【正文】 間。 7．二元合金相圖表達了合金的哪些關系？答：二元合金相圖表達了合金的狀態(tài)與溫度和成分之間的關系。第四章 鐵碳合金1．何謂金屬的同素異構轉變？試畫出純鐵的結晶冷卻曲線和晶體結構變化圖。因其晶格間隙尺寸較大，故碳在中的溶解度較大。珠光體有較高的強度和硬度，但塑性較差。對焊接：根據相圖來分析碳鋼焊縫組織，并用適當熱處理方法來減輕或消除組織不均勻性；對熱處理：相圖更為重要，如退火、正火、淬火的加熱溫度都要參考鐵碳相圖加以選擇。 FeFe3C 相圖中三個基本反應：包晶反應,共晶反應及共析反應，寫出反應式，標出含碳量及溫度。過共析鋼組織由珠光體和二次滲碳體所組成，%時，強度達到最大值，含碳量繼續(xù)增加，強度下降。過共析鋼的組織由珠光體和二次滲碳體所組成，其中二次滲碳體在晶界形成連續(xù)的網絡狀。%的亞共析鋼的室溫組織為：F+P% C：合金在1~2點間按勻晶轉變結晶出奧氏體，2點結晶結束，合金為單相奧氏體，冷卻到3點，開始從奧氏體中析出二次滲碳體，沿奧氏體的晶界析出，呈網狀分布，34間不斷析出，奧氏體成分沿ES線變化，當溫度到達4點（727℃）時，%，在恒溫下發(fā)生共析轉變，形成珠光體，此時先析出的保持不變，稱為先共析滲碳體，所以共析轉變結束時的組織為先共析二次滲碳體和珠光體，忽略。答：熱脆：S在鋼中以FeS形成存在，FeS會與Fe形成低熔點共晶，當鋼材在1000℃~1200℃壓力加工時，會沿著這些低熔點共晶體的邊界開裂，鋼材將變得極脆，這種脆性現象稱為熱脆。因此含碳 % 的鋼其強度比含碳 % 的鋼高。Mn：大部分溶于鐵素體中，形成置換固溶體，并使鐵素體強化：另一部分Mn溶于Fe3C中，形成合金滲碳體，這都使鋼的強度提高，Mn與S化合成MnS，能減輕S的有害作用。碳素工具鋼：用于制造各種刀具、量具、模具等，一般為高碳鋼，在質量上都是優(yōu)質鋼或高級優(yōu)質鋼。中碳鋼：~%的鋼 ；3450鋼經熱處理（淬火+高溫回火）后具有良好的綜合機械性能，即具有較高的強度和較高的塑性、韌性，用于制作軸類零件； 高碳鋼：%的鋼 ；60、65鋼熱處理（淬火+高溫回火）后具有高的彈性極限，常用作彈簧。、符號、數字的含義、主要特點及用途： Q235AF、Q235C、Q195B、Q255D、4020R、20G、TT10A、T12A答：Q235AF：普通碳素結構鋼，屈服強度為235MPa的A級沸騰鋼。20：%的優(yōu)質碳素結構鋼。T12A：%的高級優(yōu)質碳素工具鋼。熱處理工藝不但可以強化金屬材料、充分挖掘材料潛力、降低結構重量、節(jié)省材料和能源，而且能夠提高機械產品質量、大幅度延長機器零件的使用壽命，做到一個頂幾個、頂十幾個。屈氏體：在600～550℃溫度范圍內形成片層極細的珠光體。 回火：將淬火鋼重新加熱到A1點以下的某一溫度，保溫一定時間后，冷卻到室溫的一種操作。和變形前的晶粒形狀相似，晶格類型相同，把這一階段稱為“再結晶”。 Acm：碳在奧氏體中的溶解度曲線。 （2）不一定。珠光體片間距愈小，相界面積愈大，強化作用愈大，因而強度和硬度升高，同時，由于此時滲碳體片較薄，易隨鐵素體一起變形而不脆斷，因此細片珠光體又具有較好的韌性和塑性。？