1．在铁碳合金中，含二次渗碳体最多的成分点为W(C)：4．3％的合金。 ( )
2．在铁碳合金中，只有共析成分点的合金在结晶时才能发生共析反应，形成共析组织。
( )
3．退火碳钢的塑性与韧性均随W(C)的增高而减小。而硬度与强度则随W(C)的增高而不
断增高。 ( )
4．在铁碳合金中，渗碳体是一个亚稳相，而石墨才是一个稳定相。 ( ) 5．白口铸铁在高温时可以进行锻造加工。 ( )
6．因为磷使钢发生热脆，而硫使钢发生冷脆，故硫磷都是钢中的有害元素。 ( ) 7．在室温下，共析钢的平衡组织为奥氏体。 ( )
8．纯铁加热到912℃时，将发生a-Fe一γ—Fe的转变，体积发生膨胀。 ( )
9．铁碳合金中，一次渗碳体，二次渗碳体和三次渗碳体具有相同的晶体结构。 ( ) 10．在Fe—Fe3C相图中，共晶反应和共析反应都是在一定浓度和恒温下进行的。 ( ) 11．在Fe—Fe3C相图中，凡发生共晶反应的铁碳合金叫做白口铁；凡发生共析反应的铁
碳合金叫做钢。 ( )
12 珠光体是单相组织。 ( )
13．白口铁是碳以渗碳体形式存在的铁，所以其硬度很高，脆性很大。 ( )
14．W(C)＝1．3％的铁碳合金加热到780℃时得到的组织为奥氏体加二次渗碳体。( ) 15．a-Fe是体心立方结构，致密度为68％，所以其最大溶碳量为32％。 ( ) 16．γ-Fe是面心立方晶格，致密为0．74，所以其最大溶碳量为26％。 ( ) 17．钢材的切削加工性随w／(C)增加而变差。 ( ) 18．碳钢进行热压力加工时都要加热到奥氏体区。 ( )
19．W(C)＝1．0％的碳钢比W(C)=0．5％的碳钢硬度高。 ( )
20．在室温下，w(C)＝0．8％的退火碳钢的强度比W(C)＝1．2％的退火碳钢高。 ( ) 21．钢铆钉一般用低碳钢制成。 ( )
22．钳工锯T10、T12钢料时比锯10、20钢费力，且锯条容易磨钝。 ( ) 23．钢适宜于通过压力加工成形，而铸铁适宜于通过铸造成形。 ( ) 24．工业纯铁的W(C)<0．2％。 ( )
25．工业纯铁的室温平衡组织为铁素体。 ( )
26．汽车外壳用低碳钢板制造，而理发工具用碳素工具钢制造。 ( ) 27．退火碳钢W(C)＝0．9％左右时强度极限最高。 ( ) 28．过共析钢由液态缓冷至室温中所析出的二次渗碳体在组织形态与晶体结构方面均与—
次渗碳体不相同。 ( )
(三)选择题
1．渗碳体属于 A．间隙固溶体 B 间隙化合物 C 间隙相 D．正常化合物 2．．δ-Fe的晶型是 A．体心立方 B．面心立方C密排六方 D 简单立方 3．铁素体的机械性能特点是
A．具有良好的硬度与强度 B 具有良好的综合机械性能 C具有良好的塑性和韧性 D．具有良好的切削性和铸造性 4．W(C)＝4．3％碳的铁碳合金具有 。
A．良好的可锻性 B 良好的铸造性 C 良好的焊接性 D．良好的热处理性 5．建筑用钢筋宜选用 A．低碳钢 B 中碳钢 C 高碳钢 D．工具钢 6．装配工使用的锉刀宜选用
A．低碳钢 B．中碳钢 C高碳钢 D．过共晶白口铁 7．纯铁在912℃以下的晶格类型是
A．密排六方晶格 B 面心立方晶格 C 体心立方晶格 D．简单立方晶格 8．三次渗碳体是从
A．钢液中析出的 B．铁素体中析出的 C 奥氏体中析出的 D．珠光体中析出的
9．二次渗碳体是从
A．钢液中析出的 B 铁素体中析出的 C 奥氏体中析出的 D．莱氏体中析出的 10．在下述钢铁中，切削性能较好的是
A．工业纯铁 B 45 C．白口铁 D．T12A
