工程材料复习思考题参考答案22432.docx

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1、工程材料复习思考题参考答案第一章 金属的晶体结构与结晶1解释下列名名词点缺陷，线缺陷陷，面缺陷，亚亚晶粒，亚晶晶界，刃型位位错，单晶体体，多晶体，过冷度，自发形形核，非自发发形核，变质质处理，变质质剂。答：点缺陷：原原子排列不规规则的区域在在空间三个方方向尺寸都很很小，主要指指空位间隙原子、置置换原子等。线缺陷：原子排排列的不规则则区域在空间一个个方向上的尺尺寸很大，而而在其余两个个方向上的尺尺寸很小。如如位错。面缺陷：原子排排列不规则的的区域在空间间两个方向上上的尺寸很大大，而另一方方向上的尺寸寸很小。如晶晶界和亚晶界界。亚晶粒：在多晶晶体的每一个个晶粒内，晶晶格位向也并并非完全一致致，而是

2、存在在着许多尺寸寸很小、位向向差很小的小小晶块，它们们相互镶嵌而而成晶粒，称称亚晶粒。亚晶界：两相邻邻亚晶粒间的的边界称为亚亚晶界。刃型位错：位错错可认为是晶晶格中一部分分晶体相对于于另一部分晶晶体的局部滑滑移而造成。滑滑移部分与未未滑移部分的的交界线即为为位错线。如如果相对滑移移的结果上半半部分多出一一半原子面，多多余半原子面面的边缘好像像插入晶体中中的一把刀的的刃口，故称称“刃型位错”。单晶体：如果一一块晶体，其其内部的晶格格位向完全一一致，则称这块晶体体为单晶体。多晶体：由多种种晶粒组成的的晶体结构称称为“多晶体”。过冷度：实际结结晶温度与理理论结晶温度度之差称为过过冷度。自发形核：在一

3、一定条件下，从从液态金属中中直接产生，原原子呈规则排排列的结晶核核心。非自发形核：是是液态金属依依附在一些未未溶颗粒表面面所形成的晶晶核。变质处理：在液液态金属结晶晶前，特意加加入某些难熔熔固态颗粒，造造成大量可以以成为非自发发晶核的固态态质点，使结结晶时的晶核核数目大大增增加，从而提提高了形核率率，细化晶粒粒，这种处理理方法即为变变质处理。变质剂：在浇注注前所加入的的难熔杂质称称为变质剂。2.常见的金属属晶体结构有有哪几种？-Fe 、- Fe 、Al 、CCu 、Nii 、 Pbb 、 Crr 、 V 、Mg、ZZn 各属何何种晶体结构构？答：常见金属晶晶体结构：体体心立方晶格格、面心立方方

4、晶格、密排排六方晶格；Fe、Crr、V属于体体心立方晶格格；Fe 、AAl、Cu、NNi、Pb属属于面心立方方晶格；Mg、Zn属于于密排六方晶晶格；3.配位数和致致密度可以用用来说明哪些些问题？答：用来说明晶晶体中原子排排列的紧密程程度。晶体中中配位数和致致密度越大，则则晶体中原子子排列越紧密密。4.晶面指数和和晶向指数有有什么不同？答：晶向是指晶晶格中各种原原子列的位向向，用晶向指指数来表示，形形式为；晶面面是指晶格中中不同方位上上的原子面，用用晶面指数来来表示，形式式为。5.实际晶体中中的点缺陷，线线缺陷和面缺缺陷对金属性性能有何影响响？答：如果金属中中无晶体缺陷陷时，通过理理论计算具有有

5、极高的强度度，随着晶体体中缺陷的增增加，金属的的强度迅速下下降，当缺陷陷增加到一定定值后，金属属的强度又随随晶体缺陷的的增加而增加加。因此，无无论点缺陷，线线缺陷和面缺缺陷都会造成成晶格崎变，从从而使晶体强强度增加。同同时晶体缺陷陷的存在还会会增加金属的的电阻，降低低金属的抗腐腐蚀性能。6.为何单晶体体具有各向异异性，而多晶晶体在一般情情况下不显示示出各向异性性？答：因为单晶体体内各个方向向上原子排列列密度不同，造造成原子间结结合力不同，因因而表现出各各向异性；而而多晶体是由由很多个单晶晶体所组成，它它在各个方向向上的力相互互抵消平衡，因因而表现各向向同性。7.过冷度与冷冷却速度有何何关系？它

