机械工程材料 第五章作业(铁碳相图).ppt

1、 第五章第五章 作业题（教材作业题（教材8484页）页）5-15-1、5-2 5-2、5-35-3、5-55-5、5-65-6、5-75-7、5-8.5-8.5 5一一1 1 默画简化后的默画简化后的FeFe一一Fe3CFe3C相图，填写各相区的相和组织组成物。相图，填写各相区的相和组织组成物。第五章第五章 习题分析习题分析5一一2 解释下列名词：铁素体、奥氏体、珠光体、莱氏体。解释下列名词：铁素体、奥氏体、珠光体、莱氏体。4.3C%4.3%C 4.3%C答案：铁素体答案：铁素体:碳溶解在碳溶解在-Fe-Fe中形成的间隙固溶体中形成的间隙固溶体.奥氏体奥氏体:碳溶解在碳溶解在-Fe-Fe中所形

2、成的间隙固溶体中所形成的间隙固溶体.珠光体：是铁素体和渗碳体组成的机械混合物。珠光体：是铁素体和渗碳体组成的机械混合物。高温莱氏体高温莱氏体:是奥氏体和渗碳组织体组成的机械混合物是奥氏体和渗碳组织体组成的机械混合物.低温莱氏体低温莱氏体:它是珠光体和渗碳组织体组成的机械混合物它是珠光体和渗碳组织体组成的机械混合物.5 5一一3 3 分析一次渗碳体、二次渗碳体、三次渗碳体、共晶渗碳体、分析一次渗碳体、二次渗碳体、三次渗碳体、共晶渗碳体、共析渗碳体的异同之处。共析渗碳体的异同之处。答案如下：答案如下：二次渗碳体：二次渗碳体：Fe3C是从奥氏体中析出，在高温下以白色网状是从奥氏体中析出，在高温下以白

3、色网状 分布在奥氏体的晶界上。在室温温下以白色网状分布在珠光分布在奥氏体的晶界上。在室温温下以白色网状分布在珠光 体的晶界上。体的晶界上。三次渗碳体：三次渗碳体：Fe3C是从铁素体中析出，室温下以白色网状分是从铁素体中析出，室温下以白色网状分 布在铁素体的晶界上。布在铁素体的晶界上。共晶渗碳体：共晶渗碳体：Fe3C晶晶是从共晶成分（是从共晶成分（4.3%C）液体中析出，）液体中析出，室温、高温下在组织中为白色基体。室温、高温下在组织中为白色基体。共析渗碳体：共析渗碳体：Fe3C析析是从共析成分（是从共析成分（0.77%C）奥氏体中析出，）奥氏体中析出，室温下在组织中为黑色片状。室温下在组织中为

4、黑色片状。一次渗碳体：一次渗碳体：Fe3C是从液相中析出，室温下在组织中以白色是从液相中析出，室温下在组织中以白色 板条状分布在莱氏体的基体上。板条状分布在莱氏体的基体上。5 5一一4 4 根据根据FeFe一一Fe3CFe3C相图计算，室温下，相图计算，室温下，WCWC分别为分别为0.20.2和和1.21.2的的钢中组织钢中组织组成物组成物的相对量。的相对量。5 5一一5 5 某仓库中积压了许多退火状态的碳钢，由于钢材混杂不知其某仓库中积压了许多退火状态的碳钢，由于钢材混杂不知其化学成分，现找出一根，经金相分析后发现组织为珠光体和铁素化学成分，现找出一根，经金相分析后发现组织为珠光体和铁素体，

5、其中珠光体占体，其中珠光体占75%75%。问此钢的碳含量大约为多少？。问此钢的碳含量大约为多少？F=(0.77-0.2/0.77-0.02)F=(0.77-0.2/0.77-0.02)100%=0.76=76%100%=0.76=76%P=1-F%=1-76%=24%P=1-F%=1-76%=24%Fe3CFe3C=（1.2-0.77/2.11-0.77)1.2-0.77/2.11-0.77)100%100%=0.32=32%=0.32=32%P=1-P=1-Fe3C%=1-32%=68%X=0.750.770.58%605 6 5 6 现有形状和尺寸完全相同的四块平衡状态的铁碳合金，它现有形

