2022年2022年工程材料复习资料

1、精选学习资料 - - - 欢迎下载二.合金相图自主测试二.判定题 （本大题共 37小题,每道题 1分,共 37分）1. 在铁碳合金平稳结晶过程中,只有碳质量分数为4.3 的铁碳合金才能发生共晶反应；【x】2. 合金元素在固态下彼此相互溶解或部分地溶解,而形成成分和性能匀称的固态合金称为金属化合物；【x】3. 铁素体为碳溶解在-fe 中所形成的置换固溶体；【x】4. 铁素体为碳溶解在-fe 中所形成的间隙固溶体；【x】5. 渗碳体为一种不稳固化合物,简单分解成铁和石墨；【x】6. gs 线表示由奥氏体冷却时析出铁素体的开头线,通称acm线； 【x】7. 奥氏体为碳溶解在-fe 中所形成的间隙固溶

2、体；【】8. es 线为碳在奥氏体中的溶解度变化曲线,通称acm线；【】9. es 线为碳在奥氏体中的溶解度变化曲线,通称a1线；【x】10. 奥氏体为碳溶解在-fe 中所形成的置换固溶体；【x】11. 在fe-fe3c相图中的 es线为碳在奥氏体中的溶解度变化曲线,通常称为a3线；【x】12. 共析钢结晶的过程为：ll+a ap；【】13. gs 线表示由奥氏体冷却时析出铁素体的开头线,通称a1线；【 x】14. 铸铁在室温下的相组成物为铁素体和渗碳体；【】15. 铁素体为碳溶解在-fe 中所形成的间隙固溶体；【】16. 过共析钢缓冷到室温时,其平稳组织由铁素体和二次渗碳体组成；【x】17.

3、 过共析钢缓冷到室温时,其平稳组织由珠光体和二次渗碳体组成；【】18. 奥氏体为碳溶解在-fe 中所形成的间隙固溶体；【x】19. es 线表示由奥氏体冷却时析出铁素体的开头线,通称acm线；【x】20. gs 线表示由奥氏体冷却时析出铁素体的开头线,通称a3线；【】21. 金属化合物的性能特点时硬度高,熔点低.脆性大；【x】22. 在亚共析钢平稳组织中,随含碳量的增加,就珠光体量增加,而二次渗碳体量在削减【x】23. 合金中各组成元素的原子按肯定比例相互作用而生成的一种新的具有金属特性的物质称为固溶体；【x】24. 在铁碳合金平稳结晶过程中,只有碳质量分数为0.77 的铁碳合金才能发生共析反

4、应；【x】25. 在亚共析钢中含碳量越多,就其组织中的珠光体量削减,而铁素体量在增多；【x】26. 铁碳合金的室温的相组成为铁素体和渗碳体；【】27. 在过共析钢中含碳量越多,就其组织中的珠光体量削减,而铁素体量在增多；【x】28. 一个合金的室温组织为+ + + , 它由三相组成；【x】29. 亚共析钢的冷却转变过程为：ll+aaa+fe3c p+ fe3c【x】30. 45 钢冷却过程中组织转变为：ll+aaa+fp+ f【】31. 过共析钢结晶的过程为：l l+a a a+fe3c p+ fe3c；【】32. t12 钢冷却过程中组织转变为：l l+a a a+fe3c p+ fe3c

5、.【】33. 莱氏体的含碳量为6.69 ；【x】34. 珠光体的含碳量为0.77 ；【】35. 珠光体的含碳量为6.69 ；【x】36. 铁素体为碳在 - fe 中的间隙固溶体；【x】37. 亚共析钢缓冷到室温时,其平稳组织由铁素体和二次渗碳体组成；【x】三.试验题 （本大题共 2小题,每道题 15分,共 30分）精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载1. 试验中观看了 20钢. 45钢. t8钢金相组织,其金相照片如下,试指出各照片的钢号,并用箭头标明图中各组织名称,分析比较三种钢的力学性能（b.hb.k）；（ 15分）答; （1）金相照片对应的钢号及各组织如下图：（2）三种钢的力学

