二元相图-题库(14学)

1、名词解释1. 匀晶转变： 2. 包晶转变： 3. 平衡凝固： 4. 伪共晶： 5. 非平衡共晶： 6. 共晶转变：7. 偏晶转变： 8. 共析反应： 9. 包析转变： 10. 熔晶转变11. 合晶转变： 12. 一次相或初生相；13. 二次相或次生相14. 扩散退火： 15. 离异共晶： 16. 钢17. 铸铁18. 奥氏体: 19. 莱氏体： 20. 珠光体： 21. 三次渗碳体22. 调幅分解23. 成分过冷24. 枝晶偏析25. 正偏析26. 宏观偏析概念辨析题1、共晶转变与共析转变2、奥氏体与铁素体的异同点：3、二次渗碳体与共析渗碳体的异同点。4、稳定化合物与不稳定化合物5、均匀形核与

2、非均匀形核6、平衡凝固与非平衡凝固7、光滑界面与粗糙界面8、钢与铸铁9、热过冷与成分过冷10、一次相与二次相11、伪共晶与离异共晶12、正偏析与反偏析相图题一、相图题(20分)1画出Fe-Fe3C相图，填出各区的组织组成物。(6分)2分析含碳O.65的铁碳合金的平衡结晶过程，画出其冷却曲线和室温时的显微组织示意图。(8分)3用杠杆定律计算该合金在室温时的组织组成物和相组成物的量。(6分)相图为二、相图题(22分) 1_画出 相图，填出各区域的组织组成物。(6分) 2分析含碳0.4的铁碳合金的平衡结晶过程，画出其冷却曲线和室温时的显微组织示意图。(8分) 3用杠杆定律计算该合金在室温时的组织组成

3、物和相组成物的量。(8分) 三、相图题(25分)1画出 相图，标出重要点的温度与含碳量，填出各区域的组织组成物。 (7分)2分析含碳3.5的铁碳合金的平衡凝固过程，画出其冷却曲线和室温时的显微组织示意图。(10分)3用杠杆定律计算该合金在室温时的组织组成物和相组成物的量。(8分)四、相图题1、FeFe3C相图，结晶过程分析及计算 1）分析含碳0.530.77的铁碳合金的结晶过程，并画出结晶示意图。2） 计算室温下亚共析钢（含碳量为）的组织组成物的相对量。3） 分析含碳0.772.11的铁碳合金的结晶过程。4） 计算室温下过共析钢（含碳量为）的组织组成物的相对量。5） 分析共析钢的结晶过程，并画

4、出结晶示意图。6)计算含碳3.0%铁碳合金室温下组织组成物及相组成物的相对量。五、根据下图所示的二元相图：(8分)L写出在1291、1319、1086、590发生的三相平衡反应的反应式；2叙述含为60的合金从高于液相线的温度平衡冷却过程中的各种转变(可用热分析曲线表示)，并写出该合金的室温组织。六、根据所示的铁碳平衡相图，回答以下问题(10分)1写出在1495、1154、1148和727发生的三相平衡反应的反应式；2按亚稳态相图，叙述含碳量为O.4的合金从高于液相线温度平衡冷却到室温时，发生的两相和三相平衡转变(可用热分析曲线表示)，并画出室温组织的示意图；3计算含碳量为1.5的合金中二次渗碳

5、体的百分数。七、在如图所示的AgCd二元相图中，当温度为736、640、590、440和230时分别会发生什么样的三相平衡反应?写出反应式。(5分)八、根据所示的铁碳平衡相图，回答以下问题：(10分) 1写出在1495、1154、1148、738和727发生的三相平衡反应的反应式。 2画出含碳量为12的过共析钢在室温下的平衡组织，并计算其中二次渗碳体的百分数。 3含碳量为35的亚共晶白口铸铁在从液相平衡冷却到室温时会发生什么三相平衡反应和两相平衡反应(可用热分析曲线表示)?室温下该成分的铸铁中有没有二次渗碳体?如果有的话，计算其百分数。九、如图所示的二元相图中，在水平线I、V、X上各发生什么三

