高等建材2013复习题

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1、“高等建筑材料”复习题（2013）1.理解Fe-Fe3C合金相图；不同含碳量情况下析晶的过程及组织。典型铁碳合金的平衡结晶过程根据-相图，铁碳含金可分为三类：⑴⑵⑶下面分别对以上七种典型铁碳含金的结晶过程进行分析。3.3.1工业纯铁以含碳0.01％的铁碳合金为例，其冷却曲线（如图3.2）和平衡结晶过程如下。合金在1点以上为液相。冷却至稍低于1点时，开始从中结晶出，至2点合金全部结晶为。从3点起，逐渐转变为，至4点全部转变完了。4-5点间冷却不变。自5点始，从中析出。在晶界处生核并长大，至6点时全部转变为。在6-7

2、点间冷却不变。在7-8点间，从晶界析出。因此合金的室温平衡组织为+。呈白色块状；量极少，呈小白片状分布于晶界处。若忽略，则组织全为。图3.2工业纯铁结晶过程示意图3.3.2共析钢其冷却曲线和平衡结晶过程如图3.3所示。合金冷却时，于1点起从中结晶出，至2点全部结晶完了。在2-3点间冷却不变。至3点时，发生共析反应生成。从3′继续冷却至4点，皆不发生转变。因此共析钢的室温平衡组织全部为，呈层片状。共析钢的室温组织组成物也全部是，而组成相为和，它们的相对质量为：;图3.3共析钢结晶过程示意图3.3.3亚共析钢以含碳0

3、.4％的铁碳含金为例，其冷却曲线和平衡结晶过程如图3.4所示。合金冷却时，从1点起自中结晶出，至2点时，成分变为0.53％，变为0.09％，发生包晶反应生成，反应结束后尚有多余的。2′点以下，自中不断结晶出，至3点合金全部转变为。在3-4点间冷却不变。从4点起，冷却时由中析出，在晶界处优先生核并长大，而和的成分分别沿和线变化。至5点时，的成分变为0.77％，的成分变为0.0218％。此时发生共析反应，转变为，不变化。从5′继续冷却至6点，合金组织不发生变化，因此室温平衡组织为+。呈白色块状；呈层片状，放大倍数不高

4、时呈黑色块状。碳含量大于0.6％的亚共析钢，室温平衡组织中的常呈白色网状，包围在周围。图3.4亚共析钢结晶过程示意图含0.4％的亚共析钢的组织组成物（和）的相对质量为：；组成相（和）的相对质量为：由于室温下的含碳量极微，若将中的含碳量忽略不计，则钢中的含碳量全部在中，所以亚共析钢的含碳量可由其室温平衡组织来估算。即根据的含量可求出钢的含碳量为：。由于和的密度相近，钢中和的含量（质量百分数）可以近似用对应的面积百分数来估算。图3.5过共析钢结晶过程示意图3.3.4过共析钢以碳含量为1.2％的铁碳合金为例，其冷却曲线

5、和平衡结晶过程如图3.5所示。合金冷却时，从1点起自中结晶出，至2点全部结晶完了。在2-3点间冷却不变，从3点起，由中析出，呈网状分布在晶界上。至4点时的碳含量降为0.77％，4-4′发生共析反应转变为，而不变化。在4′-5点间冷却时组织不发生转变。因此室温平衡组织为+。在显微镜下，呈网状分布在层片状周围。含1.2％的过共析钢的组成相为和；组织组成物为和，它们的相对质量为：3.3.5共晶白口铸铁共晶白口铸铁的冷却曲线和平衡结晶过程如图3.6所示。图3.6共晶白口铸铁结晶过程示意图合金在1点发生共晶反应，由转变为（

6、高温）莱氏体（+）。在1′-2点间，中的不断析出。与共晶无界线相连，在显微镜下无法分辨，但此时的莱氏体由++组成。由于的析出，至2点时的碳含量降为0.77％，并发生共析反应转变为；高温莱氏体转变成低温莱氏体′(++)。从2′至3点组织不变化。所以室温平衡组织仍为′，由黑色条状或粒状和白色基体组成（见图3.12）。共晶白口铸铁的组织组成物全为′，而组成相还是和，它们的相对重量可用杠杆定律求出。3.3.6亚共晶白口铸铁以碳含量为3％的铁碳合金为例，其冷却曲线和平衡结晶讨程如图3.7所示。图3.7亚共晶白口铸铁结晶过程

7、示意图合金自1点起，从中结晶出初生，至2点时的成分变为含4.3％（的成分变为含2.11％），发生共晶反应转变为，而不参与反应。在2′-3点间继续冷却时，初生不断在其外围或晶界上析出，同时中的也析出。至3点温度时，所有的成分均变为0.77％，初生发生共析反应转变为；高温莱氏体也转变为低温莱氏体′。在3′以下到4点，冷却不引起转变。因此室温平衡组织为++′。网状分布在粗大块状的周围，′则由条状或粒状和基体组成。亚共晶白口铸铁的组成相为和。组织组成物为、、和′。它们的相对质量可以两次利用杠杆定律求出。先求合金钢冷却到2

8、点温度时初生和的相对质量：通过共晶反应全部转变为，并随后转变为低温莱氏体′，所以′％=％=％=41％。再求3点温度时（共析转变前）由初生析出的及共析成分的的相对质量：。由于发生共析反应转变为，所以的相对质量就是46％。3.3.7过共晶白口铸铁过共晶白口铸铁的结晶过程与亚共晶白口铸铁大同小异，唯一的区别是：其先析出相是一次渗碳体（）而不是，而且因为没有先析出，进而其室温组织