6、性能比较如下：b和hb由大到小依次为： t8,45,20和k由大到小依次为：20 ,45, t82. 试验中观看了工业纯铁.45钢.t12钢金相组织,其金相照片如下,试指出各照片的钢号,并用箭头标明图中各组织名称（10分）,并运算 t12钢中珠光体和 fe3c的相对含量（ 10分）；答; （1）金相照片对应的钢号及各组织如下图：（2）运算 t12钢中珠光体和 fe3c的相对含量mp=（6.67-1.2）/ （6.67-0.77）*100%=93%精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载mfe3c = 1-93%=7%四.简答题 （本大题共 24小题,每道题1. 依据铁碳合金相图填表钢号温

7、度 显微组织10分,共 240分）温度显微组织温度显微组织20700f+p800f+a920a45700f+p750f+a850at12700p+fe3c780a+fe3c920a2. 合金中固溶体和金属间化合物在结构和性能上有什么主要差别？在结构上：固溶体的晶体结构与溶剂的结构相同,而金属间化合物的晶体结构不同于组成它的任一组元,它为以分子式来表示其组成；在性能上：形成固溶体和金属间化合物都能强化合金,但固溶体的强度.硬度比金属间化合物低,塑性.韧性比金属间化合物好,也就为固溶体有更好的综合机械性能；3. 铁碳合金中基本相有哪几相？铁碳合金中基本相有3个：铁素体（ f）、 奥氏体（ a）、

8、渗碳体（ fe3c）4. 铁碳合金中基本组织为哪些？并指出哪个为单相组织.哪个为双相混合组织；铁碳合金中基本组织有6个： f、a、fe3c、p、ld 、ld单相组织有 3个： f、a、fe3c双相混合组织有 3个： p、ld 、ld5. 试写出 t12钢冷却时的结晶过程转变表达式,运算该钢在室温下的组织组成物的相对百分含量,并估算此钢的大致硬度； 已知：珠光体的大致硬度为240hb,渗碳体的大致硬度为800hb（1）结晶过程转变表达式：l l+aa a+ fe3c p+ fe3c（2）t12钢室温下组织为：p,fe3c运算珠光体和二次渗碳体的相对百分含量：mp= （ 6.67-1.2）/ （6

9、.67-0.77） *100%=93%mfe3c = 1-93%=7%（3）此碳钢的大致硬度为：93%*240+7%*800=279.2hb6. 二块钢样,退火后经显微组织分析,其组织组成物的相对含量如下：第一块：珠光体占40%,铁素体 60%；其次块：珠光体占95%,二次渗碳体占5%；试问它们的含碳量约为多少？（铁素体含碳量可思略不计）第一块： wc=40%*0.77%=0.308%其次块： wc=95%*0.77%+5%*6.67%=1.08%7. 写出铁碳相图上共晶和共析反应式及反应产物的名称；共晶反应： le. lda+fe3c；产物名称：高温莱氏体共析反应： as. pf+fe3c

10、；产物名称：珠光体8. 请填写出 fefe3c相图上 1-7 处的组织；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载1：l+a； 2 ：l+fe3c；3：a；4：p+f； 5：p+fe3c；6：ld+p+fe3c ；7：ld +fe3c9. 试分析含碳量为0.6%的铁碳含金在室温下相的相对含量和组织相对含量；（1）室温下组织为：p和fmp=0.6/0.77*100%=78%mf= 1-78%=22%（2）室温下相为：f 和fe3cmf= （6.67-0.6）/6.67*100%=91%mfe3c = 1-91%=9%10. 结合 fe-fe3c相图指出 a1.a3和acm代表哪个线段,并说明

