三相区有 、 、 。

11．渗碳体的形式有 、 、 、 、 五种。

12．合金相图的类型有 、 、 、 、 。 13．根据Fe－C平衡相图可知，当含碳量 时为钢，当含碳量 时为白口铸

铁，钢根据其室温组织的不同分为 、 、 三类；白口铸铁根据其室温组织又可分为 、 、 三类。 14．亚共析钢、共析钢、过共析钢的室温组织分别为 、 、 。

亚共晶白口铸铁、共晶白口铸铁、过共晶白口铸铁的室温组织分别为： 、 、 。

15．A-B两元合金系中，室温时组元A有限溶于组元B中，但B不溶于A，则室温的基本

相是 和 。 16．奥氏体是指 ，其晶体结构是 。 17．对于亚共析钢随着含碳量的提高，钢的力学性能中 、 提高；而 、 相应降低。

18．碳含量分别为0.20％、0.45％、0.77％、1.2％时钢，自液态缓慢冷至室温时的组织分别是 、 、 、 。

19．根据聚合反应时是否有附属物的产生分为 和 两种；当单体相同时又可分为 、 和 、 。根据聚合反应的机理分为 、 两大类。

20．连锁聚合反应的基元反应分别是 、 、 、 等。 21．陶瓷材料的烧成过程根据温度的变化可分为 、 、 三个阶段，分别完成以下过程 、 、 。 22．陶瓷的烧成机理可归纳为 、 、 、 、 、 等过程。

23．固相烧结的加热温度 粉末的熔点，烧结驱动力是 ， 传质机理包括 、 、 、 、 等。

三、选择题

1．金属结晶时，冷却速度愈快，其实际结晶温度将

（A）愈高（B）愈低（C）愈接近理论结晶温度（D）不变 2．为细化晶粒可采用：

（A）加入变质剂（B）提高冷却速度（C）降低冷却速度（D）快速浇注 3．能使单晶体产生塑性变形的应力是：

（A）压应力（B）切应力（C）复合应力（D）拉应力 4．孕育剂的细化晶粒的作用是

（A）强烈阻碍晶核长大，或改善组织形态

（B）与液态金属反应形成化合物，并以此作为非自发形核的核心，增加晶核数 （C）提高冷却速度，增加过冷度

（D）降低液态金属的实际结晶温度，提高过冷度 5．实际晶体的冷曲线是

5

（A） （B） （C） （D） 6．两元相图中的杠杆定律

（A）可计算液固两相的绝对质量 （B）可计算液固两相的相对质量 （C）不可计算液固两相的相对质量（D）仅可计算单相的相对质量 7．杠杆定律适用于

（A）两相区（B）单相区（C）三相区（D）多相区 8．消除匀晶偏析的方法有

（A）反复塑性变形（B）扩散退火（C）急冷处理（D）缓冷处理 9．共晶反应时温度会

（A）增加（B）降低（C）不变（D）不确定 10．包晶反应过程中

（A）三相共存（B）两相共存（C）仅有一相（D）不确定 11．共析反应是指

（A）一定温度和成分条件下，从一种液体中同时结晶出两种不同的晶体的反应 （B）一定温度和成分条件下，从一种固中同时析出两种不同的晶体的反应

（C）一定温度和成分条件下，从液固两相中同时结晶出两种不同的晶体的反应 （D）一定温度和成分条件下，从液固两相中同时结晶一种晶体的反应

12．共析钢在727℃奥氏体化后，再缓慢加热至温度为1148℃时，珠光体的含碳量将 （A）从0.77％上升到2.11％（B）保持0.77％不变（C）高于0.77％（D）低于0.77％ 13．最适合于热加工成形的相区是

