二、合金相图自主测试二、判断题（本大题共37小题，每小题1分，共37分）1. 在铁碳合金平衡结晶过程中，只有碳质量分数为4.3％的铁碳合金才能发生共晶反应。

【X】2. 合金元素在固态下彼此相互溶解或部分地溶解，而形成成分和性能均匀的固态合金称为金属化合物。

【X】3. 铁素体是碳溶解在α-Fe中所形成的置换固溶体。

【X】4. 铁素体是碳溶解在γ-Fe中所形成的间隙固溶体。

【X】5. 渗碳体是一种不稳定化合物，容易分解成铁和石墨。

【X】6. GS线表示由奥氏体冷却时析出铁素体的开始线，通称Acm线。

【X】7. 奥氏体是碳溶解在γ-Fe中所形成的间隙固溶体。

【 】8. ES线是碳在奥氏体中的溶解度变化曲线，通称Acm线。

【 】9. ES线是碳在奥氏体中的溶解度变化曲线，通称A1线。

【X】10. 奥氏体是碳溶解在γ-Fe中所形成的置换固溶体。

【X】11. 在Fe-Fe3C相图中的ES线是碳在奥氏体中的溶解度变化曲线，通常称为A3线。

【X】12. 共析钢结晶的过程是：L—L+A—A—P。

【 】13. GS线表示由奥氏体冷却时析出铁素体的开始线，通称A1线。

【X】14. 铸铁在室温下的相组成物是铁素体和渗碳体。

【 】15. 铁素体是碳溶解在α-Fe中所形成的间隙固溶体。

【 】16. 过共析钢缓冷到室温时，其平衡组织由铁素体和二次渗碳体组成。

【X】17. 过共析钢缓冷到室温时，其平衡组织由珠光体和二次渗碳体组成。

【 】18. 奥氏体是碳溶解在α-Fe中所形成的间隙固溶体。

【X】19. ES线表示由奥氏体冷却时析出铁素体的开始线，通称Acm线。

【X】20. GS线表示由奥氏体冷却时析出铁素体的开始线，通称A3线。

【 】21. 金属化合物的性能特点时硬度高，熔点低、脆性大。

【X】22. 在亚共析钢平衡组织中，随含碳量的增加，则珠光体量增加，而二次渗碳体量在减少【X】23. 合金中各组成元素的原子按一定比例相互作用而生成的一种新的具有金属特性的物质称为固溶体。

【X】24. 在铁碳合金平衡结晶过程中，只有碳质量分数为0.77％的铁碳合金才能发生共析反应。

【X】25. 在亚共析钢中含碳量越多，则其组织中的珠光体量减少，而铁素体量在增多。

【X】26. 铁碳合金的室温的相组成为铁素体和渗碳体。

【 】27. 在过共析钢中含碳量越多，则其组织中的珠光体量减少，而铁素体量在增多。

【X】28. 一个合金的室温组织为α+ βⅡ+ (α+ β)，它由三相组成。

【X】29. 亚共析钢的冷却转变过程是：L→L+A→A→A+Fe3CⅡ→P+ Fe3CⅡ【X】30. 45钢冷却过程中组织转变是：L→L+A→A→A+F→P+ F 【 】31. 过共析钢结晶的过程是：L—→L+A—→A—→A+Fe3CⅡ—→P+ Fe3CⅡ。

【 】32. T12钢冷却过程中组织转变是：L—→L+A—→A—→A+Fe3CⅡ—→P+ Fe3CⅡ. 【 】33. 莱氏体的含碳量为6.69％。

【X】34. 珠光体的含碳量为0.77％。

【 】35. 珠光体的含碳量为6.69％。

【X】36. 铁素体是碳在γ- Fe 中的间隙固溶体。

【X】37. 亚共析钢缓冷到室温时，其平衡组织由铁素体和二次渗碳体组成。

【X】三、实验题（本大题共2小题，每小题15分，共30分）1.实验中观察了20钢、45钢、T8钢金相组织，其金相照片如下，试指出各照片的钢号，并用箭头标明图中各组织名称，分析比较三种钢的力学性能（σb、HB、δ、αk）。