6、相平衡反应?写出相应的反应式。(5分)十、根据所示的铁碳平衡相图，回答以下问题(10分) 1在系中有几种类型的渗碳体?分别说出这些渗碳体的形成条件，并描述在平衡凝固条件下这些不同类型渗碳体的形貌(可用示意图表示)。2画出含碳量为O4的亚共析钢在730和720平衡组织的示意图，并计算其中珠光体的百分数。 3含碳量为35的亚共晶白口铸铁在从液相平衡冷却到室温时会发生什么三相平衡反应和两相平衡反应(可用热分析曲线表示)?十一、画出下列各种组织：(6分) (1)Fe一430C合金的平衡组织 (2)T12钢的平衡组织 （3）共析钢的平衡组织（4）45钢的平衡组织十二、根据FcFcC相图，画出Fe-077

7、C钢从高温液态到室温的平衡冷却线(不考虑铁素体的溶解度变化)，并示意画出组织转变过程图；说明该钢在室温下的平衡组织，给出其含碳量，并计算各组织的相对重量；说明该钢在室温下的平衡相，给出其含碳量，并计算各相的相对重量。(20分)十三、请详细分析45#钢从高温液态缓慢冷却到室温的相变和组织转变过程，井回答下列问 题：(其22分) (1)画出Fe-Fe3C相图。(3分) (2)画出整个转变过程的温度与时间关系曲线(即冷却曲线)。(2分) (3)写出整个转变过程中的相转变过程。(3分) (4)画出转变过程中的组织转变示意圈并在图中标明组织名称。(6分) (5)运用杠杆定律计算在共析转变之前钢种铁素体和

8、奥氏体的相对含量。(4分)(6)不考虑三次渗碳体的析出计算室温下各种相的相对量和组织的相对量。(4分十四、根据Fe-FeC相图，完成下列工作：(20分)(1)画出Fe-Fe3C相图(可以忽略高温铁素体相变及包晶转变)(2)画出40#钢(Cwt-O4，下同)从高温液态到室温的平衡冷却曲线 (不考虑铁素体的溶解度变化)，并示意画出组织转变过程图：(3)说明40#钢在室温下的平衡组织，给出每一种组织的成分，计算各组织的相对重量；(4)说明40#钢在室温下的平衡相。给出每一种相的成分，计算各相的相对重量。十五、一种碳钢在在平衡冷却条件下组织中含有50的珠光体和50的铁素体，请回答以下问题（20分）（1

9、）此碳钢的碳含量是多少？（2）合金加热到730,在平衡条件下的显微组织？（3）若加热到850，又具有什么显微组织？十六、（1）画出Fe-Fe3C相图，注明各重要点的字母、成分、温度，并标明各相区。（6分）（2）在铁-碳合金中共有五种不同类型的渗碳体，按照形成温度由高到低写出它们的名称，并描述在平衡凝固条件下这些不同类型渗碳体的形貌（可用示意图表示）。（6分）（3）计算变态莱氏体中几种类型的渗碳体的相对量（三次渗碳体忽略不计）。（6分）十七、(1)面出Fe-FeC相图，注明各重要点的字母、成分、温度，井标明各相区。(6分) (2)分别分析含碳量为O45，30的铁碳合金的平衡凝固过程，面出冷却曲线

10、。并描述其室温平衡组织形貌(可用示意图表示)。(12分) (3)计算含碳量为3O的铁碳合金室温下的平衡组织中二次渗碳体的相对量。(6分)在液固相界面前沿液体处于正温度梯度条件下，纯金属凝固时界面形貌如何?在同样条件下，单相固溶体凝固时界面形貌又如何?试分析原因十八、请根据所附二元共晶相图分析解答下列问题：（1） 分析合金I、II的平衡结晶过程，并绘出冷却曲线；（2） 说明室温下I、II的相和组织是什么？并计算出相和组织的相对含量；（3） 如果希望得到共晶组织和5%的初的合金，求该合金的成分；（4）分析在快速冷却条件下，I、II两合金获得的组织有何不同。十九、就Fe-Fe3C相图，回答下列问题：

