【正文】 0+273）]273=℃。 鉛T再=[*（327+273）]273=33℃。9．在制造齒輪時，有時采用噴丸法（即將金屬丸噴射到零件表面上）使齒面得以強化。答：高速金屬丸噴射到零件表面上，使工件表面層產(chǎn)生塑性變形，形成一定厚度的加工硬化層，使齒面的強度、硬度升高。答：合金：通過熔煉，燒結或其它方法，將一種金屬元素同一種或幾種其它元素結合在一起所形成的具有金屬特性的新物質，稱為合金。相：在金屬或合金中，凡成分相同、結構相同并與其它部分有界面分開的均勻組成部分，均稱之為相。固溶體：合金的組元之間以不同的比例混合，混合后形成的固相的晶格結構與組成合金的某一組元的相同，這種相稱為固溶體。它的晶體結構不同于任一組元，用分子式來表示其組成。枝晶偏析：實際生產(chǎn)中，合金冷卻速度快，原子擴散不充分，使得先結晶出來的固溶體合金含高熔點組元較多，后結晶含低熔點組元較多，這種在晶粒內化學成分不均勻的現(xiàn)象稱為枝晶偏析。如果先共晶相與溶液之間的密度差別較大，則在緩慢冷卻條件下凝固時，先共晶相便會在液體中上浮或下沉，從而導致結晶后鑄件上下部分的化學成分不一致，產(chǎn)生比重偏析。彌散強化：合金中以固溶體為主再有適量的金屬間化合物彌散分布，會提高合金的強度、硬度及耐磨性，這種強化方式為彌散強化。間隙固溶體：溶質原子填充在溶劑晶格的間隙中形成的固溶體，即間隙固溶體。組織組成物：合金顯微組織中的獨立組成部分。4．試述固溶強化、加工強化和彌散強化的強化原理,并說明三者的區(qū)別.答：固溶強化：溶質原子溶入后，要引起溶劑金屬的晶格產(chǎn)生畸變，進而位錯運動時受到阻力增大。這種用金屬間化合物來強化合金的方式為彌散強化。區(qū)別：固溶強化和彌散強化都是利用合金的組成相來強化合金，固溶強化是通過產(chǎn)生晶格畸變，使位錯運動阻力增大來強化合金；彌散強化是利用金屬化合物本身的高強度和硬度來強化合金；而加工強化是通過力的作用產(chǎn)生塑性變形，增大位錯密度以增大位錯運動阻力來強化合金；三者相比，通過固溶強化得到的強度、硬度最低，但塑性、韌性最好，加工強化得到的強度、硬度最高，但塑韌性最差，彌散強化介于兩者之間。 在性能上：形成固溶體和金屬間化合物都能強化合金，但固溶體的強度、硬度比金屬間化合物低，塑性、韌性比金屬間化合物好，也就是固溶體有更好的綜合機械性能。 包晶反應：指一定成分的固相與一定成分的液相作用，形成另外一種固相的反應過程。共同點：反應都是在恒溫下發(fā)生，反應物和產(chǎn)物都是具有特定成分的相，都處于三相平衡狀態(tài)。 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。9. 已知A（熔點 600℃）與B(500℃) 在液態(tài)無限互溶；在固態(tài) 300℃時A溶于 B 的最大溶解度為 30% ，室溫時為10%，但B不溶于A；在 300℃時，含 40% B 的液態(tài)合金發(fā)生共晶反應。答：（1） （2）20%A合金如圖①： 合金在1點以上全部為液相，當冷至1點時，開始從液相中析出α固溶體，至2點結束，2～3點之間合金全部由α固溶體所組成，但當合金冷到3點以下，由于固溶體α的濃度超過了它的溶解度限度，于是從固溶體α中析出二次相A，因此最終顯微組織：α+AⅡ 相組成物: α+A A=（9080/90）*100%=11% α=1A%=89% 45%A合金如圖②：合金在1點以上全部為液相，冷至1點時開始從液相中析出α固溶體，此時液相線成分沿線BE變化，固相線成分沿BD線變化，當冷至2點時，液相線成分到達E點，發(fā)生共晶反應，形成（A+α）共晶體，合金自2點冷至室溫過程中，自中析出二次相AⅡ，因而合金②室溫組織：AⅡ+α+(A+α) 相組成物:A+α組織：AⅡ=（7055）/70*100%=21% α=1 AⅡ=79% A+α=（7055）/(7040）*100%=50%相：A=（9055）/90*100%=50% α=1A%=50%80%A合金如圖③：合金在1點以上全部為液相，冷至1點時開始從液相中析出A，此時液相線成分沿AE線變化，冷至2點時，液相線成分到達點，發(fā)生共晶反應，形成(A+α)共晶體，因而合金③的室溫組織：A+ (A+α) 相組成物：A+α組織：A=（4020）/40*100%=50% A+α=1A%=50%相： A=（9020）/90*100%=78% α=1A%=22%10．某合金相圖如圖所示。