（15分）答;（1）金相照片对应的钢号及各组织如下图：（2）三种钢的力学性能比较如下：σb和HB由大到小依次为：T8，45，20 δ和αk由大到小依次为： 20，45，T82.实验中观察了工业纯铁、45钢、T12钢金相组织，其金相照片如下，试指出各照片的钢号，并用箭头标明图中各组织名称（10分），并计算T12钢中珠光体和Fe3CⅡ的相对含量（10分）。

答;（1）金相照片对应的钢号及各组织如下图：（2）计算T12钢中珠光体和Fe3CⅡ的相对含量mp=（6.67-1.2）/（6.67-0.77）*100%=93%mFe3C = 1-93%=7%四、简答题（本大题共24小题，每小题10分，共240分）1.根据铁碳合金相图填表2.合金中固溶体和金属间化合物在结构和性能上有什么主要差别？在结构上：固溶体的晶体结构与溶剂的结构相同，而金属间化合物的晶体结构不同于组成它的任一组元，它是以分子式来表示其组成。

在性能上：形成固溶体和金属间化合物都能强化合金，但固溶体的强度、硬度比金属间化合物低，塑性、韧性比金属间化合物好，也就是固溶体有更好的综合机械性能。

3.铁碳合金中基本相有哪几相？铁碳合金中基本相有3个：铁素体（F）,奥氏体（A）,渗碳体（Fe3C）4.铁碳合金中基本组织是哪些？并指出哪个是单相组织、哪个是双相混合组织。

铁碳合金中基本组织有6个：F,A,Fe3C,P,Ld’,Ld 单相组织有3个：F,A,Fe3C 双相混合组织有3个：P,Ld’,Ld5.试写出T12钢冷却时的结晶过程转变表达式，计算该钢在室温下的组织组成物的相对百分含量，并估算此钢的大致硬度。

(已知：珠光体的大致硬度是240HB，渗碳体的大致硬度是800HB)（1）结晶过程转变表达式：L→L+A→A→A+ Fe3CⅡ→P+ Fe3CⅡ（2）T12钢室温下组织为：P，Fe3C计算珠光体和二次渗碳体的相对百分含量：mp=（6.67-1.2）/（6.67-0.77）*100%=93% mFe3C = 1-93%=7%（3）此碳钢的大致硬度为：93%*240+7%*800=279.2HB6.二块钢样，退火后经显微组织分析，其组织组成物的相对含量如下：第一块：珠光体占40%，铁素体60%。

第二块：珠光体占95%，二次渗碳体占5%。

试问它们的含碳量约为多少？（铁素体含碳量可思略不计）第一块：Wc=40%*0.77%=0.308% 第二块：Wc=95%*0.77%+5%*6.67%=1.08%7.写出铁碳相图上共晶和共析反应式及反应产物的名称。

共晶反应：LE®Ld(A+Fe3C)。

产物名称：高温莱氏体共析反应：AS®P(F+Fe3C)。

产物名称：珠光体8.请填写出Fe—Fe3C相图上1-7处的组织。

1：L+A ； 2：L+Fe3C Ⅰ； 3：A ； 4：P+F ； 5：P+Fe3C Ⅱ； 6：Ld ´+P+Fe3C Ⅱ； 7：Ld ´+Fe3C Ⅰ9.试分析含碳量为0.6%的铁碳含金在室温下相的相对含量和组织相对含量。

（1）室温下组织为：P 和Fmp=0.6/0.77*100%=78% mF= 1-78%=22%（2）室温下相为： F 和Fe3CmF=（6.67-0.6）/6.67*100%=91% mFe3C = 1-91%=9%10.结合Fe-Fe3C 相图指出A1、A3和Acm 代表哪个线段，并说明该线段表示的意思。