(四)改错题
1．合金元素Cr、Mn、Si在a-Fe和γ—Fe中只能形成间隙式固溶体；而C、N在α—Fe
和γ—Fe中则能形成代位式固溶体。
2．渗碳体具有复杂的晶格类型，但其Fe与C的原子个数比为6．69。
3．当一块纯铁加热到1538'C温度时，将发生α—Fe向γ-Fe转变，此时体积将收缩。 4．在实际生产中，若要钢的变形抗力小，容易变形，必须加热至δ单相区。 5．在普通退火状态下的工具钢中，T8钢比T12钢的强度和硬度都更高。 6．纯铁在(1394～1538)℃之间为面心立方的a-Fe。
7．按铁碳相图，钢与铁的成分分界点一般是W(C)＝4．3％。 8．铁素体和奥氏体都具有良好的综合机械性能。
9．W(C)＝4．3％的铁碳合金应具有良好的压力加工性能。 10．制作一把手用锉刀，可选用W(C)=0．1％的铁碳合金。 11．在铁碳合金系中，δ-Fe的晶格类型是复杂斜方结构。
12．工业纯铁平衡结晶过程中，可能获得奥氏体；冷到常温时可能获得珠光体。
(五)问答题
1．．根据铁碳相图，说明产生下列现象的原因：
(1) 在1100℃，W(C)＝0．4％的钢能进行锻造，而W(C)＝4．0％的生铁则不能锻造； (2) 含碳量高的白口铸铁可做耐磨零部件；
(3)绑扎物件一般采用低碳钢丝，而起重机吊重物时则采用W(C)＝o．60％～0．75％的钢
丝绳；
(4)用做汽车挡板的材料与用做锉刀的材料为什么不同。
2 试述铁碳相图在理论和实践中的重要意义，并举例说明之； 3．指出Q235、45、T12A钢的类别、主要特点及用途。
4．一块低碳钢和一块白口铸铁，大小和形状都一样，如何迅速把它们区分开来?
5．纯铁的三个同素异构体各叫什么名称?晶体结构如何?试绘出温度－时间曲线，并标明转变临界点温度。
6．试述F、A和Fe3C的晶体结构和性能特点。
7．何谓Fe3CⅠ、Fe3CⅡ、Fe3CⅢ、Fe3C共析和Fe3C共晶?在显微镜下它们的形态有何特点?请指出Fe3CⅡ、Fe3CⅢ的最大百分含量的成分点。 8 根据铁碳相图，解释下列现象：
（1）T8钢比40钢的强度、硬度高、塑性、韧性差。（2）T12钢比T8钢的硬度高，但强度反而低；（3）所有碳钢均可加热至（1000～1100）℃区间热锻成型，而任何白口铸铁在该温度区间，仍然塑性、韧性差，不能热锻成型；（4）制造汽车外壳多用低碳钢, W(C)<0.2%；制造机床主轴、齿轮等多用中碳钢W(C)＝0.25～0.6%；而制造车刀、丝锥、锯条等则多采用高碳钢W(C)>0 .6%,而W(C)＝1.3～2.1%之间的碳钢则基本不用。
(七)计算题
1．分析w(C)＝0．2％、w(C)=0．6％、w(C)=o.77％的铁碳合金从液态缓冷至室温时的结晶过程和室温组织，分别计算w(C)＝0．2％的铁碳合金在室温下相的相对量和组织相对量。 2．分析w(C)＝3．2％、w(C)＝4．3％、w(C)=4.7％的铁碳合金从液态缓冷至室温时的结晶过程和室温组织，分别计算W(C)=4．3％的铁碳合金在室温下相的相对量和组织相对量。 3．计算在共析反应温度时，珠光体中铁素体与渗碳体的相对量。
4．分别计算共晶莱氏体在共晶反应温度、共析反应温度和室温时，其组成相的相对量。
5．若已知珠光体的HB≈200，δ≈20％；铁素体的HB≈80，δ≈50％，试计算W(C)=0．45％钢的硬度与延伸率。
6．某工厂仓库里积压了一批退火碳钢钢材，如果取出其中的一根经制样后在金相显微镜下观察，其组织为珠光体十铁素体，若其中铁素体约占视场面积的80%时，问此钢材的W(C)大约是多少?