（A）单相的A区（B）双相的F+A区（C）双相的L+A区（D）双相的A+Fe3C 14．Fe3C的含碳量是

（A）100%（B）1%（C）6.69%（D）不定值，会随温度的改变而变化 15．室温下莱氏体的含碳量为：

（A）0.77% （B）4.3% （C）2.11% （D）取决于白口铸铁中的含碳量 16．碳钢的强度随其含碳量的增加

（A）增加（B）降低（C）先增后降（D）不变 17．珠光体是

（A）单相固溶体（B）金属化合物（C）机械混合物（D）非金属化合物 18．珠光体是下述（）反应的产物。

（A）共晶反应（B）包晶反应（C）共析反应（D）匀晶反应 19．过共析钢在冷却过程中遇到ES线时，将发生的反应是：

（A）共析反应（B）共晶反应（C）次生相二次渗碳体的析出反应（D）匀晶反应 20．铁－碳平衡相图中的GS线是：

（A）冷却时从A中析出F的开始线（B）冷却时从A中析出Fe3C的开始线 （C）加热时从A中析出F的开始线（D）加热时从A中析出F的开始线 21．亚共析钢从单相的A向双相的F+A冷却转变时，A中的含碳量将 （A）增加（B）减小（C）不变（D）先降后增或先增后降 22．间隙相的性能特点是

（A）硬度高、熔点低 （B）硬度高、熔点高（C）硬度低、熔点高（D）硬度低、熔点低 23．在发生共晶反应时，三相平衡，三相的成分

6

（A）均相同（B）确定（C）不确定（D）以反应进行的程度来定 24．共析成分的合金在共析反应刚结束时，其组成相为 （A）γ （B）（α＋β） （C）γ＋（α＋β） （D）γ＋α＋β 25．铁素体是

（A）碳在γ－Fe中形成的间隙固溶体（B）碳在γ－Fe中形成的置换固溶体 （C）碳在α－Fe中形成的间隙固溶体（D）碳在α－Fe中形成的置换固溶体 26．T12A属于

（A）合金钢（B）普通碳素结构钢（C）工具钢（D）高级优质碳素结构钢 27．Q235A属于

（A）合金钢（B）普通碳素结构钢（C）工具钢（D）高级优质碳素结构钢 28．45号钢室温平衡组织是

（A）F+P+Fe3CⅢ （B）F+P （C）P （D）P+Fe3CⅡ 29．T10钢室温平衡组织中P的含碳量是

（A）1.0％ （B）>0.77％ （C）0.77％ （D）<0.77%

30．含碳量为0.77％的共析钢，在缓慢加热至727℃以上时，组织由珠光体转变为奥氏体，此时奥氏体的含碳量将 （A）增加 （B）减小 （C）不变 （D）先降后增 31．奥氏体的结构与以下（）的结构相同。

（A）γ－Fe（B）α－Fe（C）δ－Fe（D）铁素体 32．Fe3CⅡ、Fe3CⅢ、Fe3CⅠ、共晶Fe3C、共析Fe3C具有

（A）同一种相（B）不同种相（C）同一种组织（D）形貌相同的不同种组织 33．不属于共晶反应相图式的是 L L L γ

α β α CpDq AmBn AmBn AmBn （A） （B） （C） （D）

34．可作为合金组元的物质是

（A）不稳定金属化合物（B）置换固溶体（C）稳定金属化合物（D）间隙固溶体

β 四、问答题

1．什么是过冷度？为什么金属结晶时一定要有过冷度？过冷度的大小对室温组织有何影响？过冷度与冷却速度有何关系？ 2．变质处理细化晶粒的依据是什么？ 3．判断下列看法是否正确:

（1）金属均具有同素异构特性；

（2）金属的同素异构转变，要经历形核和长大的结晶过程； （3）固态金属在发生同素异构转变的同时，体积也将发生变化； （4）固态金属在发生同素异构转变的同时，晶格常数保持不变；

（5）固态金属在发生同素异构转变的同时，晶粒大小和形状保持不变。 4．如果其它条件相同，比较在下列铸造条件下晶粒的大小： （1）金属模浇注和砂模浇注； （2）变质处理和不变质处理；

7

（3）铸成薄件和铸成厚件；

（4）浇注时采用振动与不采用振动。

5．为什么铸锭要尽量减少柱状晶区？4．什么是杠杆定律？已知含WNi=20%的Cu-Ni合金，在结晶过程中的某一温度时，L相和α相的成分分别为WNi=15%和WNi＝30％，试用杠杆定律计算该温度下两相的相对质量。