A1：即PSK 线，共析转变线，在这条线上发生共析转变，转变产物为珠光体A3：即GS 线，奥氏体冷却时析出铁素体的开始线Acm ：即ES 线，碳在奥氏体中的溶解度曲线11.试计算退火状态的T10钢珠光体和二次渗碳体的相对含量，并估算此碳钢的大致硬度。

（已知：珠光体的大致硬度是240HB ，渗碳体的大致硬度是800HB ）（1）T10钢室温下组织为：P ，Fe3C计算退火状态的T10钢珠光体和二次渗碳体的相对含量：mp=（6.67-1.0）/（6.67-0.77）*100%=96% mFe3C = 1-96%=4%（2）此碳钢的大致硬度为：96%*240+4%*800=262.4HB12.二块钢样，退火后经显微组织分析，其组织组成物的相对含量如下： 第一块：珠光体占30%，铁素体70%；第二块：珠光体占93%，二次渗碳体占7%。

试问它们的含碳量约为多少？（铁素体中含碳量可忽略不计） 本题答案：（1）第一块：Wc=30%*0.77%=0.23% （2）第二块：Wc=80%*0.77%+20%*6.67%=1.2%13.一块钢样，退火后经显微组织分析，其组织组成物的相对含量如下：珠光体占40%，铁素体60%。

请问它的含碳量约为多少？试写出该钢在冷却过程中的组织转变表达式。

（铁素体含碳量可忽略不计）本题答案：（1）此钢含碳量大约为： Wc=40%*0.77%=0.308% （2）转变表达式：L →L+A →A →A+F →P+F14.根据Fe —Fe3C 相图计算： 20钢和T12钢室温下组织组成物的相对质量百分比（铁素体含碳量忽略不计）。

本题答案：（1）20钢：室温下组织为：P 和Fmp=0.2/0.77*100%=21% mF= 1-21%=79%（2）T12钢：室温下组织为：P 和Fe3Cmp=（6.67-1.2）/（6.67-0.77）*100%=93% mFe3C = 1-93%=7%15.根据Fe —Fe3C 相图计算： 60钢和T10钢室温下组织组成物的相对质量百分比（10分）（铁素体含碳量忽略不计） （1）60钢：室温下组织为：P 和Fmp=0.6/0.77*100%=78% mF= 1-78%=22%（2）T10钢：室温下组织为：P 和Fe3Cmp=（6.67-1.0）/（6.67-0.77）*100%=96% mFe3C = 1-96%=4%16.45钢退火状态，已知其珠光体硬度240HB ，试计算45钢的硬度并估算其强度。

（1）室温下组织为：P 和Fmp=0.45/0.77*100%=58% mF= 1-58%=42%（2）此碳钢的大致硬度为：58%*240+42%*80=172.8HB（3）此碳钢的大致强度为：σb=3.5×172.8=605MPa17.某退火态的碳钢，经金相分析，其组织为珠光体和二次渗碳体，二次渗碳体约占7.5%，问此钢材含碳量大约是多少？可能是哪种牌号的钢？（1）此钢含碳量大约为：Wc=92.5%*0.77%+7.5%*6.67%=1.212% （2）可能是T12钢18.试计算20钢退火态室温下组织相对含量，并估算其硬度。

已知：铁素体的硬度80HB, 珠光体的硬度240HB 。

20钢：（1）室温下组织为：P 和Fmp=0.2/0.77*100%=21% mF= 1-21%=79（2）大此钢致硬度为：21%*240+79%*80=113.6HB19.铁碳合金室温基本相有哪几相？铁碳合金室温基本组织是哪些？（1）室温基本相：F 和Fe3C （2）室温基本组织：F ，P ，Fe3C ，Ld ’20.下图为铁碳合金相图，请回答下列问题：(共10分)1）相图中液相线为，固相线为。