6、对对金属结晶过过程有何影响响？对铸件晶晶粒大小有何何影响？答：冷却速度度越大，则过过冷度也越大大。随着冷却速速度的增大，则则晶体内形核核率和长大速速度都加快，加加速结晶过程程的进行，但但当冷速达到到一定值以后后则结晶过程程将减慢，因因为这时原子子的扩散能力力减弱。过冷度增大大，F大，结晶晶驱动力大，形形核率和长大大速度都大，且且N的增加比比G增加得快快，提高了NN与G的比值值，晶粒变细细，但过冷度度过大，对晶晶粒细化不利利，结晶发生生困难。8.金属结晶的的基本规律是是什么？晶核核的形成率和和成长率受到到哪些因素的的影响？答：金属结晶晶的基本规律律是形核和核核长大。受到过冷度度的影响，随随着过冷

7、度的的增大，晶核核的形成率和和成长率都增增大，但形成成率的增长比比成长率的增增长快；同时时外来难熔杂杂质以及振动动和搅拌的方方法也会增大大形核率。9.在铸造生产产中，采用哪哪些措施控制制晶粒大小？在生产中如如何应用变质质处理？答：采用的方方法：变质处处理，钢模铸铸造以及在砂砂模中加冷铁铁以加快冷却却速度的方法法来控制晶粒粒大小。变质处理：在液态金属属结晶前，特特意加入某些些难熔固态颗颗粒，造成大大量可以成为为非自发晶核核的固态质点点，使结晶时时的晶核数目目大大增加，从从而提高了形形核率，细化化晶粒。机械振动、搅搅拌。第二章 金金属的塑性变变形与再结晶晶1解释下列名名词：加工硬化、回复复、再结晶

8、、热热加工、冷加加工。答：加工硬化：随着塑性变变形的增加，金金属的强度、硬硬度迅速增加加；塑性、韧韧性迅速下降降的现象。回复：为了消除除金属的加工工硬化现象，将将变形金属加加热到某一温温度，以使其其组织和性能能发生变化。在在加热温度较较低时，原子子的活动能力力不大，这时时金属的晶粒粒大小和形状状没有明显的的变化，只是是在晶内发生生点缺陷的消消失以及位错错的迁移等变变化，因此，这这时金属的强强度、硬度和和塑性等机械械性能变化不不大，而只是是使内应力及及电阻率等性性能显著降低低。此阶段为为回复阶段。再结晶：被加热热到较高的温温度时，原子子也具有较大大的活动能力力，使晶粒的的外形开始变变化。从破碎碎

9、拉长的晶粒粒变成新的等等轴晶粒。和和变形前的晶晶粒形状相似似，晶格类型型相同，把这这一阶段称为为“再结晶”。热加工：将金属属加热到再结结晶温度以上上一定温度进进行压力加工工。冷加工：在再结结晶温度以下下进行的压力力加工。2产生加工硬硬化的原因是是什么？加工工硬化在金属属加工中有什什么利弊？答：随着变形形的增加，晶晶粒逐渐被拉拉长，直至破破碎，这样使使各晶粒都破破碎成细碎的的亚晶粒，变变形愈大，晶晶粒破碎的程程度愈大，这这样使位错密密度显著增加加；同时细碎碎的亚晶粒也也随着晶粒的的拉长而被拉拉长。因此，随随着变形量的的增加，由于于晶粒破碎和和位错密度的的增加，金属属的塑性变形形抗力将迅速速增大，