6．求碳的质量分数为3.5％的质量10Kg的铁碳合金从液态缓慢冷却到共晶温度（但尚未发生共晶反应）时所剩下的液体的碳的质量分数及液体的质量。

7．现有两组元A、B组成合金，已知组元A的熔点为320℃，B的熔点为630℃，两组元在液态下无限互溶，在固态350℃时B在A中的最大溶解度为20％，室温时为5％，但不溶于B，在300℃时含40％B的液态合金发生共晶反应，现求： （1）作出A-B合金相图；

（2）画出4%B、10％B、20%B、70%B四种合金的冷却曲线，并标注出转变组织。 （3）确定以上四种合金在室温下组织组成物和相组成物的相对量；

（4）在相图中找出具有最佳铸造性能和最佳锻造性能的合金，并说明理由。 8．一个两元共晶相图的共晶反应为：

L(WB=75%) α(WB=15%)+β(WB=95%) 求：1）含WB＝50％合金凝固刚结束后：

（1）初晶α和共晶体（α＋β）的质量百分数； （2）α相和β相的质量百分数；

2）若某一合金共晶反应后初晶β和共晶体（α＋β）各占一半，该合金的成分如何？ 9．在Pb-Sb两元合金相图中，简述WSb=30%的过共晶合金的结晶过程，并求该合金在下列温度时，组织组成物和相组成物的相对质量。 （1）t=300℃；

（2）刚冷至251℃ ，共晶反应尚未开始； （3）在251℃共晶反应刚结束； （4）冷至室温。

Ⅰ Ⅱ b

a c α α+β f A k

8

e d β i h

B

α+B g 图3－1 Pb-Sb两元合金相图 图3－2 A-B两元合金相图

hijkl

10．在图3－2中，指出：

（1）两条水平线的含义及其反应式； （2）填写各相区的相组成物；

（3）分析成分Ⅰ和Ⅱ结晶过程，并画出冷却曲线和室温组织示意图。 （4）列出合金成分Ⅰ和Ⅱ室温时组织组成物的相对质量计算表达式

11．有一厚度为10mm的低碳钢（C：0.2％）试样，置于渗碳气氛中于930℃加热保温8个小时，然后缓慢冷致室温。已知外表面含碳量为1％，渗碳层厚度为1mm，试画出该试样从表面到心部的显微组织示意图，并解释之。

12．简述含碳量对铁碳合金的性能的影响，分析平衡条件下含碳量分别为0.45％、0.77％、1.2％、4.3％铁碳合金的硬度、强度和塑性的变化规律及原因。 13．依据铁碳平衡相图分析下列现象产生的原因：

（1）在1100℃时，40号钢能进行锻造，而WC=4.0%的白口铸铁不能锻造； （2）锯T8、T10、T12等钢料比锯10、20号钢费力，锯条容易磨损；

（3）绑扎物体一般用镀锌低碳（C:<0.2%）钢丝，而起重机吊重物用的钢丝绳则要用含碳

量为0.6－0.75％的钢制成；

（4）钢适宜于锻压成形，而铸铁则适宜于铸造成形。

14．画出Fe-Fe3C平衡相图，标出各相区的相组成物，各成分区的组织组成物，简述该平衡相图存在的不足，对选材、加工有何指导意义？分别写出45钢、T8钢、T12钢室温下相组成物和组织组成物，并计算其相对量？分析各这三种钢的冷却转变过程（均从奥氏体开始分析）？每阶段的转变产物是什么？画出室温下各自组织的形貌图？

15．分析C:0.45%、0.77%、1.0%三种成分的钢冷却转变过程（从奥氏体区开始进行冷却转变），画出各自的冷却曲线，写出各温度区的转变产物，画出室温下的组织形貌图。 16．比较下列名词

（1）α－Fe、α、F； （2）γ－Fe、γ、A； （3）δ－Fe、δ；

（4）Fe3CⅠFe3CⅡ、Fe3CⅢ、共晶Fe3C共析Fe3C。 （5）Ld、Ld′；

（6）结晶、再结晶、重结晶。

17．某仓库内100根20号钢和60号钢混在一起，如何加以鉴别？

18．现有形状和尺寸完全相同的四块平衡状态的铁碳合金，它们的含碳量分别为0.2％、0.4％、1.2％、2.5％，据您所学的知识有那些方法来区分?如何区别？

第四章 工程材料的改性

一、名词解释

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