机械工程材料课后习题答案样本.docx
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机械工程材料课后习题答案样本
机械工程材料思考题参照答案
第一章金属晶体构造与结晶
1.解释下列名词
点缺陷,线缺陷,面缺陷,亚晶粒,亚晶界,刃型位错,单晶体,多晶体,
过冷度,自发形核,非自发形核,变质解决,变质剂。
答:
点缺陷:
原子排列不规则区域在空间三个方向尺寸都很小,重要指空位间隙原子、置换原子等。
线缺陷:
原子排列不规则区域在空间一种方向上尺寸很大,而在别的两个方向上尺寸很小。
如位错。
面缺陷:
原子排列不规则区域在空间两个方向上尺寸很大,而另一方向上尺寸很小。
如晶界和亚晶界。
亚晶粒:
在多晶体每一种晶粒内,晶格位向也并非完全一致,而是存在着许多尺寸很小、位向差很小小晶块,它们互相镶嵌而成晶粒,称亚晶粒。
亚晶界:
两相邻亚晶粒间边界称为亚晶界。
刃型位错:
位错可以为是晶格中一某些晶体相对于另一某些晶体局部滑移而导致。
滑移某些与未滑移某些交界线即为位错线。
如果相对滑移成果上半某些多余一半原子面,多余半原子面边沿好像插入晶体中一把刀刃口,故称“刃型位错”。
单晶体:
如果一块晶体,其内部晶格位向完全一致,则称这块晶体为单晶体。
多晶体:
由各种晶粒构成晶体构造称为“多晶体”。
过冷度:
实际结晶温度与理论结晶温度之差称为过冷度。
自发形核:
在一定条件下,从液态金属中直接产生,原子呈规则排列结晶核心。
非自发形核:
是液态金属依附在某些未溶颗粒表面所形成晶核。
变质解决:
在液态金属结晶前,特意加入某些难熔固态颗粒,导致大量可以成为非自发晶核固态质点,使结晶时晶核数目大大增长,从而提高了形核率,细化晶粒,这种解决办法即为变质解决。
变质剂:
在浇注前所加入难熔杂质称为变质剂。
2.常用金属晶体构造有哪几种?
α-Fe、γ-Fe、Al、Cu、Ni、Pb、Cr、V、Mg、Zn各属何种晶体构造?
答:
常用金属晶体构造:
体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格;
α-Fe、Cr、V属于体心立方晶格;
γ-Fe、Al、Cu、Ni、Pb属于面心立方晶格;
Mg、Zn属于密排六方晶格;
3.配位数和致密度可以用来阐明哪些问题?
答:
用来阐明晶体中原子排列紧密限度。
晶体中配位数和致密度越大,则晶体中原子排列越紧密。
4.晶面指数和晶向指数有什么不同?
答:
晶向是指晶格中各种原子列位向,用晶向指数来表达,形式为
;晶面是指晶格中不同方位上原子面,用晶面指数来表达,形式为
。
5.实际晶体中点缺陷,线缺陷和面缺陷对金属性能有何影响?
答:
如果金属中无晶体缺陷时,通过理论计算具备极高强度,随着晶体中缺陷增长,金属强度迅速下降,当缺陷增长到一定值后,金属强度又随晶体缺陷增长而增长。
因而,无论点缺陷,线缺陷和面缺陷都会导致晶格崎变,从而使晶体强度增长。
同步晶体缺陷存在还会增长金属电阻,减少金属抗腐蚀性能。
6.为什么单晶体具备各向异性,而多晶体在普通状况下不显示出各向异性?
答:
由于单晶体内各个方向上原子排列密度不同,导致原子间结合力不同,因而体现出各向异性;而多晶体是由诸各种单晶体所构成,它在各个方向上力互相抵消平衡,因而体现各向同性。
7.过冷度与冷却速度有何关系?
它对金属结晶过程有何影响?
对铸件晶粒大小有何影响?