7．在铁碳相图中，若将ES线近似地当成直线，试求W(C)＝1．2%的钢在780℃经充分保温并快冷后的二次渗碳体含量。
8．已知某铁碳合金728℃时有奥氏体75%，渗碳体25%。求此合金的w(C)和室温时的组织组成物和相组成物的百分比。
9．根据Fe—Fe3C相图。用杠杆定律求w(C)=0．45％的碳钢在略低于727℃时相组成物 和组织组成物的相对量。
10．利用杠杆定律进行下列各题的计算：
(1)w(C)=0．25％的碳钢退火组织中先共析铁素体和珠光体的相对含量各是多少? (2)w(C)=0．5％的碳钢退火组织中先共析铁素体和珠光体的相对含量各是多少? (3)w(C)＝1．4％的碳钢退火组织中Fe3C：和P的相对含量各是多少?
(八)思考题
1．分析w(C)二2．11％(正点)的铁碳合金的平衡结晶过程，并计算其室温组织组成物的相对含量。根据上述结果判断该铁碳合金是碳钢或是白口铁?
2．有一块厚度为10mm的T8钢试样，置于强烈的脱碳性气氛中于930℃长时间(如4～6h)加热，然后缓冷至室温。请绘出该试样从表面至心部的显微组织示意图，并解释之。 3．有一块厚度为10mm的10钢试样，置于渗碳气氛中于930℃长时间(如4—6h)保温，然后缓冷至室温。请绘出该试样从表面至心部的显微组织示意图，并解释之。
三、复习自测题 (一)区别概念
1．铁素体和奥氏体； 2．珠光体和莱氏体； 3．热脆和冷脆。
(二)填空题
1．白口铸铁中碳主要以 的形式存在，这种铸铁可以制造 2．在铁碳相图中有几条重要线，请说明这些线上所发生的转变并指出生成物。 ECF线 PSK线 ES线 GS线 3．当一块纯铁加热到 温度时，将发生α-Fe向γ-Fe转变，此时体积将 。 4．在实际生产中，若要钢的变形抗力小，容易变形，必须加热至 相区。
(三)判断题
1．室温下共析钢平衡组织是奥氏体。
2．a-Fe比γ-Fe的致密度小，因而可以溶解更多的间隙碳原子。 ( )
3．铁碳合金中，一次渗碳体、二次渗碳体和三次渗碳体具有相同的晶体结构。 ( ) 4．白口铸铁在高温时可以进行锻造加工。
5．纯铁在(1 394～1 538)℃之间，为体心立方的a-Fe。 ( )
(四)计算题
1．现有A、B两种铁碳合金。A的显微组织为珠光体量占75%，铁素体量占25％；B的显微组织为珠光体量占92％，二次渗碳体量占8％。请计算和说明： ①这两种铁碳合金按显微组织的不同而分属于哪一类钢? ②这两种铁碳合金的含碳量各为多少?
③画出这两种材料在室温下平衡状态时的显微组织示意图，并标出各组织组成物的名称。 2．说明W(C)=2．11％的铁碳合金自液态缓慢冷却至室温的结晶过程，并计算室温时各组
织组成物所占的百分含量。
(五)画图说明题
1． 画出铁碳相图：
① 写出主要点（P、Q、S、E、C）、线(PK、EF、PQ、ES)的意义；
② 亚共析钢、共析钢、过共析钢、共晶白口铸铁、亚共晶白口铸铁、过共晶白口铸铁的成分范围、室温下的平衡组织；
③ 说明C％对退火钢机械性能的影响，解释原因；
④ 运用杠杆定律计算0.4%C、1.0%C的钢中组织构成与相构成的相对重量； ⑤ 有一碳素钢退火后在室温下测得先共析相占10％，求该钢的成分。
第五章 金属及合金的塑性变形
(一)填空题
1. 硬位向是指 ，其含义是
2．从刃型位错的结构模型分析，滑移的实质是
3．由于位错的 性质，所以金属才能产生滑移变形，而使其实际强度值大大的低于理论强度值。
4. 加工硬化现象是指 ，加工硬化的结果使金属对塑性变形的抗力 ，造成加工硬化的根本原因是 。
5．影响多晶体塑性变形的两个主要因素是 、 。 6．．金属塑性变形的基本方式是 和 ，冷变形后金属的强度 ，塑性 。 7．常温下使用的金属材料以 晶粒为好，而高温下使用的金属材料以 晶粒为好。
8．面心立方结构的金属有 滑移系，它们是 。 9．体心立方结构的金属有 滑移系，它们是 。 10．密排六方结构的金属有 滑移系，它们是 。
