C 铁碳合金相图 一、选择题 1. 铁素体是碳溶解在（A ）中所形成的间隙固溶体。 A．α-Fe B．γ-Fe C．δ-Fe D．β-Fe 2.奥氏体是碳溶解在（ B）中所形成的间隙固溶体。 A．α-Fe B．γ-Fe C．δ-Fe D．β-Fe 3.渗碳体是一种（C）。 A．稳定化合物 B．不稳定化合物 C．介稳定化合物 D．易转变化合物 4.在Fe-Fe3C相图中，钢与铁的分界点的含碳量为（C）。 A．2％ B．2.06％ C．2.11％ D．2.2％ 5.莱氏体是一种（C）。 A．固溶体B．金属化合物 C．机械混合物 D．单相组织金属 6.在Fe-Fe3C相图中，ES线也称为（D）。 A．共晶线 B．共析线 C．A3线 D．Acm线 7.在Fe-Fe3C相图中，GS线也称为（C）。 A．共晶线 B．共析线 C．A3线 D．Acm线 8. 在Fe-Fe3C相图中，共析线也称为（A）。 A．A1线 B．ECF线 C．Acm线 D．PSK线 9.珠光体是一种（C）。 A．固溶体 B．金属化合物 C．机械混合物 D．单相组织金属 10.在铁－碳合金中，当含碳量超过（B）以后，钢的硬度虽然在继续增 加，但强度却在明显下降。 A．0.8％ B．0.9％ C．1.0％ D．1.1％ 11.通常铸锭可由三个不同外形的晶粒区所组成，其晶粒区从表面到中 心的排列顺序为（A）。 A．细晶粒区－柱状晶粒区－等轴晶粒区 B．细晶粒区－等轴晶粒区 －柱状晶粒区 C．等轴晶粒区－细晶粒区－柱状晶粒区 D．等轴晶粒区－柱状晶粒 区－细晶粒区 12.在Fe-Fe3C相图中，PSK线也称为（B）。 A．共晶线 B．共析线 C．A3线 D．Acm线 13.Fe-Fe3C相图中，共析线的温度为（D）。 A．724℃ B．725℃ C．726℃ D．727℃ 14.在铁碳合金中，共析钢的含碳量为（B）。 A．0.67％ B．0.77％ C．0.8％ D．0.87％ 二、填空题
五、简答题 1.说明下列机械性能指标符合所表示的意思：σs、σ0.2、HRC、σ-1、 σb、δ5、HBS。 σs: 屈服强度 σ0.2：条件屈服强度 HRC：洛氏硬度（压头为金刚石圆锥） σ-1: 疲劳极限 σb: 抗拉强度 σ5：l0=5d0时的伸长率（l0=5.65s01/2） HBS:布氏硬度（压头为钢球） 第2章 材料的结构 一、选择题 1. 每个体心立方晶胞中包含有（B）个原子 A.1 B.2 C.3 D.4 2. 每个面心立方晶胞中包含有（C）个原子 A.1 B.2 C.3 D.4 3. 属于面心立方晶格的金属有（C） A.α-Fe,铜B.α-Fe,钒 C.γ-Fe,铜 D.γFe,钒 4. 属于体心立方晶格的金属有（B） A.α-Fe,铝B.α-Fe,铬 C.γ-Fe,铝 D.γFe,铬 5. 在晶体缺陷中，属于点缺陷的有（A） A. 间隙原子 B.位错 C.晶界 D. 缩孔 6. 在立方晶系中,指数相同的晶面和晶向(B) A.相互平行 B.相互垂直 C.相互重叠 D.毫无关联 7. 在面心立方晶格中,原子密度最大的晶面是(C) A.(100) B.(110) C.(111) D.(122) 二、是非题 1. 金属或合金中,凡成分相同、结构相同，并与其他部分有界面分开的 均匀组成部分称为相。 是 2. 在体心立方晶格中，原子排列最密的方向[111]垂直于原子排列最密的 晶面（110）。 非 （指数相同才会相互垂直） 3. 单晶体具有各向同性，多晶体具有各向异性。 非（晶体具有各向异 性，非晶体具有各向同性） 4．晶体的配位数越大，其致密度也越高。 是 三、填空题 1. 一切固态物质可以分为（晶体 ）与（非晶体）两大类。 2. 晶体缺陷主要可分为（点缺陷）,（线缺陷）和面缺陷三类。 3. 晶体缺陷中的点缺陷除了置换原子还有（间隙原子）和（空位）。 4. 面缺陷主要指的是（晶界）和（亚晶界）；最常见的线缺陷有（刃型 位错）和（螺型位错）。