答:
①冷却速度越大,则过冷度也越大。
②随着冷却速度增大,则晶体内形核率和长大速度都加快,加速结晶过程进行,但当冷速达到一定值后来则结晶过程将减慢,由于这时原子扩散能力削弱。
③过冷度增大,ΔF大,结晶驱动力大,形核率和长大速度都大,且N增长比G增长得快,提高了N与G比值,晶粒变细,但过冷度过大,对晶粒细化不利,结晶发生困难。
8.金属结晶基本规律是什么?
晶核形成率和成长率受到哪些因素影响?
答:
①金属结晶基本规律是形核和核长大。
②受到过冷度影响,随着过冷度增大,晶核形成率和成长率都增大,但形成率增长比成长率增长快;同步外来难熔杂质以及振动和搅拌办法也会增大形核率。
9.在锻造生产中,采用哪些办法控制晶粒大小?
在生产中如何应用变质解决?
答:
①采用办法:
变质解决,钢模锻造以及在砂模中加冷铁以加快冷却速度办法来控制晶粒大小。
②变质解决:
在液态金属结晶前,特意加入某些难熔固态颗粒,导致大量可以成为非自发晶核固态质点,使结晶时晶核数目大大增长,从而提高了形核率,细化晶粒。
③机械振动、搅拌。
第二章金属塑性变形与再结晶
1.解释下列名词:
加工硬化、回答、再结晶、热加工、冷加工。
答:
加工硬化:
随着塑性变形增长,金属强度、硬度迅速增长;塑性、韧性迅速下降现象。
回答:
为了消除金属加工硬化现象,将变形金属加热到某一温度,以使其组织和性能发生变化。
在加热温度较低时,原子活动能力不大,这时金属晶粒大小和形状没有明显变化,只是在晶内发生点缺陷消失以及位错迁移等变化,因而,这时金属强度、硬度和塑性等机械性能变化不大,而只是使内应力及电阻率等性能明显减少。
此阶段为回答阶段。
再结晶:
被加热到较高温度时,原子也具备较大活动能力,使晶粒外形开始变化。
从破碎拉长晶粒变成新等轴晶粒。
和变形前晶粒形状相似,晶格类型相似,把这一阶段称为“再结晶”。
热加工:
将金属加热到再结晶温度以上一定温度进行压力加工。
冷加工:
在再结晶温度如下进行压力加工。
2.产生加工硬化因素是什么?
加工硬化在金属加工中有什么利弊?
答:
①随着变形增长,晶粒逐渐被拉长,直至破碎,这样使各晶粒都破碎成细碎亚晶粒,变形愈大,晶粒破碎限度愈大,这样使位错密度明显增长;同步细碎亚晶粒也随着晶粒拉长而被拉长。
因而,随着变形量增长,由于晶粒破碎和位错密度增长,金属塑性变形抗力将迅速增大,即强度和硬度明显提高,而塑性和韧性下降产生所谓“加工硬化”现象。
②金属加工硬化现象会给金属进一步加工带来困难,如钢板在冷轧过程中会越轧越硬,以致最后轧不动。
另一方面人们可以运用加工硬化现象,来提高金属强度和硬度,如冷拔高强度钢丝就是运用冷加工变形产生加工硬化来提高钢丝强度。
加工硬化也是某些压力加工工艺可以实现重要因素。
如冷拉钢丝拉过模孔某些,由于发生了加工硬化,不再继续变形而使变形转移到尚未拉过模孔某些,这样钢丝才可以继续通过模孔而成形。
3.划分冷加工和热加工重要条件是什么?
答:
重要是再结晶温度。
在再结晶温度如下进行压力加工为冷加工,产生加工硬化现象;反之为热加工,产生加工硬化现象被再结晶所消除。
4.与冷加工比较,热加工给金属件带来益处有哪些?
