鐵碳合金習(xí)題集（答案解析）

1、 鐵碳合金一、填空題1. 在鐵碳合金基本組織中，奧氏體、鐵素體和滲碳體屬于單相組織。珠光體和萊氏體屬于兩相組織。2. 根據(jù)溶質(zhì)原子在溶劑晶格中的分布情況，固溶體有二種基本類型，它們是置換固溶體和間隙固溶體。3. 根據(jù)溶質(zhì)在溶劑中的溶解情況，置換固溶體可分為無限固溶體和有限固溶體兩種。4. 鐵素體與滲碳體的機(jī)械混合物稱為珠光體，滲碳體與鐵素體片狀相間的組織又稱為片狀珠光體，在鐵素體基體上分布著顆粒狀滲碳體的組織又稱為粒狀珠光體。5. 不同晶體結(jié)構(gòu)的相，機(jī)械地混合在一起的組織，叫做固態(tài)機(jī)械混合物，鐵碳合金中，這樣的組織有珠光體和萊氏體。6. 在鐵碳合金基本組織中，鐵素體和奧氏體屬于固溶體；滲碳體屬

2、于化合物；珠光體和萊氏體屬于機(jī)械混合物。7. 分別填寫下列鐵碳合金組織的符號(hào)：奧氏體A；鐵素體F；滲碳體C；珠光體P。8. 鐵和碳形成的金屬化合物（Fe3C）稱為滲碳體、含碳量為6.69%。9. 鐵素體在室溫時(shí)，對(duì)碳的溶解度是0.008%，在727時(shí)溶解度是0.0218%。10. 奧氏體對(duì)碳的溶解度，在727時(shí)溶解度是0.77%，在1148時(shí)溶解度是2.11%。11. 含碳量小于2.11%的鐵碳合金稱為鋼，鋼根據(jù)室溫顯微組織不同，可分為以下三類：亞共析鋼鋼，顯微組織為鐵素體+珠光體，含碳量圍0.02180.77%；共析鋼 鋼，顯微組織為珠光體，含碳量圍0.77%；過共析鋼鋼，顯微組織為珠光體+

3、滲碳體，含碳量圍 0.772.11%。12. 碳在奧氏體中的溶解度隨溫度而變化，在1148°時(shí)溶碳量可達(dá)2.11%，在727°時(shí)溶碳量可達(dá)0.77%。13. 人們常說的碳鋼和鑄鐵即為鐵、碳元素形成的合金。14. 20鋼在650時(shí)的組織為鐵素體+珠光體；在1000時(shí)的組織為奧氏體。15. 下圖所示FeFe3C狀態(tài)圖各區(qū)的組織，分別是：奧氏體，奧氏體+滲碳體（二次滲碳體），鐵素體+奧氏體，鐵素體，鐵素體+珠光體，珠光體，珠光體+滲碳體（二次滲碳體）。二、判斷題（對(duì)的打“”，錯(cuò)的打“×”）1. 機(jī)械制造中常用的金屬材料以純金屬為主。（×）2. 組元是指組成合金

4、的相。組成合金（×）3. 形成間隙固溶體時(shí)，溶劑原子往往遠(yuǎn)大于溶質(zhì)原子。（）4. 只要兩種原子大小相差不多，原子的性質(zhì)也較近似時(shí)，才可以組成置換固溶體。（）置換固溶體不（只）只可能是無限固溶體。（×）5. 鐵素體是固溶體，有固溶強(qiáng)化現(xiàn)象，所以性能為硬而脆。（×）6. 金屬化合物的特點(diǎn)是硬而脆，萊氏體性能也是硬而脆，故萊氏體屬于金屬化合物。（×）7. 珠光體含碳量為6.69%。（×）8. 珠光體的機(jī)械性能介于鐵素體和滲碳體之間。（）9. 共析轉(zhuǎn)變、共晶轉(zhuǎn)變都是在恒定溫度下進(jìn)行的。（）10. FeFe3C相圖中，A3溫度是隨含碳量增加而上升的。（&

