第四章 铁碳合金习题解答

第四章铁碳合金习题解答4-1什么叫铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体和莱氏体?试从碳含量、相组成、晶体结构等方面分析其特点。答：列表进行分析和比较。相组成碳含量特点晶体结构铁素体C在α-Fe中的固溶体0-0.0218%单相固溶体体心立方奥氏体C在γ-Fe中的固溶体0-2.11%单相固溶体面心立方渗碳体C与Fe形成的金属化合物6.69%单相金属化合物复杂晶格珠光体奥氏体发生共晶转变生成的铁素体与渗碳体片层混合物0.77%两相混合物莱氏体高温莱氏体：(A+Fe3CⅡ十Fe3C)低温莱氏体：(P十Fe3CⅡ十Fe3C)4.3%两相混合物4-2什么是共晶转变、共析转变?答：共晶转变是在一定温度下一定成分的液相同时析出两种不同固相的转变过程。共析转变是在一定温度下一定成分的固相同时析出两种不同固相的转变过程。4-3说明一次渗碳体和二次渗碳体的区别是什么?答：一次渗碳体是直接从液相中析出的渗碳体，呈板条状；二次渗碳体是从奥氏体中析出的，呈网状。4-4根据Fe—Fe3C相图分析wc=0.45％和wc=1％的碳素钢从液态缓冷至室温的组织转变过程及室温组织。答：wc=0.45％碳素钢组织转变过程为：液相→奥氏体+液相→奥氏体→奥氏体+铁素体→珠光体+铁素体（室温组织）。wc=1％碳素钢组织转变过程为：液相→奥氏体+液相→奥氏体→奥氏体+渗碳体→珠光体+渗碳体（室温组织）。4-5根据Fe—Fe3C相图，分析下列现象：(1)wc=1.2％的钢比wc=0.45％的钢硬度高。(2)wc=1.2％的钢比wc=0.8％的钢强度低。(3)低温莱氏体硬度高，脆性大。(4)碳钢进行热锻、热轧时，都要加热到奥氏体区。答：（1）wc=1.2％的钢比wc=0.45％的钢的相成分中有更多的渗碳体，因此提高了钢的硬度。(2)wc=1.2％的钢中有网状的二次渗碳体和珠光体，wc=0.8％的钢中有大量的珠光体，脆而硬的网状的渗碳体将珠光体组织阻断，导致钢的强度下降。(3)低温莱氏体中有大量的渗碳体，因而其硬度高，脆性大。(4)碳钢加热到奥氏体区，使相成分成为单相奥氏体，奥氏体有较好的塑性和韧性使其有更好的压力加工性能。4-6仓库内存放的两种同规格钢材，其碳含量分别为：wc=0.45％、wc=0.8％，因管理不当混合在—起，试提出两种以上方法加以鉴别。答：可能通过拉伸实验、弯曲实验和硬度测定来鉴别，wc=0.8％有更大的强度及硬度。（如果有经验，亦可通过摩擦火花进行鉴别。）4-7根据Fe—Fe3C相图，说明下列现象产生的原因。(1)低温莱氏体(Ld')比珠光体(P)塑性差。(2)加热到1100℃，wc=0.4％的钢能进行锻造，wc=4％的铸铁不能锻造。(3)钳工锯高碳成分(wc≥0.77％)的钢材比锯低碳成分(wc≤0.2％)的钢料费力，锯条容易磨损。(4)钢适宜于锻压加工成形，而铸铁适宜于铸造成形。(5)钢铆钉一般用低碳钢制成。答：(1)低温莱氏体(Ld')比珠光体(P)塑性差是因为低温莱氏体中有大量的渗碳体，其性能接近单相渗碳体因而其塑性比珠光体差。(2)加热到1100℃时，wc=0.4％的钢为单相奥氏体有较好的塑性和较低的强度能进行锻造；wc=4％的铸铁高温组织中性能硬而脆的渗碳体量很多，故不能锻造。(3)高碳成分(wc≥0.77％)的钢材中渗碳体的含量比低碳成分(wc≤0.2％)的钢更高，有更高的硬性和强度。(4)钢中含塑性好而强度