金屬工藝學、機械工程材料課堂練習題

1、 根據根據FeFe3C相圖，說明產生下列現(xiàn)象的原因。相圖，說明產生下列現(xiàn)象的原因。1完全退火后含碳量為完全退火后含碳量為1.0的鋼比含碳量為的鋼比含碳量為0.5的鋼硬度高。的鋼硬度高。 答：因組織及其硬度不同所致。即含碳量為答：因組織及其硬度不同所致。即含碳量為1.0的鋼經完全退的鋼經完全退火后組織為火后組織為P+Fe3C網狀，而含碳量為網狀，而含碳量為0.5的鋼經完全退火的鋼經完全退火后組織為后組織為P+F，且，且F含量約含量約35%。由于。由于Fe3C的硬度比的硬度比F的高，故的高，故完全退火后含碳量為完全退火后含碳量為1.0的鋼比含碳量為的鋼比含碳量為0.5的鋼硬度高。的鋼硬度高。2.

2、某某Fe-C合金在平衡冷卻條件下，在合金在平衡冷卻條件下，在800開始發(fā)生開始發(fā)生AF轉變，轉變，727發(fā)生發(fā)生AP轉變，可以知道（轉變，可以知道（ ）。）。（a）該合金的含碳量）該合金的含碳量 （b）該合金屬于過共析合金）該合金屬于過共析合金 （c）該合金含碳量大于）該合金含碳量大于0.77% （d）其耐磨性比工業(yè)純鐵的低）其耐磨性比工業(yè)純鐵的低a3.某某Fe-C合金在平衡冷卻條件下，在合金在平衡冷卻條件下，在800開始發(fā)生開始發(fā)生AFe3C轉變，轉變，727發(fā)生發(fā)生AP轉變，可以知道（轉變，可以知道（ ）（a）該合金屬于亞共析合金）該合金屬于亞共析合金 （b）該合金屬于過共析合金）該合金屬

3、于過共析合金 （c）該合金含碳量小于）該合金含碳量小于0.02% （d）其耐磨性比工業(yè)純鐵的低）其耐磨性比工業(yè)純鐵的低b4. 已知某優(yōu)質碳素鋼經完全退火后已知某優(yōu)質碳素鋼經完全退火后Fe3C的體積分數(shù)為的體積分數(shù)為4.8%，其鋼號是（其鋼號是（ ）。）。（a）30 （b）50 （c）T7 （d）T10d5. 某某Fe-C合金由液態(tài)極其緩慢的冷到室溫，發(fā)生如下反應：合金由液態(tài)極其緩慢的冷到室溫，發(fā)生如下反應：L，+Fe3C，+Fe3C，該合金的含碳量范圍是，該合金的含碳量范圍是（ ）。）。 （a）0.77%且且0.77% （d）2.1% b6. 在退火狀態(tài)下，隨鋼中的含碳量增加，其強度總是在退火

4、狀態(tài)下，隨鋼中的含碳量增加，其強度總是提高的。（提高的。（ ）7. 在退火狀態(tài)下，隨含碳量增加，鋼的硬度總是提高在退火狀態(tài)下，隨含碳量增加，鋼的硬度總是提高的。（的。（ ）8. 高碳鋼的耐磨性總高于低碳鋼的耐磨性。（高碳鋼的耐磨性總高于低碳鋼的耐磨性。（ ）9. 鋼的耐磨性不僅與成分有關，還與其組織有關（鋼的耐磨性不僅與成分有關，還與其組織有關（ ）10. 在優(yōu)質鋼中，在優(yōu)質鋼中，S、P元素總是有害元素。（元素總是有害元素。（ ） 11. 通過熱處理方法無法減小或消除結晶時產生的成分通過熱處理方法無法減小或消除結晶時產生的成分偏析。（偏析。（ ） 12鉗工用手工鋸鋸鉗工用手工鋸鋸T10、T12

5、鋼料時比鋸鋼料時比鋸10、20鋼料費力，鋸鋼料費力，鋸條容易磨鈍。條容易磨鈍。答：一般情況下答：一般情況下T10、T12鋼料供貨狀態(tài)為球化退火態(tài)，其鋼料供貨狀態(tài)為球化退火態(tài)，其組織為球狀珠光體（即細小粒狀的滲碳體均勻分布在鐵素組織為球狀珠光體（即細小粒狀的滲碳體均勻分布在鐵素體基體上），而體基體上），而10、20鋼料供貨狀態(tài)為退火態(tài)，其組織為鋼料供貨狀態(tài)為退火態(tài)，其組織為塊狀的珠光體塊狀的珠光體+鐵素體，且鐵素體含量較多。滲碳體與鐵素鐵素體，且鐵素體含量較多。滲碳體與鐵素體相比，前者硬度高、耐磨性好，故用手工鋸鋸體相比，前者硬度高、耐磨性好，故用手工鋸鋸T10、T12鋼料時比鋸鋼料時比鋸10、