5、#215;）11. FeFe3C狀態(tài)圖中的S點(diǎn)是A1，A3，Acm三線的交點(diǎn)。（）12. PSK線是共析轉(zhuǎn)變線。（）三、單項(xiàng)選擇題1. 組成合金的元素，在固態(tài)下互相溶解形成均勻單一的固相稱為。A晶體B固溶體C化合物D共晶體2. 合金中的相結(jié)構(gòu)有A固溶體、化合物B固溶體、機(jī)械混合物C化合物、機(jī)械混合物D固溶體、化合物、機(jī)械混合物3. 合金在固體狀態(tài)的相結(jié)構(gòu)大致可分為。A固溶體和化合物B固溶體和液溶體C化合物和合金D化合物和晶體4. 合金固溶強(qiáng)化的基本原因是A晶格類型發(fā)生了改變B晶粒變細(xì)C晶格發(fā)生畸變D同素異構(gòu)5. 珠光體是A片狀鐵素體和滲碳體的機(jī)械混合物B球狀鐵素體和滲碳體的機(jī)械混合物C是片狀滲

6、碳體和片狀石墨的機(jī)械混合物DA+C6. 關(guān)于Fe3C（滲碳體）描述錯(cuò)誤的是。A鐵與碳形成的穩(wěn)態(tài)化合物稱為滲碳體B滲碳體通常用C表示CFe3C的含碳量為6.69%D滲碳體的硬度極低7. 碳溶于aFe晶格中所形成的間隙固溶體稱為。A奧氏體B滲碳體C鐵素體D珠光體8. 碳溶于gFe的晶格中形成的固溶體稱為。A鐵素體B奧氏體C滲碳體D馬氏體9. 奧氏體是。A組織B液相C化合物D固溶體10. 奧氏體的最大的溶碳量為A0.77%B1.0%C1.0%D2.11%11. 滲碳體的含碳量為6.69%，按其晶體結(jié)構(gòu)來說，它是一種。A間隙式固溶體 B置換式固溶體 C金屬化合物 D機(jī)械混合物12. 萊氏體的室溫組織是

7、由組成的機(jī)械混合物。A珠光體+鐵素體B鐵素體+奧氏體C鐵素體+滲碳體D珠光體+滲碳體13. F的溶碳能力在。A0.77%2.11%B0.0008%0.0218%C0.0218%0.77%D00.0218%14. F的最大溶碳量為。A0.0008%B0.0218%C0.77%D2.11%15. Fe3C的含碳量為。A0.77%B2.1%C4.3%D6.69%16. 滲碳體的性能特點(diǎn)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. 滲碳體的形態(tài)有多種，在室溫的共析鋼組織中呈。A片狀B網(wǎng)狀C.條狀D塊狀18. 下列說法錯(cuò)誤的是。A鐵和碳處于液態(tài)時(shí)可以溶解成均勻的液相B滲碳體

8、通常用C表示，其特點(diǎn)是硬度低而塑性和韌性高C鐵素體和滲碳體組成的混合物稱為珠光體D鐵碳合金相圖是用來研究鐵碳合金的成分、溫度組織之間的關(guān)系19. 由A轉(zhuǎn)變?yōu)镻是屬于。A同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變B共析轉(zhuǎn)變C共晶轉(zhuǎn)變D勻晶轉(zhuǎn)變20. 鐵碳合金相圖上的727線稱。A共析線B固溶線C共晶線D晶格轉(zhuǎn)變線21. 鐵碳合金相圖上的1148線稱為。A共析線B固溶線C共晶線D晶格轉(zhuǎn)變線22. 在鐵碳合金相圖上，溫度為1148，含碳量為4.3%的C點(diǎn)稱。A共析點(diǎn)B共晶點(diǎn)C熔點(diǎn)D晶格轉(zhuǎn)變點(diǎn)23. 在鐵碳合金相圖上，溫度為727，含碳量為0.77%的S點(diǎn)稱。A共析點(diǎn)B共晶點(diǎn)C熔點(diǎn)D晶格轉(zhuǎn)變點(diǎn)24. 在鐵碳合金相圖上，奧氏體A和珠

