金属学与热处理第二版（崔忠圻）答案
第四章 铁碳合金
4-1 分析Wc=0.2%，Wc=0.6%，Wc=1.2%，的铁碳合金从液态平衡冷却至室温的转变过程，用冷却曲线和组织示意图说明各阶段的组织，并分别计算室温下的相组成物及组织组成物的含量。
答：
Wc=0.2%的转变过程及相组成物和组织组成物含量计算
转变过程：
1）液态合金冷却至液相线处，从液态合金中按匀晶转变析出δ铁素体，L?δ，组织为液相+δ铁素体
2）液态合金冷却至包晶温点（1495℃），液相合金和δ铁素体发生包晶转变，形成奥氏体γ，L+
δ?γ，由于Wc=0.2%高于包晶点0.17%，因此组织为奥氏体加部分液相。
3）继续冷却，部分液相发生匀晶转变析出奥氏体γ，直至消耗完所有液相，全部转变为奥氏体组织。
4）当合金冷却至与铁素体先共析线相交时，从奥氏体中析出先共析铁素体α，组织为奥氏体+先共析铁素体
5）当合金冷却至共析温度时，奥氏体碳含量沿铁素体先共析线变化至共析点碳含量，发生共析转变γ?α+Fe3C，此时组织为先共析铁素体+珠光体
6）继续冷却，先共析铁素体和珠光体中的铁素体都将析出三次渗碳体，但数量很少，可忽略不计。所以室温下的组织为：先共析铁素体+珠光体。
组织含量计算：
组织含量计算：Wα（先）=（0.77-0.2）/（0.77-0.0218）×100%≈76.2%，
Wp=1- Wα（先）≈23.8%
相含量计算：Wα=（6.69-0.2）/（6.69-0.0218）×100%≈97.3%，
W Fe3C= 1- Wα≈2.7%
Wc=0.6%的转变过程及相组成物和组织组成物含量计算：
转变过程：
1）液态合金冷却至液相线处，从液态合金处按匀晶转变析出奥氏体，L?γ，组织为液相+奥氏体。 2）继续冷却，直至消耗完所有液相，全部转变为奥氏体组织。
3）当合金冷却至与铁素体先共析线相交时，从奥氏体中析出先共析铁素体α，组织为奥氏体+先共析铁素体
4）当合金冷却至共析温度（727℃）时，奥氏体碳含量沿铁素体先共析线变化至共析点，发生共析转变γ?α+Fe3C，此时组织为先共析铁素体+珠光体
5）珠光体中的铁素体都将析出三次渗碳体，但数量很少，可忽略不计。所以室温下的组织为：先共析二次渗碳体+珠光体 组织含量计算：
组织含量计算：Wα（先））=（0.77-0.6）/（0.77-0.0218）×100%≈22.7%， Wp=1- Wα（先）≈77.3%
相含量计算：Wα=（6.69-0.6）/（6.69-0.0218）×100%≈91.3%， W Fe3C= 1- Wα≈8.7%
Wc=1.2%的转变过程及相组成物和组织组成物含量计算：
转变过程：
1）液态合金冷却至液相线处，从液态合金处按匀晶转变析出奥氏体，L?γ，组织为液相+奥氏体。 2）继续冷却，直至消耗完所有液相，全部转变为奥氏体组织。
3）当合金冷却至与渗碳体先共析线（碳在奥氏体中的溶解度曲线）相交时，从奥氏体中析出先共析二次渗碳体，组织为奥氏体+先共析二次渗碳体
4）当温度冷却至共析温度（727℃）时，奥氏体碳含量沿溶解度曲线变化至共析点碳含量，发生共析转变γ?α+Fe3C，组织为珠光体+先共析二次渗碳体
5）珠光体中的铁素体都将析出三次渗碳体，但数量很少，可忽略不计。所以室温下的组织为：先
共析二次渗碳体+珠光体 组织含量计算：
组织含量计算：W Fe3C（先）=（1.2-0.77）/（6.69-0.77）×100%≈7.3%， Wp=1- W Fe3C（先）≈92.7%
相含量计算：Wα=（6.69-1.2）/（6.69-0.0218）×100%≈82.3%， W Fe3C= 1- Wα≈16.7%
4-2 分析Wc=3.5%，Wc=4.7%的铁碳合金从液态到室温的平衡结晶过程，画出冷却曲线和组织变化示意图，并计算室温下的组织组成物和相组成物。
