铁碳合金习题答案.docx

1、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

2、 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

3、钢，显微组织为 铁素体+珠光体 ，含碳量范围 0.02180.77 %； 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 0.772.11 %。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FeFe3C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

4、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

5、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. FeFe3C相图中，A3温度是随含碳量增加而上升的。 （ ）11. FeFe3C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

6、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DA+C6. 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CFe3C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

7、固溶体10. 奥氏体的最大的溶碳量为 A0.77% B1.0% C1.0% D2.11%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 。A0.77%2.11% B0.0008%0.0218%C0.0218%0.77% D00.0218%14. F的最大溶碳量为 。A0.0008% B0.0218% C0.77% D2.11%15. Fe3C的含碳量为 。A0.77% B2.1

8、% C4.3% D6.69%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

9、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 。 A1538 B1148 C912 D72725. 铁碳合金组织的组成物中哪些在室温下不能存在？ 。AA BP CF DFe3C26. 在铁碳合金相图上，钢和铸铁的分界点的含碳量为 A0.0218% B0.77% C2.11% D4.3%2

10、7. 含碳量1.3%的钢，从950冷至Ar1Arcm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。A0.02% B0.77% C0.77% D0.77%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。A0.02% B0.77% C2.11% D4.3%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 。AF BA CP DF+P33. 过共析

11、钢的室温平衡组织是 。AF BP CF+P DP+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APA BFA CP+Fe3CA DF+AA36. 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

12、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。 AA1

13、BA2 CA3 DAccm4. 铁碳合金相图上的共析线是 C ，共晶线是 A 。 AECF线 BACD线 CPSK线 DAECF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

14、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

15、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FeFe3C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0.02182.11%范围内的铁碳合金。其中含碳量在0.02180.77%为亚共析钢；含碳量为0.77%为共析钢；含碳量在0.772.11

16、%为过共析钢（3） 白口铁，含碳量在2.116.69%范围内的铁碳合金。其中含碳量在2.114.3%为亚共晶白口铁；含碳量为4.3%为共晶白口铁；含碳量在4.36.69%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 P2 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ACDEFGKPSQ室温0.008室温时，碳在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

17、：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AF转变开始温度线（A3）冷却时AF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2.114.3Ld+P+ Fe3C白口铸铁共晶白口铸铁4.3Ld过共晶白口铸铁4.36.69Ld + Fe3C4 指出在下列条件下钢的组织：含碳量（%）温度（）组织0.151500.457500.759001.28001.4500