11、该线段表示的意思；a1：即 psk线,共析转变线,在这条线上发生共析转变,转变产物为珠光体a3：即 gs线,奥氏体冷却时析出铁素体的开头线acm：即 es线,碳在奥氏体中的溶解度曲线11. 试运算退火状态的t10钢珠光体和二次渗碳体的相对含量,并估算此碳钢的大致硬度；（已知：珠光体的大致硬度为 240hb,渗碳体的大致硬度为800hb）（1） t10钢室温下组织为：p,fe3c运算退火状态的 t10钢珠光体和二次渗碳体的相对含量：mp= （ 6.67-1.0）/ （ 6.67-0.77）*100%=96%mfe3c = 1-96%=4%（2）此碳钢的大致硬度为：96%*240+4%*800=2

12、62.4hb12. 二块钢样,退火后经显微组织分析,其组织组成物的相对含量如下：第一块：珠光体占30%,铁素体 70%；其次块：珠光体占93%,二次渗碳体占7%； 试问它们的含碳量约为多少？（铁素体中含碳量可忽视不计）此题答案：（ 1）第一块： wc=30%*0.77%=0.23%（ 2）其次块： wc=80%*0.77%+20%*6.67%=1.2%13. 一块钢样,退火后经显微组织分析,其组织组成物的相对含量如下：珠光体占40%,铁素体 60%；请问它的含碳量约为多少？试写出该钢在冷却过程中的组织转变表达式；（铁素体含碳量可忽视不计）精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载此题答案：

13、 （1）此钢含碳量大约为：wc=40%*0.77%=0.308%（2）转变表达式： l l+aa a+fp+f14. 依据 fe fe3c相图运算： 20 钢和 t12钢室温下组织组成物的相对质量百分比（铁素体含碳量忽视不计）；此题答案：（ 1） 20钢：室温下组织为：p和fmp=0.2/0.77*100%=21%mf= 1-21%=79%（2） t12钢：室温下组织为：p和fe3cmp=（ 6.67-1.2）/ （6.67-0.77） *100%=93%mfe3c= 1-93%=7%15. 依据 fe fe3c相图运算：60 钢和 t10钢室温下组织组成物的相对质量百分比（10分）（铁素体含

14、碳量忽视不计）（1） 60钢：室温下组织为：p和fmp=0.6/0.77*100%=78%mf= 1-78%=22%（2）t10钢：室温下组织为：p和fe3cmp=（6.67-1.0）/ （ 6.67-0.77）*100%=96%mfe3c = 1-96%=4%16.45 钢退火状态,已知其珠光体硬度240hb,试运算 45钢的硬度并估算其强度；（1）室温下组织为：p和fmp=0.45/0.77*100%=58%mf= 1-58%=42%（2）此碳钢的大致硬度为：58%*240+42%*80=172.8hb（3）此碳钢的大致强度为：b=3.5×172.8=605mpa17. 某退火态

15、的碳钢,经金相分析,其组织为珠光体和二次渗碳体,二次渗碳体约占7.5%,问此钢材含碳量 大约为多少？可能为哪种牌号的钢？（1）此钢含碳量大约为：wc=92.5%*0.77%+7.5%*6.67%=1.212%（2）可能为 t12钢18. 试运算 20钢退火态室温下组织相对含量,并估算其硬度；已知：铁素体的硬度80hb、 珠光体的硬度240hb；20钢：（ 1）室温下组织为：p和fmp=0.2/0.77*100%=21%mf= 1-21%=79（2）大此钢致硬度为：21%*240+79%*80=113.6hb19. 铁碳合金室温基本相有哪几相？铁碳合金室温基本组织为哪些？（ 1）室温基本相： f

16、和fe3c（2）室温基本组织：f,p,fe3c, ld精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载20. 下图为铁碳合金相图,请回答以下问题： 共10分1）相图中液相线为2）图中 ecf线为,固相线为；（ 2分）线,成分在 ef范畴间的合金在会发生反应,反应产物叫；（4分）3）图中 psk线为线,成分在 pk范畴间的合金在会发生反应,反应产物叫；（4分）此题答案： 1acd,aecf2 共晶, 1148,共晶,高温莱氏体3共析, 727,共析,珠光体21. 已知 a（熔点 600 ）与 b500 在液态无限互溶；在固态300 时 a溶于 b 的最大溶解度为30% ,室温时为 10%,但 b不

