【文章內(nèi)容簡介】 圖加以選擇。 ③由于鐵碳相圖是以無限緩慢加熱和冷卻的速度得到的，而在實際加熱和冷卻通常都有不同程度的滯后現(xiàn)象。 FeFe3C 相圖，指出圖中 S 、 C 、 E 、 P、 N 、 G 及 GS 、 SE 、 PQ 、PSK 各點 、 線的意義，并標(biāo)出各相區(qū)的相組成物和組織組成物。 答 : integrated ngy,39。qPGDSNELV6%zkFBCMA16 C：共晶點 1148℃ %C，在這一點上發(fā)生共晶轉(zhuǎn)變，反應(yīng)式：CFeALc E 3?? ，當(dāng)冷到 1148℃時具有 C 點成分的液體中同時結(jié)晶出具有 E 點成分的奧氏體和滲碳體的兩相 混合物 —— 萊氏體? ? ? ?CFeALe E 3?? E：碳在 Fe?? 中的最大溶解度點 1148℃ %C G： FeFe ??? ?? 同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變點（ A3） 912℃ 0%C H：碳在 Fe?? 中的最大溶解度為 1495℃ %C J：包晶轉(zhuǎn)變點 1495℃ %C 在這一點上發(fā)生包晶轉(zhuǎn)變，反應(yīng)式：JHB AL ??? 當(dāng)冷卻到 1495℃時具有 B點成分的液相與具有 H點成分的固相 δ 反應(yīng)生成具有 J 點成分的固相 A。 integrated ngy,39。qPGDSNELV6%zkFBCMA17 N： FeFe ??? ?? 同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變點（ A4） 1394℃ 0%C P：碳在 Fe?? 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(zhuǎn)變，反應(yīng)式：cFeFA ps 3?? ，當(dāng)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（ cFeFp 3? ） 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 CFe3 形式析出，所以具有 %～ %C 的鋼冷卻到 Acm 線與 PSK 線之間時的組織ⅡCFeA 3? ，從 A 中析出的 CFe3 稱為二次滲碳體。 GS 線：不同含碳量的奧氏體冷卻時析出鐵素體的開始線稱 A3 線， GP 線則是鐵素體析出的終了線，所以 GSP 區(qū)的顯微組織是 AF? 。 PQ 線：碳在鐵素體中的溶解度曲線，隨溫度的降低，碳在鐵素體中的溶解度減少，多余的碳以 CFe3 形式析出，從 F 中析出的 CFe3 稱為三次滲碳體 ⅢCFe3 ， 由于鐵素體含碳很少，析出的 ⅢCFe3 很少，一般忽略，認為從 727℃冷卻到室溫的顯微組織不變。 PSK 線：共析轉(zhuǎn)變線，在這條線上發(fā)生共析轉(zhuǎn)變 CFeFA PS 3?? ，產(chǎn)物（ P）珠光體，含碳量在 ～ %的鐵碳合金冷卻到 727℃時都有共析轉(zhuǎn)變發(fā)生。 FeFe3C 相圖中三個基本反應(yīng)：包晶反應(yīng) ,共晶反應(yīng)及共析反應(yīng)，寫出反應(yīng)式，標(biāo)出含碳量及溫度。 integrated ngy,39。qPGDSNELV6%zkFBCMA18 答： 共析反應(yīng) ： 冷卻到 727℃時具有 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。γ ?? ?? 230。727 + 包 晶反應(yīng) ： 冷卻到 1495℃時具有 B 點成分的液相與具有 H 點成分的固相 δ反應(yīng)生成具有 J 點成分的固相 A。 +δ ?? ?? 230。1495 γ 共晶反應(yīng) ： 1148℃時具有 C點成分的液體中同時結(jié)晶出具有 E 點成分的奧氏體和滲碳體的兩相混合物。 ?? ?? 230。1147 γ + ？何謂白口鐵？兩者的成分組織和性能有何差別？ 答：碳素鋼：含有 %~%C 的鐵碳合金。 白口鐵：含大于 %C 的鐵碳合金。 碳素鋼中亞共析鋼的組織由鐵素體和珠光體所組成，其中珠光體中的 滲碳體以細片狀分布在鐵素體基體上，隨著含碳量的 增加，珠光體的含量增加，則鋼的強度、硬度增加，塑性、韌性降低。當(dāng)含碳量達到 %時就是珠光體的性能。過共析鋼組織由珠光體和二次滲碳體所組成，含碳量接近%時，強度達到最大值，含碳量繼續(xù)增加，強度下降。由于二次滲碳體在晶界形成連續(xù)的網(wǎng)絡(luò)，導(dǎo)致鋼的脆性增加。 