3.3 铁碳合金相图简析（同步练习）《机械基础》同步精品课堂（高教版）

3-3 铁碳合金相图简析 一.填空题 1.铁碳合金相图是表示在缓慢冷却（或缓慢加热）条件下，不同成分的___________的状态或组织随___________的图形。 【答案】 铁碳合金 温度变化 【解析】 铁碳合金相图是表示在缓慢冷却（或缓慢加热）条件下，不同成分的铁碳合金的状态或组织随温度变化的图形。 2.分别填出下列铁碳合金组织的符号:奥氏体___________铁素体___________渗碳体___________。 【答案】 A F Fe3C 【解析】 碳溶于a-Fe中所形成的间隙固溶体称为铁素体，用符号F表示。碳溶于Y-Fe中所形成的间隙固溶体称为奥氏体，用符号A表示。渗碳体的分子式为Fe3C,它是一种具有复杂晶体结构的金属化合物。 3.铁碳合金结晶过程中，从液体中结晶的渗碳体称为___________渗碳体；从奥氏体中析出的渗碳体称为___________渗碳体。 【答案】 一次 二次 【解析】 从液相中结晶出的渗碳体，该渗碳体为粗大板条状，称之为一次渗碳体用Fe3CⅠ表示。ES线是碳在奥氏体中的溶解度变化曲线，通常称Acm线，它表示随温度的降低，奥氏体中碳的质量分数沿此线逐渐减小，多余的碳以二次渗碳体形式析出，用Fe3CⅡ表示，以区别于从液体中直接结晶出来的一次渗碳体Fe3CⅠ。 4.铁碳合金中，共析钢的Wc=___________%,室温平衡组织为___________；共晶白口铁Wc= ___________%,室温平衡组织为___________。 【答案】 0.77 P 4.3 L´d 【解析】 根据铁碳合金组织转变的特点及室温组织不同，铁碳合金可分为钢和白口铁两大类。碳比（C)小于2.11%的铁碳合金称为钢；碳量比（C)大于2.11%称为白口铁，其具体分类情况见下图 5.当Wc<0.9%时，随着Wc增加，钢的硬度___________，强度___________，塑性___________,韧性___________。 【答案】 升高 升高 降低 降低 【解析】 铁碳合金的成分对其性能有影响。当 Wc小于0.9%时，随着碳的质量分数的增大，钢的强度、硬度不断升高，而塑性、韧性不断降低。当 Wc大于0.9%时随着碳的质量分数的增大，虽然钢的硬度还在升高，但是强度下降，而塑性、韧性继续降低。 这主要是因为碳的质量分数越高，钢中的 Fe3C 越多。因此，非合金钢及低合金钢的 Wc 一般不超过 1.4%。 二.判断题 1.（ ）一次渗碳体和二次渗碳体的化学成分是不相同的。 【答案】 ✘ 【解析】 一次渗碳体用Fe3CⅠ表示，二次渗碳体用Fe3CⅡ表示，所以一次渗碳体和二次渗碳体的化学成分是不相同的。 2.（ ）共析转变和共晶转变都是在恒定的温度下进行。 【答案】 ✔ 【解析】 所谓共晶反应，是指一定成分的合金液体冷却时，转变为两种或更多紧密混合的固体的恒温可逆反应，这种反应形成的组织即为共晶组织；一定成分的固溶体冷却时转变为两种或更多紧密混合的固体的恒温可逆反应称为共析反应。 3.（ ）钢中平均碳的质量分数越高，其硬度、强度、塑性、韧性也越好。 【答案】 ✘ 【解析】 铁碳合金的成分对其性能有影响。当 Wc小于0.9%时，随着碳的质量分数的增大，钢的强度、硬度不断升高，而塑性、韧性不断降低。当 Wc大于0.9%时随着碳的质量分数的增大，虽然钢的硬度还在升高，但是强度下降，而塑性、韧性继续降低。 这主要是因为碳的质量分数越高，钢中的 Fe3C 越多。因此，非合金钢及低合金钢的 Wc 一般不超过 1.4%。 4.（ ）过共晶白口铁的室温组织是低温莱氏体加一次渗碳体。 【答案】 ✔ 【解析】 参考铁碳合金相图，过共晶白口铁的室温组织是低温莱氏体加一次渗碳体。 5.