17、溶于 a；在 300 时,含 40% b 的液态合金发生共晶反应；现要求：1）作出 a-b 合金相图；2）分析 20% a、45%a、80%a 等合金的结晶过程,并确定室温下的组织组成物和相组成物的相对量；此题答案：（ 1）（2）结晶过程组织转变表达式20% a合金结晶过程组织转变表达式：l ll+ + a精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载45%a 合金结晶过程组织转变表达式：l l+ a+ + + a80%a 合金结晶过程组织转变表达式：l+aa+a+20%a 合金如图中 ：合金在 1 点以上全部为液相,当冷至1点时,开头从液相中析出固溶体,至 2点终止, 2 3点之间合金全部由

18、 固溶体所组成, 但当合金冷到 3点以下, 由于固溶体 的浓度超过了它的溶解度限度,于为从固溶体中析出二次相 a ,因此最终显微组织： +ama = （ 90-80/90 ）*100%=11%m=1-a%=89%相组成物 : +ama= （ 90-80/90 ） *100%=11%m=1 -a%=89%45%a 合金如图中 ：合金在 1 点以上全部为液相,冷至1点时开头从液相中析出 固溶体,此时液相线成分沿线be 变化,固相线成分沿 bd 线变化,当冷至 2点时,液相线成分到达e点,发生共晶反应,形成（a+ ）共晶体,合金自2点冷至室温过程中,自中析出二次相a ,因而合金室温组织：a + +a

19、+ 相组成物 :a+ 组织：m （a+ ）=（70-55 ）/70-40 ） *100%=50%m = 1- m （a+ ）*70/100*100%=50%× 70% ×100%=35% a =1- m （ a+ ） - m =1-50%-35%=15%相： ma= （90-55 ）/90*100%=50%m=1 -a%=50%80%a 合金如图中 ：合金在 1 点以上全部为液相,冷至1点时开头从液相中析出a ,此时液相线成分沿ae 线变化,冷至 2点时,液相线成分到达点,发生共晶反应,形成a+ 共晶体,因而合金的室温组织：a+ a+ 相组成物： a+ 组织： ma= （

20、40-20 ） /40*100%=50%ma+=1 -a%=50%相: ：a= （ 90-20 ） /90*100%=78%=1-a%=22%22. 某合金相图如下列图；1）试标注 空白区域中存在相的名称；2）指出此相图包括哪几种转变类型；3 ）说明合金的平稳结晶过程及室温下的显微组织；答： 1 ： l+ :+ :+ :+2匀晶转变；共析转变3 合金在 1点以上全部为液相、 冷至 1点时开头从液相中析出固溶体至 2点终止 、2 3点之间合金全部由固溶体所组成 、3 点以下 、 开头从 固溶体中析出 固溶体 、 冷至 4点时合金全部由 固溶体所组成 、4 5之间全部由 固溶体所组成 、 冷到 5

21、点以下 、 由于 固溶体的浓度超过了它的溶解度限度、 从中析出其次相 固溶体 、最终得到室稳下的显微组织:+精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载23. 有外形.尺寸相同的两个cu-ni合金铸件,一个含90% ni,另一个含50% ni、 铸后自然冷却,问哪个铸件的偏析较严峻？答：含 50% ni 的cu-ni 合金铸件偏析较严峻；在实际冷却过程中,由于冷速较快,使得先结晶部分含高熔点组元多,后结晶部分含低熔点组元多,由于含50% ni 的cu-ni 合金铸件固相线与液相线范畴比含90% ni 铸件宽,因此它所造成的化学成分不匀称现象要比含90% ni 的cu-ni 合金铸件严峻；24

22、. 依据 fe-fe3c相图,说明产生以下现象的缘由： 1）含碳量为1.0%的钢比含碳量为0.5%的钢硬度高； 2）在室温下,含碳0.8%的钢其强度比含碳1.2%的钢高；3）在 1100 ,含碳 0.4%的钢能进行锻造,含碳4.0%的生铁不能锻造；4）绑轧物件一般用铁丝（镀锌低碳钢丝）,而起重机吊重物却用钢丝绳（用60.65 .70 .75 等钢制成）；5）钳工锯t8, t10 ,t12 等钢料时比锯10 , 20 钢费劲,锯条简单磨钝；6）钢相宜于通过压力加工成形,而铸铁相宜于通过铸造成形；此题答案： 1）含碳量为1.0%的钢比含碳量为0.5%的钢硬度高；钢中随着含碳量的增加,渗碳体的含量增