白口鐵中 由于其組織中存在大量的滲碳體，具有很高的硬度和脆性，難以切削加工。 、共析鋼和過共析鋼的組織有何特點和異同點。 答：亞共析鋼的組織由鐵素體和珠光體所組成。其中鐵素體呈塊狀。珠光體中鐵素體與滲碳體呈片狀分布。共析鋼的組織由珠光體所組 成。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(wǎng)絡(luò)狀。 integrated ngy,39。qPGDSNELV6%zkFBCMA19 共同點：鋼的組織中都含有珠光體。不同點：亞共析鋼的組織是鐵素體和珠光體，共析鋼的組織是珠光體，過共析鋼的組織是珠光體和 二次滲碳體。 % 、 % 、 % 、 % 的鐵碳合金從液態(tài)緩冷至室溫時的結(jié)晶過程和室溫組織 . 答： %C:在 1~2 點間合金按勻晶轉(zhuǎn)變結(jié)晶出 A，在 2 點結(jié)晶結(jié)束，全部轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體。冷到 3 點時（ 727℃ ），在恒溫下發(fā)生共析轉(zhuǎn)變，轉(zhuǎn)變結(jié)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(dāng)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 ⅢCFe3 ，它常與共析滲碳體長在一起，彼此分不出，且數(shù)量少，可忽略。 室溫時組織 P。 % C： 合金在 1~2 點間按勻晶轉(zhuǎn)變結(jié)晶出 A，在 2 點結(jié)晶結(jié)束，全部轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體。冷到 3 點時開始析出 F， 34 點 A 成分沿 GS 線變化，鐵素體成分沿 GP 線變化，當(dāng)溫度到 4 點時，奧氏體的成分達到 S點成分（含碳 %），便發(fā)生共析轉(zhuǎn)變，形成珠光體，此時，原先析出的鐵素體保持 不變，稱為先共析鐵素體，其成分為 %C，所以共析轉(zhuǎn)變結(jié)束后，合金的組織為先共析鐵素體和珠光體，當(dāng)溫度繼續(xù)下降時，鐵素體的溶碳量沿 PQ 線變化，析出三次滲碳體，同樣 ⅢCFe3 量很少，可忽略。 所以含碳 %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(zhuǎn)變結(jié)晶出奧氏體， 2 點結(jié)晶結(jié)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 ⅡCFe3 ， integrated ngy,39。qPGDSNELV6%zkFBCMA20 ⅡCFe3 沿奧氏體的晶界析出 ，呈網(wǎng)狀分布， 34 間 ⅡCFe3 不斷析出，奧氏體成分沿 ES 線變化，當(dāng)溫度到達 4 點（ 727℃ ）時，其含碳量降為 %，在恒溫下發(fā)生共析轉(zhuǎn)變，形成珠光體，此時先析出的ⅡCFe3 保持不變，稱為先共析滲碳體，所以共析轉(zhuǎn)變結(jié)束時的組織為先共析二次滲碳體和珠光體，忽略 ⅢCFe3 。 室溫組織為二次滲碳體和珠光體。 10．指出下列名詞的主要區(qū)別： 1）一次滲碳體、二次滲碳體、三次滲碳體、共晶滲碳體與共析滲碳體 ； 答：一 次滲碳體：由液相中直接析出來的滲碳體稱為一次滲碳體。 二次滲碳體：從 A 中析出的 CFe3 稱為二次滲碳體。 三次滲碳體：從 F 中析出的 CFe3 稱為三次滲碳體 ⅢCFe3 。 共晶滲碳體：經(jīng)共晶反應(yīng)生成的 滲碳體即 萊氏體 中的滲碳體稱為共晶滲碳體。 共析滲碳體：經(jīng)共析反應(yīng)生成的 滲碳體即珠光體中的滲碳體稱為共析滲碳體。 2） 熱脆與冷脆。 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(dāng)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(xiàn)象稱為熱脆。 冷脆： P使室溫下的鋼的塑性、韌性急劇降低，并使鋼的脆性轉(zhuǎn)化溫度有所升高，使鋼變脆，這種現(xiàn)象稱為“冷脆”。 11． 根據(jù) FeFe3C 相圖，計算： integrated ngy,39。qPGDSNELV6%zkFBCMA21 1） 室溫下，含碳 % 的鋼中珠光體和鐵素體各占多少； 2）室溫下，含碳 % 的鋼中珠光體和二次滲碳體各占多少； 3）鐵碳合金中，二次滲碳體和三次滲碳體的最大百分含量。 