6、20鋼料費力，鋸條容易磨鈍。鋼料費力，鋸條容易磨鈍。13在室溫下，含碳量為在室溫下，含碳量為0.8的鋼其強度比含碳量為的鋼其強度比含碳量為1.2的的鋼高。鋼高。答：在室溫下，含碳量為答：在室溫下，含碳量為0.8的鋼其組織為的鋼其組織為P。含碳量為。含碳量為1.2的鋼其組織為的鋼其組織為P+Fe3C網狀網狀。而。而Fe3C網狀網狀是一個硬脆相，故它的是一個硬脆相，故它的存在使含碳量為存在使含碳量為1.2的鋼的強度降低。的鋼的強度降低。14含碳量為含碳量為0.45的鋼加熱到的鋼加熱到1200開始鍛造，冷卻到開始鍛造，冷卻到800停止鍛造。停止鍛造。 答：答：45鋼在鋼在1200800鍛造恰巧是在其

7、塑性良好的單相奧氏體區(qū)鍛造恰巧是在其塑性良好的單相奧氏體區(qū)進行，若開鍛溫度進行，若開鍛溫度1200，由于其奧氏體晶粒易長大，使其塑，由于其奧氏體晶粒易長大，使其塑性變差，易產生鍛造缺陷；若停鍛溫度性變差，易產生鍛造缺陷；若停鍛溫度800，處于，處于45鋼的鋼的P+F兩相區(qū)，其塑性也變差，也易產生鍛造缺陷（如鍛造裂紋）。兩相區(qū)，其塑性也變差，也易產生鍛造缺陷（如鍛造裂紋）。15鐵絲易折彎，鑄鐵易破裂，為什么？鐵絲易折彎，鑄鐵易破裂，為什么？ 答：鐵絲一般為低碳鋼絲，室溫組織為答：鐵絲一般為低碳鋼絲，室溫組織為P+F較多較多，硬度低、塑性，硬度低、塑性好，抗彎能量差，故易折彎。鑄鐵含碳量高，室溫組

8、織由好，抗彎能量差，故易折彎。鑄鐵含碳量高，室溫組織由P+ Fe3C網狀網狀+Ld組成，硬度高、脆性大、抗裂紋擴展能力差，故組成，硬度高、脆性大、抗裂紋擴展能力差，故易破裂。易破裂。16為什么鋼鉚釘用低碳鋼（為什么鋼鉚釘用低碳鋼（c=0.25%)制作？制作？ 答：答：c=0.25%的鋼制鉚釘通常在正火態(tài)下使用，其室溫組織為的鋼制鉚釘通常在正火態(tài)下使用，其室溫組織為細小塊狀的細珠光體加鐵素體，該組織具有一定的強度和良好細小塊狀的細珠光體加鐵素體，該組織具有一定的強度和良好的韌性，即具有良好的綜合力學性能，故能滿足使用性能（如的韌性，即具有良好的綜合力學性能，故能滿足使用性能（如較好的抗沖擊、抗剪

9、能力等）的要求。較好的抗沖擊、抗剪能力等）的要求。17為什么綁扎物體一般用鐵絲（鍍鋅低碳鋼絲），為什么綁扎物體一般用鐵絲（鍍鋅低碳鋼絲）， 而起重機而起重機鋼絲繩卻用鋼絲繩卻用60鋼（鋼（c=0.60%)制成？制成？答：鍍鋅低碳鋼絲室溫下的組織為答：鍍鋅低碳鋼絲室溫下的組織為P+F較多較多，其硬度低、塑性，其硬度低、塑性好、易折彎，故容易將物體綁緊。而起重機鋼絲繩的力學性好、易折彎，故容易將物體綁緊。而起重機鋼絲繩的力學性能需較高的抗拉強度，用能需較高的抗拉強度，用60鋼經淬火加中溫回火，可獲得回鋼經淬火加中溫回火，可獲得回火屈氏體組織，隨后經冷拔成為具有較高的強度細鋼絲，然火屈氏體組織，隨后

10、經冷拔成為具有較高的強度細鋼絲，然后再搓制成鋼絲繩，故鋼絲繩用后再搓制成鋼絲繩，故鋼絲繩用60鋼制作。鋼制作。18. 有兩種含碳量不同的鐵碳合金，它們的室溫平衡組織各由有兩種含碳量不同的鐵碳合金，它們的室溫平衡組織各由兩種組織組成，它們都有珠光體組織，珠光體的質量分數(shù)均為兩種組織組成，它們都有珠光體組織，珠光體的質量分數(shù)均為90%，回答以下問題：，回答以下問題： (1) 分別寫出這兩種合金的組織名稱。分別寫出這兩種合金的組織名稱。 (2) 計算這兩種合金的含碳量。計算這兩種合金的含碳量。 (3) 計算這兩種合金室溫下計算這兩種合金室溫下相和相和Fe3C相的質量分數(shù)。相的質量分數(shù)。 答：（答：（

