铁碳合金习题答案
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：γ-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6．69％，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：Fe3C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-Fe3________。
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-FeC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1148℃时发生________反应，继续冷却到727℃时发生________转变，其室温组织为________。
金属材料与热处理课后习题答案
4、γ—Fe转变为α—Fe时，纯铁体积会（ ）。
A、收缩 B、膨胀 C、不变
四、名词解释
1、晶格与晶包
2、晶粒与晶界
3、单晶体与多晶体
五、简述
1、生产中细化晶粒的常用方法有哪几种为什么要细化晶粒
2、如果其他条件相同，试比较下列铸造条件下铸铁晶粒的大小。
（1）金属模浇注与砂型浇注
4、金属的实际结晶温度均低于理论结晶温度。（ ）
5、金属结晶时过冷度越大，结晶后晶粒越粗。（ ）
6、一般说，晶粒越细小，金属材料的力学性能越好。（ ）
7、多晶体中各晶粒的位向是完全相同的。（ ）
8、单晶体具有各向异性的特点。（ ）
9、在任何情况下，铁及其合金都是体心立方晶格。（ ）
10、同素异构转变过程也遵循晶核形成与晶核长大的规律。（ ）
5、渗碳体的含碳量为（ ）%。
A、 B、 C、
6、珠光体的平均含碳量为（ ）%。
A、 B、 C、
7、共晶白口铸铁的含碳量为（ ）%。
A、 B、 C、
8、铁碳合金共晶转变的温度是（ ）℃。
A、727 B、1148 C、1227
9、含碳量为%的铁碳合金，在室温下的组织为（ ）。
A、珠光体 B、珠光体加铁素体 C、珠光体加二次渗碳体
11、金属材料抵抗 载荷作用而 的能力，称为冲击韧性。
12、填出下列力学性能指标的符号：屈服点 ，抗拉强度 ，洛氏硬度C标尺 ，伸长率 ，断面收缩率 ，冲击韧性 ，疲劳极限 。
二、判断（正确打“√”，错误打“×”，下同）
1、弹性变形能随载荷的去除而消失。（ ）
2、所有金属材料在拉伸试验时都会出现显着的屈服现象。（ ）
第五章__铁碳相图习题参考答案
第五章铁碳相图习题参考答案一、解释下列名词答：1、铁素体：碳溶入α－Fe中形成的间隙固溶体。
奥氏体：碳溶入γ－Fe中形成的间隙固溶体。
渗碳体：铁与碳形成的具有复杂晶体结构的金属化合物。
珠光体：铁素体和渗碳体组成的机械混合物。
莱氏体：由奥氏体和渗碳体组成的机械混合物。
2、Fe3CⅠ：由液相中直接析出来的渗碳体称为一次渗碳体。
Fe3CⅡ：从A中析出的Fe3C称为二次渗碳体。
Fe3CⅢ：从铁素体中析出的Fe3C称为三次渗碳体。
共析Fe3C：经共析反应生成的渗碳体即珠光体中的渗碳体称为共析渗碳体。
共晶Fe3C：经共晶反应生成的渗碳体即莱氏体中的渗碳体称为共晶渗碳体。
3、钢：含碳量大于0.00218%，小于2.11%的铁碳合金。
白口铸铁：含碳量大于2.11%的铁碳合金。
二、填空题1、常温平衡状态下，铁碳合金基本相有铁素体（F）、渗碳体（Fe3C）等两个。
2、Fe－Fe3C相图有4个单相区，各相区的相分别是液相（L）、δ相、铁素体（F）、奥氏体（A）。
3、Fe－Fe3C 相图有三条水平线，即HJB、ECF和PSK线，它们代表的反应分别是包晶反应、共晶反应和共析反应。
4、工业纯铁的含碳量为≤0.0218%，室温平衡组织为F+ Fe3CⅢ。
5、共晶白口铁的含碳量为4.3%，室温平衡组织P占40.37%，Fe3C共晶占47.82%，Fe3CⅡ占11.81%。
6、一钢试样，在室温平衡组织中，珠光体占60%，铁素体占40%，该钢的含碳量为0.4707。
7、钢的组织特点是高温组织为奥氏体（A），具有良好的塑、韧性，因而适于热加工成形。
8、白口铸铁的特点是液态结晶都有共晶转变，室温平衡组织中都有莱氏体，因而适于通过铸造成形。
三、简答题1、为什么γ-Fe 和α- Fe 的比容不同？一块质量一定的铁发生（γ-Fe →α-Fe ）转变时，其体积如何变化？答：因为γ-Fe和α- Fe原子排列的紧密程度不同，γ-Fe的致密度为74%，α- Fe的致密度为68%，因此一块质量一定的铁发生（γ-Fe →α-Fe ）转变时体积将发生膨胀。
金属学课程-第4章 习题答案
第4章 习题4-1 分析w C =0.2%、w C =0.6%、w C =1.2%的铁碳合金从液态平衡冷却至室温的转变过程，用冷却曲线和组织示意图说明各阶段的组织，并分别计算室温下的相组成物和组织组成物的含量。