答:
(1)通过热加工,可使铸态金属中气孔焊合,从而使其致密度得以提高。
(2)通过热加工,可使铸态金属中枝晶和柱状晶破碎,从而使晶粒细化,机械性能提高。
(3)通过热加工,可使铸态金属中枝晶偏析和非金属夹杂分布发生变化,使它们沿着变形方向细碎拉长,形成热压力加工“纤维组织”(流线),使纵向强度、塑性和韧性明显不不大于横向。
如果合理运用热加工流线,尽量使流线与零件工作时承受最大拉应力方向一致,而与外加切应力或冲击力相垂直,可提高零件使用寿命。
5.为什么细晶粒钢强度高,塑性,韧性也好?
答:
晶界是阻碍位错运动,而各晶粒位向不同,互相约束,也阻碍晶粒变形。
因而,金属晶粒愈细,其晶界总面积愈大,每个晶粒周边不同取向晶粒数便愈多,对塑性变形抗力也愈大。
因而,金属晶粒愈细强度愈高。
同步晶粒愈细,金属单位体积中晶粒数便越多,变形时同样变形量便可分散在更多晶粒中发生,产生较均匀变形,而不致导致局部应力集中,引起裂纹过早产生和发展。
因而,塑性,韧性也越好。
6.金属经冷塑性变形后,组织和性能发生什么变化?
答:
①晶粒沿变形方向拉长,性能趋于各向异性,如纵向强度和塑性远不不大于横向等;②晶粒破碎,位错密度增长,产生加工硬化,即随着变形量增长,强度和硬度明显提高,而塑性和韧性下降;③织构现象产生,即随着变形发生,不但金属中晶粒会被破碎拉长,并且各晶粒晶格位向也会沿着变形方向同步发生转动,转动成果金属中每个晶粒晶格位向趋于大体一致,产生织构现象;④冷压力加工过程中由于材料各某些变形不均匀或晶粒内各某些和各晶粒间变形不均匀,金属内部会形成残存内应力,这在普通状况下都是不利,会引起零件尺寸不稳定。
7.分析加工硬化对金属材料强化作用?
答:
随着塑性变形进行,位错密度不断增长,因而位错在运动时互相交割、位错缠结加剧,使位错运动阻力增大,引起变形抗力增长。
这样,金属塑性变形就变得困难,要继续变形就必要增大外力,因而提高了金属强度。
8.已知金属钨、铁、铅、锡熔点分别为3380℃、1538℃、327℃、232℃,试计算这些金属最低再结晶温度,并分析钨和铁在1100℃下加工、铅和锡在室温(20℃)下加工各为什么种加工?
答:
T再=0.4T熔;钨T再=[0.4*(3380+273)]-273=1188.2℃;铁T再=[0.4*(1538+273)]-273=451.4℃;铅T再=[0.4*(327+273)]-273=-33℃;锡T再=[0.4*(232+273)]-273=-71℃.由于钨T再为1188.2℃>1100℃,因而属于热加工;铁T再为451.4℃<1100℃,因而属于冷加工;铅T再为-33℃<20℃,属于冷加工;锡T再为-71<20℃,属于冷加工。
9.在制造齿轮时,有时采用喷丸法(即将金属丸喷射到零件表面上)使齿面得以强化。
试分析强化因素。
答:
高速金属丸喷射到零件表面上,使工件表面层产生塑性变形,形成一定厚度加工硬化层,使齿面强度、硬度升高。
第三章合金构造与二元状态图
1.解释下列名词:
合金,组元,相,相图;固溶体,金属间化合物,机械混合物;枝晶偏析,比重偏析;固溶强化,弥散强化。
答:
合金:
通过熔炼,烧结或其他办法,将一种金属元素同一种或几种其他元素结合在一起所形成具备金属特性新物质,称为合金。
组元:
构成合金最基本、独立物质称为组元。
相:
在金属或合金中,凡成分相似、构造相似并与其他某些有界面分开均匀构成某些,均称之为相。
相图:
用来表达合金系中各个合金结晶过程简要图解称为相图。
固溶体:
