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X围0.0218～0.77%；

共析钢钢,显微组织为珠光体,含碳量X围0.77%；

过共析钢钢,显微组织为珠光体+渗碳体,含碳量X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α－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γ－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的数量与其形态有关,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、韧性与塑性.

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%X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%X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