解：在室温下，铁碳合金的平衡相是α-Fe （碳的质量分数是0.008%）和Fe 3C （碳的质量分数是6.69%），故（1） w C =0.2%的合金在室温时平衡状态下α相和Fe 3C 相的相对量分别为3 6.690.2%100%97.13%6.690.008%197.13% 2.87%Fe C α-=⨯=-=-= w C =0.2%的合金在室温下平衡态下的组织是α-Fe 和P ，其组织可近似看做和共析转变完时一样，在共析温度下α-Fe 碳的成分是0.0218%，P 的碳的成分为0.77%，故w C =0.2%的合金在室温时组织中P 和α的相对量分别为0.20.0218%100%23.82%0.770.0218%123.82%76.18%P α-=⨯=-=-= （2）w C =0.6%的合金在室温时平衡状态下α相和Fe 3C 相的相对量分别为3 6.690.6%100%91.14%6.690.008%191.14%8.86%Fe C α-=⨯=-=-= w C =0.6%的合金在室温下平衡态下的组织是α-Fe 和P ，在室温时组织中P 和α的相对量为0.60.0218%100%77.28%0.770.0218%177.28%22.72%P α-=⨯=-=-= （3）w C =1.2%的合金在室温时平衡状态下α相和Fe 3C 相的相对量分别为3 6.69 1.2%100%82.16%6.690.008%182.16%17.84%Fe C α-=⨯=-=-= w C =1.2%的合金在室温下平衡态下的组织是P 和Fe 3C ，在室温时组织中P 的相对量为3 6.69 1.2%100%92.74%6.690.77%192.74%7.3%P Fe C -=⨯=-=-=4-2 分析w C =3.5%、w C =4.7%的铁碳合金从液态平衡冷却至室温的平衡结晶过程，画出冷却曲线和组织变化示意图，并计算室温下的组织组成物和相组成物的含量。
铁碳相图补充作业题答案
铁碳相图补充作业题答案1. 铁碳合金按Fe —Fe 3C 相图成分区域分成七类，分别是什么？2. 分析以上七种成分合金平衡结晶过程与最终组织，并计算：（1） 工业纯铁中三次渗碳体的最大含量。
分析：在工业纯铁中，随C 含量的增加，三次渗碳体的含量也越多，当C%=0.0218% （即P 点成分的工业纯铁中）时，Fe 3C Ⅲ量达到最大值。
W Fe3C Ⅲ=008.069.6008,00218.0--×100%=0.33% （2） 共析钢中，α和Fe 3C 的相对含量。
（Fe 3C Ⅲ量很少，一般忽略不计）W α=%100218.069.677.069.6⨯--=%10069.677.069.6⨯-=88% W Fe3C =1－88%=12%（3）45钢（含C ：0.45%）中，组织组成物和相组成物的相对含量。
分析：45钢组织组成物为：铁素体（先共析）+ 珠光体相组成物为：铁素体（α）+ 渗碳体（Fe 3C ）由于Fe 3C Ⅲ量很少，可以忽略不计，只考虑727℃共析转变完成之后即可。
组织组成物：⎪⎩⎪⎨⎧=-==⨯==⨯=----%57%431Wp %57%100%43%1000218.077.00218.045.00218.077.045.077.0或αWp W相组成物： ⎪⎩⎪⎨⎧=-==⨯==⨯=----%7%931W %7%100%93%100C 3Fe 0218.69.60218.045.030218.069.645.069.6或αo C Fe W W注：共析钢中，室温组织为α+ P W C %↑， W P ↑，可近似根据亚共析钢的平衡组织来估算钢的含C 量。
W P =%100%1008.077.0218.077.0028.0⨯==⨯--C C C∴ 钢的含C 量 C=0.8W P （忽略α、P 密度的差别）W P ：珠光体所占的面积百分比。
(4)T10钢（1%C ）中，Fe3C Ⅱ和珠光体的相对量W Fe3C Ⅱ=%10077.069.677.00.1⨯--=4% W P =1—4%=96%注：在过共析钢中，W C ↑， Fe3C Ⅱ↑当 W C =2.11% Fe 3C Ⅱ达到最大值W Fe3C Ⅱ最大=%6.22%10077.069,677.011.2=⨯-- (5)共晶白口铸铁中，Fe 3C 共晶与γ共在共晶温度下的相对量。
工程材料学课程习题及答案重点
工程材料习题一、晶向、晶面指数习题在立方晶系的单位晶胞上作图表示(1 1 1)、(1 1 0)、(1 0 0) 晶面和[1 1 1]、[1 1 0]、[0 0 1]、[1 0 0]、[0 1 0] 晶向。
二、Fe-C 相图类提示 Fe-C 相图是确定钢热处理、铸造、锻造、焊接加热工艺的依据，应熟练掌握相图的绘制、不同成分钢的冷却相变过程及室温组织。
