课堂练习题

线 13。.GS×线表示由奥氏体冷却时析出铁素体的开始线，通称A3线√。
14.PSK线叫共析线，通称Acm线。× 15.PSK线叫共析线，通称A3线。 ×
16.过共析钢结晶的过程是：L—L+A—A—A+Fe3CⅡ--P+
Fe3CⅡ。 √ 17.共析钢结晶的过程是：L—L+A—A—P。√
18.奥氏体是碳溶解在γ-Fe中所形成的间隙固溶体。 √
课堂练习
一、选择题 1. 铁素体是碳溶解在（A）中所形成的间隙固溶体。
A．α-Fe B．γ-Fe C．δ-Fe D．β-Fe 2.奥氏体是碳溶解在（B）中所形成的间隙固溶体。 A．α-Fe B．γ-Fe C．δ-Fe D．β-Fe 3.渗碳体是一种（C）。 A．稳定化合物 B．不稳定化合物 C．亚稳定化合物 D．易转变化合物
6．为什么钢铆钉用低碳钢（ωc=0.25%)制作？
答：ωc=0.25%的钢制铆钉通常在正火态下使用，其室温组织为 细小块状的细珠光体加铁素体，该组织具有一定的强度和良好 的韧性，即具有良好的综合力学性能，故能满足使用性能（如 较好的抗冲击、抗剪能力等）的要求。
7．为什么绑扎物体一般用铁丝（镀锌低碳钢丝）， 而起重机 钢丝绳却用60钢（ωc=0.60%)制成？
15.Fe-Fe3C相图中，共析线的温度为（D）。
A．724℃ B．725℃ C．726℃ D．727℃
16.在铁碳合金中，共析钢的含碳量为（B）。
0.67％ B．0.77％ C．0.8％ D．0.87％
17.某Fe-C合金在平衡冷却条件下，在800℃开始发生A→Fe3C
转变，727℃发生A→P转变，可以知道（ B ）
三.思 考 题
1.根据Fe-Fe3C相图，说明下列原因： （1）低碳钢具有较好的塑性，而高碳钢具有较好的耐磨性； （2）钢中碳含量一般不超过WC 1.35%； （3）钢适宜锻压成型，而铸铁不能锻压，只能铸造成型； （4）碳含量为WC 0.45%的碳钢要加热到1200℃开始锻造，冷到 800℃时停止锻造。
(1) 分别写出这两种合金的组织名称。 (2) 计算这两种合金的含碳量。 (3) 计算这两种合金室温下α相和Fe3C相的质量分数。
答：（1）F+P和P+Fe3CⅡ
（2）F+P：
wc=0.9×0.77%=0.693%
P+ Fe3CⅡ： wc=0.9×0.77%+0.1×6.69%=1.362%
（3）F+P：
A．0.06％～0.05％ B．0.05％～0.035％ C．0.035％～0.02 ％ D．0.02％～0.015％ 13.优质钢的含磷量应控制在下列（C）范围内。
A．0.055％～0.045％ B．0.045％～0.035％ C．0.035％～0.03％ D．0.03％～0.02％ 14.在Fe-Fe3C相图中，PSK线也称为（B）。 A．共晶线 B．共析线 C．A3线 D．Acm线
S、P在钢中是有害杂质。含S量高时，易使钢产生“热脆” 现象，含P量高时，易使钢产生“冷脆”现象。
11.根据Fe－Fe3C相图，说明产生下列现象的原因。 1．完全退火后含碳量为1.0％的钢比含碳量为0.5％的钢硬度高。 答：因组织及其硬度不同所致。即含碳量为1.0％的钢经完全退 火后组织为P+Fe3CⅡ网状，而含碳量为0.5％的钢经完全退火 后组织为P+F，且F含量约35%。由于Fe3C的硬度比F的高，故 完全退火后含碳量为1.0％的钢比含碳量为0.5％的钢硬度高。
2．钳工用手工锯锯T10、T12钢料时比锯10、20钢料费力，锯 条容易磨钝。
答：一般情况下T10、T12钢料供货状态为球化退火态，其 组织为球状珠光体（即细小粒状的渗碳体均匀分布在铁素 体基体上），而10、20钢料供货状态为退火态，其组织为 块状的珠光体+铁素体，且铁素体含量较多。渗碳体与铁素 体相比，前者硬度高、耐磨性好，故用手工锯锯T10、T12 钢料时比锯10、20钢料费力，锯条容易磨钝。
答：45钢在1200~800℃锻造恰巧是在其塑性良好的单相奥氏体区 进行，若开锻温度＞1200℃，由于其奥氏体晶粒易长大，使其塑 性变差，易产生锻造缺陷；若停锻温度＜800℃，处于45钢的P+F 两相区，其塑性也变差，也易产生锻造缺陷（如锻造裂纹）。
5．铁丝易折弯，铸铁易破裂，为什么？ 答：铁丝一般为低碳钢丝，室温组织为P+F较多，硬度低、塑性 好，抗弯能量差，故易折弯。铸铁含碳量高，室温组织由P+ Fe3CⅡ网状+Ld'组成，硬度高、脆性大、抗裂纹扩展能力差， 故易破裂。
答:（1）低碳钢组织为：F多+P，高碳钢组织为：P+Fe3CⅡ。由 于 F的硬度=80HBW，Fe3C的硬度=800HBW， P的硬度=180HBW。 F的伸长率A=50%， P的A=20% ，Fe3C的A≈0 故低（碳2）钢当具有W较c >好1.的0%塑时性：，钢而的高σ碳b↓钢而具HB有W较↑好，的脆耐性磨也性↑。。为保证 工业用钢应具有足够的σb 和一定的δ 、ak ，故其碳含量一般都不 超过Wc1.3% ~1.4%。