（ ）铸铁中靠近共晶成分的铁碳合金不仅熔点低，而且凝固温度区间小，有较好 的铸造流动性，适于铸造。 【答案】 ✔ 【解析】 参考教材中的铁碳合金相图，铸铁中靠近共晶成分的铁碳合金不仅熔点低，而且凝固温度区间小，有较好的铸造流动性，适于铸造。 三.单选题 1.铁碳合金共晶转变的温度是（ ）℃。 A. 727 B.1148 C.1227 D.1538 【答案】 B 【解析】 铁碳合金共晶转变的温度是1148 ℃。 2.铁碳合金相图中的G点是（ ）。 A.纯铁的熔点 B.共晶点 C.共析点 D.纯铁同素异构转变点 【答案】 D 【解析】 铁碳合金相图中的G点是纯铁同素异构转变，也叫同素异构转变点，温度为912℃。 3.在Fe-Fe3C相图中，AECF线为（ )。 A.共晶线 B.Fe3CⅡ析出线 C.共析线 D.固相线 【答案】 D 【解析】 在Fe-Fe3C相图中，AECF线为铁碳合金的固相线。 4.渗碳体的晶格类型是（ ） A.体心立方 B.面心立方 C.密排六方 D.复杂晶格 【答案】 D 【解析】 组成合金的组元，按照一定的原子数量比，相互化合而组成的一种完全不同于原来组元晶格类型的固体物质，称为金属化合物。金属化合物一般可用分子式表示，如碳钢中的渗碳体（Fe3C),就是一种金属化合物。金属化合物的晶格一般都比较复杂，其性能特点是熔点高、硬度高、脆性太。因此，仅由金属化合物单相组成的合金应用不广。但金属化合物作为合金中一个组成相，且均匀而细密地分布在固溶体基体上时，将使合金得到强化，从而提高合金的强度、硬度和耐磨性。这样的合金用途很广。 5.在铁碳合金相图中AECF线以下任意成分的铁碳合金均为（ )。 A.固体 B.液体 C.液一固共存 D.都不对 【答案】 A 【解析】 在Fe-Fe3C相图中，AECF线为铁碳合金的固相线，所以在AECF线以下任意成分的铁碳合金均为固体 学科网（北京）股份有限公司 $$ 3-3 铁碳合金相图简析 一.填空题 1.铁碳合金相图是表示在缓慢冷却（或缓慢加热）条件下，不同成分的___________的状态或组织随___________的图形。 2.分别填出下列铁碳合金组织的符号:奥氏体___________铁素体___________渗碳体___________。 3.铁碳合金结晶过程中，从液体中结晶的渗碳体称为___________渗碳体；从奥氏体中析出的渗碳体称为___________渗碳体。 4.铁碳合金中，共析钢的Wc=___________%,室温平衡组织为___________；共晶白口铁Wc=___________%,室温平衡组织为___________。 5.当Wc<0.9%时，随着Wc增加，钢的硬度___________，强度___________，塑性___________,韧性___________。 二.判断题 1.（ ）一次渗碳体和二次渗碳体的化学成分是不相同的。 2.（ ）共析转变和共晶转变都是在恒定的温度下进行。 3.（ ）钢中平均碳的质量分数越高，其硬度、强度、塑性、韧性也越好。 4.（ ）过共晶白口铁的室温组织是低温莱氏体加一次渗碳体。 5.（ ）铸铁中靠近共晶成分的铁碳合金不仅熔点低，而且凝固温度区间小，有较好 的铸造流动性，适于铸造。 三.单选题 1.铁碳合金共晶转变的温度是（ ）℃。 A. 727 B.1148 C.1227 D.1538 2.铁碳合金相图中的G点是（ ）。 A.纯铁的熔点 B.共晶点 C.共析点 D.纯铁同素异构转变点 3.在Fe-Fe3C相图中，AECF线为（ )。 A.共晶线 B.Fe3CⅡ析出线 C.共析线 D.固相线 4.渗碳体的晶格类型是（ ） A.体心立方 B.面心立方 C.密排六方 D.复杂晶格 5.在铁碳合金相图中AECF线以下任意成分的铁碳合金均为（ )。 A.固体 B.液体 C.液一固共存 D.都不对 学科网（北京）股份有限公司 $$