习题 画出 Fe-Fe 3C 合金相图 （要求标明B 、E 、C 、F 、P 、S 点的成分及共晶线和共析线的温度），分析含碳量0.4% （0.7%、0.77%、1.0% ）的铁碳合金从液态缓冷到室温时的结晶过程（要利用文字和冷却曲线加以说明），画出室温组织的示意图并利用杠杆定律计算其组织组成物的相对质量分数。
分析 Fe-Fe 3C 相图看似复杂，但若掌握规律就容易了。
相图由包晶相变、共晶相变、共析相变三部分组成。
绘制时应先绘制三条水平线、确定水平线的温度及每条线上的三个成分点，然后再连接其余曲线即可。
Fe-C 相图含碳量分为亚共析钢（0.0218% ≤ C ＜0.77% ）、共析钢（0.77% C ）和过共析钢（0.77 % ＜C ≤ 2.11%）三大类型，其区别在于有先共析铁素体析出、无先共析铁素体和无二次渗碳体析出、有二次渗碳体析出。
解1、铁碳相图Fe-C 相图见图1.0，要求各相区、线、字母、温度要准确。
2、共析钢（0.77%C ） （1）结晶过程分析冷却曲线见图2.1。
在Fe-C 相图中要画出表示合金成分的垂线（图中虚线）；冷却曲线中要标明交点及点的顺序；冷却曲线点的顺序要和相图中垂线一致，恒温转变为水平线。
1点以上：液态；1-2点：匀晶转变析出奥氏体，L → γ ； 2-3点：γ降温阶段，无组织变化；3-3 /点：奥氏体发生共析转变，转变为珠光体，C Fe 72730218.077.0+α−−−→−γ℃（P ）；图1.0 Fe-Fe 3C 合金相图Fe 3CFeC%温度/℃3 / 点到室温，从铁素体中析出少量三次渗碳体Fe 3C Ⅲ。
金属材料与热处理课后习题答案
2、做疲劳试验时，试样承受的载荷为（）。
A、静载荷B、冲击载荷C、交变载荷
3、洛氏硬度C标尺所用的压头是（）。
A、淬硬球B、金钢石圆锥体C、硬质合金球
4、金属材料抵抗塑性变形或断裂的能力称为（）。
A、塑性B、硬度C、强度
5、用拉伸试验可测定材料的（）性能指标。
A、强度B、硬度C、韧性
7、有一钢试样其横截面积为100mm2，已知钢试样的σs=314Mpa,σb=530Mpa。拉伸试验时，当受到拉力为时，试样出现屈服现象，当受到拉力为时，试样出现缩颈。
8、断裂前金属材料产生的能力称为塑性。金属材料的和的数值越大，表示材料的塑性越好。
9、一拉伸试样的原标距长度为50mm，直径为10mm拉断后试样的标准长度为79mm,缩颈处的最小直径为4.9mm，此材料的伸长率为，断面收缩率为。
4、γ—Fe转变为α—Fe时，纯铁体积会（）。
A、收缩B、膨胀C、不变
四、名词解释
1、晶格与晶包
2、晶粒与晶界
3、单晶体与多晶体
五、简述
1、生产中细化晶粒的常用方法有哪几种？为什么要细化晶粒？
2、如果其他条件相同，试比较下列铸造条件下铸铁晶粒的大小。
（1）金属模浇注与砂型浇注
（2）铸成薄件与铸成厚件
（3）浇注时采用振动与不采用振动
3、写出纯铁的同素异构转变式。
4、画出三种常见金属晶格的晶胞图。
5、为什么单晶体具有各向异性，而多晶体一般情况下不显示出各向异性？
第2章金属材料的性能
一、填空（将正确答案填在横线上。下同）
1、金属材料的性能一般分为两类，一类是使用性能，它包括、和
等，另一类是工艺性能，它包括、、和等。
金属材料与热处理第六版习题册答案
金属材料与热处理习题册答案绪论一、填空题1、成分、组织、热处理、性能之间。
2、石器时代、青铜器时代、铁器时代、钢铁时代、人工合成材料时代。
3、成分、热处理、性能、性能。
二、选择题：1、A2、B3、C三、简答题1、掌握金属材料与热处理的相关知识对机械加工有什么现实意义？答：机械工人所使用的工具、刀夹、量具以及加工的零件大都是金属材料.所以了解金属材料与热处理后相关知识.对我们工作中正确合理地使用这些工具.根据材料特点正确合理地选择和刃磨刀具几何参数；选择适当的切削用量；正确选择改善零件工艺必能的方法都具有非常的现实意义。
2、如何学好《金属材料与热热处理》这门课程？答：在学习过程中.只要认真掌握重要的概念和基本理论.按照材料的成分和热处理决定组织.组织决定其性能.性能又决定其用途这一内在关系进行学习和记忆；注意理论联系实际.认真完成作业和实验等教学环节.是完全可以学好这门课程的。
第一章金属的结构和结晶1-1金属的晶体结构一、填空题1、非晶体晶体晶体2、体心立方面心立方密排立方体心立方面心立方密排立方3、晶体缺陷点缺陷面缺陷二、判断题1、√2、√3、×4、√三、选择题1、A2、C3、C四、名词解释1、晶格与晶胞：P5答：将原子简化为一个质点.再用假想的线将它们连接起来.这样就形成了一个能反映原子排列规律的空间格架.称为晶格；晶胞是能够完整地反映晶体晶格特征的最小几何单元。
3、单晶体与多晶体答：只由一个晶粒组成称为单晶格.多晶格是由很多大小.外形和晶格排列方向均不相同的小晶格组成的。
