材料科学基础复习题与答案

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形能的90％。

12. 请叙述冷塑性变形后的金属材料在发生回复和再结晶过程中的缺陷和组织的变化。

答：在回复阶段，不发生大角度晶界的迁移，晶粒的形状和大小与变形态的相同，仍保持纤维状或扁平状，从光学显微组织上几乎看不出变化。

在再结晶阶段，首先在畸变度大的区域产生新的无畸变晶粒的核心，然后逐渐消耗周围的变形基体而长大，直到形变组织完全改组为新的、无畸变的细等轴晶粒为止。

13. 为什么钢铁零件渗碳温度一般要选择在γ-Fe相区中进行？若不在γ相区中进行会有什么结果?

答：因α-Fe中的最大碳溶解度（质量分数）只有0.0218%，大于碳质量分数大于0.0218%的钢铁，在渗碳时零件中的碳浓度梯度为零，渗碳无法进行，即使是纯铁，在α相区渗碳时铁中的浓度梯度很小，在表面也不能获得高含碳层；由于温度低，扩散系数也很小，渗碳过程极慢，没有实际意义。γ-Fe中的碳溶解度高，渗碳时在表层可获得较高的碳浓度梯度时渗碳顺利进行。此外，γ-Fe区温度高，加速了扩散过程。

14. 简述 Fe-Fe3C 相图中三个基本反应：包晶反应,共晶反应及共析反应，写出反应式，标出含碳量及温度。

答：共析反应：冷却到727℃时具有S点成分的奥氏体中同时析出具有P点成分

????F0.02+Fe3C6.69 的铁素体和渗碳体的两相混合物。γ0.8?727. 专业word可编辑 .

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包晶反应：冷却到1495℃时具有B点成分的液相与具有H点成分的固相δ

????γ0.16 反应生成具有J点成分的固相A。 L0.5+δ0.1?1495共晶反应：1148℃时具有C点成分的液体中同时结晶出具有E点成分的奥氏

????γ2.14+ Fe3C6.69 体和渗碳体的两相混合物。 L4.3?1147

七、铁碳合金相关分析题

3．绘制Fe-Fe3C相图，描述wc =3.5%的铁碳合金从液态冷却至室温的平衡结晶过程，并计算其室温组织中的初晶奥氏体、莱氏体以及从初晶奥氏体中析出的二次渗碳体的重量百分数。（18分）

答：Fe-Fe3C相图见下图。

图1 Fe-Fe3C相图

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图2 wc =3.5%的铁碳合金的冷却曲线及转变过程

wc =3.5%的铁碳合金为亚共晶白口铁。wc =3.5%的铁碳合金的冷却曲线及转变过程见图2。

在结晶过程中，在1-2点之间按匀晶转变结晶出初晶奥氏体，奥氏体的成分沿JE线变化，而液相的成分沿BC线变化，当温度降至2点时，液相成分达到共晶点C，于恒温（1148℃）下发生共晶转变，即Lc→γE+Fe3C，形成莱氏体。当温度冷却至2-3点温度区间时，从初晶奥氏体和共晶奥氏体中都析出二次渗碳体。随着二次渗碳体的析出，奥氏体的成分沿着ES线不断降低，当温度达到3点（727）时，奥氏体的成分也到达了S点，与恒温下发生共析转变，所有的奥氏体均转变为珠光体。 组织物的含量如下：

4.3?3.5W%??100%?36.5%. r 专业word可编辑 .

4.3?2.11. . . . .

3.5?2.11WLd%??100%?63.5%

4.3?2.11

2.11?0.77WFe3CII%??36.5%?8.26% 6.69?0.77

5.画出 Fe-Fe3C 相图，指出图中 S 、C 、E 、P、N 、G 及 GS 、SE 、PQ 、PSK 各点、线的意义，并标出各相区的相组成物和组织组成物。 答:

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