铁碳相图补充作业题答案

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1、铁碳相图补充作业题答案1.铁碳合金按Fe—Fe3C相图成分区域分成七类，分别是什么？2.分析以上七种成分合金平衡结晶过程与最终组织，并计算：（1）工业纯铁中三次渗碳体的最大含量。分析：在工业纯铁中，随C含量的增加，三次渗碳体的含量也越多，当C%=0.0218%（即P点成分的工业纯铁中）时，Fe3CⅢ量达到最大值。WFe3CⅢ=×100%=0.33%（2）共析钢中，α和Fe3C的相对含量。（Fe3CⅢ量很少，一般忽略不计）Wα===88%WFe3C=1－88%=12%（3）45钢（含C：0.45%）中，组织组成物和相组成物的相对

2、含量。分析：45钢组织组成物为：铁素体（先共析）+珠光体相组成物为：铁素体（α）+渗碳体（Fe3C）由于Fe3CⅢ量很少，可以忽略不计，只考虑727℃共析转变完成之后即可。组织组成物：相组成物：注：共析钢中，室温组织为α+PWC%↑，WP↑，可近似根据亚共析钢的平衡组织来估算钢的含C量。WP=∴钢的含C量C=0.8WP（忽略α、P密度的差别）WP：珠光体所占的面积百分比。(4)T10钢（1%C）中，Fe3CⅡ和珠光体的相对量WFe3CⅡ==4%WP=1—4%=96%注：在过共析钢中，WC↑，Fe3CⅡ↑当WC=2.11%Fe3

3、CⅡ达到最大值WFe3CⅡ最大=(5)共晶白口铸铁中，Fe3C共晶与γ共在共晶温度下的相对量。共析温度下P与Fe3C的相对量。分析：从1148℃→727℃过程中，γ共→Fe3CⅡ冷至727℃，Fe3CⅡ析出完成，剩余γ共→P，∴WP＝40%（Wγ共＝52%)（6）3.0%的白口铸铁中，先共晶γ（或A）与Ld的相对含量γ初=Ld=1—60%=40%（7）5.0%的白口铸铁中，Fe3CⅠ与Ld的相对量。WFe3CⅠ=%=29%WLd=1—29%=71%1.填写Fe—Fe3C的组织组成图。2.Fe—C合金室温组织中的基本相为F、Fe

4、3C分布形态如何？F：游离F，等轴晶粒；共析组织中，F层片状Fe3CⅠFe3C共晶Fe3CⅡFe3C共析Fe3CⅢ粗大片状或板片状基体网状层片状薄片状1.一块碳钢在平衡冷却条件下，显微组织中含有50%的珠光体和50%的铁素体，问：（1）此合金中碳的浓度为多少？（2）若合金加热到730℃，在平衡条件下将获得什么组织？（3）若加热到850℃，又将得到什么显微组织？解：（1）设合金的含C量为x%，则根据杠杆定律：50%（α）=x=0.385%或50%（p）=x=0.385%或x=0.8Wρ=0.8×0.5%=0.4%（根据相图来确定

5、）2.描述5%C的铁碳合金平衡冷却至室温的过程，最终得到什么组织？并计算室温组织中一次渗碳体，共晶渗碳体，二次渗碳体，共析渗碳体，三次渗碳体的重量分数。解：（1）冷却过程中，首先凝固出Fe3CⅠL→Fe3CⅠ（2）冷至1148℃时剩余液相发生共晶转变L→（γ+Fe3C），Fe3CⅠ+Ld（3）继续冷却，Ld中的γ析出Fe3CⅡγ→Fe3CⅡFe3CⅠ+Ld+Fe3CⅡ（4）至727℃，Ld中的γ发生共析转变γ→(α+Fe3C)PFe3CⅠ+L’d+Fe3CⅡ（5）继续冷却，P中的α析出Fe3CⅢα→Fe3CⅢFe3CⅠ+L’d

6、+Fe3CⅡ+Fe3CⅢ由共晶γ中析出的Fe3CⅡ依附在共晶Fe3C基体上难以分辨，Fe3CⅢ的量很少忽略不计，所以最终组织：Fe3CⅠ+L’d由杠杆定律：WFe3CⅠ=%=29%WLd=1－29%=71%Fe3CⅢ=1.由图说明Fe—C合金平衡结晶时，机械性能与含C量的关系，说明为什么b在C%＞1%后下降。（略，见课件）8.铁碳相图如图所示，设有1000g含1%C的奥氏体从1200℃的缓慢冷却到室温，试求：（1）Fe3C开始形成温度。（2）Fe3C完全形成温度。（3）最后转变的奥氏体成分。（4）在727℃时两相的重量分数。（

7、5）在室温时，珠光体和二次渗碳体的重量分数(或组织组成物的相对量)解：(1)~820℃（2）共析温度727℃（忽略Fe3CⅢ的析出）(3)0.77C%即共析成分(4)Wα=WFe3C=或WFe3C=1－85%=15%（5）Wρ=WFe3CⅡ=1－96%=4%（忽略Fe3CⅡ的析出）9.一碳钢式样，室温平衡组织为P+Fe3CⅡ，且Fe3CⅡ的重量分数约为1%，估算钢的含碳量。解：根据杠杆定律：WFe3CⅡ=∴x=0.8310.有一含C2.0%的铁碳合金试样，室温组织中观察到少量莱氏体，试分析其原因。解：在平衡结晶过程中，WC＞2

8、.11%时组织中才会有莱氏体，说明此合金在结晶过程中冷速较快，当冷到1148℃时，仍有少量液相未结晶，此时发生共晶转变，生成少量莱氏体。主要是匀晶转变过程中不平衡凝固造成的。11.有一含碳2.2%的铁碳合金，室温组织为珠光体和厚网络状渗碳体没有发现莱氏体，试分析其原因。解：在