五、简答题书P6□1-2纯金属的结晶一、填空题1、液体状态固体状态2、过冷度3、冷却速度冷却速度4、晶核的产生长大5、强度硬度塑性二、判断题1、×2、×3、×4、×5、√6、√三、选择题1、C、B、A2、B3、A4、A四、名词解释1、结晶与结晶潜热 (P8)答：（1）结晶：是金属从高温液体状态.冷却凝固为原子有序排列的固体状态的过程。
铁碳合金考试试卷及参考答案
铁碳合金考试试卷及参考答案一、填空题1．渗碳体的晶体结构是正交晶系，按其化学式铁与碳原子的个数比为3:12．当一块质量一定的纯铁加热到912℃温度时，将发生a-Fe向γ-Fe的转变，此时体积将发生收缩。
3．共析成分的铁碳合金平衡结晶至室温时，其相组成物为α和Fe3C，组织成物为P 。
4．在生产中，若要将钢进行轧制或锻压时，必须加热至γ相区。
5．当铁碳合金冷却时,发生共晶反应的反应式为L C γE+ Fe3C，其反应产物在室温下被称为变态莱氏体。
6．在退火状态的碳素工具钢中，T8钢比T12 钢的硬度低。
7．当W(C)＝0．77％一2．11％间的铁碳合金从高温缓冷至ES线以下时，将从奥氏体中析出Fe3CⅡ，其分布特征是网状。
8．在铁碳合金中，含三次渗碳体最多的合金成分点为P点（C=0.0218%），含二次渗碳体最多的合金成分点为E 点（C=2.11%）。
9．奥氏体是C 在Fe中的固溶体，它的晶体结构是面心立方。
10．铁素体是 C 在Fe中的固溶体，它的晶体结构是体心立方。
11．渗碳体是C和Fe形成的金属间化合物。
12．珠光体是铁素体和Fe3C 的机械混合物。
13．莱氏体是奥氏体和Fe3C 的机械混合物，而变态莱氏体是珠光体和Fe3C 的机械混合物。
14．在Fe—Fe3C相图中，有一次Fe3C 、共晶Fe3C 、二次Fe3C 、共析Fe3C 、三次Fe3C五种渗碳体，它们各自的形态特征分别是呈长条状、粗大的连续基体（或呈鱼骨状）、沿晶粒状或网络状分布、层片状、小片状。
15．钢中常存杂质元素有P 、S 、Si 、Mn 等，其中S 使钢产生热脆，P 使钢产生冷脆。
18．纯铁在不同温度区间的同素异晶体有(写出温度区间) 1538℃~1394℃为体心立方δ铁素体、1394℃~912℃为面心立方γ奥氏体、912℃以下为体心立方α铁素体。
19．碳钢按相图分为亚共析钢、共析钢、过共析钢；按W(C)分为(标出W(C)范围)0.0218%~0.77%、0.77% 、0.77%~2.11%。
铁碳合金习题答案
铁碳合金习题答案文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-铁碳合金一、填空题1.在铁碳合金基本组织中，奥氏体、铁素体和渗碳体属于单相组织。
珠光体和莱氏体属于两相组织。
2.根据溶质原子在溶剂晶格中的分布情况，固溶体有二种基本类型，它们是置换固溶体和间隙固溶体。
3.根据溶质在溶剂中的溶解情况，置换固溶体可分为无限固溶体和有限固溶体两种。
4.铁素体与渗碳体的机械混合物称为珠光体，渗碳体与铁素体片状相间的组织又称为片状珠光体，在铁素体基体上分布着颗粒状渗碳体的组织又称为粒状珠光体。
5.不同晶体结构的相，机械地混合在一起的组织，叫做固态机械混合物，铁碳合金中，这样的组织有珠光体和莱氏体。
6.在铁碳合金基本组织中，铁素体和奥氏体属于固溶体；渗碳体属于化合物；珠光体和莱氏体属于机械混合物。
7.分别填写下列铁碳合金组织的符号：奥氏体A；铁素体F；渗碳体C；珠光体P。
8.铁和碳形成的金属化合物（Fe3C）称为渗碳体、含碳量为 6.69%。
9.铁素体在室温时，对碳的溶解度是0.008 %，在727℃时溶解度是0.0218 %。
10.奥氏体对碳的溶解度，在727℃时溶解度是0.77 %，在1148℃时溶解度是2.11 %。
11.含碳量小于 2.11 %的铁碳合金称为钢，钢根据室温显微组织不同，可分为以下三类：亚共析钢钢，显微组织为铁素体+珠光体，含碳量范围0.0218～0.77 %；共析钢钢，显微组织为珠光体，含碳量范围0.77 %；过共析钢钢，显微组织为珠光体+渗碳体，含碳量范围 0.77～2.11 %。
12.碳在奥氏体中的溶解度随温度而变化，在1148°时溶碳量可达 2.11 %，在727°时溶碳量可达0.77 %。
13.人们常说的碳钢和铸铁即为铁、碳元素形成的合金。
14.20钢在650℃时的组织为铁素体+珠光体；在1000℃时的组织为奥氏体。
铁碳合金考试试卷及参考答案
铁碳合金考试试卷及参考答案一、填空题1．渗碳体的晶体结构是正交晶系，按其化学式铁与碳原子的个数比为3:12．当一块质量一定的纯铁加热到912℃温度时，将发生a-Fe向γ-Fe的转变，此时体积将发生收缩。
3．共析成分的铁碳合金平衡结晶至室温时，其相组成物为α和Fe3C，组织成物为P 。
4．在生产中，若要将钢进行轧制或锻压时，必须加热至γ相区。