合金组元之间以不同比例混合,混合后形成固相晶格构造与构成合金某一组元相似,这种相称为固溶体。
金属间化合物:
合金组元间发生互相作用形成一种具备金属性质新相,称为金属间化合物。
它晶体构造不同于任一组元,用分子式来表达其构成。
机械混合物:
合金组织由不同相以不同比例机械混合在一起,称机械混合物。
枝晶偏析:
实际生产中,合金冷却速度快,原子扩散不充分,使得先结晶出来固溶体合金含高熔点组元较多,后结晶含低熔点组元较
多,这种在晶粒内化学成分不均匀现象称为枝晶偏析。
比重偏析:
比重偏析是由构成相与溶液之间密度差别所引起。
如果先共晶相与溶液之间密度差别较大,则在缓慢冷却条件下凝固时,先共晶相便会在液体中上浮或下沉,从而导致结晶后铸件上下某些化学成分不一致,产生比重偏析。
固溶强化:
通过溶入某种溶质元素形成固溶体而使金属强度、硬度升高现象称为固溶强化。
弥散强化:
合金中以固溶体为主再有适量金属间化合物弥散分布,会提高合金强度、硬度及耐磨性,这种强化方式为弥散强化。
2.指出下列名词重要区别:
1)置换固溶体与间隙固溶体;
答:
置换固溶体:
溶质原子代替溶剂晶格结点上一某些原子而构成固溶体称置换固溶体。
间隙固溶体:
溶质原子填充在溶剂晶格间隙中形成固溶体,即间隙固溶体。
2)相构成物与组织构成物;
相构成物:
合金基本构成相。
组织构成物:
合金显微组织中独立构成某些。
3.下列元素在α-Fe中形成哪几种固溶体?
Si、C、N、Cr、Mn
答:
Si、Cr、Mn形成置换固溶体;C、N形成间隙固溶体。
4.试述固溶强化、加工强化和弥散强化强化原理,并阐明三者区别.
答:
固溶强化:
溶质原子溶入后,要引起溶剂金属晶格产生畸变,进而位错运动时受到阻力增大。
弥散强化:
金属化合物自身有很高硬度,因而合金中以固溶体为基体再有适量金属间化合物均匀细小弥散分布时,会提高合金强度、硬度及耐磨性。
这种用金属间化合物来强化合金方式为弥散强化。
加工强化:
通过产生塑性变形来增大位错密度,从而增大位错运动阻力,引起塑性变形抗力增长,提高合金强度和硬度。
区别:
固溶强化和弥散强化都是运用合金构成相来强化合金,固溶强化是通过产生晶格畸变,使位错运动阻力增大来强化合金;弥散强化是运用金属化合物自身高强度和硬度来强化合金;而加工强化是通过力作用产生塑性变形,增大位错密度以增大位错运动阻力来强化合金;三者相比,通过固溶强化得到强度、硬度最低,但塑性、韧性最佳,加工强化得到强度、硬度最高,但塑韧性最差,弥散强化介于两者之间。
5.固溶体和金属间化合物在构造和性能上有什么重要差别?
答:
在构造上:
固溶体晶体构造与溶剂构造相似,而金属间化合物晶体构造不同于构成它任一组元,它是以分子式来表达其构成。
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综合机械性能。
6.何谓共晶反映、包晶反映和共析反映?
试比较这三种反映异同点.
答:
共晶反映:
指一定成分液体合金,在一定温度下,同步结晶出成分和晶格均不相似两种晶体反映。
包晶反映:
指一定成分固相与一定成分液相作用,形成此外一种固相反映过程。
共析反映:
由特定成分单相固态合金,在恒定温度下,分解成两个新,具备一定晶体构造固相反映。
共同点:
反映都是在恒温下发生,反映物和产物都是具备特定成分相,都处在三相平衡状态。
不同点:
共晶反映是一种液相在恒温下生成两种固相反映;共析反映是一种固相在恒温下生成两种固相反映;而包晶反映是一种液相与一种固相在恒温下生成另一种固相反映。
7.二元合金相图表达了合金哪些关系?
