工程材料 铁碳合金

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1、第四章铁碳合金（一）名词解释：何谓铁素体、奥氏体、渗碳体、二次渗碳体(Fe3CⅡ)、珠光体、莱氏体和变态莱氏体?分别写出它们的符号。参考答案：铁素体：碳溶于α-Fe中形成的间隙固溶体称为铁素体，常用符号F或α表示。奥氏体：碳溶于γ-Fe中形成的间隙固溶体称为奥氏体，常用符号A或γ表示。渗碳体：渗碳体是铁和碳形成的金属化合物，其晶体结构比较复杂。它的分子式为Fe3C，含碳量为6.69%。二次渗碳体(Fe3CⅡ)：含碳量大于0.77%的铁碳合金，由1148℃到727℃的缓慢冷却过程中，过剩的碳将以渗碳体的形式沿着奥氏体的晶界析出

2、。当其析出量较多时，将形成为较完整的网状分布。这种随着温度的下降不断从奥氏体中析出的渗碳体所构成的组织称为二次渗碳体(Fe3CⅡ)。珠光体：奥氏体通过共析反应所生成的铁素体(F)与渗碳体(Fe3C)这两相细密的片层相间的机械混合物——共析体(Fp+Fe3C)组织称为珠光体，常用符号P表示。莱氏体：液态铁碳合金通过共晶转变生成奥氏体（A）和渗碳体(Fe3C)组成的细密机械混合物共晶体(A+Fe3C)。其中渗碳体是连续分布的基体相，奥氏体为树枝状晶的第二相。这种共晶体称为莱氏体，或高温莱氏体，常用符号Le或Ld表示。另外共晶转变

3、产生的莱氏体，冷到727℃以上温度时，莱氏体中的奥氏体将析出二次渗碳体，其组织变为(A+Fe3CⅡ+Fe3C)，仍为奥氏体与渗碳体的机械混和物，仍称为莱氏体或高温莱氏体，常用符号Le(或Ld)表示。变态莱氏体：高温莱氏体Le(A+Fe3CⅡ+Fe3C)冷却到727℃以下，其组织中奥氏体（A）发生共析转变，高温莱氏体变为(P+Fe3CⅡ+Fe3C)，即为珠光体(P)与渗碳体的机械混合物，称为变态莱氏体或低温莱氏体，常用Le′(或Ld′)符号表示。（二）填空：1.在平衡条件下，当碳钢的含碳量大于0.9﹪时，其机械性能的变化规律是

4、，由于形成较完整的网状Fe3CⅡ，不仅使塑性和韧性进一步下降，而且强度也明显下降，但硬度仍然上升。2.按用途和质量进行分类：45钢是优质碳素结构钢，其含碳量约为0.45﹪。3.按用途和质量进行分类，Q235-A.F是碳素结构钢，其中Q235表示其屈服点值为235Mpa，A表示质量等级为A级，F表示沸腾钢。4.按用途和质量进行分类，T12A是高级优质碳素工具钢，其含碳量约为1.2﹪。5.比较平衡态的T8钢和T12钢，T8钢的强度高，T12钢的硬度高。6共析成分的铁碳合金在室温时的平衡组织是珠光体(P)，其组成相为F＋Fe3C。

5、7.在铁碳合金在室温时的平衡组织中，含Fe3CⅡ最多的合金成分是E点成分(2.11﹪)，含Le′最多的合金成分是C点共晶成分(4.3﹪)。（四）选择题1.铁素体的力学性能特点是C。A、强度高、塑性好、硬度低；B、强度低、塑性差、硬度低；C、强度低、塑性好、硬度低。2.按铁碳相图，钢与铁成分分界点的含碳量是B、2.11%。A、0.77%B、2.11%C、0.0218%D、4.3%3.P是钢中的有害元素，它会使钢产生B、冷脆。A、回火脆性B、冷脆C、蓝脆D、热脆4.珠光体是B、两相混合物。A、单相固溶体B、两相混合物C、三相混合

6、物D、化合物15.不能进行锻造的铁碳合金有D、共晶白口铸铁A、共析钢B亚共析钢C、工业纯铁D、共晶白口铸铁（五）问答题及计算题1.根据Fe-Fe3C相同，说明下列现象的原因：　(1)低碳钢具有较好的塑性，而高碳钢具有较好的耐磨性和硬度；　(2)在室温下，含碳量0.8%的钢的强度比含碳量1.2%的钢高；(3)钢适宜于锻压成形，而铸铁不能锻压，只能铸造成形?　(4)绑扎物体一般用铁丝(镀锌低碳钢丝)；而起重机吊重物用的钢丝绳(用60、65、70、75)等钢制成。(1)答：根据Fe-Fe3C相图，低碳钢的含碳量比高碳钢低，其平衡组

7、织中铁素体量相对较多，而Fe3C相对较少。铁素体是一种塑性好的相，而Fe3C又硬又脆，因此低碳钢具有较好的塑性，而高碳钢具有较好的耐磨性和硬度。(2)答：根据Fe-Fe3C相图，含碳量0.8﹪的碳钢室温时的平衡组织为珠光体。如果铁碳合金的基体是铁素体，而渗碳体作为强化相，它的数量越多，分布越均匀，则合金的强度越高。因此，当渗碳体与铁素体构成片层状珠光体时，合金的强度得到很大的提高。珠光体在平衡的组织组成物中的强度几乎是最高的。又根据Fe-Fe3C相图，室温时，含碳量从0.8﹪增至1.2﹪时，碳钢的原奥氏体晶界将形成完整的网状

8、Fe3CⅡ，即含碳量1.2﹪的碳钢室温时的平衡组织为P+完整的网状Fe3CⅡ。完整的网状Fe3CⅡ降低了珠光体P各领域之间结合力，使强度下降，所以在平衡条件下含碳量0.8﹪的碳钢的强度高于含碳量1.2﹪的碳钢的强度。(3)答：根据Fe-Fe3C相图，含碳量0.4﹪的碳钢高温时可获单相奥氏体