5．当铁碳合金冷却时,发生共晶反应的反应式为L C γE+ Fe3C，其反应产物在室温下被称为变态莱氏体。
6．在退火状态的碳素工具钢中，T8钢比T12 钢的硬度低。
7．当W(C)＝0．77％一2．11％间的铁碳合金从高温缓冷至ES线以下时，将从奥氏体中析出Fe3CⅡ，其分布特征是网状。
8．在铁碳合金中，含三次渗碳体最多的合金成分点为P点（C=0.0218%），含二次渗碳体最多的合金成分点为E 点（C=2.11%）。
9．奥氏体是C 在Fe中的固溶体，它的晶体结构是面心立方。
10．铁素体是 C 在Fe中的固溶体，它的晶体结构是体心立方。
11．渗碳体是C和Fe形成的金属间化合物。
12．珠光体是铁素体和Fe3C 的机械混合物。
13．莱氏体是奥氏体和Fe3C 的机械混合物，而变态莱氏体是珠光体和Fe3C 的机械混合物。
14．在Fe—Fe3C相图中，有一次Fe3C 、共晶Fe3C 、二次Fe3C 、共析Fe3C 、三次Fe3C五种渗碳体，它们各自的形态特征分别是呈长条状、粗大的连续基体（或呈鱼骨状）、沿晶粒状或网络状分布、层片状、小片状。
15．钢中常存杂质元素有P 、S 、Si 、Mn 等，其中S 使钢产生热脆，P 使钢产生冷脆。
18．纯铁在不同温度区间的同素异晶体有(写出温度区间) 1538℃~1394℃为体心立方δ铁素体、1394℃~912℃为面心立方γ奥氏体、912℃以下为体心立方α铁素体。
19．碳钢按相图分为亚共析钢、共析钢、过共析钢；按W(C)分为(标出W(C)范围)0.0218%~0.77%、0.77% 、0.77%~2.11%。
最新第五章_铁碳相图习题资料
第五章铁碳相图习题参考答案一、解释下列名词答：1、铁素体：奥氏体：渗碳体：珠光体：莱氏体：2、Fe3CⅠ：Fe3CⅡ：Fe3CⅢ：共析Fe3C：共晶Fe3C3、钢：白口铸铁：二、填空题1、常温平衡状态下，铁碳合金基本相有）等个。
2、Fe－Fe3C相图有个单相区，各相区的相分别是。
3、Fe－Fe3C 相图有条水平线，即线，它们代表的反应分别是4、工业纯铁的含碳量为，室温平衡组织为。
5、共晶白口铁的含碳量，室温平衡组织P占，Fe3C共晶占，Fe3CⅡ占%。
6、一钢试样，在室温平衡组织中，珠光体占60%，铁素体占40%，该钢的含碳量为。
7、钢的组织特点是高温组织为，具有良好的性，因而适于成形。
8、白口铸铁的特点是液态结晶都有转变，室温平衡组织中都有，因而适于通过成形。
三、简答题1、为什么γ-Fe 和α- Fe 的比容不同？一块质量一定的铁发生（γ-Fe →α-Fe ）转变时，其体积如何变化？答：2、铁素体（F），奥氏体（A），渗碳体（Fe3C），珠光体（P），莱氏体（Ld）的结构、组织形态、性能等各有何特点？答：3、Fe-Fe3C合金相图有何作用？在生产实践中有何指导意义？又有何局限性？答：⑴4、画出 Fe-Fe 3C 相图，指出图中 S 、C 、E 、P 、N 、G 及 GS 、SE 、PQ 、PSK 各点、线的意义，并标出各相区的相组成物和组织组成物。
答：C ： ： E ： G ： H ： J ： N ： P ： S ： ES 线： GS 线： PQ 线： PSK 线：5、简述 Fe-Fe 3C 相图中三个基本反应：包晶反应，共晶反应及共析反应，写出反应式，标出含碳量及温度。
答：6、亚共析钢、共析钢和过共析钢的组织有何特点和异同点。
答：7、分析含碳量分别为0.60%、0.77%、1.0% 的铁碳合金从液态缓冷至室温时的结晶过程和室温F+F e 3C III912℃图2-13 Fe－Fe3C相图A+F e 3C IIA+FP+FP+F e 3C IIPP+Ld+F e 3C II A+Ld+F e 3C IILdLd′Ld′+F e 3C ILd+F e 3C IL+F e 3C IL+AA0.0218％FKP727℃GQ4.3％C A 0.77％ 2.11％ED1227℃1538℃S VIVIVIIIIII组织。
金属学与热处理答案
第4章 习题4-1 分析w C =%、w C =%、w C =%的铁碳合金从液态平衡冷却至室温的转变过程，用冷却曲线和组织示意图说明各阶段的组织，并分别计算室温下的相组成物和组织组成物的含量。