11、1. 默画出Fe-Fe3C相图，用相组成物填写相图；2. 分析含碳量为1.0wt%的过共析钢的平衡结晶过程，并绘出室温组织 示意图。3. 计算相图中二次渗碳体和三次渗碳体可能的最大含量。4已知某铁碳合金室温时的相组成物为铁素体和渗碳体，铁素体占82%，试求该合金的含碳量和组织组成物的相对量。二十、Al-Cu相图的局部如图所示。1）分析5.6%Cu合金和5.7%Cu合金在平衡结晶和快速冷却不平衡结晶时室温组织特点。2）Al为FCC结构，图中的相为何种晶体结构？（不需作答）3）设X合金平衡凝固完毕时的组织初晶+(+)共晶，其中初晶占80%，则此合金刚凝固完毕时组元的含量是多少？700660.376

12、005915360052.554833.25.65500400+300Al505540302010WCu%简答题：1、分别叙述下列组图中的图(b)、图(c)和图(d)中三条曲线的物理意义，并在此基础上说明形成成分过冷的条件。(8分) 2、相图中共有几种渗碳体？说出各自的来源及形态。3、纯金属凝固时是否会出现成分过冷?为什么?4、单相固溶体正常凝固时是否会出现成分过冷?为什么?5、从结晶条件和过程分析纯金属和单相固溶体合金结晶时的异同点。6、何为成分过冷?它对固溶体合金凝固时的生长形貌有何影响?7、简述液固界面成分过冷与晶体生长形态的关系并解释原因。8、简述相互作用参数导致固溶体成分自由能如何变

13、化，以及形成的固溶体种类变化。9、调幅分解的主要特征.10、根据金属凝固理论, 分析细化铸件晶粒组织的工艺措施.11、 固溶体凝固与纯金属凝固的主要差异是什么？12、 金属型浇铸的铸锭的宏观组织一般分为哪几个区，分析其形成原因？（6分）13、与平衡凝固相比较，共晶合金的非平衡凝固有何特点？ 14、二元相图中有哪些几何规律？15、 简述共晶系合金的不平衡冷却组织及其形成条件。16、枝晶偏析是怎么产生的？如何消除？17、铁碳相图为例说明什么是包晶反应、共晶反应、共析反应。绘出Fe-Fe3C相图，标出铁碳相图上的C、E、F、G、K、P、S点，说明ECF、PSK水平线和ES、GS曲线的意义，其上发生的

14、转变及生成的组织组成物。18、 说明不同成分区铁碳合金的工艺性(铸造性，冷热变形性)。19、请画出纯组元Cu与二元合金50%Cu-50%Ni凝固冷却曲线，并说出两者的区别及原因。20、二元系合金最多可有三相共存，请分析二元合金三相共存时在相图中的特点。21、固溶体合金的相图如图所示，试根据相图确定： (a) 成分为40%B的合金首先凝固出来的固体成分； (b) 若首先凝固出来的固体成分含60%B，合金的成分为多少？ (c) 成分为70%B的合金最后凝固的液体成分；(d) 合金成分为50%B，凝固到某温度时液相含有40%B，固体含有80%B，此时液体和固体各占多少分数？22、如图中，a，b，c分

15、别为3个不同成分（设为0.45%C、3.4%C、4.7%C）的铁碳合金缓冷凝固组织（包括随后的固态相变、硝酸酒精侵蚀）。说明他们是哪个成分，为什么？选择题：1）在下列哪一种情况下平衡分配系数k0和有效分配系数ke相等：a正常凝固 b快速凝固 c定向凝固d边界层与液相区部分混合条件下的凝固2）下列各种偏析中，哪一种能用热处理(均匀化退火)方法消除?a正常偏析 b比重偏析 c反偏析 d枝晶偏析4）运用区域熔炼方法可以： a使材料的成分更均匀 b可以消除晶体中的微观缺陷 c可以消除晶体中的宏观缺陷 d可以提高金属的纯度5）相互作用参数的物理意义是：a表示固溶体内原子偏聚 b表示固溶体内原子短程有序c

16、表示固溶体内原子完全无序 d表示固溶体内原子偏聚 6）在单相固溶体铸锭中，形成枝晶的条件是：a成分过冷度越大越易形成枝晶 b没有成分过冷才能形成枝晶c正常凝固条件下才能形成枝晶 d平衡凝固条件下才能形成枝晶7）在共晶相图中，共晶成分的合金具有好的（ ）性能。a.铸造 b.锻造 c.焊接 d.热处理8）（ ）能用热处理（均匀化退火）的方法来消除。a.正常偏析 b.比重偏析 c.反偏析 d.枝晶偏析9）铸铁与碳钢的区别在于有无 .(A) 莱氏体 (B) 珠光体 (C) 铁素体 (D) 渗碳体10）在二元系合金相图中, 计算两相相对量的杠杆法则只能用于 .(A) 单相区中 (B) 两相区中 (C)

