第六章 二元相图和合金的凝固作业

Z?0.984，为将剩余长度看成是1时的相对长度，故实际长度应为L0.984?0.71?0.70，即γ的长度为70cm。

此时剩余液相成分为4.3%C，全部结晶为Ld， 故其长度为100-29-70=1cm 故Z??29cm

2.11 0.17 ZLe'?1cm

作业6：说明Fe-Fe3C相图中三条水平线上各发生何种转变？ 写出反应式，并指出何谓珠光体和莱氏体。 解答：

three horizontal lines in Fe-Fe3C phase diagram：

1495???0.17 peritectic transformation. L0.53??0.09??4.3

Zr?70cm

δ 0.09 29

γ Ld 79

1148??(?2.11?Fe3C6.69) Ledeburite, eutectic transformation L4.3??727???0.0218?Fe3C6.69? pearlite, eutectoid transformation ?0.77???作业7：指出铁碳合金组织中，各渗碳体的来源，并说明形态上的差异。 解答：

Fe3CⅠ 是从液相中直接析出：L? Fe3CⅠ 长条型 Fe3CⅡ是从A中直接析出： A? Fe3CⅡ 沿A晶界网状分布 Fe3CⅢ 是从F中直接析出： F? Fe3CⅢ 量很少 Fe3C共晶 是从L中与A一起析出：

Fe3C共析 是从A中与F一起析出：片状：A?F?Fe3C共析

作业8：试分析含碳4.3%的共晶白口铁的结晶过程，写出室温组织，并用杠杆定律计算莱

氏体中共晶渗碳体与二次渗碳体的相对量。 解答：

2.11 1148℃

4.3

727℃

0.77

6.69

室温组织：Ld’: P+ Fe3CⅡ+ Fe3C共晶

在1148℃结晶结束时，Ld中的A与Fe3C共晶的相对量为：

A%?6.69?4.3?100%?52.18%

6.69?2.11Fe3C共晶%=47.82%

当从1148℃→727℃时，A? Fe3CⅡ： Fe3CⅡ%=A%?2.11?0.77?100%?11.81%

6.69?0.77故A%=P%=40.37%

作业9：怎样计算Fe3CⅡ 和Fe3CⅢ的最大含量？ 共晶和共析渗碳体的相对量如何计算？是否含碳量越高，共晶渗碳体越多？

Fe3CⅡ的最大含量在2.11%处，此时， Fe3CⅡ%=

2.11?0.77?100%?22.63%

6.69?0.77Fe3CⅢ的最大含量在0.0218%处，此时， Fe3CⅢ%=

0.0218?0.0008?100%?0.326%

6.69?0.00084.3?2.11?100%?47.82%

6.69?2.11 Fe3C共晶%=

Fe3C共析%=

0.77?0.0218?100%?11.22%

6.69?0.0218 不是碳含量愈高，共晶渗碳体愈多， 从2.11～4.3%： C%↑，Fe3C共析↑

从4.3%～6.69%：C%↑，Fe3C共析↓

作业10：分析含碳3%的亚共晶白口铁的结晶过程，画出冷却曲线，指出冷却过程中发生了哪些类型的转变？ 并用杠杆定律计算室温下的相组成物和组织组成物的相对量。 解答：

结晶过程：1～2区：L→A

2点：L→（A+ Fe3C）共晶 2～3区：A→Fe3CⅡ 3点：A→（F+Fe3C）共析 3～4区：F→Fe3CⅢ 室温下相组成物：F+Fe3C：

F%?6.69?3?100%?55.16%

6.69?0.0008Fe3C%?44.84%

室温下组织组成物：P+L’d+ Fe3CⅡ

A%?4.3?3?100%?59.36%

4.3?2.11Ld%?40.64%

Fe3CⅡ%=A%?2.11?0.77?13.43%

6.69?0.77P%=A%- Fe3CⅡ%=45.93%

室温组织组成物：L’d: 40.64%, P:45.93%. Fe3CⅡ:13.43%

作业11：今有一钢试样，经组织分析为珠光体与二次渗碳体，并测出珠光体的相对量为92%， 试确定钢的成分，说明其结晶过程：

解答： 组织为P+ Fe3CⅡ，其成分范围一定为过共析钢:

Fe3CⅡ%=

x?0.77

6.69?0.77P%=

6.69?x?0.92

6.69?0.77x?6.69?0.92?6.69?0.77??1.24%C

T

1.24% 1～2区：L→A

2点：全部为A 2～3区：无变化

3～4区：A→Fe3CⅡ

4点：A→P 室温：Fe3CⅡ+P

作业12：今有一铁碳合金为90%的铁素体和10%的渗碳体组成，试问该合金的组织是什么？ 并计算出珠光体的相对量？ 对钢而言， 是否含碳量越高， 共析渗碳体量越多？ 解答： 设合金成分为x： 则 F%?6.69

1 2 2.11 1148℃ 4.3

727℃

0.77 4

L 1 3

2 3 4 L→A A A→Fe3CⅡ A→P t 6.69?xx?0.0008 Fe3C%??10%

6.69?0.00086.69?0.0008 x%?0.669%

因此，该合金组织为：F+P

P%?0.669?0.0218?100%?86.8%

0.77?0.0218对钢而言，并不是C%↑，Fe3C共析%↑，对过共析钢而言，C%↑，Fe3C共析%↓。