 -Fe中的间隙相。 （ ）6 20 钢比 T12 钢的碳含量要高。 （ ）7 在退火状态（接近平衡组织） ，45 钢比 20 钢的硬度和强度都高。 （ ）8 在铁碳合金平衡结晶过程中，只有 Wc=0.77%的共析钢才能发生共析反应。（ ）四、选择题：1 相图上的共析线是（ ） ，共晶线是（ ） 。CFe3aABCD； bECF； cHJB； dPSK。2 碳的质量分数为（ ）的铁碳合金称为共析钢。a0.0218%； b0.77% ； c2.11%； d4.3%。3 亚共析钢冷却到 PSK 线时，要发生共析转变，由奥氏体转变
4、成（ ） 。a珠光体； b铁素体； c莱氏体。4 珠光体是由（ ）组成的机械混合物。a铁素体和奥氏体； b奥氏体和渗碳体； c铁素体和渗碳体。5 奥氏体是：（ ）a碳在 -Fe中的间隙固溶体； b碳在 -Fe中的间隙固溶体；c碳在 -Fe中的有限固溶体。6 珠光体是一种：（ ）a单相固溶体； b两相混合物； cFe 与 C 的混合物。7 T10 钢的含碳量为：（ ）a0.10% ； b1.0% ； c10% 。8 铁素体的机械性能特点是：（ ）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。9 不适宜进行锻造的铁碳合金有：（ ）a 亚共析钢； b共析钢； c亚共
5、晶白口铁。10 铁素体的机械性能特点是：（ ）a具有良好的硬度与强度； b 具有良好的综合机械性能；c具有良好的塑性和韧性； d具有良好的切削性和铸造性11 二次渗碳体是从：（ ）a钢液中析出的； b铁素体中析出的；c奥氏体中析出的； d莱氏体中析出的12 三次渗碳体是从：（ ）a钢液中析出的； b铁素体中析出的；c 奥氏体中析出的； d珠光体中析出的13 纯铁在 912以下的晶格类型是：（ ）a密排六方晶格； b面心立方晶格；c体心立方晶格； d简单立方晶格14 在下述钢铁中，切削性能较好的是：（ ）a工业纯铁； b 45； c白口铁； dT12A15 建筑用钢筋宜选用：（ ）a低碳钢； b
6、中碳钢； c高碳钢； d工具钢16 装配工使用的锉刀宜选用：（ ）a低碳钢； b中碳钢； c高碳钢； d过共晶白口铁五、问答题：1. 什么是金属的同素异构转变？试以纯 Fe 为例分析同素异构转变过程。回答要点：金属在固态下，随温度的变化而发生晶格类型改变的现象称为同素异构转变。2. 铁碳合金在固态下的基本组织有哪几种？回答要点：有 5 种，铁素体、奥氏体和渗碳体都是单相组织，珠光体、莱氏体则是两相混合组织。3. 简述含碳量为 0.45%和 1.2%的铁碳合金从液态冷却到室温的结晶过程。回答要点：含碳量为 0.45%到 1.2%的铁碳合金可分为三个部分：1）含碳量为 0.45%到 0.77%，室
7、温组织为 F+P；2）含碳量为 0.77%时，室温组织为 P；3）含碳量为 0.77%到 1.2%时，室温组织为 P+ Fe C。34. 默画出按“组织组成物 ”填写的 相图。 相图在合金工艺性能CFe3Fe的应用具体表现在哪几个方面？回答要点：1）铸造工艺方面；2）锻造工艺方面；3）焊接工艺方面；4）热处理工艺方面；5）切削性能方面。5. 对某一碳钢（平衡状态）进行相分析，得知其组成相为 80%F 和20%Fe3C，求此钢的成分。提示：用杠杆定理计算。6. 如图为 Fe-Fe3C 相图，分析 Wc=0.45%合金的结晶过程，画出其冷却曲线示意图，并标出各温度阶段的转变式。计算其室温平衡组织中
8、各组织组成物的相对量，并画出室温显微平衡组织示意图，标注出其中组织组成物的名称。回答要点：（1）结晶过程分析： 1 点以上为液相， 1 点开始析出 ，2 点开始发生包晶转变，即 L+=，2-3 点之间从液相中析出 直至 3 点，3 点到 4点没有组织变化，均为 ，4 点开始从 中析出 直至 5 点，5 点开始发生共析转变，即 =+Fe3C，得到 P，5 点以下可认为没发生其它变化。则最终室温平衡组织为：+P。（2）示意图：（3）组织组成物相对量：W=(0.77-0.45)/(0.77-0.0218)=42.77%，Wp=(0.45-0.0218)/(0.77-0.0218)=57.23%。7.
9、 用冷却曲线表示各成分范围的铁碳合金的平衡结晶过程，画出室温组织示意图，标上组织组成物，计算室温平衡组织中组成相和组织组成物的相对质量。（略）8. 10含 3.5%C 的铁碳合金从液态缓慢冷却到共晶温度（但尚未发生共晶反应）时所剩下的液体的成分及重量。回答要点：成分为：3.5%C；重量为 10kg。9. 同样状态的两块铁碳合金，其中一块是 15 钢，一块是白口铸铁，用什么简便方法可迅速区分它们？答：可用尖锤敲击，易敲出坑的是 15 钢等方法。10. 为什么碳钢进行热锻、热轧时都加热到奥氏体区？回答要点：因为奥氏体（A）的塑性好。附加思考题：1. 比较退火状态（近平衡组织）下的 45 钢、T8 钢、T12 钢的硬度、强度和塑性的高低，简述原因。（略）2. 说出 Q235A，15，45，65，T8，T12 等钢的钢类、含碳量，各举出一个应用实例。（略）3. 下列零件或工具用何种碳钢制造：手锯锯条、普通螺钉、车床主轴。
