铁碳合金习题答案

铁碳合金一、填空题在铁碳合金基本组织中，奥氏体、铁素体和渗碳体属于单相组织。珠光体和莱氏体属于两相组织。根据溶质原子在溶剂晶格中的分布状况，固溶体有二种基本类型，它们是置换固溶体和间隙固溶体。根据溶质在溶剂中的溶解状况，置换固溶体可分为无限固溶体和有限固溶体两种。铁素体与渗碳体的机械混合物称为珠光体，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。不一样晶体构造的相，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。在铁碳合金基本组织中，铁素体和奥氏体属于固溶体；渗碳体属于化合物；珠光体和莱氏体属于机械混合物。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。铁和碳形成的金属化合物（Fe3C）称为渗碳体、含碳量为6.69%。铁素体在室温时，对碳的溶解度是0.008%，在727℃时溶解度是0.0218%。奥氏体对碳的溶解度，在727℃时溶解度是0.77%，在1148℃时溶解度是2.11%。含碳量不不小于2.11%的铁碳合金称为钢，钢根据室温显微组织不一样，可分为如下三类：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%。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%。人们常说的碳钢和铸铁即为铁、碳元素形成的合金。20钢在650℃时的组织为铁素体+珠光体；在1000℃时的组织为奥氏体。下图所示Fe—Fe3C状态图各区的组织，分别是：eq\o\ac(○,1)奥氏体，eq\o\ac(○,2)奥氏体+渗碳体（二次渗碳体），eq\o\ac(○,3)铁素体+奥氏体，eq\o\ac(○,4)铁素体，eq\o\ac(○,5)铁素体+珠光体，eq\o\ac(○,6)珠光体，eq\o\ac(○,7)珠光体+渗碳体（二次渗碳体）。二、判断题（对的打“√”，错的打“×”）机械制造中常用的金属材料以纯金属为主。 （ × ）组元是指构成合金的相。构成合金 （ × ）形成间隙固溶体时，溶剂原子往往远不小于溶质原子。 （ √ ）只要两种原子大小相差不多，原子的性质也较近似时，才可以构成置换固溶体。 （ √ ）置换固溶体不（只）只也许是无限固溶体。 （ × ）铁素体是固溶体，有固溶强化现象，因此性能为硬而脆。 （ × ）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。 （ × ）珠光体含碳量为6.69%。 （ × ）珠光体的机械性能介于铁素体和渗碳体之间。 （ √ ）共析转变、共晶转变都是在恒定温度下进行的。 （ √ ）Fe—Fe3C相图中，A3温度是随含碳量增长而上升的。 （ × ）Fe—Fe3C状态图中的S点是A1，A3，Acm三线的交点。 （ √ ）PSK线是共析转变线。 （ √ ）三、单项选择题构成合金的元素，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．共晶体合金中的相构造有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、机械混合物合金在固体状态的相构造大体可分为 。 A．固溶体和化合物 B．固溶体和液溶体 C．化合物和合金 D．化合物和晶体合金固溶强化的基本原因是A．晶格类型发生了变化 B．晶粒变细C．晶格发生畸变 D．同素异构珠光体是A．片状铁素体和渗碳体的机械混合物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有关Fe3C（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．渗碳体一般用C表达C．Fe3C的含碳量为6.69% D．渗碳体的硬度极低碳溶于－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．珠光体碳溶于－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．马氏体奥氏体是。 A．组织 B．液相 C．化合物 D．固溶体奥氏体的最大的溶碳量为A．0.77% B．＞1.0% C．1.0% D．2.11%渗碳体的含碳量为6.69%，按其晶体构造来说，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．机械混合物莱氏体的室温组织是由构成的机械混合物。 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%F的最大溶碳量为。A．0.0008% B．0.0218% C．0.77% D．2.11%Fe3C的含碳量为。A．0.77% B．2.1% C．4.3% D．6.69%渗碳体的性能特点是。渗碳体的形态有多种，在室温的共析钢组织中呈。A．片状 B．网状 C.条状 D．块状下列说法错误的是。A．铁和碳处在液态时可以溶解成均匀的液相B．渗碳体一般用C表达，其特点是硬度低而塑性和韧性高C．铁素体和渗碳体构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由A转变为P是属于。A．同素异构转变 B．共析转变 C．共晶转变 D．匀晶转变铁碳合金相图上的727℃线称。A．共析线 B．固溶线 C．共晶线 D．晶格转变线铁碳合金相图上的1148℃线称为 。A．共析线 B．固溶线 C．共晶线 D．晶格转变线在铁碳合金相图上，温度为1148℃，含碳量为4.3%的C点称 。 A．共析点 B．共晶点 C．熔点 D．晶格转变点在铁碳合金相图上，温度为727℃，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 。 