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%），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%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，当温度继续下降时，铁素体的溶碳量沿PQ线变化，析出三次渗碳体，同样
Fe3CⅢ量很少，可忽略。
所以含碳%的亚共析钢的室温组织为：F+P
% C：合金在1~2点间按匀晶转变结晶出奥氏体，2点结晶结束，合金为单
相奥氏体，冷却到3点，开始从奥氏体中析出二次渗碳体Fe3CⅡ，
Fe3CⅡ沿奥氏体的晶界析出，呈网状分布，3-4间Fe3CⅡ不断析出，
奥氏体成分沿ES线变化，当温度到达4点（727℃）时，其含碳量降为%，在恒温下发生共析转变，形成珠光体，此时先析出的Fe3CⅡ保持不变，称为先共析渗碳体，所以共析转变结束时的组织为先共析二次渗碳体和珠光体，忽略Fe3CⅢ。
室温组织为二次渗碳体和珠光体。
10．指出下列名词的主要区别：
1）一次渗碳体、二次渗碳体、三次渗碳体、共晶渗碳体与共析渗碳体； 答：一次渗碳体：由液相中直接析出来的渗碳体称为一次渗碳体。
二次渗碳体：从A中析出的Fe3C称为二次渗碳体。 三次渗碳体：从中析出的Fe3C称为三次渗碳体Fe3CⅢ。
共晶渗碳体：经共晶反应生成的渗碳体即莱氏体中的渗碳体称为共晶渗碳
体。
共析渗碳体：经共析反应生成的渗碳体即珠光体中的渗碳体称为共析渗碳
体。
2） 热脆与冷脆。
答：热脆：S在钢中以FeS形成存在，FeS会与Fe形成低熔点共晶，当钢材在
1000℃~1200℃压力加工时，会沿着这些低熔点共晶体的边界开裂，钢材将变得极脆，这种脆性现象称为热脆。
冷脆：P使室温下的钢的塑性、韧性急剧降低，并使钢的脆性转化温度有
所升高，使钢变脆，这种现象称为“冷脆”。
11．根据 Fe-Fe3C 相图，计算：
1）室温下，含碳 % 的钢中珠光体和铁素体各占多少； 2）室温下，含碳 % 的钢中珠光体和二次渗碳体各占多少； 3）铁碳合金中，二次渗碳体和三次渗碳体的最大百分含量。 答：1）Wp= Wα=1-74%=26%
2）Wp= WFe3CⅡ=1-70%=30% 3）WFe3CⅡ= W Fe3CⅢ=*100%=33%
12．某工厂仓库积压了许多碳钢（退火状态），由于钢材混杂，不知道钢的化学成分，现找出其中一根，经金相分析后，发现其组织为珠光体+铁素体，其中铁素体占 80% ，问此钢材的含碳量大约是多少？ 答：由于组织为珠光体+铁素体，说明此钢为亚共析钢。 Wα=80%=/ WC=%
13．对某退火碳素钢进行金相分析，其组织的相组成物为铁素体+渗碳体（粒状），其中渗碳体占 18% ，问此碳钢的含碳量大约是多少？
答： WFe3CⅡ=18% =( / WC=%
14．对某退火碳素钢进行金相分析，其组织为珠光体+渗碳体（网状），其中珠光体占 93% ，问此碳钢的含碳量大约为多少？ 答：Wp=93% = WC)/ WC=%
15.计算%C合金在700℃下各个相及其组分数量和成分。
答：含%C合金属于过共析钢，其组织为珠光体+二次渗碳体，相为铁素体和渗
碳体。
Wp= WFe3CⅡ=1-55%=45%
Wα=（）/（）*100%=79% WFe3C=1-79%=21% 16．根据 Fe-Fe3C 相图，说明产生下列现象的原因： 1）含碳量为 % 的钢比含碳量为 % 的钢硬度高；
答：钢中随着含碳量的增加，渗碳体的含量增加，渗碳体是硬脆相，因此含碳
量为 % 的钢比含碳量为 % 的钢硬度高。
2）在室温下，含碳 % 的钢其强度比含碳 % 的钢高；
答：因为在钢中当含碳量超过%时，所析出的二次渗碳体在晶界形成连续的网
络状，使钢的脆性增加，导致强度下降。因此含碳 % 的钢其强度比含碳 % 的钢高。
3）在 1100℃，含碳 % 的钢能进行锻造，含碳 % 的生铁不能锻造； 答：在 1100℃时，含碳 % 的钢的组织为奥氏体，奥氏体的塑性很好，因此适
合于锻造；含碳 % 的生铁的组织中含有大量的渗碳体，渗碳体的硬度很高，不适合于锻造。
4）绑轧物件一般用铁丝（镀锌低碳钢丝），而起重机吊重物却用钢丝绳（用 60 、 65 、 70 、 75 等钢制成）；
答：绑轧物件的性能要求有很好的韧性，因此选用低碳钢有很好的塑韧性，镀
锌低碳钢丝；而起重机吊重物用钢丝绳除要求有一定的强度，还要有很高的弹性极限，而60 、 65 、 70 、 75钢有高的强度和高的弹性极限。这样在吊重物时不会断裂。
5）钳工锯 T8 ， T10,T12 等钢料时比锯 10,20 钢费力，锯条容易磨钝； 答：T8 ， T10,T12属于碳素工具钢，含碳量为%，%，%，因而钢中渗碳体含
量高，钢的硬度较高；而10,20钢为优质碳素结构钢，属于低碳钢，钢的硬度较低，因此钳工锯 T8 ， T10,T12 等钢料时比锯 10,20 钢费力，锯条容易磨钝。
6）钢适宜于通过压力加工成形，而铸铁适宜于通过铸造成形。
答：因为钢的含碳量范围在%~%之间，渗碳体含量较少，铁素体含量较多，而
铁素体有较好的塑韧性，因而钢适宜于压力加工；而铸铁组织中含有大量以渗碳体为基体的莱氏体，渗碳体是硬脆相，因而铸铁适宜于通过铸造成形。
17.钢中常存杂质有哪些？对钢的性能有何影响？ 答：钢中常存杂质有Si、Mn、S、P等。
Mn：大部分溶于铁素体中，形成置换固溶体，并使铁素体强化：另一部分
Mn溶于Fe3C中，形成合金渗碳体，这都使钢的强度提高，Mn与S化合成MnS，能减轻S的有害作用。当Mn含量不多，在碳钢中仅作为少量杂质存在时，它对钢的性能影响并不明显。
Si：Si与Mn一样能溶于铁素体中，使铁素体强化，从而使钢的强度、硬度、弹性提高，而塑性、韧性降低。当Si含量不多，在碳钢中仅作为少量夹杂存在时，它对钢的性能影响并不显著。
S：硫不溶于铁，而以FeS形成存在，FeS会与Fe形成共晶，并分布于奥氏体的晶界上，当钢材在1000℃~1200℃压力加工时，由于FeS-Fe共