课堂练习题

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S、P在钢中是有害杂质。含S量高时,易使钢产生“热脆” 现象,含P量高时,易使钢产生“冷脆”现象。
11.根据Fe-Fe3C相图,说明产生下列现象的原因。 1.完全退火后含碳量为1.0%的钢比含碳量为0.5%的钢硬度高。 答:因组织及其硬度不同所致。即含碳量为1.0%的钢经完全退 火后组织为P+Fe3CⅡ网状,而含碳量为0.5%的钢经完全退火 后组织为P+F,且F含量约35%。由于Fe3C的硬度比F的高,故 完全退火后含碳量为1.0%的钢比含碳量为0.5%的钢硬度高。
4.在Fe-Fe3C相图中,钢与铁的分界点的含碳量为(C)。 A.2% B.2.06% C.2.11% D.2.2%
5.莱氏体是一种(C)。 A.固溶体 B.金属化合物 C.机械混合物 D.单相组织金属
6.在Fe-Fe3C相图中,ES线也称为(D)。 A.共晶线 B.共析线 C.A3线 D.Acm线
课堂练习
一、选择题 1. 铁素体是碳溶解在(A)中所形成的间隙固溶体。
A.α-Fe B.γ-Fe C.δ-Fe D.β-Fe 2.奥氏体是碳溶解在(B)中所形成的间隙固溶体。 A.α-Fe B.γ-Fe C.δ-Fe D.β-Fe 3.渗碳体是一种(C)。 A.稳定化合物 B.不稳定化合物 C.亚稳定化合物 D.易转变化合物
答:镀锌低碳钢丝室温下的组织为P+F较多,其硬度低、塑性 好、易折弯,故容易将物体绑紧。而起重机钢丝绳的力学性 能需较高的抗拉强度,用60钢经淬火加中温回火,可获得回 火屈氏体组织,随后经冷拔成为具有较高的强度细钢丝,然 后再搓制成钢丝绳,故钢丝绳用60钢制作。
8. 有两种含碳量不同的铁碳合金,它们的室温平衡组织各由两 种组织组成,它们都有珠光体组织,珠光体的质量分数均为90%, 回答以下问题:
1) 造成加工硬化的根本原因是:晶体中位错密度增加。 2) 滑移的本质是:位错运动。 3) 滑移变形不会引起金属晶体结构的变化。(No) 4) 金属铸件可以通过再结晶退火来细化晶粒。(No) 5) 再结晶过程是有晶格类型变化的结晶过程。(No) 6) 能使单晶体产生塑性变形的应力为:
a.正应力 b. 切应力 c. 复合应力 7) 变形金属再结晶后:
TR(W) =(0.35~0.4)×( 3380 + 273 )- 273 =(1006~1188)( ℃ ) > 900℃
TR(Pb) =(0.35~0.4)×( 327 + 273 )- 273 =(-66 ~ -33)( ℃ ) < 25℃
所以,钨为冷压力加工; Pb为热压力加工。
a. 形成等轴晶,强度增大 b. 形成柱状晶,塑性下降 c. 形成柱状晶,强度增大 d. 形成等轴晶,塑性增大 8) 用低碳钢钢板冷冲压成形的零件,冲压后发现各部分的硬度不同,为什 么?