它們在形成條件、晶體結構、組織形態(tài)、性能有何特點？馬氏體的硬度與含碳量關系如何？答：（1）兩種，板條馬氏體和片狀馬氏體。當含碳量很高時，盡管馬氏體的硬度和強度很高，但由于過飽和度太大，引起嚴重的晶格畸變和較大的內應力，致使高碳馬氏體針葉內產生許多微裂紋，因而塑性和韌性顯著降低。只有冷速大于Vk的工件外層部分才能得到馬氏體。下貝氏體：冷卻至350℃～Ms溫度范圍內等溫停留一段時間，再冷卻下來得到下貝氏體組織。球化退火主要用于共析或過共析成分的碳鋼及合金鋼。組織：等軸晶的大量鐵素體和少量珠光體。組織：晶粒均勻細小的少量鐵素體和大量珠光體。 選擇：（1）從切削加工性上考慮切削加工性又包括硬度，切削脆性，表面粗糙度及對刀具的磨損等。組織：晶粒均勻細小的大量鐵素體和少量索氏體。（3）因其加熱溫度過高，加熱時奧氏體晶粒劇烈長大，故冷卻后得到晶粒粗大的鐵素體和珠光體。如果加熱溫度超過Accm，滲碳體溶解過多，奧氏體晶粒粗大，會使淬火組織中馬氏體針變粗，滲碳體量減少，殘余奧氏體量增多，從而降低鋼的硬度和耐磨性。充分利用了水在高溫區(qū)冷速快和油在低溫區(qū)冷速慢的優(yōu)點，既可以保證工件得到馬氏體組織，又可以降低工件在馬氏體區(qū)的冷速，減少組織應力，從而防止工件變形或開裂。（Φ10mm）經下列溫度加熱、保溫并在水中冷卻得到的室溫組織：700℃，760℃，840℃，1100℃。下貝氏體與回火馬氏體相比，在碳量相近，硬度相當的情況下，前者比后者具有較高的塑性與韌性，適用于尺寸較小，形狀復雜，要求變形小，具有高硬度和強韌性的工具，模具等。單液淬火法：這種方法操作簡單，容易實現機械化，自動化，如碳鋼在水中淬火，合金鋼在油中淬火。 亞共析碳鋼淬火加熱溫度Ac3+（30～50℃），淬火后的組織為均勻而細小的馬氏體。組織：索氏體和球狀滲碳體。至于合金鋼，由于合金元素的加入，使鋼的硬度有所提高，故中碳以上的合金鋼一般都采用退火以改善切削性。組織：粒狀珠光體和球狀滲碳體。組織：晶粒均勻細小的鐵素體和珠光體。通過球化退火，使層狀滲碳體和網狀滲碳體變?yōu)榍驙顫B碳體，以降低硬度，均勻組織、改善切削加工性。 答：（1）均勻鋼的化學成分及組織，細化晶粒，調整硬度，并消除內應力和加工硬化，改善鋼的切削加工性能并為隨后的淬火作好組織準備。答：(1)珠光體：冷卻至線~550℃范圍內等溫停留一段時間，再冷卻下來得到珠光體組織。 Vk 的大小受哪些因素影響？它與鋼的淬透性有何關系？答：（1）化學成分的影響：亞共析鋼中隨著含碳量的增加，C曲線右移，過冷奧氏體穩(wěn)定性增加，則Vk減小，過共析鋼中隨著含碳量的增加，C曲線左移，過冷奧氏體穩(wěn)定性減小，則Vk增大；合金元素中，除Co和Al(%)以外的所有合金元素，都增大過冷奧氏體穩(wěn)定性，使C曲線右移，則Vk減小。連續(xù)冷卻：在一定冷卻速度下，過冷奧氏體在一個溫度范圍內所發(fā)生的轉變。含碳量較高的鋼的晶體結構一般出現體心正方。在顯微鏡下呈羽毛狀，它是由許多互相平行的過飽和鐵素體片和分布在片間的斷續(xù)細小的滲碳體組成的混合物。分別是珠光體、索氏體和屈氏體。 Ar1：實際冷卻時的共析轉變線。