答： 1） Wp=()/()*100%=74% Wα =174%=26% 2） Wp=()/()*100%=70% WFe3CⅡ =170%=30% 3） WFe3CⅡ =()/()*100%=23% W Fe3CⅢ =*100%=33% 12．某工廠倉庫積壓了許多碳鋼（退火狀態(tài)），由于鋼材混雜，不知道鋼的化學(xué)成分，現(xiàn)找出其中一根，經(jīng)金相分析后，發(fā)現(xiàn)其組織為珠光體 +鐵素體，其中鐵素體占 80% ，問此鋼材的含碳量大約是多少？ 答：由于 組織為珠光體 +鐵素體 ，說明此鋼為亞共析鋼。 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(wǎng)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?jǐn)?shù)量和成分。 答：含 %C 合金屬于 過共析鋼，其組織為 珠光體 +二次 滲碳體 ，相為鐵素體和滲碳體。 Wp=()/()*100%=55% WFe3CⅡ =155%=45% Wα =（ ） /（ ） *100%=79% WFe3C=179%=21% integrated ngy,39。qPGDSNELV6%zkFBCMA22 16．根據(jù) FeFe3C 相圖，說明產(chǎn) 生下列現(xiàn)象的原因： 1）含碳量為 % 的鋼比含碳量為 % 的鋼硬度高； 答：鋼中隨著含碳量的增加，滲碳體的含量增加，滲碳體是硬脆相，因此 含碳量為 % 的鋼比含碳量為 % 的鋼硬度高 。 2）在室溫下，含碳 % 的鋼其強度比含碳 % 的鋼高； 答：因為在鋼中當(dāng)含碳量超過 %時，所析出的 二次滲碳體 在晶界形成連續(xù)的網(wǎng)絡(luò)狀，使鋼的脆性增加，導(dǎo)致強度下降。因此 含碳 % 的鋼其強度比含碳 % 的鋼高 。 3）在 1100℃ ，含碳 % 的鋼能進行鍛造，含碳 % 的生鐵不能鍛造； 答： 在 1100℃時， 含碳 % 的鋼 的組織為奧氏體，奧氏體的塑性很好，因此適合于鍛造； 含碳 % 的生鐵 的組織中含有大量的滲碳體，滲碳體的硬度很高，不適合于鍛造。 4）綁軋物件一般用鐵絲（鍍鋅低碳鋼絲），而起重機吊重物卻用鋼絲繩（用 60 、 65 、 70 、 75 等鋼制成）； 答： 綁軋物件 的性能要求有很好的韌性，因此選用 低碳鋼 有很好的塑韌性， 鍍鋅低碳鋼絲 ； 而起重機吊重物用鋼絲繩 除要求有一定的強度，還要有很高的彈性極限，而 60 、 65 、 70 、 75 鋼有高的強度和高的彈 性極限。這樣在吊重物時不會斷裂。 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，含碳量為 %， %， %，因而鋼中滲碳體含量高，鋼的硬度較高；而 10,20 鋼為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)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 。 integrated ngy,39。qPGDSNELV6%zkFBCMA23 6）鋼適宜于通過壓力加工成形，而鑄鐵適宜于通過鑄造成形。 答：因為鋼的含碳量范圍在 %~%之間，滲碳體含量較少， 鐵素體含量較多，而鐵素體有較好的塑韌性，因而 鋼適宜于 壓力加工；而鑄鐵組織中含有大量以滲碳體為基體的萊氏體，滲碳體是硬脆相，因 而鑄鐵適宜于通過鑄造成形。 ？ 對鋼的性能有何影響？ 答： 鋼中常存雜質(zhì)有 Si、 Mn、 S、 P 等。 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。當(dāng) Mn含量不多，在碳鋼中僅作為少量雜質(zhì)存在時，它對鋼的性能影響并不明顯。 Si： Si與 Mn一樣能溶于鐵素體 中，使鐵素體強化，從而使鋼的強度、硬度、彈性提高，而塑性、韌性降低。當(dāng) Si含量不多，在碳鋼中僅作為少量夾雜存在時，它對鋼的性能影響并不顯著。 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(dāng)鋼材在 1000℃ ~1200℃壓力加工時，由于 FeSFe 共晶（熔點只有 989℃）已經(jīng)熔化，并使晶粒脫開，鋼材將變得極脆。 P： 磷在鋼中全部溶于鐵素體中，雖可使鐵素體的強度、硬度有所提高，但卻使室溫下的鋼的塑性、韌性急劇降低，并使鋼的脆性轉(zhuǎn)化溫度有所升高，使鋼變脆。 類及牌號的表示方法。 答：分類： 1）按含碳量分類 低碳鋼：含碳量小于或等于 %的鋼， ~%C ≤ %C integrated ngy,39。qPGDSNELV6%zkFBCMA24 中碳鋼：含碳量為 ~%的鋼 ~%C 高碳鋼：含碳量大于 %的鋼