σS表示 塑性材料对开始明显塑性变形的抗力 ,σr0.2表示 规定残余伸长率为0.2%时的应力值 ,其数值越大,材料抵抗 塑性变形 的能力越大。题二十八 随着钢中碳的质量分数的增加,钢的力学性能有何变化?为什么?答:钢中碳的质量分数<0.9%时,随着碳的质量分数的增加,钢的强度、硬度升高,塑性、韧性下降,这是因为钢中的渗碳体量增多(或从组织角度说:钢中珠光体量增多);当钢中碳的质量分数>0.9%时,随着碳的质量分数的增加,钢的硬度继续升高,塑性、韧性继续下降,因钢中渗碳体量增多,且形成较完整的网状,分布在珠光体晶界上,所以,钢的强度随着下降。题二十九 下列情况应采用什么方法测定硬度?写出硬度值符号。(1)供应状态的各种碳钢钢材 (2)耐磨工件的表面硬化层 (3)铝合金气缸体[1]答:(1)供应状态的各种碳钢钢材用布氏硬度测定,硬度符号HBS(2)耐磨工件的表面硬化层用维氏硬度测定,硬度符号HV(3)铝合金气缸体用洛氏硬度测定,硬度符号HRB题三十 请说出铁碳合金显微组织观察中,看到的铁素体、渗碳体各有哪几种存在形态,各存在于哪种铁碳合金中。答:铁素体存在形态有:片状(存在于珠光体中,主要是共析钢中);块状(存在于亚共析钢中)。渗碳体存在形态有:片状(存在于珠光体中,主要是共析钢中);网状(存在于过共析钢中);柱状(存在于过共晶白口铸铁中);基体(主要存在于共晶白口铸铁中)。题三十一 根据相图填表碳钢牌号45钢共晶白口铸铁T8钢亚共晶白口铸铁T12钢过共晶白口铸铁组织组分在室温（平衡）下F+PLｄ′PP+Fe3C+ Lｄ′P+Fe3CFe3C+ Lｄ′在1100～1250℃ALdAA+Fe3C+ LｄA+Fe3CFe3C+ Lｄ题三十二 名词解释(1)晶体与非晶体 (2)固溶体与金属化合物。答:晶体:内部原子有规则的排列的固体。非晶体:内部原子无规则的排列的固体。固溶体:合金在固态下,组元间能相互溶解而形成的均匀相。金属化合物:合金组元间发生相互作用而形成的具有金属特性的一种新相。题三十三 画出Fe-Fe3C相图并在图中:①标出特性点A、C、D、E、S、G、P及其温度和含碳量;②标出工业纯铁、亚共析钢、共析钢、过共析钢、亚共晶白口铸铁、共晶白口铸铁、过共晶白口铸铁在室温时的组织区及组织。答:(略)题三十四 现测得长短两根圆形截面标准试样的δ5和δ10均为25%,哪一根试样的塑性好?为什么?答:设长试样为δA,短试样为δB,则由题意知 δA10=δB5=25%又知 同一材料的δ10<δ>5,即 δA10<δ>A5 或δB10<δ>B5所以 δB5<δ>A5　　　或δB10<δ>A10得结论 长试样塑性好。题三十五 请画出T12钢的显微组织示意图,并说明在放大500倍的显微镜下观察其显微组织特征。答: 过共析钢显微组织中,P呈暗黑色,Fe3CⅡ分布在P周围呈白色网状。题三十六 过共析钢在结晶过程中,当温度由1143℃下降到727℃时,为何会有二次渗碳体析出?二次渗碳体对过共析钢的性能有什么影响?它和一次渗碳体有何不同?二次渗碳体的数量和什么因素有关?答:过共析钢在结晶过程中,当温度由1143℃下降到727℃时,因为奥氏体的溶碳能力受温度影响,随着温度下降,奥氏体溶碳能力,析出的碳以二次渗碳体形式存在。二次渗碳体以网状形式存在于珠光体的晶界,使过共析钢强度下降。它和一次渗碳体出处不同,在合金中存在的形态不同。二次渗碳体的数量和温度、合金的含碳量有关。题三十七 请画出45钢的显微组织示意图,并说明在放大500倍的显微镜下观察其显微组织特征。答: 亚共析钢显微组织中,亮白色块为F,暗黑色块为P。题三十八 填空题1.共晶白口铸铁的质量分数为 4.3% ,其室温组织为 Ld′ ;亚共晶白口铸铁的质量分数为 2.11%~4.3% ,其室温组织为 P+ Fe3CⅡ+ Ld′ ;过共晶白口铸铁的质量分数为 4.3%~6.69% ,其室温组织为 Fe3CⅠ+ Ld′ 。2.金属晶格的基本类型有 体心立方晶格 、 面心立方晶格 、 密排六方晶格 三种。3.在液体金属中加入难熔金属或合金元素,以增加晶核数目或阻碍晶核的长大。这一处理方法称为 变质 处理。题三十九 请画出过共晶白口铸铁的显微组织示意图,并说明在放大500倍的显微镜下观察其显微组织特征。答:过共晶白口铸铁显微组织特征,在暗黑色斑点状的Ld′基体上分布着白色粗大条状的Fe3CⅠ。题四十 根据铁碳相图,说明下列现象产生的原因: 室温下Wc=0.9%的碳钢比wc=1.2%的碳钢强度高。答:当Wc>0.9%时,随着碳的质量分数的增加,钢的硬度继续升高,塑性、韧性继续下降,因钢中渗碳体量增多,且形成较完整的网状,分布在珠光体晶界上,所以,钢的强度随着下降。所以室温下Wc=0.9%的碳钢比Wc=1.2%的碳钢强度高。题四十一 简述碳的质量分数为0.45%的铁碳合金的结晶过程。答:碳的质量分数为0.45%的铁碳合金的结晶过程:题四十二 说明共晶线与共析线的含义,写出共晶转变式和共析转变式。答:共晶线ECF是一条在1148℃时的水平线,碳的质量分数在2.11%~6.69%的铁碳合金在缓慢冷却到此线(1148℃)时,均发生共晶转变。共晶转变式:共析线PSK是一条在727℃时的水平线,碳〖〗的质量分数在0.0218%~6.69%的铁碳合金在缓慢冷却到此线(1148℃)时,均发生共析转变。共析转变式:题四十三 名词解释(1) 铁素体与奥氏体 (2)晶界与亚晶界答:铁素体是α-Fe中溶入碳等元素所形成的间隙固溶体。奥氏体是γ-Fe中溶入碳等元素所形成的间隙固溶体。晶界:多晶体中晶粒之间和界面。亚晶界:晶粒内部亚晶粒间的界面。