變質處理：在液態(tài)金屬結晶前，特意加入某些難熔固態(tài)顆粒，造成大量可以成為非自發(fā)晶核的固態(tài)質點，使結晶時的晶核數目大大增加，從而提高了形核率，細化晶粒。淬透性：鋼在淬火后獲得淬硬層深度大小的能力。殘余奧氏體：M轉變結束后剩余的奧氏體。（3）本質晶粒度：根據標準試驗方法，在930177。 （2）熱處理包括普通熱處理和表面熱處理；普通熱處理里面包括 退火、正火、淬火和回火，表面熱處理包括表面淬火和化學熱處理，表面淬火包括火焰加熱表面淬火和感應加熱表面淬火，化學熱處理包括滲碳、滲氮和碳氮共滲等。T8：%的碳素工具鋼。%的優(yōu)質碳素結構鋼。 20．下列零件或工具用何種碳鋼制造：手鋸鋸條、普通螺釘、車床主軸。若鋼中含錳量較高，須將錳元素標出，（3）碳素工具鋼：這類鋼的牌號是用“碳”或“T”字后附數字表示。S：硫不溶于鐵，而以FeS形成存在，FeS會與Fe形成共晶，并分布于奧氏體的晶界上，當鋼材在1000℃~1200℃壓力加工時，由于FeSFe共晶（熔點只有989℃）已經熔化，并使晶粒脫開，鋼材將變得極脆。5）鉗工鋸 T8 ， T10,T12 等鋼料時比鋸 10,20 鋼費力，鋸條容易磨鈍；答：T8 ， T10,T12屬于碳素工具鋼，%，%，%，因而鋼中滲碳體含量高，鋼的硬度較高；而10,20鋼為優(yōu)質碳素結構鋼，屬于低碳鋼，鋼的硬度較低，因此鉗工鋸 T8 ， T10,T12 等鋼料時比鋸 10,20 鋼費力，鋸條容易磨鈍。 Wα=80%=()/()*100% WC=%13．對某退火碳素鋼進行金相分析，其組織的相組成物為鐵素體+滲碳體（粒狀），其中滲碳體占 18% ，問此碳鋼的含碳量大約是多少？答： WFe3CⅡ=18% =( )/()*100% WC=%14．對某退火碳素鋼進行金相分析，其組織為珠光體+滲碳體（網狀），其中珠光體占 93% ，問此碳鋼的含碳量大約為多少？答：Wp=93% =( WC)/()*100%=70% WC=%%C合金在700℃下各個相及其組分數量和成分。三次滲碳體：從中析出的稱為三次滲碳體。冷到3點時（727℃），在恒溫下發(fā)生共析轉變，轉變結束時全部為珠光體P，珠光體中的滲碳體稱為共析滲碳體，當溫度繼續(xù)下降時，珠光體中鐵素體溶碳量減少，其成分沿固溶度線PQ變化，析出三次滲碳體，它常與共析滲碳體長在一起，彼此分不出，且數量少，可忽略。答：亞共析鋼的組織由鐵素體和珠光體所組成。 + ？何謂白口鐵？兩者的成分組織和性能有何差別？答：碳素鋼：%~%C的鐵碳合金。N：同素異構轉變點（A4）1394℃ 0%CP：碳在中的最大溶解度點 %C 727℃S：共析點727℃ %C 在這一點上發(fā)生共析轉變，反應式：，當冷卻到727℃時從具有S點成分的奧氏體中同時析出具有P點成分的鐵素體和滲碳體的兩相混合物——珠光體P（）ES線：碳在奧氏體中的溶解度曲線，又稱Acm溫度線，隨溫度的降低，碳在奧化體中的溶解度減少，多余的碳以形式析出，%～%C的鋼冷卻到Acm線與PSK線之間時的組織，從A中析出的稱為二次滲碳體。？在生產實踐中有何指導意義？又有何局限性？答：①碳鋼和鑄鐵都是鐵碳合金，是使用最廣泛的金屬材料。在鋼中以片狀存在或網絡狀存在于晶界。由于碳在中的溶解度`很小，它的性能與純鐵相近。答：（1） （2）