课堂练习课堂练习课堂练习课堂练习 根据根据FeFe3C相图，说明产生下列现象的原因。相图，说明产生下列现象的原因。1完全退火后含碳量为完全退火后含碳量为1.0的钢比含碳量为的钢比含碳量为0.5的钢硬度高。的钢硬度高。 答：因组织及其硬度不同所致。即含碳量为答：因组织及其硬度不同所致。即含碳量为1.0的钢经完全退的钢经完全退火后组织为火后组织为P+Fe3C网状，而含碳量为网状，而含碳量为0.5的钢经完全退火的钢经完全退火P+F，且，且F含量约含量约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为完全退火后含碳量为1.0的钢比含碳量为的钢比含碳量为0.5的钢硬度高。的钢硬度高。2. 某某Fe-C合金在平衡冷却条件下，在合金在平衡冷却条件下，在800开始发生开始发生AF转变，转变，727发生发生AP转变，可以知道转变，可以知道（ ）。）。（a）该合金的含碳量）该合金的含碳量 （b）该合金属于过共析合金）该合金属于过共析合金 （c）该合金含碳量大于）该合金含碳量大于0.77% （d）其耐磨性比工业纯铁的低）其耐磨性比工业纯铁的低a13.某某Fe-C合金在平衡冷却条件下，在合金在平衡冷却条件下，在800开始发生开始发生AFe3C转变，转变，727发生发生AP转变，可转变，可以知道（以知道（ ）（a）该合金属于亚共析合金）该合金属于亚共析合金 （b）该合金属于过共析合金）该合金属于过共析合金 （c）该合金含碳量小于）该合金含碳量小于0.02% （d）其耐磨性比工业纯铁的低）其耐磨性比工业纯铁的低b4. 已知某优质碳素钢经完全退火后已知某优质碳素钢经完全退火后Fe3C的体积分数为的体积分数为4.8%，其钢号是（，其钢号是（ ）。）。（a）30 （b）50 （c）T7 （d）T10d5. 某某Fe-C合金由液态极其缓慢的冷到室温，发生如下反应：合金由液态极其缓慢的冷到室温，发生如下反应：L，+Fe3C，+Fe3C，该合金的含碳量范围是（，该合金的含碳量范围是（ ）。）。 （a）0.77%且且0.77% （d）2.1% b26. 在退火状态下，随钢中的含碳量增加，其强度总是提高的。（在退火状态下，随钢中的含碳量增加，其强度总是提高的。（ ）7. 在退火状态下，随含碳量增加，钢的硬度总是提高的。（在退火状态下，随含碳量增加，钢的硬度总是提高的。（ ）8. 高碳钢的耐磨性总高于低碳钢的耐磨性。（高碳钢的耐磨性总高于低碳钢的耐磨性。（ ）9. 钢的耐磨性不仅与成分有关，还与其组织有关（钢的耐磨性不仅与成分有关，还与其组织有关（ ）10. 在优质钢中，在优质钢中，S、P元素总是有害元素。（元素总是有害元素。（ ） 11. 通过热处理方法无法减小或消除结晶时产生的成分偏析。（通过热处理方法无法减小或消除结晶时产生的成分偏析。（ ） 312钳工用手工锯锯钳工用手工锯锯T10、T12钢料时比锯钢料时比锯10、20钢料费力，锯条容易磨钝。钢料费力，锯条容易磨钝。答：一般情况下答：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，其组织为块钢料供货状态为退火态，其组织为块状的珠光体状的珠光体+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，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，故用手工锯锯故用手工锯锯T10、T12钢料时比锯钢料时比锯10、20钢料费力，锯条容易磨钝。钢料费力，锯条容易磨钝。13在室温下，含碳量为在室温下，含碳量为0.8的钢其强度比含碳量为的钢其强度比含碳量为1.2的钢高。的钢高。答：在室温下，含碳量为答：在室温下，含碳量为0.8的钢其组织为的钢其组织为P。含碳量为。含碳量为1.2的钢其组织为的钢其组织为P+Fe3C网状网状。而。而Fe3C网状网状是一个硬脆相，故它的存在使含碳量为是一个硬脆相，故它的存在使含碳量为1.2的钢的强度降低。的钢的强度降低。414含碳量为含碳量为0.45的钢加热到的钢加热到1200开始锻造，冷却到开始锻造，冷却到800停止锻造。停止锻造。 答：答：45钢在钢在1200800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，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，处于45钢的钢的P+F两两相区，其塑性也变差，也易产生锻造缺陷（如锻造裂纹）。相区，其塑性也变差，也易产生锻造缺陷（如锻造裂纹）。15铁丝易折弯，铸铁易破裂，为什么？铁丝易折弯，铸铁易破裂，为什么？ 答：铁丝一般为低碳钢丝，室温组织为答：铁丝一般为低碳钢丝，室温组织为P+F较多较多，硬度低、塑性好，抗弯能量差，故易折弯。铸铁，硬度低、塑性好，抗弯能量差，故易折弯。铸铁含碳量高，室温组织由含碳量高，室温组织由P+ Fe3C网状网状+Ld组成，硬度高、脆性大、抗裂纹扩展能力差，故易破组成，硬度高、脆性大、抗裂纹扩展能力差，故易破裂。裂。516为什么钢铆钉用低碳钢（为什么钢铆钉用低碳钢（c=0.25%)制作？制作？ 答：答：c=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，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。