金属学与热处理(哈尔滨工业大学 第二版)课后习题答案 附总复习(10)

2019-08-31 20:12

不易产生裂纹;晶界越多,易使裂纹扩展方向发生变化,裂纹不易传播,所以韧性就好。

提高或改善金属材料韧性的途径:① 尽量减少钢中第二相的数量;② 提高基体组织的塑性;③ 提高组织的均匀性;④ 加入Ni及细化晶粒的元素;⑤ 防止杂质在晶界偏聚及第二相沿晶界析出。

三、Fe—Fe3C相图,结晶过程分析及计算

1.分析含碳0.53~0.77%的铁碳合金的结晶过程,并画出结晶示意图。

①点之上为液相L;①点开始L→γ;②点结晶完毕;②~③点之间为单相γ;

③点开始γ→α转变;④点开始γ→ P共析转变;室温下显微组织为α+ P。

结晶示意图:

2.计算室温下亚共析钢(含碳量为)的组织组成物的相对量。

组织组成物为α、P,相对量为: 或

3.分析含碳0.77~2.11%的铁碳合金的结晶过程。

①点之上为液相L;①点开始L→γ;①~②之间为L+γ;②点结晶完毕;②~③点之间为单相γ;③点开始γ→Fe3C转变;④点开始γ→ P共析转变;室温下显微组织为P + Fe3C。

结晶过程示意图。

4.计算室温下过共析钢(含碳量为)的组织组成物的相对量。 组织组成物为P、Fe3CⅡ,相对量为: 或

5.分析共析钢的结晶过程,并画出结晶示意图。

①点之上为液相L;①点开始L→γ;②点结晶完毕;②~③点之间为单相γ;③点γ→ P共析转变;室温下显微组织为P。

结晶示意图:

6.计算含碳3.0%铁碳合金室温下组织组成物及相组成物的相对量。

含碳3.0%的亚共晶白口铁室温下组织组成物为P、Fe3CⅡ,相对量为:

相组成物为F、Fe3C,相对量为:

7.相图中共有几种渗碳体?说出各自的来源及形态。

相图中共有五种渗碳体: Fe3CⅠ、Fe3CⅡ 、Fe3CⅢ 、Fe3C共

析、Fe3C共晶 ;

Fe3CⅠ:由液相析出,形态连续分布(基体); Fe3CⅡ:由奥氏体中析出,形态网状分布; Fe3CⅢ:由铁素体中析出,形态网状、短棒状、粒状分布在铁素体的晶界上;Fe3C共析:奥氏体共析转变得到,片状;Fe3C共晶:液相共晶转变得到,粗大的条状。

8.计算室温下含碳量为合金相组成物的相对量。 相组成物为α、Fe3C,相对量为:

9.Fe3C?的相对量:

当x=6.69时Fe3C? 含量最高,最高百分量为: 10.过共析钢中Fe3CⅡ 的相对量:

当x=2.11时Fe3CⅡ含量最高,最高百分量为: 11.Fe3CⅢ 的相对量计算:

当x=0.0218时Fe3CⅢ含量最高,最高百分量为: 12.共析渗碳体的相对百分量为: 13.共晶渗碳体的相对百分量为: 14.说出奥氏体与铁素体的异同点。

相同点:都是铁与碳形成的间隙固溶体;强度硬度低,塑性韧性高。

不同点:铁素体为体心结构,奥氏体面心结构;铁素体最高含碳量为0.0218%, 奥氏体最高含碳量为2.11%,铁素体是由奥氏体直接转变或由奥氏体发生共析转变得到,奥氏体是由包晶或由液相直接析

出的;存在的温度区间不同。

15.说出二次渗碳体与共析渗碳体的异同点。 相同点:都是渗碳体,成份、结构、性能都相同。

不同点:来源不同,二次渗碳体由奥氏体中析出,共析渗碳体是共析转变得到的;形态不同二次渗碳体成网状,共析渗碳体成片状;对性能的影响不同,片状的强化基体,提高强度,网状降低强度。

16.举例说明成分、组织与机械性能之间的关系

如亚共析钢。亚共析钢室温下的平衡组织为F+P,F的强度低,塑性、韧性好,与F相比P强度硬度高,而塑性、韧性差。随含碳量的增加,F量减少,P量增加(组织组成物的相对量可用杠杆定律计算)。所以对于亚共析钢,随含碳量的增加,强度硬度升高,而塑性、韧性下降。

17.说明三个恒温转变,画出转变特征图

包晶转变(LB+δHγJ)含碳量0.09%~0.53%范围的铁碳合金,于HJB水平线(1495℃)均将通过包晶转变,形成单相奥氏体。

共晶转变(LCγE+Fe3C)含碳放2.11%一6.69%范围的铁碳合金,于ECF平线上(1148℃)均将通过共晶转变,形成奥氏体和渗碳体两相混合的共晶体,称为菜氏体(Ld)。

共析转变(γS αP+Fe3C);含碳虽超过0.02%的铁碳合金,于PSK水平线上(727℃)均将通过共析转变,形成铁素体和渗碳体两相混合的共析体,称为珠光体(P)。

转变特征图


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