铁碳合金习题答案.docx
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铁碳合金习题答案
铁碳合金
一、填空题
1.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。
2.根据溶质原子在溶剂晶格中的分布情况，固溶体有二种基本类型，它们是置换固溶体和间隙固溶体。
3.根据溶质在溶剂中的溶解情况，置换固溶体可分为无限固溶体和有限固溶体两种。
4.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。
5.不同晶体结构的相，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。
6.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。
7.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。
8.铁和碳形成的金属化合物（Fe3C）称为渗碳体、含碳量为6.69%。
9.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%。
10.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%。
11.含碳量小于2.11%的铁碳合金称为钢，钢根据室温显微组织不同，可分为以下三类：
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%。
12.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%。
13.人们常说的碳钢和铸铁即为铁、碳元素形成的合金。
14.20钢在650℃时的组织为铁素体+珠光体；在1000℃时的组织为奥氏体。
15.下图所示Fe—Fe3C状态图各区的组织，分别是：
奥氏体，
奥氏体+渗碳体（二次渗碳体），
铁素体+奥氏体，
铁素体，
铁素体+珠光体，
珠光体，
珠光体+渗碳体（二次渗碳体）。
二、判断题（对的打“√”，错的打“×”）
1.机械制造中常用的金属材料以纯金属为主。
（×）
2.组元是指组成合金的相。
组成合金（×）
3.形成间隙固溶体时，溶剂原子往往远大于溶质原子。
（√）
4.只要两种原子大小相差不多，原子的性质也较近似时，才可以组成置换固溶体。
（√）
置换固溶体不（只）只可能是无限固溶体。
（×）
5.铁素体是固溶体，有固溶强化现象，所以性能为硬而脆。
（×）
6.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。
（×）
7.珠光体含碳量为6.69%。
（×）
8.珠光体的机械性能介于铁素体和渗碳体之间。
（√）
9.共析转变、共晶转变都是在恒定温度下进行的。
（√）
10.Fe—Fe3C相图中，A3温度是随含碳量增加而上升的。
（×）
11.Fe—Fe3C状态图中的S点是A1，A3，Acm三线的交点。
（√）
12.PSK线是共析转变线。
（√）
三、单项选择题
1.组成合金的元素，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
2.合金中的相结构有
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
3.合金在固体状态的相结构大致可分为。
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
4.合金固溶强化的基本原因是
A．晶格类型发生了改变B．晶粒变细
C．晶格发生畸变D．同素异构
5.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
6.关于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．渗碳体通常用C表示
C．Fe3C的含碳量为6.69%D．渗碳体的硬度极低
7.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
8.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
9.奥氏体是。
A．组织B．液相C．化合物D．固溶体
10.奥氏体的最大的溶碳量为
A．0.77%B．＞1.0%C．1.0%D．2.11%
11.渗碳体的含碳量为6.69%，按其晶体结构来说，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
12.莱氏体的室温组织是由组成的机械混合物。
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
13.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%
14.F的最大溶碳量为。
A．0.0008%B．0.0218%C．0.77%D．2.11%
15.Fe3C的含碳量为。
A．0.77%B．2.1%C．4.3%D．6.69%
16.渗碳体的性能特点是。
A．硬度低，塑性好B．硬度高，塑性好
C．硬度高，塑性差D．硬度低，塑性差
17.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
18.下列说法错误的是。
A．铁和碳处于液态时可以溶解成均匀的液相
B．渗碳体通常用C表示，其特点是硬度低而塑性和韧性高
C．铁素体和渗碳体组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
19.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
20.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
21.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
22.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
23.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
24.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℃
25.铁碳合金组织的组成物中哪些在室温下不能存在？
。
A．AB．PC．FD．Fe3C
26.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%
27.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
28.含碳量的钢称为亚共析钢。
A．＜0.02%B．＜0.77%C．＞0.77%D．＝0.77%
29.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
30.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%
31.亚共析钢的室温平衡组织是由组成的。
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
32.共析钢的室温平衡组织是。
A．FB．AC．PD．F+P
33.过共析钢的室温平衡组织是。
A．FB．PC．F+PD．P+Fe3C
34.在下列铁碳合金中含碳量由小到大顺序排列正确的是哪一组？
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
35.在铁碳合金相图上，A3是临界点
A．P←→AB．F←→AC．P+Fe3C←→AD．F+A←→A
36.在下列铁碳合金中含碳量由大到小顺序排列正确的是哪一组？
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
37.随着含碳量的增加，碳钢的强度
A．降低B．提高C．先提高后降低D．先降低后提高
38.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
39.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、多项选择题
1.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
2.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
3.铁碳合金相图上的ES线，其代号用D表示，GS线，其代号用C表示，PSK线，其代号用A表示。
A．A1B．A2C．A3D．Accm
4.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
5.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
1.为什么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，塑性变形抗力增加，因而使固溶体强度、硬度提高，塑性、韧性下降。
2.试述含碳量对碳钢组织和性能有何影响？
随着含碳量不断增加，合金组织中F软相的量逐渐减少，铁碳合金的塑性不断下降。
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本身硬而脆，随含碳量不断增加，合金组织中Fe3C量逐渐增加，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。
当含碳量小于0.90%时，随着含碳量的增加，珠光体的量不断增加，因此强度上升。
当含碳量大于0.9%以后，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，同时珠光体的量不断减少，故而强度也明显下降。
3.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，故含有珠光体量较多，所以硬度与强度要高于20钢，而塑性与韧性要低于20钢。
4.根据铁碳合金简化相图，说明下列现象的原因：
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，所以1%含碳量的铁碳合金比0.5%含碳量的铁碳合金的硬度高。
5.工业用铁碳合金是怎样进行分类的？
试根据Fe—Fe3C状态图来说明。
答：
工业用铁碳合金含碳量分，可分为三类：
（1）工业纯铁，含碳量小于0.0218%的铁碳合金。
（2）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
（3）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
1．在下列铁碳合金简化相图中填上相应的温度、相组织符号
P
2．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
3．画出碳钢性能与含碳量之间的关系曲线
七、完成下列表格中的内容
1．相图中的特性点
符号
温度0C
含碳量%
含义
A
C
D
E
F
G
K
P
S
Q
室温
0.008
室温时，碳在α—Fe中的溶解度
2．相图中的特性线
符号
说明
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，从液态中同时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，同时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．最小溶解度在7270C时为0.77%。
3．当温度11480C冷至7270C过程中，奥氏体中的碳将以渗碳体的形式析出
碳在铁素体中的溶解度曲线。
1．最大溶解度在7270C时为0.0218%；
2．室温下只能溶解0.008%。
3．当温度7270C冷至室温过程中，铁素体中的碳将以渗碳体的形式析出
冷却时A→F转变开始温度线（A3）
冷却时A→F转变终了温度线
3．铁碳合金的分类
名称
含碳量%
组织
工业纯铁
亚共析钢
钢
共析钢
过共析钢
亚共晶白口铸铁
2.11~4.3
Ld’+P+Fe3C
白口铸铁
共晶白口铸铁
4.3
Ld’
过共晶白口铸铁
4.3~6.69
Ld’+Fe3C
4．指出在下列条件下钢的组织：
含碳量（%）
温度（℃）
组织
0.15
150
0.45
750
0.75
900
1.2
800
1.4
500
升级会员 