在立方晶系中,{120}晶面族包括______、______、______、______、______、______、______、______、______、______、______、______、等晶面。答复要点: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。答复要点: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+ FeC。4.默画出按“组织组成物”填写的相图。相图在合金工艺性能的应用具体表现在哪几个方面?答复要点: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20%FeC3,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。答复要点:〔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。答复要点: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?答复要点: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.以下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〕.


在立方晶系中,{120}晶面族包括______、______、______、______、______、______、______、______、______、______、______、______、等晶面。
答复要点: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。
答复要点: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+ Fe
C。
4.默画出按“组织组成物”填写的
相图。
相图在合金工艺性能的应用具体表现在哪几个方面?
答复要点: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20%FeC3,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。
答复要点:〔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。
答复要点: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?
答复要点: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.以下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〕
.题目解答
答案
(120) (120) (102) (102) (210) (210) (201) (201) (012) (012) (021) (021)
.解析
晶面族是立方晶系中一组等效晶面的集合,由所有通过坐标轴置换和符号改变得到的晶面组成。对于{120}晶面族,需列出所有满足以下条件的晶面:
- 指数排列:三个数字为1、2、0的不同排列组合;
- 符号变化:每个数字的符号可正可负,但需保持晶面等效性。
关键点:立方晶系的对称性允许坐标轴置换和符号改变,因此需穷举所有可能的排列和符号组合。
晶面族生成规则
- 排列组合:将1、2、0在三个位置上进行排列,得到6种基本形式:
(120)、(102)、(210)、(201)、(012)、(021)。 - 符号变化:对每个排列中的非零数字,符号可正可负。例如,(120)可变为:
(120)、(-120)、(1-20)、(12-0)、(-1-20)、(-12-0)、(1-2-0)、(-1-2-0)。
但根据晶面指数的书写习惯,通常只保留绝对值排列,符号变化视为同一族中的不同晶面。
最终晶面列表
通过排列组合和符号变化,共得到12个晶面:
(120)、(120)、(102)、(102)、(210)、(210)、(201)、(201)、(012)、(012)、(021)、(021)。