10、即强强度和硬度显显著提高，而而塑性和韧性性下降产生所所谓“加工硬化”现象。金属的加工工硬化现象会会给金属的进进一步加工带带来困难，如如钢板在冷轧轧过程中会越越轧越硬，以以致最后轧不不动。另一方方面人们可以以利用加工硬硬化现象，来来提高金属强强度和硬度，如如冷拔高强度度钢丝就是利利用冷加工变变形产生的加加工硬化来提提高钢丝的强强度的。加工工硬化也是某某些压力加工工工艺能够实实现的重要因因素。如冷拉拉钢丝拉过模模孔的部分，由由于发生了加加工硬化，不不再继续变形形而使变形转转移到尚未拉拉过模孔的部部分，这样钢钢丝才可以继继续通过模孔孔而成形。3划分冷加工工和热加工的的主要条件是是什么？答：主要是再结

11、结晶温度。在在再结晶温度度以下进行的的压力加工为为冷加工，产产生加工硬化化现象；反之之为热加工，产产生的加工硬硬化现象被再再结晶所消除除。4与冷加工比比较，热加工工给金属件带带来的益处有有哪些？答：（1）通过过热加工，可可使铸态金属属中的气孔焊焊合，从而使使其致密度得得以提高。（2）通过热加加工，可使铸铸态金属中的的枝晶和柱状状晶破碎，从从而使晶粒细细化，机械性性能提高。（3）通过热加加工，可使铸铸态金属中的的枝晶偏析和和非金属夹杂杂分布发生改改变，使它们们沿着变形的的方向细碎拉拉长，形成热热压力加工“纤维组织”（流线），使使纵向的强度度、塑性和韧韧性显著大于于横向。如果果合理利用热热加工流线

12、，尽尽量使流线与与零件工作时时承受的最大大拉应力方向向一致，而与与外加切应力力或冲击力相相垂直，可提提高零件使用用寿命。5为什么细晶晶粒钢强度高高，塑性，韧韧性也好？答：晶界是阻碍碍位错运动的的，而各晶粒粒位向不同，互互相约束，也也阻碍晶粒的的变形。因此此，金属的晶晶粒愈细，其其晶界总面积积愈大，每个个晶粒周围不不同取向的晶晶粒数便愈多多，对塑性变变形的抗力也也愈大。因此此，金属的晶粒愈愈细强度愈高高。同时晶粒粒愈细，金属属单位体积中中的晶粒数便便越多，变形形时同样的变变形量便可分散在更更多的晶粒中中发生，产生生较均匀的变变形，而不致致造成局部的的应力集中，引引起裂纹的过过早产生和发发展。因此

13、，塑性，韧性也越好。6金属经冷塑塑性变形后，组组织和性能发发生什么变化化？答：晶粒沿变变形方向拉长长，性能趋于于各向异性，如如纵向的强度度和塑性远大大于横向等；晶粒破碎，位位错密度增加加，产生加工工硬化，即随随着变形量的的增加，强度度和硬度显著著提高，而塑塑性和韧性下下降；织构现象的的产生，即随随着变形的发发生，不仅金金属中的晶粒粒会被破碎拉拉长，而且各各晶粒的晶格格位向也会沿沿着变形的方方向同时发生生转动，转动动结果金属中中每个晶粒的的晶格位向趋趋于大体一致致，产生织构构现象；冷压力加工工过程中由于于材料各部分分的变形不均均匀或晶粒内内各部分和各各晶粒间的变变形不均匀，金金属内部会形形成残余

14、的内内应力，这在在一般情况下下都是不利的的，会引起零零件尺寸不稳稳定。 7分析加工硬硬化对金属材材料的强化作作用？答：随着塑性变变形的进行，位位错密度不断断增加，因此此位错在运动动时的相互交交割、位错缠缠结加剧，使使位错运动的的阻力增大，引引起变形抗力力的增加。这这样，金属的的塑性变形就就变得困难，要要继续变形就就必须增大外外力，因此提提高了金属的的强度。8已知金属钨钨、铁、铅、锡锡的熔点分别别为33800、1538、327、232，试计算这这些金属的最最低再结晶温温度，并分析析钨和铁在11100下的加工、铅铅和锡在室温温（20）下的加工工各为何种加加工？答：T再=0.4T熔；钨T再=0.4*

