《金属学和热处理》崔忠圻[第二版]课后答案解析[完整版] - 图文

相含量计算: Wα={()/()}×WL’d ×100%

≈%,

W Fe3C= 1- Wα≈%

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:

1、 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。

2、 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

3、 所以根据铁碳相图,当铁碳合金中的碳含量为%可以或多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=()/()×100%≈% 三次渗碳体最大含量:

1、 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。

2、 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。

3、 根据铁碳相图,当铁碳合金中的碳含量为%时,可以获得最多的铁素体含量。 其含量=×100%≈%

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)=()/()×100%≈%,W A=1- W Fe3C(共)≈% 二次渗碳体含量:

W Fe3CⅡ=()/()×W A×100%≈% 共析渗碳体含量:

W Fe3C(析)={()/()}×(W A - W Fe3CⅡ)×100%≈%

4-5 为了区分两种弄混的碳钢,工作人员分别截取了A、B两块试样,加热至850℃保温后以极慢的速度冷却至室温,观察金相组织,结果如下: A试样的先共析铁素体面积为%,珠光体的面积为%。 B试样的二次渗碳体的面积为%,珠光体的面积为%。

设铁素体和渗碳体的密度相同,铁素体中的含碳量为零,试求A、B两种碳钢含碳量。 答:

对于A试样:设A含碳量为X%,由题述知先共析铁素体含量为%可以得到 %={()/}×100%,得出X≈,所以A中含碳量为%。

对于A试样:设B含碳量为Y%,由题述知二次渗碳体含量为%可以得到 %={()/ ×100%,得出Y≈,所以B中含碳量为%。

4-6 利用铁碳相图说明铁碳合金的成分、组织和性能之间的关系。 答:

成分和组织之间的关系:

1、 从相组成的角度,不论成分如何变化,铁碳合金在室温下的平衡组织都是由 铁素体和渗碳体两相组成。

2、 当碳含量为零,铁碳合金全部由铁素体组成,随着碳含量的增加铁素体的含量呈直线下降,直到碳含量为%时,铁素体含量为零,渗碳体含量则由零增至100%。

3、 含碳量的变化还会引起组织的变化。随着成分的变化,将会引起不同性质的结晶和相变过程,从而得到不同的组织。随着含碳量的增加,铁碳合金的组织变化顺序为:

F→F+P→P→P+ Fe3CⅡ→P+ Fe3CⅡ+L’d→L’d→L’d+ Fe3CⅠ

(F代表铁素体,P代表珠光体,L’d代表低温莱氏体)

组织和性能之间的关系:

铁素体相是软韧相、渗碳体相是硬脆相。珠光体由铁素体和渗碳体组成,渗碳体以细片状分散地分布在铁素体基体上,起强化作用,所以珠光体的强度、硬度较高,但塑性和韧性较差。

1、 在亚共析钢中,随着含碳量增加,珠光体增多,则强度、硬度升高,而塑性和韧性下降。

2、 在过共析钢中,随着含碳量增加,二次渗碳体含量增多,则强度、硬度升高,当碳含量增加至接近1%时,其强度达到最高值。碳含量继续增加,二次渗碳体将会在原奥氏体晶界形成连续的网状,降低晶界的强度,使钢的脆性大大增加,韧性急剧下降。

3、 在白口铁中,随着碳含量的增加,渗碳体的含量增多,硬度增加,铁碳合金的塑、韧性单调下降,当组织中出现以渗碳体为基体的低温莱氏体时,塑、韧性降低至接近于零,且脆性很大,强度很低。

4、 铁碳合金的硬度对组织组成物或组成相的形态不十分的敏感,其大小主要取决于组

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