11、1）F+P和和P+Fe3C （2）F+P： wc=0.90.77%=0.693% P+ Fe3C： wc=0.90.77%+0.16.69%=1.362% （3）F+P： w =(6.69-0.693)/6.69=89.6% w Fe3C=1- w =10.4% P+ Fe3C： w =(6.69-1.362)/6.69=79.6% w Fe3C=1- w =20.4%19. 一塊低碳鋼，一塊白口鐵，它們的形狀、大小一樣，請說一塊低碳鋼，一塊白口鐵，它們的形狀、大小一樣，請說出有哪些簡便方法把他們區(qū)分開來。出有哪些簡便方法把他們區(qū)分開來。 答：答：低碳鋼組織：低碳鋼組織：F+P 白口鐵組織：白

12、口鐵組織：P+Fe3C+Ld或或Fe3C+Ld硬度硬度低者為低碳鋼，硬度高者為白口鐵。低者為低碳鋼，硬度高者為白口鐵。 白口鐵錘擊時易掉碎塊，低碳鋼不易掉碎塊。白口鐵錘擊時易掉碎塊，低碳鋼不易掉碎塊。白口鐵劃痕淺，低碳鋼劃痕深。白口鐵劃痕淺，低碳鋼劃痕深。20. “高碳鋼的質量比低碳鋼好高碳鋼的質量比低碳鋼好”，這種說法對嗎？碳鋼的質量，這種說法對嗎？碳鋼的質量好壞主要按照什么標準確定？為什么？好壞主要按照什么標準確定？為什么？ 答：不對。答：不對。 碳鋼的質量好壞主要按照鋼中的碳鋼的質量好壞主要按照鋼中的S、P含量來確定。含量來確定。S、P含含量越少，碳鋼的質量越好。量越少，碳鋼的質量越好。

13、 S、P在鋼中是有害雜質。含在鋼中是有害雜質。含S量高時，易使鋼產生量高時，易使鋼產生“熱脆熱脆”現(xiàn)象，含現(xiàn)象，含P量高時，易使鋼產生量高時，易使鋼產生“冷脆冷脆”現(xiàn)象?，F(xiàn)象。根據根據Fe-Fe3C相圖，說明下列原因：相圖，說明下列原因：（1）低碳鋼具有較好的塑性，而高碳鋼具有較好的耐磨性；）低碳鋼具有較好的塑性，而高碳鋼具有較好的耐磨性；（2）鋼中碳含量一般不超過）鋼中碳含量一般不超過W WC C 1.35%；（3）鋼適宜鍛壓成型，而鑄鐵不能鍛壓，只能鑄造成型；）鋼適宜鍛壓成型，而鑄鐵不能鍛壓，只能鑄造成型；（4）碳含量為）碳含量為W WC C 0.45%的碳鋼要加熱到的碳鋼要加熱到1200

14、開始鍛造，冷到開始鍛造，冷到800時停止鍛造。時停止鍛造。答答:（1）低碳鋼組織為：）低碳鋼組織為：F多多+P，高碳鋼組織為：，高碳鋼組織為：P+Fe3C。由于。由于F的硬度的硬度=80HBW，F(xiàn)e3C的硬度的硬度=800HBW， P的硬度的硬度=180HBW。F的伸長率的伸長率A=50%， P的的A=20% ，F(xiàn)e3C的的A0故低碳鋼具有較好的塑性，而高碳鋼具有較好的耐磨性。故低碳鋼具有較好的塑性，而高碳鋼具有較好的耐磨性。 （2）當當 Wc 1.0%時：時：鋼的鋼的b而而HBW，脆性也，脆性也。為保證。為保證工業(yè)用鋼應具有足夠的工業(yè)用鋼應具有足夠的b 和一定的和一定的 、ak ，故其碳含量

15、一般都不，故其碳含量一般都不超過超過Wc1.3% 1.4%。（3）鋼中的含碳量較鑄鐵的低，鋼中的組織組成物中的鋼中的含碳量較鑄鐵的低，鋼中的組織組成物中的硬脆相（硬脆相（Fe3C）較少，故鋼的塑性較鑄鐵好，鍛壓成型）較少，故鋼的塑性較鑄鐵好，鍛壓成型時易變形，故時易變形，故鋼適宜鍛壓成型，而鑄鐵不能鍛壓，只能鋼適宜鍛壓成型，而鑄鐵不能鍛壓，只能鑄造成型。鑄造成型。（4）45鋼在鋼在1200800鍛造恰巧是在其塑性良好的單鍛造恰巧是在其塑性良好的單相奧氏體區(qū)進行，若開鍛溫度相奧氏體區(qū)進行，若開鍛溫度1200，由于其奧氏，由于其奧氏體晶粒易長大，使其塑性變差，易產生鍛造缺陷；若體晶粒易長大，使其塑性變差，易產生鍛造缺陷；若停鍛溫度停鍛溫度800，處于，處于45鋼的鋼的P+F兩相區(qū)，其塑性也兩相區(qū)，其塑性也變差，也易產生鍛造缺陷（如鍛造裂