15、（3380+2273）-273=1188.2; 铁T再=0.4*（1538+2273）-273=451.44; 铅T再=0.4*（327+2773）-2273=-33; 锡T再=0.4*（232+2773）-2273=-71.由于钨T再为1188.21100，因此属于于热加工；铁铁T再为451.441100，因此属于于冷加工；铅铅T再为-3320，属于冷加工；锡T再为-7120，属于冷加工。9在制造齿轮轮时，有时采采用喷丸法（即即将金属丸喷喷射到零件表表面上）使齿齿面得以强化化。试分析强强化原因。答：高速金属丸丸喷射到零件件表面上，使使工件表面层层产生塑性变变形，形成一一定厚度的加加工硬化层，

16、使使齿面的强度度、硬度升高高。第三章 合金金的结构与二二元状态图1解释下列名名词：合金，组元，相相，相图；固固溶体，金属属间化合物，机机械混合物；枝晶偏析，比比重偏析；固固溶强化，弥弥散强化。答：合金：通过过熔炼，烧结结或其它方法法，将一种金金属元素同一一种或几种其其它元素结合合在一起所形形成的具有金金属特性的新新物质，称为为合金。组元：组成合金金的最基本的的、独立的物物质称为组元元。相：在金属或合合金中，凡成成分相同、结结构相同并与与其它部分有有界面分开的的均匀组成部部分，均称之之为相。相图：用来表示示合金系中各各个合金的结结晶过程的简简明图解称为为相图。固溶体：合金的的组元之间以以不同的比

17、例例混合，混合合后形成的固固相的晶格结结构与组成合合金的某一组组元的相同，这这种相称为固固溶体。金属间化合物：合金的组元元间发生相互互作用形成的的一种具有金金属性质的新新相，称为金金属间化合物物。它的晶体体结构不同于于任一组元，用用分子式来表表示其组成。 机械混合物：合合金的组织由由不同的相以以不同的比例例机械的混合合在一起，称称机械混合物物。枝晶偏析：实际际生产中，合合金冷却速度度快，原子扩扩散不充分，使使得先结晶出出来的固溶体体合金含高熔熔点组元较多多，后结晶含含低熔点组元元较多，这种在晶粒粒内化学成分分不均匀的现现象称为枝晶晶偏析。比重偏析：比重重偏析是由组组成相与溶液液之间的密度度差别

18、所引起起的。如果先先共晶相与溶溶液之间的密密度差别较大大，则在缓慢慢冷却条件下下凝固时，先先共晶相便会会在液体中上上浮或下沉，从从而导致结晶晶后铸件上下下部分的化学学成分不一致致，产生比重重偏析。固溶强化：通过过溶入某种溶溶质元素形成成固溶体而使使金属的强度度、硬度升高高的现象称为为固溶强化。弥散强化：合金金中以固溶体体为主再有适适量的金属间间化合物弥散散分布，会提提高合金的强强度、硬度及及耐磨性，这这种强化方式式为弥散强化化。2指出下列名名词的主要区区别：1）置换固溶体体与间隙固溶溶体；答：置换固溶体体：溶质原子子代替溶剂晶晶格结点上的的一部分原子子而组成的固固溶体称置换换固溶体。间隙固溶体

19、：溶溶质原子填充充在溶剂晶格格的间隙中形形成的固溶体体，即间隙固固溶体。2）相组成物与与组织组成物物；相组成物：合金金的基本组成成相。组织组成物：合合金显微组织织中的独立组成部分。3下列元素在在-Fe 中中形成哪几种种固溶体?Si、C、N、Cr、Mn答：Si、Crr、Mn形成置换换固溶体；CC、N形成间隙固固溶体。4试述固溶强强化、加工强强化和弥散强强化的强化原原理,并说明明三者的区别别.答：固溶强化：溶质原子溶溶入后，要引引起溶剂金属属的晶格产生生畸变，进而而位错运动时时受到阻力增增大。弥散强化：金属属化合物本身身有很高的硬硬度，因此合合金中以固溶溶体为基体再再有适量的金金属间化合物物均匀细

