新疆大学：《机械制造基础》课程教学资源（作业习题）纯金属的结晶与铁碳合金（答案）

第2章纯金属的结晶与铁碳合金 一、填空题 1.晶体 2.体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格 3.空位、间隙原子，刀型位错，晶界、亚晶界 4.过冷度 5.加快冷却速度、变质处理、振动等 6.固态，温度 7.合金 8.固溶体、金属化合物、机械混合物 9.固溶强化 10.铁素体)、奥氏体()、珠光体P、莱氏体L小、低温莱氏体(Ld') 11,是研究铁碳合金的基础。它是研究铁碳合金的成分、温度和组织结构之间关 系的图形。 12.钢与生铁，钢，生铁 13.小于2.11% 14.c≤0.25% 二、问答题 1.金属结晶后的晶粒大小对机械性能影响很大，一般是晶粒愈细，强度、硬度 愈高，塑性、韧性也愈好。因此通常总是希望金属材料的晶粒愈细愈好。 (1)加快冷却速度：过冷度愈大，晶粒愈细。 （2)变质处理：加入一定的变质剂，起到外来晶核的作用，得到均匀细化的

第 2 章 纯金属的结晶与铁碳合金 一、填空题 1．晶体 2．体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格 3．空位、间隙原子，刃型位错，晶界、亚晶界 4．过冷度 5．加快冷却速度、变质处理、振动等 6．固态，温度 7．合金 8．固溶体、金属化合物、机械混合物 9．固溶强化 10．铁素体(F) 、奥氏体(A) 、珠光体(P)、 莱氏体(Ld)、 低温莱氏体（Ld′） 11．是研究铁碳合金的基础。它是研究铁碳合金的成分、温度和组织结构之间关 系的图形。 12．钢与生铁，钢，生铁 13．小于 2.11 14． c≤0.25 二、问答题 1．金属结晶后的晶粒大小对机械性能影响很大，一般是晶粒愈细，强度、硬度 愈高，塑性、韧性也愈好。因此通常总是希望金属材料的晶粒愈细愈好。 （1）加快冷却速度：过冷度愈大，晶粒愈细。 （2）变质处理：加入一定的变质剂，起到外来晶核的作用，得到均匀细化的

晶粒。 （3)振动：机械振动、超声波振动、电磁振动均使新晶粒数量增加，达到细 化目的。 此外，还可以采用热处理和压力加工的方法，使固态金属的粗晶粒细化。 2、合金是以一种金属为基础，加入其它金属或非金属，经过熔合而获得的具有 金属特性的材料。即合金是由两种或两种以上的元素所组成的金属材料。例如 工业上广泛应用的钢铁材料就是铁和碳组成的合金。 3、铁炭相图它是研究铁碳合金的成分、温度和组织结构之间关系的图形。 4.a.工业纯铁 C<0.0218%常温组织为F,Fe3Cm数量极少，经常忽略。 b.钢(0.0218~2.11)%C (亚共析钢：(0.0218~0.77刃%C,常温组织为F+P。 共析钢：C=0.77%,常温组织为P。 过共析钢：(0.77~2.11)%C,常温组织为P+FeC c.生铁伯口铁)(2.11~6.69)%C (亚共晶生铁：(2.11~4.3)%C,常温组织为：P+Fe3Cn+Ld 共晶生铁：C=4.3%,常温组织为Ld 过共晶生铁：(4.3~6.69)%C,常温组织为Ld+Fe3C. 5.a.选择材料的主要依据 b.在铸造生产方面根据相图确定浇铸温度，并且还可选择流动性好的合金 即接近共晶成分的合金应用最广泛。 C.在锻造生产中，确定钢材在锻造时选择在奥氏体区的适当温度范围内进

晶粒。 （3）振动：机械振动、超声波振动、电磁振动均使新晶粒数量增加，达到细 化目的。 此外，还可以采用热处理和压力加工的方法，使固态金属的粗晶粒细化。 2、合金是以一种金属为基础，加入其它金属或非金属，经过熔合而获得的具有 金属特性的材料。即合金是由两种或两种以上的元素所组成的金属材料。例如， 工业上广泛应用的钢铁材料就是铁和碳组成的合金。 3、铁炭相图它是研究铁碳合金的成分、温度和组织结构之间关系的图形。 4．a.工业纯铁 C<0.0218常温组织为 F，Fe3CIII 数量极少，经常忽略。 b. 钢(0.0218～2.11) C 亚共析钢：(0.0218～0.77) C,常温组织为 F+P。 共析钢：C=0.77，常温组织为 P。 过共析钢：(0.77～2.11) C，常温组织为 P+Fe3CII。 c.生铁(白口铁) (2.11～6.69) C 亚共晶生铁：(2.11～4.3)C，常温组织为：P+Fe3CII+Ld ′ 共晶生铁：C=4.3，常温组织为 Ld ′ 过共晶生铁：(4.3～6.69)C，常温组织为 Ld ′+Fe3CI 。 5．a.选择材料的主要依据 b. 在铸造生产方面，根据相图确定浇铸温度，并且还可选择流动性好的合金， 即接近共晶成分的合金应用最广泛。 c. 在锻造生产中，确定钢材在锻造时选择在奥氏体区的适当温度范围内进

行，因为奥氏体单相变形均匀，强度较低，塑性较好，便于塑性变形 d.在焊接方面，可根据铁碳合金相图分析低碳钢焊接接头的组织变化情况。 e.在选热处理时，拟订淬火、退火、正火等各种热处理加热规范。 6.a.低碳钢，含碳量0≤0.25% b.中碳钢，含碳量(0.25~0.6)%。 c.高碳钢，含碳量>0.6%

行，因为奥氏体单相变形均匀，强度较低，塑性较好，便于塑性变形。 d.在焊接方面，可根据铁碳合金相图分析低碳钢焊接接头的组织变化情况。 e.在选热处理时，拟订淬火、退火、正火等各种热处理加热规范。 6. a.低碳钢，含碳量 0≤0.25 b.中碳钢，含碳量（0.25～0.6）。 c.高碳钢，含碳量>0.6