称为同素异构 (-Fe (Fe、γ-Fe、α-Fe是铁在不同温度下的同素异构体，其中(-Fe和α-Fe都是体 心立方晶格，分别存在于熔点到1394℃之间及912℃以下，γ-Fe是面心 立方晶格，存在于1394℃到912℃之间。 3.试述晶粒大小对其机械性能有何影响？ 答：常温下，晶粒越细，晶界面积越大，因而金属强度、硬度越高，同 时塑性、韧性越好。 高温下，晶界呈黏滞状态，在外力作用下易产生滑动和迁移，因而细 晶粒无益，但晶粒太粗，易产生应力集中。因而高温下晶粒过粗、过细 都不好。 B 合金的结晶 一、 填空题 1. 根据溶质原子在溶剂晶格中分布情况的不同，可将固溶体分为（置换 固溶体）和（间隙固溶体）。 2. 相是指合金中（成分相同）与（结构相同）均匀一致的组成部分。 3. 合金的晶体结构大致可以有三种类型：（固溶体），金属化合物和（ ）。 4. 组成合金的（最简单），（最基本），（能够独立存在）的物质称为 组元。 5．两种元素组成固溶体，则固溶体的晶体结构（与组成元素之一的晶 体结构相同）。 二、改正题 1.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。 将固溶体改成金属化合物 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。 将金属化合物改成固溶体 3.固溶体的强度和硬度比溶剂金属的强度和硬度高。 4.间隙固溶体和置换固溶体均可形成无限固溶体。间隙固溶体可形成有 限固溶体，置换固溶体可形成无限固溶体 三 、简答题 1.试述金属中固溶体与金属化合物的机械性能有何特点。 答：固溶体的强度、硬度高，塑性、韧性低；金属化合物具有较高的熔 点、硬度和较大的脆性。 2.合金中固溶体和金属化合物的晶体结构有何不同？
1. 珠光体是（铁素体）和（渗碳体）混合在一起形成的机械混合物。 2. 碳溶解在（α-Fe）中所形成的（固溶体）称为铁素体。 3. 在Fe-Fe3C相图中，共晶点的含碳量为（4.3% ），共析点的含碳量为 （ 0.77% ）。 4. 低温莱氏体是（ 珠光体 ）和（共晶渗碳体 ）组成的机械混合物。 5. 高温莱氏体是（共晶奥氏体 ）和（工晶渗碳体 ）组成的机械混合 物。 6. 铸锭可由三个不同外形的晶粒区所组成，即（ 表层细晶区 ），（柱 状晶区 ）和心部等轴晶粒区。 7. 在Fe-Fe3C相图中，共晶转变温度是（ 1148℃），共析转变温度是（ 727℃ ）。 三、改正题 1. 在Fe-Fe3C相图中,GS斜线表示由奥氏体析出二次渗碳体的开始线，称 为A3线。冷却时铁素体从奥氏体中析出开始、加热时铁素体向奥氏体转 变终了的温度线 2. 在铁碳合金相图中，PSK线是一条水平线（727℃），该线叫共晶线， 通称A1线。 3. 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。珠 光体 4. 珠光体是由奥氏体和渗碳体所形成的机械混合物，其平均含碳量为 0.77%。铁素体 5. 亚共晶白口铁缓冷到室温时，其平衡组织由铁素体，二次渗碳体和莱 氏体组成。珠光体 6. 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。含碳量在0.0218%～0.77%范围内增加 7. 过共晶白口铁缓冷到室温时，其平衡组织由珠光体和莱氏体组成。一 次渗碳体和低温莱氏体 8. 在铁碳合金相图中，钢的部分随含碳量的增加，内部组织发生变化， 则其塑性和韧性指标随之提高。下降 9. 在铁碳合金相图中，奥氏体在1148℃时，溶碳能力可达4.3%。2.11% 10.碳溶解在α-Fe中可形成的间隙固溶体称为奥氏体，其溶碳能力在 727℃时为0.0218%。铁素体 11.在铁碳合金相图中，铁素体在727℃时，溶碳能力可达2.11%。 0.0218% 12.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。二次渗碳体