好的抗冲击、抗剪能力等）的要求。17为什么绑扎物体一般用铁丝（镀锌低碳钢丝），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而起重机钢丝绳却用60钢（钢（c=0.60%)制制成？成？答：镀锌低碳钢丝室温下的组织为答：镀锌低碳钢丝室温下的组织为P+F较多较多，其硬度低、塑性好、易折弯，故容易将物体绑，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，故钢丝绳用用60钢制作。钢制作。618. 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组织，珠光体的质量分数均为90%，回答以下问题：，回答以下问题： (1) 分别写出这两种合金的组织名称。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。计算这两种合金的含碳量。 (3) 计算这两种合金室温下计算这两种合金室温下相和相和Fe3C相的质量分数。相的质量分数。 答：（答：（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%719. 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。来。 答：答：金相法：金相法：金相法：金相法：低碳钢组织：低碳钢组织：F+P 白口铁组织：白口铁组织：P+Fe3C+Ld或或Fe3C+Ld 硬度硬度硬度硬度检测检测法：法：法：法：硬度硬度低者为低碳钢，硬度高者为白口铁。低者为低碳钢，硬度高者为白口铁。 锤击法：锤击法：锤击法：锤击法：白口铁锤击时易掉碎块，低碳钢不易掉碎块。白口铁锤击时易掉碎块，低碳钢不易掉碎块。 划痕法：划痕法：划痕法：划痕法：白口铁划痕浅，低碳钢划痕深。白口铁划痕浅，低碳钢划痕深。20. “高碳钢的质量比低碳钢好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，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？什么？ 答：不对。答：不对。 碳钢的质量好坏主要按照钢中的碳钢的质量好坏主要按照钢中的S、P含量来确定。含量来确定。S、P含量越少，碳钢的质量越好。含量越少，碳钢的质量越好。 S、P在钢中是有害杂质。含在钢中是有害杂质。含S量高时，易使钢产生量高时，易使钢产生“热脆热脆”现象，含现象，含P量高时，易使钢产生量高时，易使钢产生“冷脆冷脆”现象。现象。8根据根据Fe-Fe3C相图，说明下列原因：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；）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）钢中碳含量一般不超过W WC C 1.35%；（3）钢适宜锻压成型，而铸铁不能锻压，只能铸造成型；）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）碳含量为W WC C 0.45%的碳钢要加热到的碳钢要加热到1200开始锻造，冷到开始锻造，冷到800时停止锻造。时停止锻造。思思思思 考考考考 题题题题答答:（1）低碳钢组织为：）低碳钢组织为：F多多+P，高碳钢组织为：，高碳钢组织为：P+Fe3C。由于。由于F的硬度的硬度=80HBW，Fe3C的硬度的硬度=800HBW， P的硬度的硬度=180HBW。F的伸长率的伸长率A=50%， P的的A=20% ，Fe3C的的A0故低碳钢具有较好的塑性，而高碳钢具有较好的耐磨性。故低碳钢具有较好的塑性，而高碳钢具有较好的耐磨性。 （2）当当 Wc 1.0%时：时：钢的钢的b而而HBW，脆性也，脆性也。为保证工业用钢应具有足够的。为保证工业用钢应具有足够的b 和一定的和一定的 、ak ，故其碳含量一般都不超过，故其碳含量一般都不超过Wc1.3% 1.4%。9（3）钢中的含碳量较铸铁的低，钢中的组织组成物中的硬脆相（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）较少，故钢的塑性较铸铁好，锻压成型时易变形，故的塑性较铸铁好，锻压成型时易变形，故钢适宜锻压成型，而铸铁不能锻压，只能铸钢适宜锻压成型，而铸铁不能锻压，只能铸造成型。造成型。（4）45钢在钢在1200800锻造恰巧是在其塑性良好的单相奥氏体区进行，若开锻温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，由于其奥氏体晶粒易长大，使其塑性变差，易产生锻造缺陷；若停锻温度锻温度800，处于，处于45钢的钢的P+F两相区，其塑性也变差，也易产生锻造缺陷（如两相区，其塑性也变差，也易产生锻造缺陷（如锻造裂纹）。锻造裂纹）。10由图可知：由图可知：Wc1.0%时：随钢中时：随钢中Wc，则，则其其HBW、b，、Ak； 为保证工业用钢应具有为保证工业用钢应具有足够的足够的b 和一定的和一定的 、Ak ，故其碳含量一般都不超过故其碳含量一般都不超过Wc1.3% 1.4%。HBAkb1.0含碳量与力学性能的关系（含碳量与力学性能的关系（P110） 因钢中出现因钢中出现Fe3C网网而导致钢的而导致钢的b，但，但HBW当当 Wc 1.0%时：时：b而而HBW为什么？为什么？ 11