答:
二元合金相图表达了合金状态与温度和成分之间关系。
8.在二元合金相图中应用杠杆定律可以计算什么?
答:
应用杠杆定律可以计算合金互相平衡两相成分和相对含量。
9.已知A(熔点600℃)与B(500℃)在液态无限互溶;在固态300℃时A溶于B最大溶解度为30%,室温时为10%,但B不溶于A;在300℃时,含40%B液态合金发生共晶反映。
现规定:
1)作出A-B合金相图;
2)分析20%A,45%A,80%A等合金结晶过程,并拟定室温下组织构成物和相构成物相对量。
答:
(1)
(2)20%A合金如图①:
合金在1点以上所有为液相,当冷至1点时,开始从液相中析出α固溶体,至2点结束,2~3点之间合金所有由α固溶体所构成,但当合金冷到3点如下,由于固溶体α浓度超过了它溶解度限度,于是从固溶体α中析出二次相A,因而最后显微组织:
α+AⅡ
相构成物:
α+A
A=(90-80/90)*100%=11%α=1-A%=89%
45%A合金如图②:
合金在1点以上所有为液相,冷至1点时开始从液相中析出α固溶体,此时液相线成分沿线BE变化,固相线成分沿BD线变化,当冷至2点时,液相线成分到达E点,发生共晶反映,形成(A+α)共晶体,合金自2点冷至室温过程中,自中析出二次相AⅡ,因而合金②室温组织:
AⅡ+α+(A+α)相构成物:
A+α
组织:
AⅡ=(70-55)/70*100%=21%α=1-AⅡ=79%
A+α=(70-55)/(70-40)*100%=50%
相:
A=(90-55)/90*100%=50%α=1-A%=50%
80%A合金如图③:
合金在1点以上所有为液相,冷至1点时开始从液相中析出A,此时液相线成分沿AE线变化,冷至2点时,液相线成分到达点,发生共晶反映,形成(A+α)共晶体,因而合金③室温组织:
A+(A+α)
相构成物:
A+α
组织:
A=(40-20)/40*100%=50%A+α=1-A%=50%
相:
A=(90-20)/90*100%=78%α=1-A%=22%
10.某合金相图如图所示。
1)试标注①—④空白区域中存在相名称;
2)指出此相图涉及哪几种转变类型;
3)阐明合金Ⅰ平衡结晶过程及室温下显微组织。
答:
(1)①:
L+γ②:
γ+β③:
β+(α+β)④:
β+αⅡ
(2)匀晶转变;共析转变
(3)合金①在1点以上所有为液相,冷至1点时开始从液相中析出γ固溶体至2点结束,2~3点之间合金所有由γ固溶体所构成,3点如下,开始从γ固溶体中析出α固溶体,冷至4点时合金所有由α固溶体所构成,4~5之间所有由α固溶体所构成,冷到5点如下,由于α固溶体浓度超过了它溶解度限度,从α中析出第二相β固溶体,最后得到室稳下显微组织:
α+βⅡ
11.有形状、尺寸相似两个Cu-Ni合金铸件,一种含90%Ni,另一种含50%Ni,铸后自然冷却,问哪个铸件偏析较严重?
答:
含50%NiCu-Ni合金铸件偏析较严重。
在实际冷却过程中,由于冷速较快,使得先结晶某些含高熔点组元多,后结晶某些含低熔点组元多,由于含50%NiCu-Ni合金铸件固相线与液相线范畴比含90%Ni铸件宽,因而它所导致化学成分不均匀现象要比含90%NiCu-Ni合金铸件严重。
第四章铁碳合金
1.何谓金属同素异构转变?