A．1538℃ B．1148℃ C．912℃ D．727℃铁碳合金组织的构成物中哪些在室温下不能存在？。A．A B．P C．F D．Fe3C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%含碳量1.3%的钢，从950℃冷至Ar1～Arcm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+二次渗碳体含碳量的钢称为亚共析钢。A．＜0.02% B．＜0.77% C．＞0.77% D．＝0.77%凡含碳量0.0218%的铁碳合金称为。 A．钢 B．铸铁 C．工业纯铁 D．麻口铁含碳量为 的铸铁称为共晶白口铸铁。A．0.02% B．0.77% C．2.11% D．4.3%亚共析钢的室温平衡组织是由构成的。 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共析钢的室温平衡组织是。A．F B．A C．P D．F+P过共析钢的室温平衡组织是 。A．F B．P C．F+P D．P+Fe3C在下列铁碳合金中含碳量由小到大次序排列对的的是哪一组？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→铸铁在铁碳合金相图上，A3是临界点A．P←→A B．F←→A C．P+Fe3C←→A D．F+A←→A在下列铁碳合金中含碳量由大到小次序排列对的的是哪一组？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→共析钢伴随含碳量的增长，碳钢的强度 A．减少 B．提高 C．先提高后减少 D．先减少后提高钢铁材料中，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 。 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/渗碳体生产中使用的钢的含碳量不超过1.35%的原因是 。A．硬度太高 B.强度太高 C．塑性太低（差） D．刚度太高四、多选题铁素体为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．复杂的八面体含碳量1.3%的铁碳合金，在950℃时的组织为B，在650℃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+渗碳体铁碳合金相图上的ES线，其代号用D表达，GS线，其代号用C表达，PSK线，其代号用A表达。 A．A1 B．A2 C．A3 D．Accm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线从奥氏体中析出的渗碳体为B，从液体中结晶出的渗碳体为A。 A．一次渗碳体B．二次渗碳体C．三次渗碳体D．共晶渗碳体五、问答题为何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，塑性变形抗力增长，因而使固溶体强度、硬度提高，塑性、韧性下降。试述含碳量对碳钢组织和性能有何影响？伴随含碳量不停增长，合金组织中F软相的量逐渐减少，铁碳合金的塑性不停下降。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。Fe3C自身硬而脆，随含碳量不停增长，合金组织中Fe3C量逐渐增长，因此铁碳合金的硬度上升。铁碳合金的强度与Fe3C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。当含碳量不不小于0.90%时，伴随含碳量的增长，珠光体的量不停增长，因此强度上升。当含碳量不小于0.9%后来，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，同步珠光体的量不停减少，故而强度也明显下降。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，故具有珠光体量较多，因此硬度与强度要高于20钢，而塑性与韧性要低于20钢。根据铁碳合金简化相图，阐明下列现象的原因：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Fe3C硬度很高，因此1%含碳量的铁碳合金比0.5%含碳量的铁碳合金的硬度高。工业用铁碳合金是怎样进行分类的？试根据Fe—Fe3C状态图来阐明。答：工业用铁碳合金含碳量分，可分为三类：工业纯铁，含碳量不不小于0.0218%的铁碳合金。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；含碳量为0.77%为共析钢；含碳量在0.77～2.11%为过共析钢白口铁，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、画图题在下列铁碳合金简化相图中填上对应的温度、相组织符号PP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 过共析钢画出碳钢性能与含碳量之间的关系曲线七、完毕下列表格中的内容相图中的特性点符号温度0C含碳量%含义ACDEFGKPSQ室温0.008室温时，碳在α—Fe中的溶解度相图中的特性线符号阐明液相线：冷却过程中液态合金开始结晶的线固相线：冷却过程中液态合金结晶终了的线共晶线：含碳量>2.11%的液态合金冷至11480C时，剩余的合金发生共晶反应，从液态中同步结晶出奥氏体和渗碳体的机械混合物（高温莱氏体）共析线（A1）：含碳量>0.0218%的铁碳合金冷至7270C时，组织中的奥氏体发生共析反应，同步析出铁素体和渗碳体的机械混合物（珠光体）碳在奥氏体中的溶解度曲线。（Acm）1．最大溶解度在11480C时为2.11%；2