6、状和尺寸完全相同的四块平衡状态的铁碳合金，它们的碳含量们的碳含量W WC C分别为分别为0.20%0.20%、0.45%,0.45%,、1.2%1.2%、3.5%3.5%，根据你所学的，根据你所学的知识可用哪些方法来区别它们？知识可用哪些方法来区别它们？答案：采用金相显微分析法。答案：采用金相显微分析法。0.20%C:室温组织为室温组织为 F+P少少 0.45%C:室温组织为室温组织为 F+P多多 1.2%C:室温组织为室温组织为 P+Fe3C 3.5%C:室温组织为室温组织为 P+Fe3C+L/d（P+Fe3C+Fe3C）5一一7 根据根据Fe一一FeC相图解释下列现象：相图解释下列现象：(

7、1)在进行热轧和锻造时，通常将钢材加热到在进行热轧和锻造时，通常将钢材加热到10001250.答案：变成单一奥氏体组织，易锻造成型。答案：变成单一奥氏体组织，易锻造成型。(2）钢铆钉一般用低碳钢制作。）钢铆钉一般用低碳钢制作。答案：塑性好易变形，产生加工硬化延长铆钉使用寿命。答案：塑性好易变形，产生加工硬化延长铆钉使用寿命。(3)绑扎物件一般用铁丝（镀锌低碳钢丝），而起重机吊重物时绑扎物件一般用铁丝（镀锌低碳钢丝），而起重机吊重物时用钢丝绳（用用钢丝绳（用W WC C为为0.60%,0.60%,、0.65%0.65%、0.700.70的钢等制成）。的钢等制成）。答案：因前者要求塑性好易变性，应

8、选用铁丝。答案：因前者要求塑性好易变性，应选用铁丝。后者要求强度高。应选用后者要求强度高。应选用0.6-0.7%C0.6-0.7%C的钢丝制作。的钢丝制作。(4）在）在1100时，时，WC=0.4的碳钢能进行锻造，而的碳钢能进行锻造，而wc4.0的的铸铁不能进行锻造。铸铁不能进行锻造。答案：因碳钢在答案：因碳钢在1100 时变成单一奥氏体组织，易锻造成型。时变成单一奥氏体组织，易锻造成型。而铸铁在而铸铁在1100 时不能变成单一奥氏体组织，它是奥氏时不能变成单一奥氏体组织，它是奥氏 体和渗碳体组成的机械混合物，锻造易开裂，故铸铁不体和渗碳体组成的机械混合物，锻造易开裂，故铸铁不 能进行锻造只能

9、铸造。能进行锻造只能铸造。(5）在室温下，在室温下，WC=0.8=0.8的碳钢比的碳钢比W WC C=1.2=1.2的碳钢强度高。的碳钢强度高。答案：因答案：因0.8%C0.8%C在室温下组织中没有脆性大的二次渗碳体在室温下组织中没有脆性大的二次渗碳体（Fe3C）。故强度高。故强度高(6)(6)亚共析钢适于压力加工成形，而铸铁适于铸造成形。亚共析钢适于压力加工成形，而铸铁适于铸造成形。答案：因亚共析钢加热时可以变成单一奥氏体组织，答案：因亚共析钢加热时可以变成单一奥氏体组织，而铸铁加热时不能变成单一奥氏体组织，它是奥氏体而铸铁加热时不能变成单一奥氏体组织，它是奥氏体 和渗碳体组成的两相机械混合物，故亚共析钢适于压和渗碳体组成的两相机械混合物，故亚共析钢适于压 力加工成形，而铸铁适于铸造成形。力加工成形，而铸铁适于铸造成形。5一一8比较平衡状态下碳含量比较平衡状态下碳含量WC分别为分别为0.45%,0.80%,1.2的碳的碳钢的强度、硬度、塑性和韧性的大小。钢的强度、硬度、塑性和韧性的大小。答案：自己考虑？答案：自己考虑？