第7练 铁碳合金相图 广西壮族自治区（对口招生）《金属材料与热处理》（科学版·第二版） 一课一练

编写说明：考虑到中职学生普遍基础知识相对薄弱的情况，我们依据支架式教学理念，精心编制了广西壮族自治区（对口招生）《金属材料与热处理》（科学版·第二版）一课一练。专辑里的每一份练习，都与课堂所授知识点紧密相关，题目围绕课堂所学知识点呈现。目的在于激发学生的学习兴趣，培养他们的学习自觉性，帮助学生扎实掌握课程的基本概念与基本方法。 本卷是广西壮族自治区（对口招生）《金属材料与热处理》（科学版·第二版）一课一练的第7练，内容为：Fe-Fe3C相图中的组织、临界点和成分—组织关系。 广西壮族自治区（对口招生）一课一练 《金属材料与热处理》（科学版·第二版） 第7练 铁碳合金相图 一、单项选择题 1. 在铁碳合金相图中，奥氏体在约727℃时分解为珠光体的转变称为（ ） A. 包晶转变 B. 共晶转变 C. 共析转变 D. 同素异构转变 【答案】C 【解析】奥氏体在约727℃发生共析转变，生成铁素体和渗碳体的机械混合物珠光体。共晶转变和包晶转变对应不同的合金组织转变。 2. 铁碳合金在缓慢冷却过程中，不会析出二次渗碳体的含碳量范围是（ ） A. 0.0218%~0.77% B. 0.77%~2.11% C. 2.11%~4.3% D. 4.3%~6.69% 【答案】A 【解析】含碳量为时属亚共析钢，缓冷析出先共析铁素体，不析出二次渗碳体，故选A。 3. 下图为常见的硬度的测定，其中符号为HBW的是（ ） A. （b） B. （a） C. （c） D. （d） 【答案】B 【解析】布氏硬度符号为HBW，洛氏硬度符号为HR，维氏硬度符号为HV。 4. 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 【答案】D 【解析】合金中的相结构按组成和性质可分为固溶体、化合物和机械混合物，因此选D。 5. 在铁碳合金相图中，奥氏体的最大碳溶解度约为（ ） A. 0.0218% B. 0.77% C. 2.11% D. 4.30% 【答案】C 【解析】奥氏体在约1148℃时的碳溶解度达到最大值，约为2.11%。0.0218%是铁素体在727℃时的最大碳溶解度，0.77%是共析成分，4.30%是共晶成分。 二、填空题 6. 高温莱氏体是______和渗碳体组成的机械混合物。 【答案】奥氏体 渗碳体 【解析】高温莱氏体在共晶温度以上形成，是奥氏体和渗碳体混合物，冷却过程中奥氏体转变，室温下为珠光体和渗碳体混合物（低温莱氏体） 7. 在铁碳合金相图中，铁素体在727℃时碳的最大溶解度约为______%。 【答案】0.0218 【解析】铁素体属于碳在体心立方晶格中的间隙固溶体，其在727℃时的碳最大溶解度约为0.0218%。温度降低后，铁素体中的碳溶解度还会进一步减小。 8. 纯铁在1200℃时晶体结构为______，在800℃时晶体结构为______。 【答案】① 面心立方（γ-Fe） ② 体心立方（α-Fe） 【解析】根据纯铁的同素异构转变规律，912℃-1394℃为γ-Fe（面心立方），低于912℃为α-Fe（体心立方）。 9. 在铁碳合金基本组织中，______、______和______属于单相组织______和______属于两相组织。 【答案】① 奥氏体 ② 铁素体 ③ 渗碳体 ④ 珠光体 ⑤ 莱氏体 【解析】按组成相数划分：奥氏体、铁素体、渗碳体均为单相组织；珠光体和莱氏体由两种相组成，属于两相组织。 三、综合应用题 10. 某机械厂生产低碳钢齿轮毛坯，钢材碳质量分数为0.40%，质量为20 kg。毛坯加热至奥氏体区后缓慢冷却，按Fe-Fe3C相图分析其组织变化。计算时取共析点碳质量分数为0.77%，铁素体最大碳溶解度为0.0218%。（1）冷却至727℃以下、组织转变完成后，计算珠光体和先共析铁素体的质量分数，并求出20 kg钢材中两者的质量。