11．单晶体金属的塑性变形都是 作用下发生的，常沿着晶体中 和
发生。
12 金属经冷塑性变形后，其组织和性能会发生变化，如 、 、 、 等等。
13．拉伸变形时，晶体转动的方向是 转到 。 14．位错密度的定义是 ，单位为 。 15 晶体的理论屈服强度约为实际屈服强度的 倍。
16．内应力是指 ，它分为 、 、 、 三种。 17 滑移系是指 ，面心立方晶格的滑移面为 ，滑移系方向
为 ，构成 个滑移系。
(二)判断题
1 金属在均匀塑性变形时，若外力与滑移面相平行，则意味着不可能进行塑性变形。 2 在体心立方晶格中，滑移面为｛111｝×6，滑移方向为〈110〉×2，所以其滑移系有12个
3．滑移变形不会引起晶体结构的变化。
4 因为体心立方与面心立方晶格具有相同的滑移系数目，所以它们的塑性变形能力也相同。 （ ）
5．在晶体中，原子排列最密集的晶面间的距离最小，所以滑移最困难。 （ ） 6 孪生变形所需要的切应力要比滑移变形所需要的切应力小得多。 （ ） 7．金属的加工硬化是指金属冷塑性变形后强度和塑性提高的现象。 （ ）
8 单晶体主要变形的方式是滑移，其次是孪生。 （ ） 9．细晶粒金属的强度高，塑性也好。 （ ）
10．反复弯折铁丝，铁丝会越来越硬，最后会断裂。 （ ） 11．喷丸处理及表面辊压能显著提高材料的疲劳强度。 （ ） 12．晶体滑移所需的临界分切应力实测值比理论值小得多。 （ ） 13．晶界处滑移的阻力最大。 ( ) 14．滑移变形的同时伴随有晶体的转动，因此，随变形度的增加，不仅晶格位向要发生变化，
而且晶格类型也要发生变化。 ( )
15．滑移变形不会引起晶格位向的改变，而孪生变形则要引起晶格位向的改变。 ( ) 16．面心立方晶格一般不会产生孪生变形；密排六方晶格金属因滑移系少，主要以孪生方式产生变形。 ( )
(三)选择题
1．能使单晶体产生塑性变形的应力为 ( ) A．正应力 B．切应力
2．面心立方晶体受力时的滑移方向为( )
A <111> B <110> C <100> D <112>
3．体心立方与面心立方晶格具有相同的滑移系，但其塑性变形能力是不同的，其原因是面
心立方晶格的滑移方向较体心立方晶格的滑移方向( ) A．少 B．多 C 相等 D．有时多有时少 4．冷变形时，随着变形量的增加，金属中的位错密度( )。 A．增加 B 降低 C无变化 D．先增加后降低 5．钢的晶粒细化以后可以( )。
A．提高强度 B 提高硬度 C 提高韧性 D．既提高强度硬度，又提高韧性 6．加工硬化现象的最主要原因是( )。
A．晶粒破碎细化 B 位错密度增加 C 晶粒择优取向 D．形成纤维组织 7．面心立方晶格金属的滑移系为( )。
A．<111><110} B．<110><111} C．(100><110} D．(100><111} 8 用铝制造的一种轻型梯子，使用时挠度过大但未塑性变形。若要改进，应采取下列( )措施
A 采用高强度铝合金 B 用钢代替铝
C 用高强度镁合金 D．改进梯子的结构设计
(四)改错题
1．塑性变形就是提高材料塑性的变形。
2．滑移面是原子密度最大的晶面，滑移方向则是原子密度最小的方向 3．晶界处原子排列紊乱，所以其滑移阻力最小。
(五)问答题
1．试述金属经冷塑性变形后，其结构、组织与性能所发生的变化过程，分析发生变化的
实质。 2．试述加工硬化对金属材料的强化作用，这些变化有什么实际意义?试举一些有用的例子，
也举一些有害的事实。
3．增加金属中的位错密度，是强化金属材料的途径之一。那么，降低位错密度是否会使金属材料的强度降低?无位错的金属材料强度是否最低?为什么?
4．用低碳钢板冲压成型的零件，冲压后发现各部位的硬度不同?为什么? 如何解决? 5．口杯采用低碳钢板冷冲而成，如果钢板的晶粒大小很不均匀，那么冲压后常常发现口
杯底部出现裂纹，这是为什么?
6．面心立方、体心立方和密排六方金属的主要塑性变形方式是什么?温度、形变速度对其
有何影响?