铁碳合金习题(答案解析]

铁碳合金
,、填空题
1. 在铁碳合金基本组织中，—、
铁素体—和—属于单相组织
珠光体和莱氏体属干两相组织。

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
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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，_和_属于固溶体；
渗碳体属干化合物；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（FaC）称为__渗碳体_________ 、含碳量为
6.69% 。

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9. 铁素体在室温时，对碳的溶解度是0.008 % ,在727C时溶解
度是0.0218 %。

10. 奥氏体对碳的溶解度，在727 C时溶解度是0.77 % ,在
1148C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 %。

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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650C时的组织为铁素体+珠光体；在100O C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,⑷ 铁素体，①
铁素体+珠光体，© 珠光体，⑺珠光体+ 渗碳体（二次渗碳体）。

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二、判断题（对的打“√",错的打“ X”）
1. 机械制造中常用的金属材料以纯金属为主。

（X）
2. 组元是指组成合金的相。

组成合金（X ）
3. 形成间隙固溶体时，溶剂原子往往远大于溶质原子。

（
√）
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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。

（X ）
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。

（×）
7. 珠光体含碳量为6.69%。

（×）
8. 珠光体的机械性能介于铁素体和渗碳体之间。

（√）
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9. 共析转变、共晶转变都是在恒定温度下进行的。

（
（×）
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
1. 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
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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
C.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
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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+C
6. 关于F Q C（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6.69% D .渗碳体的硬度极低
7. 碳溶于:一Fe晶格中所形成的间隙固溶体称为。

A •奥氏体
B •渗碳体C.铁素体D •珠光体
8. 碳溶于一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
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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. 0.77%
B.> 1.0%
C. 1.0%
D. 2.11%
11. 渗碳体的含碳量为6.69% ,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。

A •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
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13. F的溶碳能力在_________ 。

A. 0.77%〜2.11%
B. 0.0008%〜0.0218%
C. 0.0218%〜0.77%
D. 0〜0.0218%
14. F的最大溶碳量为________ 。

A. 0.0008%
B. 0.0218%
C. 0.77%
D. 2.11%
15. Fe s C的含碳量为 _________ 。

A. 0.77%
B. 2.1%
C. 4.3%
D. 6.69%
16. 渗碳体的性能特点是--------- 。

A •硬度低，塑性好B.硬度高，塑性好
C.硬度高，塑性差
D.硬度低，塑性差
17. _________________________________________________ 渗碳
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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。

D.匀晶转
A.同素异构转变B •共析转变 C •共晶转变
20. _________________________________ 铁碳合金相图上的727C线称 ______________________________________
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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1148C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1148C ,含碳量为4.3%的C点称一
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727C,含碳量为0.77%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
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A. 1538C
B. 1148C
C. 912C
D. 727C
25. __________________________________________________ 铁碳合金组织的组成物中哪些在室温下不能存在？ ___________________
A. A
B. P
C. F
D. Fe3C
26. 在铁碳合金相图上，钢和铸铁的分界点的含碳量为____________
A . 0.0218% B. 0.77% C. 2.11% D. 4.3%
27. 含碳量1.3%的钢，从950C冷至An〜A r Cm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.v 0.02%
B.v 0.77%
C.> 0.77%
D.= 0.77%
29. 凡含碳量< 0.0218%的铁碳合金称为 _________ 。

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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. 0.02%
B. 0.77%
C. 2.11%
D. 4.3%
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+P
33. 过共析钢的室温平衡组织是—。

A. F
B. P
C. F+P
D. P+Fe>C
34. 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?
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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，A e是__________ 临界点
A. P<--→ A
B. F--→ A
C. P+Fe s--→ 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
分为珠光体的材料为 ,含碳量最高的材料是。

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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1.35%的原因是一。

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
2. 含碳量1.3%的铁碳合金，在950C时的组织为___________B ____ ,在650C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
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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 . A i
B ・A2
C ・A3
D ・A CCm
4. 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—L,从液体中结晶出的渗碳体为
A_。

A. —次渗碳体
B.二次渗碳体
C.三次渗碳体
D.共晶渗碳体
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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？
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2.11%后,出现以Fe3C为基体的组织，塑性很差。

冲击韧性基本与塑性的变化一致。

FeC本身硬而脆，随含碳量不断增加，合金组织中Fe s C量逐渐增
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加，因此铁碳合金的硬度上升。

铁碳合金的强度与FeβC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0.90%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0.9%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。

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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0.5%含碳量的铁碳合金的硬度高。

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
0.5%含碳量的铁碳合金所含的Fe3C要多得多，而Fe s C硬度很高，所以1%含碳量的铁碳合金比0.5%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—Fe s C状态图来说明。

答：工业用铁碳合金含碳量分，可分为三类：
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(1)工业纯铁，含碳量小于0.0218%的铁碳合金。

(2)钢，含碳量在0.0218〜2.11 %范围内的铁碳合金。

其中含碳量在0.0218〜0.77%为亚共析钢；
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含碳量为0.77%为共析钢；
含碳量在0.77〜2.11 %为过共析钢
(3)白口铁，含碳量在2.11〜6.69%范围内的铁碳合金。

其中含碳量在
2.11〜4.3%为亚共晶白口铁；
含碳量为4.3%为共晶白口铁；
含碳量在4.3〜6.69%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
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2. 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
3.
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
1. 相图中的特性点
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2. 相图中的特性线
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WoRD完美格式
3. 铁碳合金的分类
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WoRD完美格式
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WoRD完美格式4. 指出在下列条件下钢的组织:
1、尊老爱幼是每一个人都应该去做的，让我们大家要从现在做起，从自己做起，从身边的每一件小事做起，做一个尊老爱幼的模范；积极、勇敢地接过先辈们尊老爱幼的接力棒，把祖祖辈辈这一光荣传统，一代一代传下去……在这天高云淡、秋风飒爽的季节，让
我们共同祝愿天下所有的老人都能幸福、安康，让我们共同祝愿天下所有的少年儿童都能健康、快乐！谢谢大家
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