工程材料及成形技术 - 林建榕 - 高教版课后习题参考答案(6)

的液体中同时结晶出具有E点成分的奥氏体和渗碳体的两相混合物——莱氏体?Le???AE?Fe3C? E：碳在??Fe中的最大溶解度点

1148℃ 2.11%C

G：??Fe???Fe同素异构转变点（A3）912℃ 0%C H：碳在??Fe中的最大溶解度为

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，反应式：LB??H?AJ当冷却到1495℃时具有B点成分的液相与具有H点成分的固相δ反应生成具有J点成分的固相A。

N：??Fe???Fe同素异构转变点（A4）1394℃ 0%C P：碳在??Fe中的最大溶解度点 0.0218%C 727℃ S：共析点727℃ 0.77%C 在这一点上发生共析转变，反应式：As?Fp?Fe3c，当冷却到727℃时从具有S点成分的奥氏体中同时析出具有P点成分的铁素体和渗碳体的两相混合物——珠光体P（Fp?Fe3c）

ES线：碳在奥氏体中的溶解度曲线，又称Acm温度线，随

温度的降低，碳在奥化体中的溶解度减少，多余的

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碳以Fe3C形式析出，所以具有0.77%～2.11%C的钢冷却到Acm线与PSK线之间时的组织A?Fe3CⅡ，从A中析出的Fe3C称为二次渗碳体。

GS线：不同含碳量的奥氏体冷却时析出铁素体的开始线称

A3线，GP线则是铁素体析出的终了线，所以GSP区的显微组织是F?A。

PQ线：碳在铁素体中的溶解度曲线，随温度的降低，碳在

铁素体中的溶解度减少，多余的碳以Fe3C形式析出，从F中析出的Fe3C称为三次渗碳体Fe3CⅢ，由于铁素体含碳很少，析出的Fe3CⅢ很少，一般忽略，认为从727℃冷却到室温的显微组织不变。

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AS?FP?Fe3C，

0.02～

6.69%的铁碳合金冷却到727℃时都有共析转变发生。

6.简述 Fe-Fe3C 相图中三个基本反应：包晶反应,共晶反应及共析反应，写出反应式，标出含碳量及温度。

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答：共析反应：冷却到727℃时具有S点成分的奥氏体中同时

析出具有P点成分的铁素体和渗碳体的两相混

????F0.02+Fe3C6.69 合物。γ0.8?727包晶反应：冷却到1495℃时具有B点成分的液相与具有H

点成分的固相δ反应生成具有J点成分的固相

????γ0.16 A。 L0.5+δ0.1?1495共晶反应：1148℃时具有C点成分的液体中同时结晶出具有

E点成分的奥氏体和渗碳体的两相混合物。

????γ2.14+ Fe3C6.69 L4.3?11477.何谓碳素钢？何谓白口铁？两者的成分组织和性能有何差别？

答：碳素钢：含有0.02%~2.14%C的铁碳合金。

白口铁：含大于2.14%C的铁碳合金。

碳素钢中亚共析钢的组织由铁素体和珠光体所组成，其中珠光体中的渗碳体以细片状分布在铁素体基体上，随着含碳量的增加，珠光体的含量增加，则钢的强度、硬度增加，塑性、韧性降低。当含碳量达到0.8%时就是珠光体的性能。

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过共析钢组织由珠光体和二次渗碳体所组成，含碳量接近1.0%时，强度达到最大值，含碳量继续增加，强度下降。由于二次渗碳体在晶界形成连续的网络，导致钢的脆性增加。

白口铁中由于其组织中存在大量的渗碳体，具有很高的硬度和脆性，难以切削加工。

8.亚共析钢、共析钢和过共析钢的组织有何特点和异同点。 答：亚共析钢的组织由铁素体和珠光体所组成。其中铁素体

呈块状。珠光体中铁素体与渗碳体呈片状分布。共析钢的组织由珠光体所组成。过共析钢的组织由珠光体和二次渗碳体所组成，其中二次渗碳体在晶界形成连续的网络状。

共同点：钢的组织中都含有珠光体。不同点：亚共析钢的

组织是铁素体和珠光体，共析钢的组织是珠光体，过共析钢的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% 的铁碳合金从液态缓冷至室温时的结晶过程和室温组织.

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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，全部转变为奥氏体。冷到3点时（727℃），在恒温下发生共析转变，转变结束时全部为珠光体P，珠光体中的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，析出三次渗碳体Fe3CⅢ，它常与共析渗碳体长在一起，彼此分不出，且数量少，可忽略。

室温时组织P。

0.60% C：合金在1~2点间按匀晶转变结晶出A，在2点结晶

结束，全部转变为奥氏体。冷到3点时开始析出F，3-4点A成分沿GS线变化，铁素体成分沿GP线变化，当温度到4点时，奥氏体的成分达到S点成分（含碳0.8%），便发生共析转变，形成珠光体，此时，原先析出的铁素体保持不变，称为先共析铁素体，其成分为0.02%C，所以共析转变结束后，合金的组织为先共析铁素体和珠光体，当温度继续下

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