解：在室温下，铁碳合金的平衡相是α-Fe(碳的质量分数是%)和Fe 3C(碳的质量分数是%)，故(1) w C =%的合金在室温时平衡状态下α相和Fe 3C 相的相对量分别为3 6.690.2%100%97.13%6.690.008%197.13% 2.87%Fe C α-=⨯=-=-= w C =%的合金在室温下平衡态下的组织是α-Fe 和P ，其组织可近似看做和共析转变完时一样，在共析温度下α-Fe 碳的成分是%，P 的碳的成分为%，故w C =%的合金在室温时组织中P 和α的相对量分别为0.20.0218%100%23.82%0.770.0218%123.82%76.18%P α-=⨯=-=-= (2) w C =%的合金在室温时平衡状态下α相和Fe 3C 相的相对量分别为3 6.690.6%100%91.14%6.690.008%191.14%8.86%Fe C α-=⨯=-=-= w C =%的合金在室温下平衡态下的组织是α-Fe 和P ，在室温时组织中P 和α的相对量为0.60.0218%100%77.28%0.770.0218%177.28%22.72%P α-=⨯=-=-= (3) w C =%的合金在室温时平衡状态下α相和Fe 3C 相的相对量分别为3 6.69 1.2%100%82.16%6.690.008%182.16%17.84%Fe C α-=⨯=-=-= w C =%的合金在室温下平衡态下的组织是P 和Fe 3C ，在室温时组织中P 的相对量为3 6.69 1.2%100%92.74%6.690.77%192.74%7.3%P Fe C -=⨯=-=-=4-2 分析w C =%、w C =%的铁碳合金从液态平衡冷却至室温的平衡结晶过程，画出冷却曲线和组织变化示意图，并计算室温下的组织组成物和相组成物的含量。
铁碳合金
铁碳合金[单项选择题]1、渗碳体的含碳量为（）%。
A.0.77B.2.11C.6.69D.以上答案都对参考答案：C[填空题]2共析体参考答案：共析转变的产物称为共析体。
[单项选择题]3、合金在固体状态的相结构大致可分为（）。
A.固溶体和化合物B.固溶体和液溶体C.化合物和合金D.化合物和晶体参考答案：A[填空题]C），珠光体（P），莱氏体4何谓铁素体（F），奥氏体（A），渗碳体（Fe3（Ld）？它们的结构、组织形态、性能等各有何特点？参考答案：铁素体（F）：铁素体是碳在中形成的间隙固溶体，为体心立方晶格。
由于碳在中的溶解度`很小，它的性能与纯铁相近。
塑性、韧性好，强度、硬度低。
它在钢中一般呈块状或片状。
奥氏体（A）：奥氏体是碳在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，故碳在中的溶解度较大。
有很好的塑性。
C）：铁和碳相互作用形成的具有复杂晶格的间隙化合物。
渗碳体渗碳体（Fe3具有很高的硬度，但塑性很差，延伸率接近于零。
在钢中以片状存在或网络状存在于晶界。
在莱氏体中为连续的基体，有时呈鱼骨状。
珠光体（P）：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。
莱氏体（Ld）：由奥氏体和渗碳体组成的机械混合物。
在莱氏体中，渗碳体是连续分布的相，奥氏体呈颗粒状分布在渗碳体基体上。
由于渗碳体很脆，所以莱氏体是塑性很差的组织。
[填空题]5简述Fe-Fe3C相图中三个基本反应：包晶反应，共晶反应及共析反应，写出反应式，标出含碳量及温度。
参考答案：[填空题]6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.参考答案： 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，全部转变为奥氏体。
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变化，析出三次渗碳体Fe3CⅢ，它常与共析渗碳体长在一起，彼此分不出，且数量少，可忽略。
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铁碳合金一、填空题1.在铁碳合金基本组织中，奥氏体、铁素体和渗碳体属于单相组织。
珠光体和莱氏体属于两相组织。
2.根据溶质原子在溶剂晶格中的分布情况，固溶体有二种基本类型，它们是置换固溶体和间隙固溶体。
3.根据溶质在溶剂中的溶解情况，置换固溶体可分为无限固溶体和有限固溶体两种。
4.铁素体与渗碳体的机械混合物称为珠光体，渗碳体与铁素体片状相间的组织又称为片状珠光体，在铁素体基体上分布着0颗粒状渗碳体的组织又称为粒状珠光体。
5.不同晶体结构的相，机械地混合在一起的组织，叫做固态机械混合物，铁碳合金中，这样的组织有珠光体和莱氏体。
6.在铁碳合金基本组织中，铁素体和奥氏体属于固溶体；渗碳体属于化合物；珠光体和莱氏体属于机械混合物。
7.分别填写下列铁碳合金组织的符号：奥氏体A；铁素体F；渗碳体C；珠光体P。
8.铁和碳形成的金属化合物（Fe3C）称为渗碳体、含碳量为%。
9.铁素体在室温时，对碳的溶解度是%，在727℃时溶解度是%。
110.奥氏体对碳的溶解度，在727℃时溶解度是%，在1148℃时溶解度是%。
11.含碳量小于%的铁碳合金称为钢，钢根据室温显微组织不同，可分为以下三类：亚共析钢钢，显微组织为铁素体+珠光体，含碳量范围～%；共析钢钢，显微组织为珠光体，含碳量范围%；过共析钢钢，显微组织为珠光体+渗碳体，含碳量范围～%。
