题目
五、根据上题 -(Fe)_(3)C 相图回答:(10分)-|||-1.用冷却曲线说明碳含量0.6%铁碳合金按亚稳系统从液态平衡冷却到室温的转变过-|||-程,画出合金在730℃和720℃显微组织的示意图。-|||-2.分析含碳3.2%的铁碳合金从液态平衡冷却到室温的转变过程,并计算各组织组成物-|||-在室温下的质量分数及各组成相的质量分数。

题目解答
答案

解析
步骤 1:冷却曲线分析
- 0.6%碳含量的铁碳合金在冷却过程中,首先从液态冷却到液相线,形成奥氏体($\alpha$)。
- 继续冷却,奥氏体在727℃(共析转变温度)发生共析转变,形成珠光体(P)。
- 珠光体由铁素体($\alpha$)和渗碳体(Fe3C)组成,其比例为91.2%的铁素体和8.8%的渗碳体。
步骤 2:显微组织示意图
- 730℃时,合金处于奥氏体状态,显微组织为单一的奥氏体。
- 720℃时,合金处于珠光体状态,显微组织为铁素体和渗碳体的混合物。
【答案】
- 730℃时,显微组织为单一的奥氏体。
- 720℃时,显微组织为铁素体和渗碳体的混合物,比例为91.2%的铁素体和8.8%的渗碳体。
2. 分析含碳3.2%的铁碳合金从液态平衡冷却到室温的转变过程,并计算各组织组成物在室温下的质量分数及各组成相的质量分数。
【解析】
步骤 1:冷却过程分析
- 含碳3.2%的铁碳合金在冷却过程中,首先从液态冷却到液相线,形成奥氏体($\alpha$)。
- 继续冷却,奥氏体在727℃(共析转变温度)发生共析转变,形成珠光体(P)。
- 珠光体由铁素体($\alpha$)和渗碳体(Fe3C)组成,其比例为91.2%的铁素体和8.8%的渗碳体。
步骤 2:计算组织组成物的质量分数
- 利用杠杆定律计算组织组成物的质量分数。
- ${L}_{d}\% =\dfrac {3.2-2.11}{4.3-2.11}\times 100\% =50\% $
- ${r}_{UND}\% =50\% $
- ${Fe}_{2}{C}_{II}\% ={y}_{UND}\times 22.6\% =11.3\% $
- $P\% =38.7\% $
步骤 3:计算相组成物的质量分数
- 利用杠杆定律计算相组成物的质量分数。
- $a\% =\dfrac {6.69-3.2}{6.69}\times 100\% =52.2\% $
- ${Fe}_{2}C\% =1-a\% =47.8\% $
【答案】
- 组织组成物的质量分数:${L}_{d}\% =50\% $,${r}_{UND}\% =50\% $,${Fe}_{2}{C}_{II}\% =11.3\% $,$P\% =38.7\% $。
- 相组成物的质量分数:$a\% =52.2\% $,${Fe}_{2}C\% =47.8\% $。
3. 分别计算铁碳合金中一次、二次、三次渗碳体的最大可能含量。
【解析】
步骤 1:计算一次渗碳体的最大可能含量
- 一次渗碳体的最大可能含量为2.11%。
步骤 2:计算二次渗碳体的最大可能含量
- 二次渗碳体的最大可能含量为22.6%。
步骤 3:计算三次渗碳体的最大可能含量
- 三次渗碳体的最大可能含量为0.33%。
- 0.6%碳含量的铁碳合金在冷却过程中,首先从液态冷却到液相线,形成奥氏体($\alpha$)。
- 继续冷却,奥氏体在727℃(共析转变温度)发生共析转变,形成珠光体(P)。
- 珠光体由铁素体($\alpha$)和渗碳体(Fe3C)组成,其比例为91.2%的铁素体和8.8%的渗碳体。
步骤 2:显微组织示意图
- 730℃时,合金处于奥氏体状态,显微组织为单一的奥氏体。
- 720℃时,合金处于珠光体状态,显微组织为铁素体和渗碳体的混合物。
【答案】
- 730℃时,显微组织为单一的奥氏体。
- 720℃时,显微组织为铁素体和渗碳体的混合物,比例为91.2%的铁素体和8.8%的渗碳体。
2. 分析含碳3.2%的铁碳合金从液态平衡冷却到室温的转变过程,并计算各组织组成物在室温下的质量分数及各组成相的质量分数。
【解析】
步骤 1:冷却过程分析
- 含碳3.2%的铁碳合金在冷却过程中,首先从液态冷却到液相线,形成奥氏体($\alpha$)。
- 继续冷却,奥氏体在727℃(共析转变温度)发生共析转变,形成珠光体(P)。
- 珠光体由铁素体($\alpha$)和渗碳体(Fe3C)组成,其比例为91.2%的铁素体和8.8%的渗碳体。
步骤 2:计算组织组成物的质量分数
- 利用杠杆定律计算组织组成物的质量分数。
- ${L}_{d}\% =\dfrac {3.2-2.11}{4.3-2.11}\times 100\% =50\% $
- ${r}_{UND}\% =50\% $
- ${Fe}_{2}{C}_{II}\% ={y}_{UND}\times 22.6\% =11.3\% $
- $P\% =38.7\% $
步骤 3:计算相组成物的质量分数
- 利用杠杆定律计算相组成物的质量分数。
- $a\% =\dfrac {6.69-3.2}{6.69}\times 100\% =52.2\% $
- ${Fe}_{2}C\% =1-a\% =47.8\% $
【答案】
- 组织组成物的质量分数:${L}_{d}\% =50\% $,${r}_{UND}\% =50\% $,${Fe}_{2}{C}_{II}\% =11.3\% $,$P\% =38.7\% $。
- 相组成物的质量分数:$a\% =52.2\% $,${Fe}_{2}C\% =47.8\% $。
3. 分别计算铁碳合金中一次、二次、三次渗碳体的最大可能含量。
【解析】
步骤 1:计算一次渗碳体的最大可能含量
- 一次渗碳体的最大可能含量为2.11%。
步骤 2:计算二次渗碳体的最大可能含量
- 二次渗碳体的最大可能含量为22.6%。
步骤 3:计算三次渗碳体的最大可能含量
- 三次渗碳体的最大可能含量为0.33%。