9、光體P的分界點(diǎn)的溫度為。A1538B1148C912D72725. 鐵碳合金組織的組成物中哪些在室溫下不能存在？。AABPCFDFe3C26. 在鐵碳合金相圖上，鋼和鑄鐵的分界點(diǎn)的含碳量為A0.0218%B0.77%C2.11%D4.3%27. 含碳量1.3%的鋼，從950冷至Ar1Arcm溫度，其組織應(yīng)是A奧氏體B鐵素體+奧氏體C珠光體+奧氏體D奧氏體+二次滲碳體28. 含碳量的鋼稱為亞共析鋼。A0.02%B0.77%C0.77%D0.77%29. 凡含碳量<0.0218%的鐵碳合金稱為。A鋼B鑄鐵C工業(yè)純鐵D麻口鐵30. 含碳量為的鑄鐵稱為共晶白口鑄鐵。A0.02%B0.77%C2.

10、11%D4.3%31. 亞共析鋼的室溫平衡組織是由組成的。A鐵素體和滲碳體B低溫萊氏體C鐵素體和珠光體D珠光體和呈網(wǎng)狀的二次滲碳體32. 共析鋼的室溫平衡組織是。AFBACPDF+P33. 過共析鋼的室溫平衡組織是。AFBPCF+PDP+Fe3C34. 在下列鐵碳合金中含碳量由小到大順序排列正確的是哪一組？A純鐵共析鋼鑄鐵B鑄鐵共析鋼純鐵C共析鋼純鐵鑄鐵D共析鋼純鐵鑄鐵35. 在鐵碳合金相圖上，A3是臨界點(diǎn)APABFACP+Fe3CADF+AA36. 在下列鐵碳合金中含碳量由大到小順序排列正確的是哪一組？A鑄鐵共析鋼純鐵B純鐵共析鋼鑄鐵C共析鋼純鐵鑄鐵D純鐵鑄鐵共析鋼37. 隨著含碳量的增加，

11、碳鋼的強(qiáng)度A降低B提高C先提高后降低D先降低后提高38. 鋼鐵材料中，含碳量最低的材料是，綜合機(jī)械性能好，成分為珠光體的材料為，含碳量最高的材料是。A工業(yè)純鐵/共析鋼/鑄鐵B鑄鐵/鋼/工業(yè)純鐵C亞共析鋼/共析鋼/過共析鋼D鐵素體/珠光體/滲碳體39. 生產(chǎn)中使用的鋼的含碳量不超過1.35%的原因是。A硬度太高B.強(qiáng)度太高C塑性太低（差）D剛度太高四、多項(xiàng)選擇題1. 鐵素體為B晶格，奧氏體為A晶格，滲碳體為D晶格。A面心立方B體心立方C密排六方D復(fù)雜的八面體2. 含碳量1.3%的鐵碳合金，在950時(shí)的組織為B ，在650時(shí)的組織為D。A珠光體 B奧氏體 C鐵素體+珠光體 D珠光體+滲碳體3. 鐵

12、碳合金相圖上的ES線，其代號(hào)用D表示，GS線，其代號(hào)用C表示，PSK線，其代號(hào)用A表示。AA1BA2CA3DAccm4. 鐵碳合金相圖上的共析線是C，共晶線是A。AECF線BACD線CPSK線DAECF線5. 從奧氏體中析出的滲碳體為B，從液體中結(jié)晶出的滲碳體為A。A一次滲碳體 B二次滲碳體 C三次滲碳體 D共晶滲碳體五、問答題1. 為什么固溶強(qiáng)化可以提高金屬材料的機(jī)械性能？答：由于固溶體的晶格發(fā)生畸變，塑性變形抗力增加，因而使固溶體強(qiáng)度、硬度提高，塑性、韌性下降。2. 試述含碳量對(duì)碳鋼組織和性能有何影響？隨著含碳量不斷增加，合金組織中F軟相的量逐漸減少，鐵碳合金的塑性不斷下降。含碳量超過2.