试画出纯铁结晶冷却曲线和晶体构造变化图。
答:
由于条件(温度或压力)变化引起金属晶体构造转变,称同素异构转变。
2.为什么γ-Fe和α-Fe比容不同?
一块质量一定铁发生(γ-Fe→α-Fe)转变时,其体积如何变化?
答:
由于γ-Fe和α-Fe原子排列紧密限度不同,γ-Fe致密度为74%,α-Fe致密度为68%,因而一块质量一定铁发生(γ-Fe→α-Fe)转变时体积将发生膨胀。
3.何谓铁素体(F),奥氏体(A),渗碳体(Fe3C),珠光体(P),莱氏体(Ld)?
它们构造、组织形态、性能等各有何特点?
答:
铁素体(F):
铁素体是碳在
中形成间隙固溶体,为体心立方晶格。
由于碳在
中溶解度`很小,它性能与纯铁相近。
塑性、韧性好,强度、硬度低。
它在钢中普通呈块状或片状。
奥氏体(A):
奥氏体是碳在
中形成间隙固溶体,面心立方晶格。
因其晶格间隙尺寸较大,故碳在
中溶解度较大。
有较好塑性。
渗碳体(Fe3C):
铁和碳互相作用形成具备复杂晶格间隙化合物。
渗碳体具备很高硬度,但塑性很差,延伸率接近于零。
在钢中以片状存在或网络状存在于晶界。
在莱氏体中为持续基体,有时呈鱼骨状。
珠光体(P):
由铁素体和渗碳体构成机械混合物。
铁素体和渗碳体呈层片状。
珠光体有较高强度和硬度,但塑性较差。
莱氏体(Ld):
由奥氏体和渗碳体构成机械混合物。
在莱氏体中,渗碳体是持续分布相,奥氏体呈颗粒状分布在渗碳体基体上。
由于渗碳体很脆,因此莱氏体是塑性很差组织。
4.Fe-Fe3C合金相图有何作用?
在生产实践中有何指引意义?
又有何局限性?
答:
①碳钢和铸铁都是铁碳合金,是使用最广泛金属材料。
铁碳合金相图是研究铁碳合金重要工具,理解与掌握铁碳合金相图,对于钢铁材料研究和使用,各种热加工工艺制定以及工艺废品因素分析等方面均有重要指引意义。
②为选材提供成分根据:
相图描述了铁碳合金组织随含碳量变化规律,合金性能决定于合金组织,这样依照零件性能规定来选取不同成分铁碳合金;为制定热加工工艺提供根据:
对锻造,依照相图可以找出不同成分钢或铸铁熔点,拟定锻造温度;依照相图上液相线和固相线间距离预计锻造性能好坏。
对于锻造:
依照相图可以拟定锻造温度。
对焊接:
依照相图来分析碳钢焊缝组织,并用恰当热解决办法来减轻或消除组织不均匀性;对热解决:
相图更为重要,如退火、正火、淬火加热温度都要参照铁碳相图加以选取。
③由于铁碳相图是以无限缓慢加热和冷却速度得到,而在实际加热和冷却普通均有不同限度滞后现象。
5.画出Fe-Fe3C相图,指出图中S、C、E、P、N、G及GS、SE、PQ、PSK各点、线意义,并标出各相区相构成物和组织构成物。
答:
C:
共晶点1148℃4.30%C,在这一点上发生共晶转变,反映式:
,当冷到1148℃时具备C点成分液体中同步结晶出具备E点成分奥氏体和渗碳体两相混合物——莱氏体
E:
碳在
中最大溶解度点1148℃2.11%C
G:
同素异构转变点(A3)912℃0%C
H:
碳在
中最大溶解度为1495℃0.09%C
J:
包晶转变点1495℃0.17%C在这一点上发生包晶转变,反映式:
当冷却到1495℃时具备B点成分液相与具备H点成分固相δ反映生成具备J点成分固相A。
N:
同素异构转变点(A4)1394℃0%C
P:
碳在
中最大溶解度点0.0218%C727℃