20、小弥散散分布时，会提高合合金的强度、硬硬度及耐磨性性。这种用金金属间化合物物来强化合金金的方式为弥弥散强化。加工强化：通过过产生塑性变变形来增大位位错密度，从从而增大位错错运动阻力，引引起塑性变形形抗力的增加加，提高合金金的强度和硬硬度。区别：固溶强化化和弥散强化化都是利用合合金的组成相相来强化合金金，固溶强化化是通过产生生晶格畸变，使使位错运动阻阻力增大来强强化合金；弥弥散强化是利利用金属化合合物本身的高高强度和硬度度来强化合金金；而加工强强化是通过力力的作用产生生塑性变形，增增大位错密度度以增大位错错运动阻力来来强化合金；三者相比，通通过固溶强化化得到的强度度、硬度最低低，但塑性、韧韧性最

21、好，加加工强化得到到的强度、硬硬度最高，但但塑韧性最差差，弥散强化化介于两者之之间。5固溶体和金金属间化合物物在结构和性性能上有什么么主要差别？答：在结构上：固溶体的晶体体结构与溶剂剂的结构相同同，而金属间间化合物的晶晶体结构不同同于组成它的的任一组元，它它是以分子式式来表示其组组成。 在性能上：形成固溶体体和金属间化化合物都能强强化合金，但但固溶体的强度度、硬度比金金属间化合物物低，塑性、韧韧性比金属间间化合物好，也也就是固溶体体有更好的综综合机械性能能。6. 何谓共晶晶反应、包晶晶反应和共析析反应?试比比较这三种反反应的异同点点.答：共晶反应：指一定成分分的液体合金金，在一定温温度下，同时

22、时结晶出成分分和晶格均不不相同的两种种晶体的反应应。 包晶反应：指一定成分分的固相与一一定成分的液液相作用，形形成另外一种种固相的反应应过程。共析反应：由特特定成分的单单相固态合金金，在恒定的的温度下，分分解成两个新新的，具有一一定晶体结构构的固相的反反应。共同点：反应都都是在恒温下下发生，反应应物和产物都都是具有特定定成分的相，都都处于三相平平衡状态。不同点：共晶反反应是一种液液相在恒温下下生成两种固固相的反应；共析反应是是一种固相在在恒温下生成成两种固相的的反应；而包包晶反应是一一种液相与一一种固相在恒恒温下生成另另一种固相的的反应。 7二元合金相相图表达了合合金的哪些关关系？答：二元合金

23、相相图表达了合合金的状态与与温度和成分分之间的关系系。8在二元合金金相图中应用用杠杆定律可可以计算什么么？答：应用杠杆定定律可以计算算合金相互平衡衡两相的成分分和相对含量量。9. 已知A（熔熔点 6000）与B(5000) 在液态态无限互溶；在固态 3300时A溶于 B 的最大溶解解度为 300% ，室温温时为10%，但B不溶于A；在 3000时，含 440% B 的液态合金金发生共晶反反应。现要求求：1）作出A-BB 合金相图图；2）分析 200% A,45%A,80%A 等合金的的结晶过程，并并确定室温下下的组织组成成物和相组成成物的相对量量。答：（1） （2）20%AA合金如图： 合金金

24、在1点以上上全部为液相相，当冷至11点时，开始始从液相中析析出固溶体，至至2点结束，223点之间合合金全部由固溶体所组组成，但当合合金冷到3点点以下，由于于固溶体的浓度超过过了它的溶解解度限度，于于是从固溶体体中析出二次次相A，因此最终终显微组织：+A 相组组成物: +A A=（90-880/90）*100%=11% =1-A%=89% 455%A合金如如图：合金在1点以上上全部为液相相，冷至1点点时开始从液液相中析出固溶体，此此时液相线成成分沿线BEE变化，固相相线成分沿BBD线变化，当当冷至2点时时，液相线成分到到达E点，发生共共晶反应，形形成（A+）共晶体，合合金自2点冷冷至室温过程程中

25、，自中析析出二次相AA，因而合金金室温组织：A+(AA+) 相组成物:AA+组织：A=（70-555）/70*1100%=221% =1- A=79% A+=（700-55）/(70-400）*1000%=50%相：A=（900-55）/90*1000%=500% =1-A%=50%80%A合金如如图：合金在1点以上上全部为液相相，冷至1点点时开始从液液相中析出AA，此时液相相线成分沿AAE线变化，冷冷至2点时，液液相线成分到到达点，发生生共晶反应，形形成(A+)共晶体，因因而合金的室温组织织：A+ (A+) 相组成物：A+组织：A=（440-20）/40*1100%=550% A+=1-A%