17、三相平衡水平线上 (D) 无限制11）以下关于渗碳体的描述中, 正确的是 .(A) 渗碳体是钢中很重要的一种复杂间隙相(B) 渗碳体晶体结构非常复杂, 属于正交晶系(C) 渗碳体为铁与碳固熔形成的间隙固熔体(D) 渗碳体为铁与碳固熔形成的置换固熔体12）合金凝固时极易得到树枝晶组织, 其主要原因是 .(A) 固-液界面前沿液相中存在正温度梯度(B) 固-液界面前沿液相中存在负温度梯度(C) 固-液界面前沿液相中存在成分过冷区(D) 固-液界面前沿液相中存在难熔质点13） 对离异共晶和伪共晶的形成原因，下述说法正确的是 。（A）离异共晶只能经非平衡凝固获得（B）伪共晶只能经非平衡凝固获得（C）形

18、成离异共晶的原始液相成分接近共晶成分14）铸铁与碳钢的区别在于有无 _。A、莱氏体 B、珠光体 C、铁素体15）有效分配系数Ke表示液相的混合程度，其值范围是 _。（其中Ko是平衡分配系数） A、1KeK0 B、KoKe1 C、KeK01时，杂质的加入会使熔点下降。【 】6.非共晶成分的合金在非平衡冷却条件下得到100%共晶组织，此共晶组织称为伪共晶。【 】7.固溶体合金无论在平衡或不平衡凝固过程中，液-固界面上液相成分沿着液相平均成分线变化，固相沿着固相平均成分线变化。【 】8.具有包晶转变的合金，室温的组成相为+，其中相均是包晶转变的产物。【 】9.奥氏体的溶碳能力之所以比铁素体高是因为奥

19、氏体晶体间隙大。【 】10.纯金属凝固时，界面前沿液体的过冷区形态和性质取决于液体内实际温度的分布，这种过冷叫做成分过冷。【 】11. 从Fe-Fe3C相图中可以看出，所有碳钢的平衡凝固都具有共析转变，而没有共晶转变；白口铸铁则只有共晶转变而没有共析转变。【 】12. 在不平衡条件下凝固，共晶成分的合金易于形成离异共晶。【 】 13.二元合金相图的相区接触法则是相邻相区相数差1，点接触除外。 【 】14.合金凝固时，只要有成分连冷，就会出现树枝状晶。【 】15.铸铁与碳钢的区别在于有无铁素体。【 】16.固溶体合金无论在平衡或不平衡凝固过程中，液-固界面上液相成分沿着液相平均成分线变化，固相沿

20、着固相平均成分线变化。【 】17.合金液体在凝固形核时需要能量起伏、结构起伏和成分起伏。 【 】18.固溶体合金液体在完全混合条件下凝固后产生的宏观偏析较小。 【 】19.二元合金相图的相区接触法则是相邻相区相数差1，点接触除外。 【 】20.单相固溶体合金在平衡结晶时，其液、固相的成分分别沿其液、固相线变化。 【 】21.固溶体合金液体在完全混合条件下凝固后产生的宏观偏析较小。 【 】22.金属一非金属型共晶具有粗糙光滑型界面，所以它们多为树枝状、针状或螺旋状形态。 【 】23.相图的相区接触法则是相邻相区相数差1。 【 】24.固溶体合金的液固相线间距越大，不平衡凝固时产生的偏析和集中缩孔越严重。 【 】25.在二元共晶相图中共晶成分的合会具有良好的铸造性能。 【 】26.合金凝固时只要有成分连冷，就会出现树枝状晶。 【 】27.铸铁与碳钢的区别在于有无铁素体。 填空题1）二元相图是研究二元体系在热力学平衡条件下，相与 、 之间关系的有力工具。横坐标代表的 ，其按现在国家标准有两种表示方法： 、 。2）二元相图根据各成分材料