12.碳在奥氏体中的溶解度随温度而变化，在1148°时溶碳量可达%，在727°时溶碳量可达%。
213.人们常说的碳钢和铸铁即为铁、碳元素形成的合金。
14.20钢在650℃时的组织为铁素体+珠光体；在1000℃时的组织为奥氏体。
15.下图所示Fe—Fe3C状态图各区的组织，分别是：○1奥氏体，○2奥氏体+渗碳体（二次渗碳体），○3铁素体+奥氏体，○4铁素体，○5铁素体+珠光体，○6珠光体，○7珠光体+渗碳体（二次渗碳体）。
3二、判断题（对的打“√”，错的打“×”）1.机械制造中常用的金属材料以纯金属为主。
（×）2.组元是指组成合金的相。
组成合金（×）43.形成间隙固溶体时，溶剂原子往往远大于溶质原子。
（√）4.只要两种原子大小相差不多，原子的性质也较近似时，才可以组成置换固溶体。
（√）置换固溶体不（只）只可能是无限固溶体。
（×）5.铁素体是固溶体，有固溶强化现象，所以性能为硬而脆。
（×）6.金属化合物的特点是硬而脆，莱氏体性能也是硬而脆，故莱氏体属于金属化合物。
（×）57.珠光体含碳量为%。
（×）8.珠光体的机械性能介于铁素体和渗碳体之间。
（√）9.共析转变、共晶转变都是在恒定温度下进行的。
（√）10.Fe—Fe3C相图中，A3温度是随含碳量增加而上升的。
（×）11.Fe—Fe3C状态图中的S点是A1，A3，A cm三线的交点。
（√）12.PSK线是共析转变线。
（√）三、单项选择题61.组成合金的元素，在固态下互相溶解形成均匀单一的固相称为。
A．晶体B．固溶体C．化合物D．共晶体2.合金中的相结构有A．固溶体、化合物B．固溶体、机械混合物C．化合物、机械混合物D．固溶体、化合物、机械混合物3.合金在固体状态的相结构大致可分为。
A．固溶体和化合物B．固溶体和液溶体C．化合物和合金D．化合物和晶体4.合金固溶强化的基本原因是A．晶格类型发生了改变B．晶粒变细7C．晶格发生畸变D．同素异构5.珠光体是A．片状铁素体和渗碳体的机械混合物B．球状铁素体和渗碳体的机械混合物C．是片状渗碳体和片状石墨的机械混合物D．A+C6.关于Fe3C（渗碳体）描述错误的是。
A．铁与碳形成的稳态化合物称为渗碳体B．渗碳体通常用C 表示C．Fe3C的含碳量为% D．渗碳体的硬度极低7.碳溶于 －Fe晶格中所形成的间隙固溶体称为。
8A．奥氏体B．渗碳体C．铁素体D．珠光体8.碳溶于 －Fe的晶格中形成的固溶体称为。
A．铁素体B．奥氏体C．渗碳体D．马氏体9.奥氏体是。
A．组织B．液相C．化合物D．固溶体10.奥氏体的最大的溶碳量为A．% B．＞% C．% D．%11.渗碳体的含碳量为%，按其晶体结构来说，它是一种。
A．间隙式固溶体B．置换式固溶体C．金属化合物D．机械混合物12.莱氏体的室温组织是由组成的机械混合物。
9A．珠光体+铁素体B．铁素体+奥氏体C．铁素体+渗碳体D．珠光体+渗碳体13.F的溶碳能力在。
A．%～% B．%～%C．%～% D．0～%14.F的最大溶碳量为。
A．% B．%C．% D．%15.Fe3C的含碳量为。
A．% B．% C．% D．%16.渗碳体的性能特点是。
A．硬度低，塑性好B．硬度高，塑性好10C．硬度高，塑性差D．硬度低，塑性差17.渗碳体的形态有多种，在室温的共析钢组织中呈。
A．片状B．网状 C.条状D．块状18.下列说法错误的是。
A．铁和碳处于液态时可以溶解成均匀的液相B．渗碳体通常用C表示，其特点是硬度低而塑性和韧性高C．铁素体和渗碳体组成的混合物称为珠光体D．铁碳合金相图是用来研究铁碳合金的成分、温度组织之间的关系19.由A转变为P是属于。
A．同素异构转变B．共析转变C．共晶转变D．匀晶转11变20.铁碳合金相图上的727℃线称。
A．共析线B．固溶线C．共晶线D．晶格转变线21.铁碳合金相图上的1148℃线称为。
A．共析线B．固溶线C．共晶线D．晶格转变线22.在铁碳合金相图上，温度为1148℃，含碳量为%的C点称。
A．共析点B．共晶点C．熔点D．晶格转变点23.在铁碳合金相图上，温度为727℃，含碳量为%的S点称。
A．共析点B．共晶点C．熔点D．晶格转变点24.在铁碳合金相图上，奥氏体A和珠光体P的分界点的温度为1213。
A ．1538℃B ．1148℃C ．912℃D ．727℃25. 铁碳合金组织的组成物中哪些在室温下不能存在？ 。
A ．AB ．PC ．FD ．Fe 3C26. 在铁碳合金相图上，钢和铸铁的分界点的含碳量为A ．%B ．%C ．%D ．%27. 含碳量%的钢，从950℃冷至A r1～A rcm 温度，其组织应是A ．奥氏体B ．铁素体+奥氏体C ．珠光体+奥氏体D ．奥氏体+二次渗碳体28. 含碳量 的钢称为亚共析钢。
A ．＜%B ．＜%C ．＞%D ．＝%29.凡含碳量 %的铁碳合金称为。