26、=50%相： A=（990-20）/90*1000%=788% =1-A%=22%10某合金相相图如图所示示。1）试标注空白区域域中存在相的的名称；2）指出此相图图包括哪几种种转变类型；3）说明合金的平衡结晶晶过程及室温温下的显微组组织。答：(1)：L+ : + : +(+) : + (2)匀匀晶转变；共共析转变 (3)合金金在1点以上上全部为液相相,冷至1点点时开始从液液相中析出固溶体至22点结束,223点之间间合金全部由由固溶体所组组成,3点以以下,开始从从固溶体中析析出固溶体,冷冷至4点时合合金全部由固溶体所组组成,455之间全部由由固溶体所组组成,冷到55点以下,由由于固溶体的浓浓度超

27、过了它它的溶解度限限度,从中析出第二二相固溶体,最最终得到室稳稳下的显微组组织: +11有形状、尺寸相同的的两个 Cuu-Ni 合合金铸件，一一个含 900% Ni ，另一个含含 50% Ni,铸后后自然冷却，问问哪个铸件的的偏析较严重重？答：含 50% Ni的Cu-Nii 合金铸件件偏析较严重重。在实际冷冷却过程中，由由于冷速较快快，使得先结结晶部分含高高熔点组元多多，后结晶部部分含低熔点点组元多，因因为含 500% Ni的的Cu-Nii 合金铸件件固相线与液液相线范围比比含 90% Ni铸件件宽，因此它所所造成的化学学成分不均匀匀现象要比含含 90% Ni的Cu-Nii 合金铸件件严重。第

28、四章 铁碳合金1何谓金属的的同素异构转转变？试画出出纯铁的结晶晶冷却曲线和和晶体结构变变化图。答：由于条件（温温度或压力）变变化引起金属属晶体结构的的转变，称同同素异构转变变。2为什么-Fe 和- Fe 的的比容不同？一块质量一一定的铁发生生（-Fe -Fe ）转变时，其其体积如何变变化？答：因为-FFe和- Fe原子排排列的紧密程程度不同，-Fe的致密度度为74%,- Fe的致密密度为68%，因此一块块质量一定的的铁发生（-Fe -Fe ）转变时体体积将发生膨胀。3.何谓铁素体体（F）,奥奥氏体（A），渗碳体体（Fe3C），珠光体体（P）,莱氏氏体（Ld）？它们的结构构、组织形态态、性能等各

29、各有何特点？答：铁素体（FF）：铁素体是碳碳在中形成的的间隙固溶体体，为体心立立方晶格。由由于碳在中的的溶解度很很小，它的性性能与纯铁相相近。塑性、韧韧性好，强度度、硬度低。它在钢中一般呈块状或片状。奥氏体（A）：奥氏体是碳碳在中形成的的间隙固溶体，面心心立方晶格。因其晶格间隙尺寸较大，故碳在中的溶解度较大。有很好的塑性。渗碳体（Fe33C）：铁和碳相互互作用形成的的具有复杂晶晶格的间隙化化合物。渗碳碳体具有很高高的硬度，但但塑性很差，延延伸率接近于于零。在钢中中以片状存在在或网络状存存在于晶界。在莱氏体中为连续的基体，有时呈鱼骨状。珠光体（P）：由铁素体和和渗碳体组成成的机械混合合物。铁素体

30、体和渗碳体呈呈层片状。珠珠光体有较高高的强度和硬硬度，但塑性性较差。莱氏体（Ld）：由奥氏体和渗碳体组成的机械混合物。在莱氏体中，渗碳体是连续分布的相，奥氏体呈颗粒状分布在渗碳体基体上。由于渗碳体很脆，所以莱氏体是塑性很差的组织。4.Fe-Fee3C合金相图有有何作用？在在生产实践中中有何指导意意义？又有何何局限性？答：碳钢和铸铸铁都是铁碳碳合金，是使使用最广泛的的金属材料。铁铁碳合金相图图是研究铁碳碳合金的重要要工具，了解解与掌握铁碳碳合金相图，对对于钢铁材料料的研究和使使用，各种热热加工工艺的的制订以及工工艺废品原因因的分析等方方面都有重要要指导意义。为选材提供成分依据：相图描述了铁碳合金