23、加,渗碳体为硬脆相,因此含碳量为1.0%的钢比含碳量为 0.5%的钢硬度高；2）在室温下,含碳0.8%的钢其强度比含碳1.2%的钢高；由于在钢中当含碳量超过1.0%时,所析出的二次渗碳体在晶界形成连续的网络状,使钢的脆性增加,导致强度下降；因此含碳0.8%的钢其强度比含碳1.2% 的钢高；3）在 1100 ,含碳 0.4%的钢能进行锻造,含碳4.0% 的生铁不能锻造；在 1100 时,含碳 0.4%的钢的组织为奥氏体,奥氏体的塑性很好,因此适合于锻造；含碳4.0% 的 生铁的组织中含有大量的渗碳体,渗碳体的硬度很高,不适合于锻造； 4）绑轧物件一般用铁丝（镀锌低碳钢丝）,而起重机吊重物却用钢丝

24、绳（用60. 65. 70. 75等钢制成）；绑轧物件的性能要求有很好的韧性,因此选用低碳钢有很好的塑韧性,镀锌低碳钢丝；而起重机吊重物用钢丝绳除要求有肯定的强度,仍要有很高的弹性极限,而60 . 65. 70. 75 钢有高的强度和高的弹性极限；这样在吊重物时不会断裂；5）钳工锯 t8,t10, t12 等钢料时比锯10、20钢费劲,锯条简单磨钝；t8、t10、t12 属于碳素工具钢,含碳量为0.8%、1.0%、1.2%、 因而钢中渗碳体含量高、 钢的硬度较高；而10、20 钢为优质碳素结构钢,属于低碳钢,钢的硬度较低,因此钳工锯t8 、t10、t12等钢料时比锯10、20钢费劲,锯条简单磨

25、钝；6）钢相宜于通过压力加工成形,而铸铁相宜于通过铸造成形；答：由于钢的含碳量范畴在0.02%2.14%之间,渗碳体含量较少,铁素体含量较多,而铁素体有较好的塑韧 性,因而钢相宜于压力加工；而铸铁组织中含有大量以渗碳体为基体的莱氏体,渗碳体为硬脆相,因而铸铁相宜于通过铸造成形；五.单项题 （本大题共 19小题,每道题 1分,共 19分）1. 铁素体为碳溶解在（a ）中所形成的间隙固溶体；a.-feb.-fec.-fed.-fe2. 奥氏体为碳溶解在（b ）中所形成的间隙固溶体；a.- feb.-fec.-fed.-fe3. 渗碳体为一种（b ）；a.固溶体b.金属间化合物c. 机械混合物d.

26、非金属化合物4. 在fe-fe3c平稳相图中, 钢与铁的分界点的含碳量为（ c ） ； a.2b.2.06 c.2.11 d.2.25. 莱氏体为一种（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线精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载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（d ）；a.a3线b.ecf线c.acm线d.a1线9. 珠光体为一种（c ）；a.固溶体b.金属化

27、合物c.机械混合物d.单相组织金属10. 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11. fe-fe3c 平稳相图中,共析线的温度为（d ）；a.724b.725 c.726 d.72712.在铁碳合金平稳相图中,共析钢的含碳量为 （ b ）； a.0.67b.0.77c.0.85d.0.8713.依据 fe-fe3c平稳相图,含碳量为3.0% 的合金平稳冷却至750时的组织为（c）；a.p+fe3c +ld b.a+fe3c+ldc.a+fe3c +ld d.p+fe3c +ld14. 40 钢中,珠光体的含量大约（c）；a.20 b.35 c.50 d.70 15. 固溶体的晶