σS表示 塑性材料对开始明显塑性变形的抗力 ,σr0.2表示 规定残余伸长率为0.2%时的应力值 ,其数值越大,材料抵抗 塑性变形 的能力越大。

题二十八 随着钢中碳的质量分数的增加,钢的力学性能有何变化?为什么?

答:钢中碳的质量分数<0.9%时,随着碳的质量分数的增加,钢的强度、硬度升高,塑性、韧性下降,这是因为钢中的渗碳体量增多(或从组织角度说:钢中珠光体量增多);当钢中碳的质量分数>0.9%时,随着碳的质量分数的增加,钢的硬度继续升高,塑性、韧性继续下降,因钢中渗碳体量增多,且形成较完整的网状,分布在珠光体晶界上,所以,钢的强度随着下降。

题二十九 下列情况应采用什么方法测定硬度?写出硬度值符号。

(1)供应状态的各种碳钢钢材 (2)耐磨工件的表面硬化层 (3)铝合金气缸体^[1]

答:(1)供应状态的各种碳钢钢材用布氏硬度测定,硬度符号HBS

(2)耐磨工件的表面硬化层用维氏硬度测定,硬度符号HV

(3)铝合金气缸体用洛氏硬度测定,硬度符号HRB

题三十 请说出铁碳合金显微组织观察中,看到的铁素体、渗碳体各有哪几种存在形态,各存在于哪种铁碳合金中。

答:铁素体存在形态有:片状(存在于珠光体中,主要是共析钢中);块状(存在于亚共析钢中)。

渗碳体存在形态有:片状(存在于珠光体中,主要是共析钢中);网状(存在于过共析钢中);柱状(存在于过共晶白口铸铁中);基体(主要存在于共晶白口铸铁中)。

题三十一 根据相图填表

碳钢牌号	45钢	共晶 白口铸铁	T8钢	亚共晶 白口铸铁	T12钢	过共晶 白口铸铁
组织组分	在室温（平衡）下	F+P	Lｄ′	P	P+Fe3C+ Lｄ′	P+Fe3C	Fe3C+ Lｄ′
在1100～1250℃	A	Ld	A	A+Fe3C+ Lｄ	A+Fe3C	Fe3C+ Lｄ

题三十二 名词解释

(1)晶体与非晶体 (2)固溶体与金属化合物。

答:晶体:内部原子有规则的排列的固体。

非晶体:内部原子无规则的排列的固体。

固溶体:合金在固态下,组元间能相互溶解而形成的均匀相。

金属化合物:合金组元间发生相互作用而形成的具有金属特性的一种新相。

题三十三 画出Fe-Fe3C相图并在图中:

①标出特性点A、C、D、E、S、G、P及其温度和含碳量;

②标出工业纯铁、亚共析钢、共析钢、过共析钢、亚共晶白口铸铁、共晶白口铸铁、过共晶白口铸铁在室温时的组织区及组织。

答:(略)

题三十四 现测得长短两根圆形截面标准试样的δ5和δ10均为25%,哪一根试样的塑性好?为什么?