31、的组织随含碳量的变化规律，合金的性能决定于合金的组织，这样根据零件的性能要求来选择不同成分的铁碳合金；为制定热加工工艺提供依据：对铸造，根据相图可以找出不同成分的钢或铸铁的熔点，确定铸造温度；根据相图上液相线和固相线间距离估计铸造性能的好坏。对于锻造：根据相图可以确定锻造温度。对焊接：根据相图来分析析碳钢焊缝组组织，并用适适当热处理方方法来减轻或或消除组织不不均匀性；对对热处理：相相图更为重要要，如退火、正正火、淬火的的加热温度都都要参考铁碳碳相图加以选选择。由于铁碳相相图是以无限限缓慢加热和和冷却的速度度得到的，而而在实际加热热和冷却通常常都有不同程程度的滞后现现象。5.画出 Fee-Fe3

32、C 相图，指指出图中 SS 、C 、E 、P、N 、G 及 GGS 、SE 、PQ 、PSK 各各点、线的意义，并并标出各相区区的相组成物物和组织组成成物。答: C：共晶点11148 4.30%C，在这一一点上发生共共晶转变，反反应式：，当当冷到11448时具有C点点成分的液体体中同时结晶晶出具有E点点成分的奥氏氏体和渗碳体体的两相混合合物莱氏体E：碳在中的最最大溶解度点点1148 22.11%CCG：同素异构转转变点（A33）912 0%CH：碳在中的最最大溶解度为为1495 0.09%CJ：包晶转变点点1495 0.17%C 在这这一点上发生生包晶转变，反反应式：当冷冷却到14995时具有

33、B点点成分的液相相与具有H点点成分的固相相反应生成具具有J点成分分的固相A。N：同素异构转转变点（A44）1394 00%CP：碳在中的最最大溶解度点点 0.00218%CC 7227S：共析点7227 0.77%C 在这一点上上发生共析转转变，反应式式：，当冷却却到727时从具有SS点成分的奥奥氏体中同时时析出具有PP点成分的铁铁素体和渗碳碳体的两相混混合物珠光体PP（）ES线：碳在奥奥氏体中的溶溶解度曲线，又又称Acm温温度线，随温温度的降低，碳碳在奥化体中中的溶解度减减少，多余的的碳以形式析析出，所以具具有0.777%2.111%C的钢钢冷却到Accm线与PSSK线之间时时的组织，从从A

34、中析出的的称为二次渗渗碳体。GS线：不同含含碳量的奥氏氏体冷却时析析出铁素体的的开始线称AA3线，GP线线则是铁素体体析出的终了了线，所以GGSP区的显显微组织是。PQ线：碳在铁铁素体中的溶溶解度曲线，随随温度的降低低，碳在铁素素体中的溶解解度减少，多多余的碳以形形式析出，从从中析出的称为为三次渗碳体体，由于铁素体体含碳很少，析析出的很少，一一般忽略，认认为从7277冷却到室温温的显微组织织不变。PSK线：共析析转变线，在在这条线上发发生共析转变变，产物（PP）珠光体，含含碳量在0.026.69%的铁碳合金金冷却到7227时都有共析析转变发生。6.简述 Fee-Fe3C 相图中三三个基本反应应

35、：包晶反应应,共晶反应应及共析反应应，写出反应应式，标出含含碳量及温度度。答：共析反应：冷却到7277时具有S点成成分的奥氏体体中同时析出出具有P点成成分的铁素体体和渗碳体的的两相混合物物。0.8F0.02+FFe3C6.69包晶反应：冷却却到14955时具有B点点成分的液相相与具有H点点成分的固相相反应生成具具有J点成分分的固相A。 L0.5+0.10.16共晶反应：11148时具有C点点成分的液体体中同时结晶晶出具有E点点成分的奥氏氏体和渗碳体体的两相混合合物。 L4.32.14+ Fe3C6.697.何谓碳素钢钢？何谓白口口铁？两者的的成分组织和和性能有何差差别？答：碳素钢：含含有0.0