答：镀锌低碳钢丝室温下的组织为P+F较多，其硬度低、塑性 好、易折弯，故容易将物体绑紧。而起重机钢丝绳的力学性 能需较高的抗拉强度，用60钢经淬火加中温回火，可获得回 火屈氏体组织，随后经冷拔成为具有较高的强度细钢丝，然 后再搓制成钢丝绳，故钢丝绳用60钢制作。
8. 有两种含碳量不同的铁碳合金，它们的室温平衡组织各由两 种组织组成，它们都有珠光体组织，珠光体的质量分数均为90%， 回答以下问题：
硬度检测法：硬度低者为低碳钢，硬度高者为白口铁。
锤击法：白口铁锤击时易掉碎块，低碳钢不易掉碎块。
划痕法：白口铁划痕浅，低碳钢划痕深。
10. “高碳钢的质量比低碳钢好”，这种说法对吗？碳钢的质量 好坏主要按照什么标准确定？为什么？ 答：不对。
碳钢的质量好坏主要按照钢中的S、P含量来确定。S、P含 量越少，碳钢的质量越好。
L→γ，γ→γ′+Fe3CⅡ，γ′→α+Fe3C，该合金的含碳量范围是
（ ）。 B
A． <0.77% B． >0.77%且<2.11% C． >0.77% D． >2.1%
二、判断题 1. 在退火状态下，随钢中的含碳量增加，其强度总是 提高的。（×） 2. 在退火状态下，随含碳量增加，钢的硬度总是提高 的。（√ ） 3. 高碳钢的耐磨性总高于低碳钢的耐磨性。（×） 4. 钢的耐磨性不仅与成分有关，还与其组织有关（√ ） 5. 在优质钢中，S、P元素总是有害元素。（√ ） 6. 通过热处理方法无法减小或消除结晶时产生的成分 偏析。（×）
2.钢适宜锻压成型，而铸铁不能锻压，只能铸造成型 答：钢中的含碳量较铸铁的低，钢中的组织组成物中的硬脆 相（Fe3C）较少，故钢的塑性较铸铁好，锻压成型时易变形， 故钢适宜锻压成型，而铸铁不能锻压，只能铸造成型。
3. 45钢为什么在1200~800℃温度区间内锻造？
答： 45钢在1200~800℃锻造恰巧是在其塑性良好的单相奥氏 体区进行，若开锻温度＞1200℃，由于其奥氏体晶粒易长大， 使其塑性变差，易产生锻造缺陷；若停锻温度＜800℃，处于 45钢的P+F两相区，其塑性也变差，也易产生锻造缺陷（如 锻造裂纹）。
A．0.8％ B．0.9％ C．1.0％ D．1.1％
11.通常铸锭可由三个不同外形的晶粒区所组成，其晶粒区从表面 到中心的排列顺序为（A）。 A．细晶粒区－柱状晶粒区－等轴晶粒区 B．细晶粒区－等轴晶 粒区－柱状晶粒区 C．等轴晶粒区－细晶粒区－柱状晶粒区 D．等轴晶粒区－柱状 晶粒区－细晶粒区 12.优质钢的含硫量应控制在下列（C）范围内。
w=(6.69-0.693)/6.69=89.6% w Fe3C=1- w=10.4%
P+ Fe3CⅡ： w=(6.69-1.362)/6.69=79.6% w Fe3C=1- w=20.4%
9. 一块低碳钢，一块白口铁，它们的形状、大小一样，请说出 有哪些简便方法把他们区分开来。
答：金相法：低碳钢组织：F+P 白口铁组织：P+Fe3CⅡ+Ld′或Fe3CⅠ+Ld′
1) 造成加工硬化的根本原因是：晶体中位错密度增加。 2) 滑移的本质是：位错运动。 3) 滑移变形不会引起金属晶体结构的变化。（No） 4) 金属铸件可以通过再结晶退火来细化晶粒。（No） 5) 再结晶过程是有晶格类型变化的结晶过程。（No） 6) 能使单晶体产生塑性变形的应力为：
a.正应力 b. 切应力 c. 复合应力 7) 变形金属再结晶后：
a. 形成等轴晶，强度增大 b. 形成柱状晶，塑性下降 c. 形成柱状晶，强度增大 d. 形成等轴晶，塑性增大 8) 用低碳钢钢板冷冲压成形的零件，冲压后发现各部分的硬度不同，为什 么？
答：因为各部分的变形程度不同，加工硬化程度也就不同，所以硬度不同。
9) 已知钨、铅的熔点分别为3380℃和327℃，试计算它们的最低再结晶温 度，并分析钨在900℃加工、铅在室温加工，各为何种加工? 答：W、Pb的最低再结晶温度分别为，
A．该合金属于亚共析合金 B．该合金属于过共析合金
C．该合金含碳量小于0.02% D．其耐磨性比工业纯铁的低
18.已知某优质碳素钢经完全退火后Fe3CⅡ的体积分数为4.8%，
其钢号是（ ）。 D
A． 30 B． 50 C． T7
D． T10
19.某Fe-C合金由液态极其缓慢的冷到室温，发生如下反应：
7.铁素体是碳溶解在α-Fe中所形成的置换固溶体。 × 8.铁素体是碳溶解在γ-Fe中所形成的间隙固溶体。 × 9.钢中的含硫量增加，其钢的热脆性增加。 √ 10.钢中的含磷量增加，其钢的热脆性增加。 ×
11.渗碳体是一种不稳定化合物，容易分解成铁和石墨。×