S:
共析点727℃0.77%C在这一点上发生共析转变,反映式:
,当冷却到727℃时从具备S点成分奥氏体中同步析出具备P点成分铁素体和渗碳体两相混合物——珠光体P(
)
ES线:
碳在奥氏体中溶解度曲线,又称Acm温度线,随温度减少,碳在奥化体中溶解度减少,多余碳以
形式析出,因此具备0.77%~2.11%C钢冷却到Acm线与PSK线之间时组织
,从A中析出
称为二次渗碳体。
GS线:
不同含碳量奥氏体冷却时析出铁素体开始线称A3线,GP线则是铁素体析出终了线,因此GSP区显微组织是
。
PQ线:
碳在铁素体中溶解度曲线,随温度减少,碳在铁素体中溶解度减少,多余碳以
形式析出,从
中析出
称为三次渗碳体
,由于铁素体含碳很少,析出
很少,普通忽视,以为从727℃冷却到室温显微组织不变。
PSK线:
共析转变线,在这条线上发生共析转变
,产物(P)珠光体,含碳量在0.02~6.69%铁碳合金冷却到727℃时均有共析转变发生。
6.简述Fe-Fe3C相图中三个基本反映:
包晶反映,共晶反映及共析反映,写出反映式,标出含碳量及温度。
答:
共析反映:
冷却到727℃时具备S点成分奥氏体中同步析出具备P点成分铁素体和渗碳体两相混合物。
γ0.8
F0.02+Fe3C6.69
包晶反映:
冷却到1495℃时具备B点成分液相与具备H点成分固相δ反映生成具备J点成分固相A。
L0.5+δ0.1
γ0.16
共晶反映:
1148℃时具备C点成分液体中同步结晶出具备E点成分奥氏体和渗碳体两相混合物。
L4.3
γ2.14+Fe3C6.69
7.何谓碳素钢?
何谓白口铁?
两者成分组织和性能有何差别?
答:
碳素钢:
具有0.02%~2.14%C铁碳合金。
白口铁:
含不不大于2.14%C铁碳合金。
碳素钢中亚共析钢组织由铁素体和珠光体所构成,其中珠光体中渗碳体以细片状分布在铁素体基体上,随着含碳量增长,珠光体含量增长,则钢强度、硬度增长,塑性、韧性减少。
当含碳量达到0.8%时就是珠光体性能。
过共析钢组织由珠光体和二次渗碳体所构成,含碳量接近1.0%时,强度达到最大值,含碳量继续增长,强度下降。
由于二次渗碳体在晶界形成持续网络,导致钢脆性增长。
白口铁中由于其组织中存在大量渗碳体,具备很高硬度和脆性,难以切削加工。
8.亚共析钢、共析钢和过共析钢组织有何特点和异同点。
答:
亚共析钢组织由铁素体和珠光体所构成。
其中铁素体呈块状。
珠光体中铁素体与渗碳体呈片状分布。
共析钢组织由珠光体所构成。
过共析钢组织由珠光体和二次渗碳体所构成,其中二次渗碳体在晶界形成持续网络状。
共同点:
钢组织中都具有珠光体。
不同点:
亚共析钢组织是铁素体和珠光体,共析钢组织是珠光体,过共析钢组织是珠光体和二次渗碳体。
9.分析含碳量分别为0.20%、0.60%、0.80%、1.0%铁碳合金从液态缓冷至室温时结晶过程和室温组织.
答:
0.80%C:
在1~2点间合金按匀晶转变结晶出A,在2点结晶结束,所有转变为奥氏体。
冷到3点时(727℃),在恒温下发生共析转变,转变结束时所有为珠光体P,珠光体中渗碳体称为共析渗碳体,当温度继续下降时,珠光体中铁素体溶碳量减少,其成分沿固溶度线PQ变化,析出三次渗碳
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