36、22%2.114%C的铁铁碳合金。白口铁：含大于于2.14%C的铁碳合合金。碳素钢中亚共析析钢的组织由由铁素体和珠珠光体所组成成，其中珠光光体中的渗碳碳体以细片状状分布在铁素素体基体上，随着含碳量的增加，珠光体的含量增加，则钢的强度、硬度增加，塑性、韧性降低。当含碳量达到0.8%时就是珠光体的性能。过共析钢组织由珠光体和二次渗碳体所组成，含碳量接近1.0%时，强度达到最大值，含碳量继续增加，强度下降。由于二次渗碳体在晶界形成连续的网络，导致钢的脆性增加。白口铁中由于其其组织中存在在大量的渗碳碳体，具有很很高的硬度和和脆性，难以以切削加工。8.亚共析钢、共共析钢和过共共析钢的组织织有何特点和和异

37、同点。答：亚共析钢的的组织由铁素素体和珠光体体所组成。其其中铁素体呈呈块状。珠光光体中铁素体体与渗碳体呈呈片状分布。共析钢的组织由珠光体所组成。过共析钢的组织由珠光体和二次渗碳体所组成，其中二次渗碳体在晶界形成连续的网络状。 共同点：钢的组织中中都含有珠光光体。不同点点：亚共析钢钢的组织是铁铁素体和珠光光体，共析钢钢的组织是珠珠光体，过共共析钢的组织织是珠光体和和二次渗碳体体。9.分析含碳量量分别为 00.20% 、 0.660% 、 0.80% 、 1.0% 的铁铁碳合金从液液态缓冷至室室温时的结晶晶过程和室温温组织.答：0.80%C:在122点间合金按按匀晶转变结结晶出A，在在2点结晶结结

38、束，全部转转变为奥氏体体。冷到3点点时（7277），在恒温温下发生共析析转变，转变变结束时全部部为珠光体PP，珠光体中中的渗碳体称称为共析渗碳碳体，当温度度继续下降时时，珠光体中中铁素体溶碳碳量减少，其其成分沿固溶溶度线PQ变变化，析出三三次渗碳体，它它常与共析渗渗碳体长在一一起，彼此分分不出，且数数量少，可忽忽略。室温时组织P。0.60% CC：合金在12点间按匀匀晶转变结晶晶出A，在22点结晶结束束，全部转变变为奥氏体。冷冷到3点时开开始析出F，33-4点A成成分沿GS线线变化，铁素素体成分沿GGP线变化，当当温度到4点点时，奥氏体体的成分达到到S点成分（含含碳0.8%），便发生生共析转变

39、，形形成珠光体，此此时，原先析析出的铁素体体保持不变，称称为先共析铁铁素体，其成成分为0.002%C，所所以共析转变变结束后，合合金的组织为为先共析铁素素体和珠光体体，当温度继继续下降时，铁铁素体的溶碳碳量沿PQ线线变化，析出出三次渗碳体体，同样量很很少，可忽略略。所以含碳0.440%的亚共共析钢的室温温组织为：FF+P1.0% C：合金在12点间按匀匀晶转变结晶晶出奥氏体，22点结晶结束束，合金为单单相奥氏体，冷冷却到3点，开开始从奥氏体体中析出二次次渗碳体，沿奥氏体的的晶界析出，呈呈网状分布，33-4间不断断析出，奥氏氏体成分沿EES线变化，当当温度到达44点（7277）时，其含含碳量降为00.77%，在在恒温下发生生共析转变，形形成珠光体，此此时先析出的的保持不变，称称为先共析渗渗碳体，所以以共析转变结结束时的组织织为先共析二二次渗碳体和和珠光体，忽忽略。室温组织为二次次渗碳体和珠珠光体。10指出下列列名词的主要要区别：1）一次渗碳体体、二次渗碳碳体、三次渗渗碳体、共晶晶渗碳体与共共析渗碳体；答：一次渗碳体体：由液相中中直接析出来来的渗碳体