答：
1、Wc=3.5%的转变过程及相组成物和组织组成物含量计算 转变过程：
1）液态合金冷却至液相线处，从液态合金中按匀晶转变析出奥氏体，L?γ，组织为液相合金+奥氏体。
2）当合金温度冷却至共晶温度（1127℃）时，液相合金中的含碳量变化至共晶点，液相合金发生共晶转变L?γ+Fe3C，组织为共晶莱氏体Ld+奥氏体。
3）温度继续降低，匀晶奥氏体和莱氏体中的奥氏体将析出二次渗碳体。所以组织为：奥氏体+莱氏体+二次渗碳体。
4）当温度降低至共析温度（727℃），奥氏体中的碳含量变化值共析点，发生共析转变形成珠光体，γ?α+Fe3C，组织为珠光体（低温莱氏体L’d）+二次渗碳体。
5）继续冷却，珠光体中的铁素体将会析出按此渗碳，但数量很少，可以忽略不计。所以室温下的组织为：珠光体（低温莱氏体L’d）+渗碳体（二次渗碳体+共晶渗碳体）。 组织含量计算： 组织含量计算： 相含量计算：
2、Wc=4.7%的转变过程及相组成物和组织组成物含量计算 转变过程：
1）液态合金冷却至液相线处，从液态合金中按匀晶转变析出粗大的渗碳体，称为一次渗碳体，L≒Fe3CⅠ，组织为液相合金+ Fe3CⅠ。
2）当合金温度冷却至共晶温度（1127℃）时，液相合金中的含碳量变化至共晶点，液相合金发生共晶转变L≒γ+Fe3C，组织为共晶莱氏体Ld+ Fe3CⅠ。
3）温度继续降低， 共晶莱氏体中的奥氏体将析出二次渗碳体，组织为：莱氏体+ 一次渗碳体+二次渗碳体。
4）当温度降低至共析温度（727℃），共晶莱氏体中奥氏体中的碳含量变化至共析点，发生共析转变形成珠光体，γ≒α+Fe3C，此时组织为：珠光体（低温莱氏体L’d）+ 一次渗碳体+二次渗碳体。
5）继续冷却，珠光体中的铁素体将会析出三次渗碳体，但数量很少，可以忽略不计。所以室温下的组织为：珠光体（低温莱氏体L’d）+ 渗碳体（一次渗碳体+二次渗碳体+共晶渗碳体）。 组织含量计算：
组织含量计算：WL’d={（6.69-2.11）/（6.69-0.77）}× {（6.69-4.7）/（6.69-2.11）}×100% ≈33.5%
W Fe3C =1- WL’d≈66.5%
相含量计算： Wα={（6.69-0.77）/（6.69-0.0218）}×WL’d ×100% ≈29.7%，
W Fe3C= 1- Wα≈80.3%
4-3 计算铁碳合金中二次渗碳体和三次渗碳体最大可能含量。
答：
二次渗碳体最大含量：
我们知道二次渗碳体是从奥氏体中析出的，随奥氏体的含量增多，二次渗碳体的含量增多。 而且二次渗碳体的含量随着奥氏体中的碳含量增加而增大
所以根据铁碳相图，当铁碳合金中的碳含量为2.11%可以获得最多的奥氏体含量以及最大的奥氏体含碳量，也就是所可以得到最多的二次渗碳体含量。 其含量=（2.11-0.77）/（6.69-0.77）×100%≈22.6%
三次渗碳体最大含量：
我们知道三次渗碳体是从铁素体中析出的，所以必然随着铁素体的含量增多而增多。
而且要析出渗碳体必须要足够的碳含量，所以铁素体中的碳含量越多，越容易析出三次渗碳体。 根据铁碳相图，当铁碳合金中的碳含量为0.0218%时，可以获得最多的铁素体含量。 其含量=0.0218/6.69×100%≈0.33%
4-4 分别计算莱氏体中共晶渗碳体、二次渗碳体、共析渗碳体的含量。
答：
共晶渗碳体含量：
W Fe3C（晶）=（4.3-2.11）/（6.69-2.11）×100%≈47.8%，W A=1- W Fe3C（共）≈52.2%
二次渗碳体含量：
W Fe3CⅡ=（2.11-0.77）/（6.69-0.77）×W A×100%≈11.8%
共析渗碳体含量：
W Fe3C（析）={（0.77-0.0218）/（6.69-0.0218）}×（W A - W Fe3CⅡ）×100%≈4.5%