答:因为各部分的变形程度不同,加工硬化程度也就不同,所以硬度不同。
9) 已知钨、铅的熔点分别为3380℃和327℃,试计算它们的最低再结晶温 度,并分析钨在900℃加工、铅在室温加工,各为何种加工? 答:W、Pb的最低再结晶温度分别为,
答:(1)低碳钢组织为:F多+P,高碳钢组织为:P+Fe3CⅡ。由 于 F的硬度=80HBW,Fe3C的硬度=800HBW, P的硬度=180HBW。 F的伸长率A=50%, P的A=20% ,Fe3C的A≈0 故低(碳2)钢当具有W较c >好1.的0%塑时性:,钢而的高σ碳b↓钢而具HB有W较↑好,的脆耐性磨也性↑。。为保证 工业用钢应具有足够的σb 和一定的δ 、ak ,故其碳含量一般都不 超过Wc1.3% ~1.4%。
7.在Fe-Fe3C相图中,GS线也称为(C)。 A.共晶线 B.共析线 C.A3线 D.Acm线
8. 在Fe-Fe3C相图中,共析线也称为(A)。 A.A1线 B.ECF线 C.Acm线 D.PSK线
9.珠光体是一种(C)。 A.固溶体 B.金属化合物 C.机械混合物 D.单相组织金属
10.在铁-碳合金中,当含碳量超过(C)以后,钢的硬度虽然在继 续增加,但强度却在明显下降。
线 13。.GS×线表示由奥氏体冷却时析出铁素体的开始线,通称A3线√。
14.PSK线叫共析线,通称Acm线。× 15.PSK线叫共析线,通称A3线。 ×
16.过共析钢结晶的过程是:L—L+A—A—A+Fe3CⅡ--P+
Fe3CⅡ。 √ 17.共析钢结晶的过程是:L—L+A—A—P。√
18.奥氏体是碳溶解在γ-Fe中所形成的间隙固溶体。 √
2.钳工用手工锯锯T10、T12钢料时比锯10、20钢料费力,锯 条容易磨钝。
答:一般情况下T10、T12钢料供货状态为球化退火态,其 组织为球状珠光体(即细小粒状的渗碳体均匀分布在铁素 体基体上),而10、20钢料供货状态为退火态,其组织为 块状的珠光体+铁素体,且铁素体含量较多。渗碳体与铁素 体相比,前者硬度高、耐磨性好,故用手工锯锯T10、T12 钢料时比锯10、20钢料费力,锯条容易磨钝。
(1) 分别写出这两种合金的组织名称。 (2) 计算这两种合金的含碳量。 (3) 计算这两种合金室温下α相和Fe3C相的质量分数。
答:(1)F+P和P+Fe3CⅡ
(2)F+P:
wc=0.9×0.77%=0.693%
P+ Fe3CⅡ: wc=0.9×0.77%+0.1×6.69%=1.362%
(3)F+P:
答:45钢在1200~800℃锻造恰巧是在其塑性良好的单相奥氏体区 进行,若开锻温度>1200℃,由于其奥氏体晶粒易长大,使其塑 性变差,易产生锻造缺陷;若停锻温度<800℃,处于45钢的P+F 两相区,其塑性也变差,也易产生锻造缺陷(如锻造裂纹)。
5.铁丝易折弯,铸铁易破裂,为什么? 答:铁丝一般为低碳钢丝,室温组织为P+F较多,硬度低、塑性 好,抗弯能量差,故易折弯。铸铁含碳量高,室温组织由P+ Fe3CⅡ网状+Ld'组成,硬度高、脆性大、抗裂纹扩展能力差, 故易破裂。
w=(6.69-0.693)/6.69=89.6% w Fe3C=1- w=10.4%
P+ Fe3CⅡ: w=(6.69-1.362)/6.69=79.6% w Fe3C=1- w=20.4%
9. 一块低碳钢,一块白口铁,它们的形状、大小一样,请说出 有哪些简便方法把他们区分开来。
答:金相法:低碳钢组织:F+P 白口铁组织:P+Fe3CⅡ+Ld′或Fe3CⅠ+Ld′
7.铁素体是碳溶解在α-Fe中所形成的置换固溶体。 × 8.铁素体是碳溶解在γ-Fe中所形成的间隙固溶体。 × 9.钢中的含硫量增加,其钢的热脆性增加。 √ 10.钢中的含磷量增加,其钢的热脆性增加。 ×
11.渗碳体是一种不稳定化合物,容易分解成铁和石墨。×
12.GS线表示由奥氏体冷却时析出铁素体的开始线,通称Acm
6.为什么钢铆钉用低碳钢(ωc=0.25%)制作?
答:ωc=0.25%的钢制铆钉通常在正火态下使用,其室温组织为 细小块状的细珠光体加铁素体,该组织具有一定的强度和良好 的韧性,即具有良好的综合力学性能,故能满足使用性能(如 较好的抗冲击、抗剪能力等)的要求。
7.为什么绑扎物体一般用铁丝(镀锌低碳钢丝), 而起重机 钢丝绳却用60钢(ωc=0.60%)制成?