A．钢B．铸铁C．工业纯铁D．麻口铁30.含碳量为的铸铁称为共晶白口铸铁。
A．% B．% C．% D．%31.亚共析钢的室温平衡组织是由组成的。
A．铁素体和渗碳体B．低温莱氏体C．铁素体和珠光体D．珠光体和呈网状的二次渗碳体32.共析钢的室温平衡组织是。
A．F B．A C．P D．F+P33.过共析钢的室温平衡组织是。
A．F B．P C．F+P D．P+Fe3C1434.在下列铁碳合金中含碳量由小到大顺序排列正确的是哪一组？A．纯铁→共析钢→铸铁B．铸铁→共析钢→纯铁C．共析钢→纯铁→铸铁D．共析钢→纯铁→铸铁35.在铁碳合金相图上，A3是临界点A．P←→A B．F←→A C．P+Fe3C←→A D．F+A←→A 36.在下列铁碳合金中含碳量由大到小顺序排列正确的是哪一组？A．铸铁→共析钢→纯铁B．纯铁→共析钢→铸铁C．共析钢→纯铁→铸铁D．纯铁→铸铁→共析钢37.随着含碳量的增加，碳钢的强度A．降低B．提高C．先提高后降低D．先降低后提高38.钢铁材料中，含碳量最低的材料是，综合机械性能好，成15分为珠光体的材料为，含碳量最高的材料是。
A．工业纯铁/共析钢/铸铁B．铸铁/钢/工业纯铁C．亚共析钢/共析钢/过共析钢D．铁素体/珠光体/渗碳体39.生产中使用的钢的含碳量不超过%的原因是。
A．硬度太高 B.强度太高C．塑性太低（差）D．刚度太高四、多项选择题1.铁素体为B晶格，奥氏体为A晶格，渗碳体为D晶格。
A．面心立方B．体心立方C．密排六方D．复杂的八面体162.含碳量%的铁碳合金，在950℃时的组织为 B ，在650℃时的组织为D。
A．珠光体B．奥氏体C．铁素体+珠光体D．珠光体+渗碳体3.铁碳合金相图上的ES线，其代号用D表示，GS线，其代号用C表示，PSK线，其代号用A表示。
A．A1B．A2C．A3D．A ccm4.铁碳合金相图上的共析线是C，共晶线是A。
A．ECF线B．ACD线C．PSK线D．AECF线5.从奥氏体中析出的渗碳体为B，从液体中结晶出的渗碳体为A。
17A．一次渗碳体B．二次渗碳体C．三次渗碳体D．共晶渗碳体五、问答题1.为什么固溶强化可以提高金属材料的机械性能？答：由于固溶体的晶格发生畸变，塑性变形抗力增加，因而使固溶体强度、硬度提高，塑性、韧性下降。
2.试述含碳量对碳钢组织和性能有何影响？1819随着含碳量不断增加，合金组织中F 软相的量逐渐减少，铁碳合金的塑性不断下降。
含碳量超过%后，出现以Fe 3C 为基体的组织，塑性很差。
冲击韧性基本与塑性的变化一致。
Fe 3C 本身硬而脆，随含碳量不断增加，合金组织中Fe 3C 量逐渐增加，因此铁碳合金的硬度上升。
铁碳合金的强度与Fe 3C 的数量及其形态有关，还与珠光体有关。
在铁碳合金组织中以珠光体强度最高。
当含碳量小于%时，随着含碳量的增加，珠光体的量不断增加，因此强度上升。
当含碳量大于%以后，渗碳体以网状分布于晶界处或以粗大片状存在于基体中，使钢的脆性大增，同时珠光体的量不断减少，故而强度也明显下降。
3.比较20钢与40钢，在平衡条件下的硬度、强度、韧性及塑性。
答：由于40钢含碳量高于20钢，故含有珠光体量较多，所以硬度与强度要高于20钢，而塑性与韧性要低于20钢。
4.根据铁碳合金简化相图，说明下列现象的原因：1%含碳量的铁碳合金比%含碳量的铁碳合金的硬度高。
20答：根据铁碳合金简化相图，1%含碳量的铁碳合金所含的Fe3C比%含碳量的铁碳合金所含的Fe3C要多得多，而Fe3C硬度很高，所以1%含碳量的铁碳合金比%含碳量的铁碳合金的硬度高。
5.工业用铁碳合金是怎样进行分类的？试根据Fe—Fe3C状态图来说明。
答：工业用铁碳合金含碳量分，可分为三类：（1）工业纯铁，含碳量小于%的铁碳合金。
（2）钢，含碳量在～%范围内的铁碳合金。
其中含碳量在～%为亚共析钢；含碳量为%为共析钢；21含碳量在～%为过共析钢（3）白口铁，含碳量在～%范围内的铁碳合金。
其中含碳量在～%为亚共晶白口铁；含碳量为%为共晶白口铁；含碳量在～%为过共共晶白口铁。
六、画图题1．在下列铁碳合金简化相图中填上相应的温度、相组织符号22P 232．画出工业纯铁、亚共析钢、共析钢和过共析钢的显微组织示意图，并标出相名称工业纯铁亚共析钢共析钢过共析钢243．画出碳钢性能与含碳量之间的关系曲线七、完成下列表格中的内容251．相图中的特性点符号温度0C含碳量%含义ACDEFGKP26SQ 室温室温时，碳在α—Fe中的溶解度2．相图中的特性线说明符号液相线：冷却过程中液态合金开始结晶的线固相线：冷却过程中液态合金结晶终了的线共晶线：含碳量>%的液态合金冷至2711480C时，剩余的合金发生共晶反应，从液态中同时结晶出奥氏体和渗碳体的机械混合物（高温莱氏体）共析线（A1）：含碳量>%的铁碳合金冷至7270C时，组织中的奥氏体发生共析反应，同时析出铁素体和渗碳体的机械混合物（珠光体）碳在奥氏体中的溶解度曲线。