答：(1)①：L+γ ②: γ+β ③: β+(α+β) ④: β+αⅡ (2)勻晶轉變；共析轉變 (3)合金①在1點以上全部為液相,冷至1點時開始從液相中析出γ固溶體至2點結束,2～3點之間合金全部由γ固溶體所組成,3點以下,開始從γ固溶體中析出α固溶體,冷至4點時合金全部由α固溶體所組成,4～5之間全部由α固溶體所組成,冷到5點以下,由于α固溶體的濃度超過了它的溶解度限度,從α中析出第二相β固溶體,最終得到室穩(wěn)下的顯微組織: α+βⅡ11．有形狀、尺寸相同的兩個 CuNi 合金鑄件，一個含 90% Ni ，另一個含 50% Ni,鑄后自然冷卻，問哪個鑄件的偏析較嚴重？答：含 50% Ni的CuNi 合金鑄件偏析較嚴重。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。2．為什么γFe 和α Fe 的比容不同？一塊質量一定的鐵發(fā)生（γFe →αFe ）轉變時，其體積如何變化？答：因為γFe和α Fe原子排列的緊密程度不同，γFe的致密度為74%,α Fe的致密度為68%，因此一塊質量一定的鐵發(fā)生（γFe →αFe ）轉變時體積將發(fā)生膨脹。由于碳在中的溶解度`很小，它的性能與純鐵相近。它在鋼中一般呈塊狀或片狀。因其晶格間隙尺寸較大，故碳在中的溶解度較大。滲碳體（Fe3C）：鐵和碳相互作用形成的具有復雜晶格的間隙化合物。在鋼中以片狀存在或網(wǎng)絡狀存在于晶界。珠光體（P）：由鐵素體和滲碳體組成的機械混合物。珠光體有較高的強度和硬度，但塑性較差。在萊氏體中，滲碳體是連續(xù)分布的相，奧氏體呈顆粒狀分布在滲碳體基體上。？在生產(chǎn)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。②為選材提供成分依據(jù)：相圖描述了鐵碳合金的組織隨含碳量的變化規(guī)律，合金的性能決定于合金的組織，這樣根據(jù)零件的性能要求來選擇不同成分的鐵碳合金；為制定熱加工工藝提供依據(jù)：對鑄造，根據(jù)相圖可以找出不同成分的鋼或鑄鐵的熔點，確定鑄造溫度；根據(jù)相圖上液相線和固相線間距離估計鑄造性能的好壞。對焊接：根據(jù)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，指出圖中 S 、C 、E 、P、N 、G 及 GS 、SE 、PQ 、PSK 各點、線的意義，并標出各相區(qū)的相組成物和組織組成物。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。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，多余的碳以形式析出，從中析出的稱為三次滲碳體，由于鐵素體含碳很少，析出的很少，一般忽略，認為從727℃冷卻到室溫的顯微組織不變。 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。+包晶反應：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反應生成具有J點成分的固相A。 + ？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。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。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。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。答：亞共析鋼的組織由鐵素體和珠光體所組成。珠光體中鐵素體與滲碳體呈片狀分布。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)絡狀。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。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(shù)量少，可忽略。% C：合金在1~2點間按勻晶轉變結晶出A，在2點結晶結束，全部轉變?yōu)閵W氏體。%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(wǎng)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。10．指