三.思 考 题
1.根据Fe-Fe3C相图,说明下列原因: (1)低碳钢具有较好的塑性,而高碳钢具有较好的耐磨性; (2)钢中碳含量一般不超过WC 1.35%; (3)钢适宜锻压成型,而铸铁不能锻压,只能铸造成型; (4)碳含量为WC 0.45%的碳钢要加热到1200℃开始锻造,冷到 800℃时停止锻造。
15.Fe-Fe3C相图中,共析线的温度为(D)。
A.724℃ B.725℃ C.726℃ D.727℃
16.在铁碳合金中,共析钢的含碳量为(B)。
0.67% B.0.77% C.0.8% D.0.87%
17.某Fe-C合金在平衡冷却条件下,在800℃开始发生A→Fe3C
转变,727℃发生A→P转变,可以知道( B )
A.0.8% B.0.9% C.1.0% D.1.1%
11.通常铸锭可由三个不同外形的晶粒区所组成,其晶粒区从表面 到中心的排列顺序为(A)。 A.细晶粒区-柱状晶粒区-等轴晶粒区 B.细晶粒区-等轴晶 粒区-柱状晶粒区 C.等轴晶粒区-细晶粒区-柱状晶粒区 D.等轴晶粒区-柱状 晶粒区-细晶粒区 12.优质钢的含硫量应控制在下列(C)范围内。
L→γ,γ→γ′+Fe3CⅡ,γ′→α+Fe3C,该合金的含碳量范围是
( )。 B
A. <0.77% B. >0.77%且<2.11% C. >0.77% D. >2.1%
来自百度文库 二、判断题 1. 在退火状态下,随钢中的含碳量增加,其强度总是 提高的。(×) 2. 在退火状态下,随含碳量增加,钢的硬度总是提高 的。(√ ) 3. 高碳钢的耐磨性总高于低碳钢的耐磨性。(×) 4. 钢的耐磨性不仅与成分有关,还与其组织有关(√ ) 5. 在优质钢中,S、P元素总是有害元素。(√ ) 6. 通过热处理方法无法减小或消除结晶时产生的成分 偏析。(×)
硬度检测法:硬度低者为低碳钢,硬度高者为白口铁。
锤击法:白口铁锤击时易掉碎块,低碳钢不易掉碎块。
划痕法:白口铁划痕浅,低碳钢划痕深。
10. “高碳钢的质量比低碳钢好”,这种说法对吗?碳钢的质量 好坏主要按照什么标准确定?为什么? 答:不对。
碳钢的质量好坏主要按照钢中的S、P含量来确定。S、P含 量越少,碳钢的质量越好。
2.钢适宜锻压成型,而铸铁不能锻压,只能铸造成型 答:钢中的含碳量较铸铁的低,钢中的组织组成物中的硬脆 相(Fe3C)较少,故钢的塑性较铸铁好,锻压成型时易变形, 故钢适宜锻压成型,而铸铁不能锻压,只能铸造成型。
3. 45钢为什么在1200~800℃温度区间内锻造?
答: 45钢在1200~800℃锻造恰巧是在其塑性良好的单相奥氏 体区进行,若开锻温度>1200℃,由于其奥氏体晶粒易长大, 使其塑性变差,易产生锻造缺陷;若停锻温度<800℃,处于 45钢的P+F两相区,其塑性也变差,也易产生锻造缺陷(如 锻造裂纹)。
A.0.06%~0.05% B.0.05%~0.035% C.0.035%~0.02 % D.0.02%~0.015% 13.优质钢的含磷量应控制在下列(C)范围内。
A.0.055%~0.045% B.0.045%~0.035% C.0.035%~0.03% D.0.03%~0.02% 14.在Fe-Fe3C相图中,PSK线也称为(B)。 A.共晶线 B.共析线 C.A3线 D.Acm线
3.在室温下,含碳量为0.8%的钢其强度比含碳量为1.2%的 钢高。
答:在室温下,含碳量为0.8%的钢其组织为P。含碳量为1.2% 的钢其组织为P+Fe3CⅡ网状。而Fe3CⅡ网状是一个硬脆相,故它的 存在使含碳量为1.2%的钢的强度降低。
4.含碳量为0.45%的钢加热到1200℃开始锻造,冷却到800℃停 止锻造。
A.该合金属于亚共析合金 B.该合金属于过共析合金
C.该合金含碳量小于0.02% D.其耐磨性比工业纯铁的低
18.已知某优质碳素钢经完全退火后Fe3CⅡ的体积分数为4.8%,
其钢号是( )。 D
A. 30 B. 50 C. T7
D. T10
19.某Fe-C合金由液态极其缓慢的冷到室温,发生如下反应:
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