13、11%后，出現(xiàn)以Fe3C為基體的組織，塑性很差。沖擊韌性基本與塑性的變化一致。Fe3C本身硬而脆，隨含碳量不斷增加，合金組織中Fe3C量逐漸增加，因此鐵碳合金的硬度上升。鐵碳合金的強(qiáng)度與Fe3C的數(shù)量及其形態(tài)有關(guān)，還與珠光體有關(guān)。在鐵碳合金組織中以珠光體強(qiáng)度最高。當(dāng)含碳量小于0.90%時(shí)，隨著含碳量的增加，珠光體的量不斷增加，因此強(qiáng)度上升。當(dāng)含碳量大于0.9%以后，滲碳體以網(wǎng)狀分布于晶界處或以粗大片狀存在于基體中，使鋼的脆性大增，同時(shí)珠光體的量不斷減少，故而強(qiáng)度也明顯下降。3. 比較20鋼與40鋼，在平衡條件下的硬度、強(qiáng)度、韌性及塑性。答：由于40鋼含碳量高于20鋼，故含有珠光體量較多，所以硬

14、度與強(qiáng)度要高于20鋼，而塑性與韌性要低于20鋼。4. 根據(jù)鐵碳合金簡(jiǎn)化相圖，說明下列現(xiàn)象的原因：1%含碳量的鐵碳合金比0.5%含碳量的鐵碳合金的硬度高。答：根據(jù)鐵碳合金簡(jiǎn)化相圖，1%含碳量的鐵碳合金所含的Fe3C比0.5%含碳量的鐵碳合金所含的Fe3C要多得多，而Fe3C硬度很高，所以1%含碳量的鐵碳合金比0.5%含碳量的鐵碳合金的硬度高。5. 工業(yè)用鐵碳合金是怎樣進(jìn)行分類的？試根據(jù)FeFe3C狀態(tài)圖來說明。答：工業(yè)用鐵碳合金含碳量分，可分為三類：（1） 工業(yè)純鐵，含碳量小于0.0218%的鐵碳合金。（2） 鋼，含碳量在0.02182.11%圍的鐵碳合金。其中含碳量在0.02180.77%為亞

15、共析鋼；含碳量為0.77%為共析鋼；含碳量在0.772.11%為過共析鋼（3） 白口鐵，含碳量在2.116.69%圍的鐵碳合金。其中含碳量在2.114.3%為亞共晶白口鐵；含碳量為4.3%為共晶白口鐵；含碳量在4.36.69%為過共共晶白口鐵。六、畫圖題1 在下列鐵碳合金簡(jiǎn)化相圖中填上相應(yīng)的溫度、相組織符號(hào) P2 畫出工業(yè)純鐵、亞共析鋼、共析鋼和過共析鋼的顯微組織示意圖，并標(biāo)出相名稱工業(yè)純鐵 亞共析鋼共析鋼過共析鋼3 畫出碳鋼性能與含碳量之間的關(guān)系曲線七、完成下列表格中的容1 相圖中的特性點(diǎn)符號(hào)溫度0C含碳量%含義ACDEFGKPSQ室溫0.008室溫時(shí)，碳在Fe中的溶解度2 相圖中的特性線符

16、號(hào)說明液相線：冷卻過程中液態(tài)合金開始結(jié)晶的線固相線：冷卻過程中液態(tài)合金結(jié)晶終了的線共晶線：含碳量>2.11%的液態(tài)合金冷至11480C時(shí)，剩余的合金發(fā)生共晶反應(yīng)，從液態(tài)中同時(shí)結(jié)晶出奧氏體和滲碳體的機(jī)械混合物（高溫萊氏體）共析線（A1）：含碳量>0.0218%的鐵碳合金冷至7270C時(shí)，組織中的奧氏體發(fā)生共析反應(yīng)，同時(shí)析出鐵素體和滲碳體的機(jī)械混合物（珠光體）碳在奧氏體中的溶解度曲線。（Acm）1最大溶解度在11480C時(shí)為2.11%；2最小溶解度在7270C時(shí)為0.77%。3當(dāng)溫度11480C冷至7270C過程中，奧氏體中的碳將以滲碳體的形式析出碳在鐵素體中的溶解度曲線。1最大溶解度在7