答:设长试样为δA,短试样为δB,则

由题意知 δA10=δB5=25%

又知 同一材料的δ10<δ>5,即 δA10<δ>A5 或δB10<δ>B5

所以 δB5<δ>A5　　　或δB10<δ>A10

得结论 长试样塑性好。

题三十五 请画出T12钢的显微组织示意图,并说明在放大500倍的显微镜下观察其显微组织特征。

答: 过共析钢显微组织中,P呈暗黑色,Fe3CⅡ分布在P周围呈白色网状。

题三十六 过共析钢在结晶过程中,当温度由1143℃下降到727℃时,为何会有二次渗碳体析出?二次渗碳体对过共析钢的性能有什么影响?它和一次渗碳体有何不同?二次渗碳体的数量和什么因素有关?

答:过共析钢在结晶过程中,当温度由1143℃下降到727℃时,因为奥氏体的溶碳能力受温度影响,随着温度下降,奥氏体溶碳能力,析出的碳以二次渗碳体形式存在。二次渗碳体以网状形式存在于珠光体的晶界,使过共析钢强度下降。它和一次渗碳体出处不同,在合金中存在的形态不同。二次渗碳体的数量和温度、合金的含碳量有关。

题三十七 请画出45钢的显微组织示意图,并说明在放大500倍的显微镜下观察其显微组织特征。

答: 亚共析钢显微组织中,亮白色块为F,暗黑色块为P。

题三十八 填空题

1.共晶白口铸铁的质量分数为 4.3% ,其室温组织为 Ld′ ;亚共晶白口铸铁的质量分数为 2.11%~4.3% ,其室温组织为 P+ Fe3CⅡ+ Ld′ ;过共晶白口铸铁的质量分数为 4.3%~6.69% ,其室温组织为 Fe3CⅠ+ Ld′ 。

2.金属晶格的基本类型有 体心立方晶格 、 面心立方晶格 、 密排六方晶格 三种。

3.在液体金属中加入难熔金属或合金元素,以增加晶核数目或阻碍晶核的长大。这一处理方法称为 变质 处理。

题三十九 请画出过共晶白口铸铁的显微组织示意图,并说明在放大500倍的显微镜下观察其显微组织特征。

答:过共晶白口铸铁显微组织特征,在暗黑色斑点状的Ld′基体上分布着白色粗大条状的Fe3CⅠ。

题四十 根据铁碳相图,说明下列现象产生的原因: 室温下Wc=0.9%的碳钢比wc=1.2%的碳钢强度高。

答:当Wc>0.9%时,随着碳的质量分数的增加,钢的硬度继续升高,塑性、韧性继续下降,因钢中渗碳体量增多,且形成较完整的网状,分布在珠光体晶界上,所以,钢的强度随着下降。所以室温下Wc=0.9%的碳钢比Wc=1.2%的碳钢强度高。

题四十一 简述碳的质量分数为0.45%的铁碳合金的结晶过程。

答:碳的质量分数为0.45%的铁碳合金的结晶过程:

题四十二 说明共晶线与共析线的含义,写出共晶转变式和共析转变式。

答:共晶线ECF是一条在1148℃时的水平线,碳的质量分数在2.11%~6.69%的铁碳合金在缓慢冷却到此线(1148℃)时,均发生共晶转变。共晶转变式:

共析线PSK是一条在727℃时的水平线,碳〖〗的质量分数在0.0218%~6.69%的铁碳合金在缓慢冷却到此线(1148℃)时,均发生共析转变。共析转变式:

题四十三 名词解释

(1) 铁素体与奥氏体 (2)晶界与亚晶界

答:铁素体是α-Fe中溶入碳等元素所形成的间隙固溶体。

奥氏体是γ-Fe中溶入碳等元素所形成的间隙固溶体。

晶界:多晶体中晶粒之间和界面。

亚晶界:晶粒内部亚晶粒间的界面。