内容发布更新时间 : 2024/4/28 16:09:45星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

5． 铁素体的本质是碳在α-Fe中的间隙相。（×） 6． 20钢比T12钢的碳含量要高。（×）

7． 在退火状态（接近平衡组织），45钢比20钢的硬度和强度都高。（√）

8． 在铁碳合金平衡结晶过程中，只有Wc=0.77%的共析钢才能发生共析反应。（×）

四、选择题：

1． Fe?Fe3C相图上的共析线是（d），共晶线是（b）。 a．ABCD； b．ECF； c．HJB； d．PSK。 2． 碳的质量分数为（b）％的铁碳合金称为共析钢。

a．0.0218%； b．0.77%； c．2.11%； d．4.3%。 3． 亚共析钢冷却到PSK线时，要发生共析转变，由奥氏体转变成（a）。

a．珠光体； b．铁素体； c．莱氏体。

4． 奥氏体为（b）晶格，渗碳体为（c）晶格，铁素体为（a）晶格。

a．体心立方； b．面心立方； c．密排六方。 5． 珠光体是由（c）组成的机械混合物。

a．铁素体和奥氏体； b．奥氏体和渗碳体； c．铁素体和渗碳体。 6． 奥氏体是：（a）

a．碳在γ-Fe中的间隙固溶体； b．碳在α-Fe中的间隙固溶体；

c．碳在α-Fe中的有限固溶体。 7． 珠光体是一种：（b）

a．单相固溶体； b．两相混合物； c．Fe与C的混合物。 8． T10钢的含碳量为：（b）

a．0.10%； b．1.0%； c．10%。 9． 铁素体的机械性能特点是：（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。 10．

不适宜进行锻造的铁碳合金有：（c）

a． 亚共析钢； b．共析钢； c．亚共晶白口铁。 11．

铁素体的机械性能特点是：（c）

a．具有良好的硬度与强度； b 具有良好的综合机械性能； c．具有良好的塑性和韧性； d．具有良好的切削性和铸造性

12． 二次渗碳体是从：（c）

a．钢液中析出的； b．铁素体中析出的； c．奥氏体中析出的； d．莱氏体中析出的 13．

三次渗碳体是从：（b）

a．钢液中析出的； b．铁素体中析出的； c 奥氏体中析出的； d．珠光体中析出的 14．

纯铁在912℃以下的晶格类型是：（c）

a．密排六方晶格； b．面心立方晶格； c．体心立方晶格； d．简单立方晶格 15．

在下述钢铁中，切削性能较好的是：（b）

a．工业纯铁； b．45； c．白口铁； d．T12A 16．

建筑用钢筋宜选用：（b）

a．低碳钢； b．中碳钢； c．高碳钢； d．工具钢 17．

装配工使用的锉刀宜选用：（c）

a．低碳钢； b．中碳钢； c．高碳钢； d．过共晶白口铁

五、问答题：

1. 什么是金属的同素异构转变？试以纯Fe为例分析同素异构转变过程。

回答要点：金属在固态下，随温度的变化而发生晶格类型改变的现象称为同素异构转变。 2. 铁碳合金在固态下的基本组织有哪几种？

回答要点：有5种，铁素体、奥氏体和渗碳体都是单相组织，珠光体、莱氏体则是两相混合组织。

3. 简述含碳量为0.45%和1.2%的铁碳合金从液态冷却到室温的结晶过程。

回答要点：含碳量为0.45%到1.2%的铁碳合金可分为三个部分： 1）含碳量为0.45%到0.77%，室温组织为F+P； 2）含碳量为0.77%时，室温组织为P；

3）含碳量为0.77%到1.2%时，室温组织为P+ Fe3 C。

4. 默画出按“组织组成物”填写的Fe?Fe3C相图。Fe?Fe3C相图在合金工艺性能的应用具体表现在哪几个方面？

回答要点：1）铸造工艺方面；2）锻造工艺方面；3）焊接工艺方面；4）热处理工艺方面；5）切削性能方面。

5. 对某一碳钢（平衡状态）进行相分析，得知其组成相为80%F和20tC3，求此钢的成分及其硬度。

提示：用杠杆定理计算。

6. 如图为Fe-Fe3C相图，分析Wc=0.45%合金的结晶过程，画出其冷却曲线示意图，并标出各温度阶段的转变式。计算其室温平衡组织中各组织组成物的相对量，并画出室温显微平衡组织示意图，标注出其中组织组成物的名称。

回答要点：（1）结晶过程分析： 1点以上为液相，1点开始析出δ，2点开始发生包晶转变，即L+δ=γ，2-3点之间从液相中析出γ直至3点，3点到4点没有组织变化，均为γ，4点开始从γ中析出α直至5点，5点开始发生共析转变，即γ=α+Fe3C，得到P，5点以下可认为没发生其它变化。则最终室温平衡组织为：α+P。

（2）示意图：

（3）组织组成物相对量：

Wα=(0.77-0.45)/(0.77-0.0218)=42.77%， Wp=(0.45-0.0218)/(0.77-0.0218)=57.23%。

7. 用冷却曲线表示各成分范围的铁碳合金的平衡结晶过程，画出室温组织示意图，标上组织组成物，计算室温平衡组织中组成相和组织组成物的相对质量。

（略）

8. 10㎏含3.5%C的铁碳合金从液态缓慢冷却到共晶温度（但尚未发生共晶反应）时所剩下的液体的成分及重量。

回答要点：成分为：3.5%C；重量为10kg。

9. 同样状态的两块铁碳合金，其中一块是15钢，一块是白口铸铁，用什么简便方法可迅速区分它们？

答：可用尖锤敲击，易敲出坑的是15钢等方法。

10. 为什么碳钢进行热锻、热轧时都加热到奥氏体区？

回答要点：因为奥氏体（A）的塑性好。

附加思考题：

1. 比较退火状态（近平衡组织）下的45钢、T8钢、T12钢的硬度、强度和塑性的高低，

简述原因。 （略） 2.

说出Q235A，15，45，65，T8，T12等钢的钢类、含碳量，各举出一个应用实例。 （略）

3. 下列零件或工具用何种碳钢制造：手锯锯条、普通螺钉、车床主轴。

手锯锯条：碳素工具钢（T12） 普通螺钉：低碳钢（35钢） 车床主轴：中碳钢（45钢）

第五章 金属及合金的塑性变形

一、名词解释：

1. 滑移：晶体在切应力的作用下，晶体的一部分沿一定的晶面(滑移面)上的一定方向(滑移

方向)相对于另一部分发生滑动的过程。

2. 临界分切应力：晶体开始滑移时，在该滑移面上的滑移方向上所需要的切应力?C称为临

界分切应力

3. 取向因子：晶体滑移变形时，满足τ＝σcosλcos?＝?C，令 ?＝cosλcos?，称之为取向因子 4. 滑移系统：一个滑移面与其上的一个滑移方向组成一个滑移系统，简称滑移系。 5. 多滑移和交滑移：两个或多个滑移系交替或同时进行滑移（外力在几个滑移系上的分切

应力同时达到临界值）称为多系滑移，将出现几组交叉的滑移带；两个或多个滑移系同时沿着一个滑移方向的滑移称为交滑移，将出现曲折或波纹状的滑移带。

6. 孪生：在切应力作用下晶体的一部分相对于另一部分沿一定晶面(孪生面)和晶向(孪生方

向)发生切变的变形过程。

7. 软取向和硬取向：当滑移面法线方向、滑移方向与外力轴三者共处一个平面，当??45?，

? ?45?时，?＝cosλcos?＝1/2，此取向最有利于滑移，即以最小的拉应力就能达到滑移所需的分切应力，称此取向为软取向；当外力与滑移面平行或垂直时（??90?或????），则?S→∞，晶体无法滑移，称此取向为硬取向。

8. 几何软化和几何硬化：滑移时不仅滑移面发生转动，而滑移方向也逐渐改变,滑移面上的

分切应力也随之改变。因为?=?=45o时，分切应力最大，故经滑移转动后，若?角趋近于45o，则分切应力逐渐增大，滑移越来越容易，称为几何软化；若?角远离45o，则滑移越来越困难，称为几何硬化。

9. 弗兰克-瑞德位错源：两个节点被钉扎的位错线段在外力的作用下不断弯曲弓出后，互相

邻近的位错线抵消后产生位错，原被钉扎错位线段恢复到原状，不断重复产生新位错的，这个不断产生新位错、被钉扎的位错线即为弗兰克-瑞德位错源。

10. 细晶强化：由于晶界上原子排列不规则, 阻碍位错的运动,使变形抗力增大。金属晶粒越

细，晶界越多，变形抗力越大，金属的强度就越大，这就是细晶强化的机理。 11. 霍尔佩奇（Hall-Petch）经验公式： s ? ? 0 ? Kd ? 1 2 ，用来定量描述细晶强化。式中：σS?－屈服强度；σ0－常数，相当于单晶屈服强度；d －多晶体各晶粒的平均直径；K －晶界对强度影响程度的常数，与晶界结构有关，而与温度的关系不大。

12. 加工硬化：金属发生塑性变形，随变形度的增大，金属的强度和硬度显著提高，塑性和

韧性明显下降，这种现象称为加工硬化，也称形变强化。