第1章 材料的性能 一、选择题 1.表示金属材料屈服强度的符号是（ B） A.σ B.σs C.σb D.σ-1 2.表示金属材料弹性极限的符号是（ A） A.σe B.σs C.σb D.σ-1 3.在测量薄片工件的硬度时，常用的硬度测试方法的表示符号是（ B） A.HB B.HRC C.HV D.HS 4.金属材料在载荷作用下抵抗变形和破坏的能力叫（A ） A.强度 B.硬度 C.塑性 D.弹性 二、填空 1.金属材料的机械性能是指在载荷作用下其抵抗（变形 ）或（破坏 ） 的能力。 2.金属塑性的指标主要有（伸长率）和（断面收缩率）两种。 3.低碳钢拉伸试验的过程可以分为弹性变形、（塑性变形）和（断裂） 三个阶段。 4.常用测定硬度的方法有（布氏硬度测试法）、（洛氏硬度测试法）和 维氏硬度测试法。 5.疲劳强度是表示材料经（无数次应力循环）作用而（不发生断裂时） 的最大应力值。 三、是非题 1.用布氏硬度测量硬度时，压头为钢球，用符号HBS表示。 是 2.用布氏硬度测量硬度时，压头为硬质合金球，用符号HBW表示。 是 3.金属材料的机械性能可以理解为金属材料的失效抗力。 四、改正题 1. 疲劳强度是表示在冲击载荷作用下而不致引起断裂的最大应力。 将 冲击载荷改成交变载荷 2. 渗碳件经淬火处理后用HB硬度计测量表层硬度 。 将HB改成 HR 3. 受冲击载荷作用的工件，考虑机械性能的指标主要是疲劳强度。 将 疲劳强度改成冲击韧性 4. 衡量材料的塑性的指标主要有伸长率和冲击韧性。 将冲击韧 性改成断面收缩率 5. 冲击韧性是指金属材料在载荷作用下抵抗破坏的能力。 将载荷 改成冲击载荷
13.碳溶解在γ-Fe中所形成间隙固溶体称为铁素体，其溶碳能力在727℃ 时为0.77%。奥氏体 14.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。 珠光体 15.奥氏体化的共析钢缓慢冷却到室温时，其平衡组织为莱氏体。珠光 体 16.在铁碳合金相图中，ES线是碳在奥氏体中的溶解度变化曲线，通称 A1线。γ-Fe Acm 四、简答题 1.铁碳合金中基本相有哪几相？室温下的基本相是什么？ 答：基本相有液相L高温铁素体相δ、铁素体相α、奥氏体相γ和渗碳体相 Fe3C 室温下的基本相是 2.试分析含碳量为0.6%。铁碳含金从液态冷却到室温时的结晶过程。 答： 3.试分析含碳量为1.2%铁碳合金从液体冷却到室温时的结晶过程。 答：合金在1～2点转变为 ( , 到 3 点, 开始析出Fe3C。从奥氏体中析出的 Fe3C称二次渗碳体, 用Fe3CⅡ表示,其沿晶界呈网状分布。温度下降, Fe3CⅡ量增加。到4点， ( 成分沿ES线变化到S点，余下的( 转变为P。 P53 4.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。 答：A1为PSK水平线，即共析线，在该线温度（727℃）下发生共析转变 A3为GS线，即γ⇄α固溶体转变线 Acm为ES线，即碳在γ-Fe中的固溶线 5.简述碳钢中碳含量变化对机械性能的影响。 答：亚共析钢随含碳量增加，P 量增加，钢的强度、硬度升高, 塑性、 韧性下降. 0.77%C时, 组织为100% P, 钢的性能即P的性能。 ＞0.9%C，Fe3CⅡ为晶界连续网状，强度下降, 但硬度仍上升。 ＞2.11%C，组织中有以Fe3C为基的Le’,合金太脆 6.写出铁碳相图上共晶和共析反应式及反应产物的名称。 答：共晶:L4.3→γ2.11＋Fe3C,产物为奥氏体和渗碳体的机械混合物，即