（2）说明该钢在缓慢冷却过程中对应的临界点或临界线，并分别说明先共析铁素体和珠光体的形成过程。（3）若将钢材碳质量分数改为0.90%，比较其组织类型与0.40%碳钢的主要区别。 【答案】（1）珠光体质量分数：WP＝（0.40－0.0218）÷（0.77－0.0218）＝0.505，约为50.5%。先共析铁素体质量分数：Wα＝（0.77－0.40）÷（0.77－0.0218）＝0.495，约为49.5%。珠光体质量为20×50.5%＝10.10 kg；先共析铁素体质量为20×49.5%＝9.90 kg。（2）727℃为共析临界温度，线为亚共析钢的上临界线。冷却至线以下时，奥氏体中先析出先共析铁素体；冷却至727℃时，剩余奥氏体转变为珠光体。（3）0.90%碳钢属于过共析钢，组织为珠光体和先共析渗碳体；0.40%碳钢属于亚共析钢，组织为珠光体和先共析铁素体。 【解析】（1）采用杠杆定律，先按共析点和铁素体最大含碳量求两种组织的质量分数，再乘以钢材总质量。（2）亚共析钢在线以下析出先共析铁素体，温度发生共析转变。（3）碳含量低于0.77%为亚共析钢，高于0.77%为过共析钢。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 编写说明：考虑到中职学生普遍基础知识相对薄弱的情况，我们依据支架式教学理念，精心编制了广西壮族自治区（对口招生）《金属材料与热处理》（科学版·第二版）一课一练。专辑里的每一份练习，都与课堂所授知识点紧密相关，题目围绕课堂所学知识点呈现。目的在于激发学生的学习兴趣，培养他们的学习自觉性，帮助学生扎实掌握课程的基本概念与基本方法。 本卷是广西壮族自治区（对口招生）《金属材料与热处理》（科学版·第二版）一课一练的第7练，内容为：Fe-Fe3C相图中的组织、临界点和成分—组织关系。 广西壮族自治区（对口招生）一课一练 《金属材料与热处理》（科学版·第二版） 第7练 铁碳合金相图 一、单项选择题 1. 在铁碳合金相图中，奥氏体在约727℃时分解为珠光体的转变称为（ ） A. 包晶转变 B. 共晶转变 C. 共析转变 D. 同素异构转变 2. 铁碳合金在缓慢冷却过程中，不会析出二次渗碳体的含碳量范围是（ ） A. 0.0218%~0.77% B. 0.77%~2.11% C. 2.11%~4.3% D. 4.3%~6.69% 3. 下图为常见的硬度的测定，其中符号为HBW的是（ ） A. （b） B. （a） C. （c） D. （d） 4. 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 5. 在铁碳合金相图中，奥氏体的最大碳溶解度约为（ ） A. 0.0218% B. 0.77% C. 2.11% D. 4.30% 二、填空题 6. 高温莱氏体是______和渗碳体组成的机械混合物。 7. 在铁碳合金相图中，铁素体在727℃时碳的最大溶解度约为______%。 8. 纯铁在1200℃时晶体结构为______，在800℃时晶体结构为______。 9. 在铁碳合金基本组织中，______、______和______属于单相组织______和______属于两相组织。 三、综合应用题 10. 某机械厂生产低碳钢齿轮毛坯，钢材碳质量分数为0.40%，质量为20 kg。毛坯加热至奥氏体区后缓慢冷却，按Fe-Fe3C相图分析其组织变化。计算时取共析点碳质量分数为0.77%，铁素体最大碳溶解度为0.0218%。（1）冷却至727℃以下、组织转变完成后，计算珠光体和先共析铁素体的质量分数，并求出20 kg钢材中两者的质量。（2）说明该钢在缓慢冷却过程中对应的临界点或临界线，并分别说明先共析铁素体和珠光体的形成过程。（3）若将钢材碳质量分数改为0.90%，比较其组织类型与0.40%碳钢的主要区别。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $