二元相圖-題庫(14學(xué))

1、名詞解釋1. 勻晶轉(zhuǎn)變： 2. 包晶轉(zhuǎn)變： 3. 平衡凝固： 4. 偽共晶： 5. 非平衡共晶： 6. 共晶轉(zhuǎn)變：7. 偏晶轉(zhuǎn)變： 8. 共析反應(yīng)： 9. 包析轉(zhuǎn)變： 10. 熔晶轉(zhuǎn)變11. 合晶轉(zhuǎn)變： 12. 一次相或初生相；13. 二次相或次生相14. 擴散退火： 15. 離異共晶： 16. 鋼17. 鑄鐵18. 奧氏體: 19. 萊氏體： 20. 珠光體： 21. 三次滲碳體22. 調(diào)幅分解23. 成分過冷24. 枝晶偏析25. 正偏析26. 宏觀偏析概念辨析題1、共晶轉(zhuǎn)變與共析轉(zhuǎn)變2、奧氏體與鐵素體的異同點：3、二次滲碳體與共析滲碳體的異同點。4、穩(wěn)定化合物與不穩(wěn)定化合物5、均勻形核與

2、非均勻形核6、平衡凝固與非平衡凝固7、光滑界面與粗糙界面8、鋼與鑄鐵9、熱過冷與成分過冷10、一次相與二次相11、偽共晶與離異共晶12、正偏析與反偏析相圖題一、相圖題(20分)1畫出Fe-Fe3C相圖，填出各區(qū)的組織組成物。(6分)2分析含碳O.65的鐵碳合金的平衡結(jié)晶過程，畫出其冷卻曲線和室溫時的顯微組織示意圖。(8分)3用杠桿定律計算該合金在室溫時的組織組成物和相組成物的量。(6分)相圖為二、相圖題(22分) 1_畫出 相圖，填出各區(qū)域的組織組成物。(6分) 2分析含碳0.4的鐵碳合金的平衡結(jié)晶過程，畫出其冷卻曲線和室溫時的顯微組織示意圖。(8分) 3用杠桿定律計算該合金在室溫時的組織組成

3、物和相組成物的量。(8分) 三、相圖題(25分)1畫出 相圖，標(biāo)出重要點的溫度與含碳量，填出各區(qū)域的組織組成物。 (7分)2分析含碳3.5的鐵碳合金的平衡凝固過程，畫出其冷卻曲線和室溫時的顯微組織示意圖。(10分)3用杠桿定律計算該合金在室溫時的組織組成物和相組成物的量。(8分)四、相圖題1、FeFe3C相圖，結(jié)晶過程分析及計算 1）分析含碳0.530.77的鐵碳合金的結(jié)晶過程，并畫出結(jié)晶示意圖。2） 計算室溫下亞共析鋼（含碳量為）的組織組成物的相對量。3） 分析含碳0.772.11的鐵碳合金的結(jié)晶過程。4） 計算室溫下過共析鋼（含碳量為）的組織組成物的相對量。5） 分析共析鋼的結(jié)晶過程，并畫

4、出結(jié)晶示意圖。6)計算含碳3.0%鐵碳合金室溫下組織組成物及相組成物的相對量。五、根據(jù)下圖所示的二元相圖：(8分)L寫出在1291、1319、1086、590發(fā)生的三相平衡反應(yīng)的反應(yīng)式；2敘述含為60的合金從高于液相線的溫度平衡冷卻過程中的各種轉(zhuǎn)變(可用熱分析曲線表示)，并寫出該合金的室溫組織。六、根據(jù)所示的鐵碳平衡相圖，回答以下問題(10分)1寫出在1495、1154、1148和727發(fā)生的三相平衡反應(yīng)的反應(yīng)式；2按亞穩(wěn)態(tài)相圖，敘述含碳量為O.4的合金從高于液相線溫度平衡冷卻到室溫時，發(fā)生的兩相和三相平衡轉(zhuǎn)變(可用熱分析曲線表示)，并畫出室溫組織的示意圖；3計算含碳量為1.5的合金中二次滲碳

5、體的百分?jǐn)?shù)。七、在如圖所示的AgCd二元相圖中，當(dāng)溫度為736、640、590、440和230時分別會發(fā)生什么樣的三相平衡反應(yīng)?寫出反應(yīng)式。(5分)八、根據(jù)所示的鐵碳平衡相圖，回答以下問題：(10分) 1寫出在1495、1154、1148、738和727發(fā)生的三相平衡反應(yīng)的反應(yīng)式。 2畫出含碳量為12的過共析鋼在室溫下的平衡組織，并計算其中二次滲碳體的百分?jǐn)?shù)。 3含碳量為35的亞共晶白口鑄鐵在從液相平衡冷卻到室溫時會發(fā)生什么三相平衡反應(yīng)和兩相平衡反應(yīng)(可用熱分析曲線表示)?室溫下該成分的鑄鐵中有沒有二次滲碳體?如果有的話，計算其百分?jǐn)?shù)。九、如圖所示的二元相圖中，在水平線I、V、X上各發(fā)生什么三

6、相平衡反應(yīng)?寫出相應(yīng)的反應(yīng)式。(5分)十、根據(jù)所示的鐵碳平衡相圖，回答以下問題(10分) 1在系中有幾種類型的滲碳體?分別說出這些滲碳體的形成條件，并描述在平衡凝固條件下這些不同類型滲碳體的形貌(可用示意圖表示)。2畫出含碳量為O4的亞共析鋼在730和720平衡組織的示意圖，并計算其中珠光體的百分?jǐn)?shù)。 3含碳量為35的亞共晶白口鑄鐵在從液相平衡冷卻到室溫時會發(fā)生什么三相平衡反應(yīng)和兩相平衡反應(yīng)(可用熱分析曲線表示)?十一、畫出下列各種組織：(6分) (1)Fe一430C合金的平衡組織 (2)T12鋼的平衡組織 （3）共析鋼的平衡組織（4）45鋼的平衡組織十二、根據(jù)FcFcC相圖，畫出Fe-077

7、C鋼從高溫液態(tài)到室溫的平衡冷卻線(不考慮鐵素體的溶解度變化)，并示意畫出組織轉(zhuǎn)變過程圖；說明該鋼在室溫下的平衡組織，給出其含碳量，并計算各組織的相對重量；說明該鋼在室溫下的平衡相，給出其含碳量，并計算各相的相對重量。(20分)十三、請詳細(xì)分析45#鋼從高溫液態(tài)緩慢冷卻到室溫的相變和組織轉(zhuǎn)變過程，井回答下列問 題：(其22分) (1)畫出Fe-Fe3C相圖。(3分) (2)畫出整個轉(zhuǎn)變過程的溫度與時間關(guān)系曲線(即冷卻曲線)。(2分) (3)寫出整個轉(zhuǎn)變過程中的相轉(zhuǎn)變過程。(3分) (4)畫出轉(zhuǎn)變過程中的組織轉(zhuǎn)變示意圈并在圖中標(biāo)明組織名稱。(6分) (5)運用杠桿定律計算在共析轉(zhuǎn)變之前鋼種鐵素體和

8、奧氏體的相對含量。(4分)(6)不考慮三次滲碳體的析出計算室溫下各種相的相對量和組織的相對量。(4分十四、根據(jù)Fe-FeC相圖，完成下列工作：(20分)(1)畫出Fe-Fe3C相圖(可以忽略高溫鐵素體相變及包晶轉(zhuǎn)變)(2)畫出40#鋼(Cwt-O4，下同)從高溫液態(tài)到室溫的平衡冷卻曲線 (不考慮鐵素體的溶解度變化)，并示意畫出組織轉(zhuǎn)變過程圖：(3)說明40#鋼在室溫下的平衡組織，給出每一種組織的成分，計算各組織的相對重量；(4)說明40#鋼在室溫下的平衡相。給出每一種相的成分，計算各相的相對重量。十五、一種碳鋼在在平衡冷卻條件下組織中含有50的珠光體和50的鐵素體，請回答以下問題（20分）（1

9、）此碳鋼的碳含量是多少？（2）合金加熱到730,在平衡條件下的顯微組織？（3）若加熱到850，又具有什么顯微組織？十六、（1）畫出Fe-Fe3C相圖，注明各重要點的字母、成分、溫度，并標(biāo)明各相區(qū)。（6分）（2）在鐵-碳合金中共有五種不同類型的滲碳體，按照形成溫度由高到低寫出它們的名稱，并描述在平衡凝固條件下這些不同類型滲碳體的形貌（可用示意圖表示）。（6分）（3）計算變態(tài)萊氏體中幾種類型的滲碳體的相對量（三次滲碳體忽略不計）。（6分）十七、(1)面出Fe-FeC相圖，注明各重要點的字母、成分、溫度，井標(biāo)明各相區(qū)。(6分) (2)分別分析含碳量為O45，30的鐵碳合金的平衡凝固過程，面出冷卻曲線

10、。并描述其室溫平衡組織形貌(可用示意圖表示)。(12分) (3)計算含碳量為3O的鐵碳合金室溫下的平衡組織中二次滲碳體的相對量。(6分)在液固相界面前沿液體處于正溫度梯度條件下，純金屬凝固時界面形貌如何?在同樣條件下，單相固溶體凝固時界面形貌又如何?試分析原因十八、請根據(jù)所附二元共晶相圖分析解答下列問題：（1） 分析合金I、II的平衡結(jié)晶過程，并繪出冷卻曲線；（2） 說明室溫下I、II的相和組織是什么？并計算出相和組織的相對含量；（3） 如果希望得到共晶組織和5%的初的合金，求該合金的成分；（4）分析在快速冷卻條件下，I、II兩合金獲得的組織有何不同。十九、就Fe-Fe3C相圖，回答下列問題：

11、1. 默畫出Fe-Fe3C相圖，用相組成物填寫相圖；2. 分析含碳量為1.0wt%的過共析鋼的平衡結(jié)晶過程，并繪出室溫組織 示意圖。3. 計算相圖中二次滲碳體和三次滲碳體可能的最大含量。4已知某鐵碳合金室溫時的相組成物為鐵素體和滲碳體，鐵素體占82%，試求該合金的含碳量和組織組成物的相對量。二十、Al-Cu相圖的局部如圖所示。1）分析5.6%Cu合金和5.7%Cu合金在平衡結(jié)晶和快速冷卻不平衡結(jié)晶時室溫組織特點。2）Al為FCC結(jié)構(gòu)，圖中的相為何種晶體結(jié)構(gòu)？（不需作答）3）設(shè)X合金平衡凝固完畢時的組織初晶+(+)共晶，其中初晶占80%，則此合金剛凝固完畢時組元的含量是多少？700660.376

12、005915360052.554833.25.65500400+300Al505540302010WCu%簡答題：1、分別敘述下列組圖中的圖(b)、圖(c)和圖(d)中三條曲線的物理意義，并在此基礎(chǔ)上說明形成成分過冷的條件。(8分) 2、相圖中共有幾種滲碳體？說出各自的來源及形態(tài)。3、純金屬凝固時是否會出現(xiàn)成分過冷?為什么?4、單相固溶體正常凝固時是否會出現(xiàn)成分過冷?為什么?5、從結(jié)晶條件和過程分析純金屬和單相固溶體合金結(jié)晶時的異同點。6、何為成分過冷?它對固溶體合金凝固時的生長形貌有何影響?7、簡述液固界面成分過冷與晶體生長形態(tài)的關(guān)系并解釋原因。8、簡述相互作用參數(shù)導(dǎo)致固溶體成分自由能如何變

13、化，以及形成的固溶體種類變化。9、調(diào)幅分解的主要特征.10、根據(jù)金屬凝固理論, 分析細(xì)化鑄件晶粒組織的工藝措施.11、 固溶體凝固與純金屬凝固的主要差異是什么？12、 金屬型澆鑄的鑄錠的宏觀組織一般分為哪幾個區(qū)，分析其形成原因？（6分）13、與平衡凝固相比較，共晶合金的非平衡凝固有何特點？ 14、二元相圖中有哪些幾何規(guī)律？15、 簡述共晶系合金的不平衡冷卻組織及其形成條件。16、枝晶偏析是怎么產(chǎn)生的？如何消除？17、鐵碳相圖為例說明什么是包晶反應(yīng)、共晶反應(yīng)、共析反應(yīng)。繪出Fe-Fe3C相圖，標(biāo)出鐵碳相圖上的C、E、F、G、K、P、S點，說明ECF、PSK水平線和ES、GS曲線的意義，其上發(fā)生的

14、轉(zhuǎn)變及生成的組織組成物。18、 說明不同成分區(qū)鐵碳合金的工藝性(鑄造性，冷熱變形性)。19、請畫出純組元Cu與二元合金50%Cu-50%Ni凝固冷卻曲線，并說出兩者的區(qū)別及原因。20、二元系合金最多可有三相共存，請分析二元合金三相共存時在相圖中的特點。21、固溶體合金的相圖如圖所示，試根據(jù)相圖確定： (a) 成分為40%B的合金首先凝固出來的固體成分； (b) 若首先凝固出來的固體成分含60%B，合金的成分為多少？ (c) 成分為70%B的合金最后凝固的液體成分；(d) 合金成分為50%B，凝固到某溫度時液相含有40%B，固體含有80%B，此時液體和固體各占多少分?jǐn)?shù)？22、如圖中，a，b，c分

15、別為3個不同成分（設(shè)為0.45%C、3.4%C、4.7%C）的鐵碳合金緩冷凝固組織（包括隨后的固態(tài)相變、硝酸酒精侵蝕）。說明他們是哪個成分，為什么？選擇題：1）在下列哪一種情況下平衡分配系數(shù)k0和有效分配系數(shù)ke相等：a正常凝固 b快速凝固 c定向凝固d邊界層與液相區(qū)部分混合條件下的凝固2）下列各種偏析中，哪一種能用熱處理(均勻化退火)方法消除?a正常偏析 b比重偏析 c反偏析 d枝晶偏析4）運用區(qū)域熔煉方法可以： a使材料的成分更均勻 b可以消除晶體中的微觀缺陷 c可以消除晶體中的宏觀缺陷 d可以提高金屬的純度5）相互作用參數(shù)的物理意義是：a表示固溶體內(nèi)原子偏聚 b表示固溶體內(nèi)原子短程有序c

16、表示固溶體內(nèi)原子完全無序 d表示固溶體內(nèi)原子偏聚 6）在單相固溶體鑄錠中，形成枝晶的條件是：a成分過冷度越大越易形成枝晶 b沒有成分過冷才能形成枝晶c正常凝固條件下才能形成枝晶 d平衡凝固條件下才能形成枝晶7）在共晶相圖中，共晶成分的合金具有好的（ ）性能。a.鑄造 b.鍛造 c.焊接 d.熱處理8）（ ）能用熱處理（均勻化退火）的方法來消除。a.正常偏析 b.比重偏析 c.反偏析 d.枝晶偏析9）鑄鐵與碳鋼的區(qū)別在于有無 .(A) 萊氏體 (B) 珠光體 (C) 鐵素體 (D) 滲碳體10）在二元系合金相圖中, 計算兩相相對量的杠桿法則只能用于 .(A) 單相區(qū)中 (B) 兩相區(qū)中 (C)

17、三相平衡水平線上 (D) 無限制11）以下關(guān)于滲碳體的描述中, 正確的是 .(A) 滲碳體是鋼中很重要的一種復(fù)雜間隙相(B) 滲碳體晶體結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜, 屬于正交晶系(C) 滲碳體為鐵與碳固熔形成的間隙固熔體(D) 滲碳體為鐵與碳固熔形成的置換固熔體12）合金凝固時極易得到樹枝晶組織, 其主要原因是 .(A) 固-液界面前沿液相中存在正溫度梯度(B) 固-液界面前沿液相中存在負(fù)溫度梯度(C) 固-液界面前沿液相中存在成分過冷區(qū)(D) 固-液界面前沿液相中存在難熔質(zhì)點13） 對離異共晶和偽共晶的形成原因，下述說法正確的是 。（A）離異共晶只能經(jīng)非平衡凝固獲得（B）偽共晶只能經(jīng)非平衡凝固獲得（C）形

18、成離異共晶的原始液相成分接近共晶成分14）鑄鐵與碳鋼的區(qū)別在于有無 _。A、萊氏體 B、珠光體 C、鐵素體15）有效分配系數(shù)Ke表示液相的混合程度，其值范圍是 _。（其中Ko是平衡分配系數(shù)） A、1<Ke<K0 B、Ko<Ke<1 C、Ke<K0<116）下面的二元相圖中正確的是 。 17）合金與純金屬結(jié)晶的不同點是：A 需要過冷B 需要能量起伏C 需要成分起伏D 需要結(jié)構(gòu)起伏18） 下列不屬于Fe-Fe3C相圖中的組成相是：A 鐵素體B 奧氏體C 滲碳體D 石墨19）Fe-Fe3C相圖的組元是：A Fe和Fe3CB Fe和CC 鐵素體和Fe3CD 奧氏體和

19、Fe3C20）隨含碳量的提高，熱軋鋼力學(xué)性能的變化規(guī)律是：A 強度、硬度升高，塑性、韌性降低B強度、硬度升高，塑性、韌性升高C 強度先升后降D 強度先降后升21）下列不屬于鑄錠中宏觀偏析的是：A 正常偏析B 枝晶偏析C 反常偏析D 比重偏析22）以下不屬于細(xì)化金屬鑄件晶粒的方法有：A 提高過冷度B 變質(zhì)處理C 振動和攪拌D 高溫慢速澆鑄23） 二元相圖中有一些重要的幾何規(guī)律，以下說法錯誤的是：A 相鄰相區(qū)的相數(shù)差1B 三相平衡區(qū)是一條水平線C 相圖中兩條水平線之間是兩相區(qū)D 單相區(qū)邊界線的延長線應(yīng)進(jìn)入相鄰的兩相區(qū)24） 共晶系合金在快速冷卻條件下，可得到：A 偽共晶組織B 不平衡共晶組織C 離

20、異共晶組織D 包晶組織24） Fe-Fe3C相圖中有三條水平線，以下不屬于Fe-Fe3C相圖中的相變是：A 合晶轉(zhuǎn)變B 包晶轉(zhuǎn)變C 共晶轉(zhuǎn)變D 共析轉(zhuǎn)變25）常見的鑄錠有三個區(qū)，以下不屬于鑄錠區(qū)的是：A 細(xì)晶區(qū)B 等軸晶區(qū)C 微晶區(qū)D 柱狀晶區(qū)25）亞共析鋼的含碳量范圍是（）A、0.0218%0.77%C； B、0.77%2.11%C；C、0.77%C；D、2.11%4.3%C；26)共析鋼的室溫組織是（）A、P； B、P+F；C、Ld；D、P+ Ld；27)計算1148共晶轉(zhuǎn)變剛結(jié)束時萊氏體中滲碳體的相對量A、52%； B、60%；C、48%；D、50%；28）隨著含碳量的增加，亞共析鋼的（

21、）A、強度、硬度升高，塑性下降B、塑性升高，強度、硬度下降C、強度、硬度和塑性都升高D、強度、硬度和塑性都下降29）對于過共析鋼，含碳量越高（）A、鋼的強度、硬度越高，塑性越低B、鋼的強度、硬度越低，塑性越高C、鋼的硬度越高，強度和塑性越低D、鋼的強度、硬度和塑性都升高判斷題【 】1、勻晶轉(zhuǎn)變過程是一個恒溫轉(zhuǎn)變過程?！?】2.二元相圖中，在共晶線上利用杠桿定律可以計算共晶體的相對量，而共晶區(qū)屬于三相區(qū)，所以二元系中，杠桿定律不僅可用于兩相區(qū)，而且可用于三相區(qū)。【 】3.凡是碳鋼的平衡結(jié)晶過程都具有共析轉(zhuǎn)變，而沒有共晶轉(zhuǎn)變；相反，對于鑄鐵則只有共晶轉(zhuǎn)變而沒有共析轉(zhuǎn)變?！?】4.由一個固相同時析出

22、成分和晶體結(jié)構(gòu)均不相同的兩個新相的過程稱為共析轉(zhuǎn)變【 】5.固液體系中，平衡分配系數(shù)k0>1時，雜質(zhì)的加入會使熔點下降。【 】6.非共晶成分的合金在非平衡冷卻條件下得到100%共晶組織，此共晶組織稱為偽共晶?！?】7.固溶體合金無論在平衡或不平衡凝固過程中，液-固界面上液相成分沿著液相平均成分線變化，固相沿著固相平均成分線變化?！?】8.具有包晶轉(zhuǎn)變的合金，室溫的組成相為+，其中相均是包晶轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物。【 】9.奧氏體的溶碳能力之所以比鐵素體高是因為奧氏體晶體間隙大。【 】10.純金屬凝固時，界面前沿液體的過冷區(qū)形態(tài)和性質(zhì)取決于液體內(nèi)實際溫度的分布，這種過冷叫做成分過冷。【 】11. 從F

23、e-Fe3C相圖中可以看出，所有碳鋼的平衡凝固都具有共析轉(zhuǎn)變，而沒有共晶轉(zhuǎn)變；白口鑄鐵則只有共晶轉(zhuǎn)變而沒有共析轉(zhuǎn)變?！?】12. 在不平衡條件下凝固，共晶成分的合金易于形成離異共晶。【 】 13.二元合金相圖的相區(qū)接觸法則是相鄰相區(qū)相數(shù)差1，點接觸除外。 【 】14.合金凝固時，只要有成分連冷，就會出現(xiàn)樹枝狀晶?！?】15.鑄鐵與碳鋼的區(qū)別在于有無鐵素體?！?】16.固溶體合金無論在平衡或不平衡凝固過程中，液-固界面上液相成分沿著液相平均成分線變化，固相沿著固相平均成分線變化?！?】17.合金液體在凝固形核時需要能量起伏、結(jié)構(gòu)起伏和成分起伏。 【 】18.固溶體合金液體在完全混合條件下凝固后產(chǎn)生的宏觀偏析較小。 【 】19.二元合金相圖的相區(qū)接觸法則是相鄰相區(qū)相數(shù)差1，點接觸除外。 【 】20.單相固溶體合金在平衡結(jié)晶時，其液、固相的成分分別沿其液、固相線變化。 【 】21.固溶體合金液體在完全混合條件下凝固后產(chǎn)生的宏觀偏析較小。 【 】22.金屬一非金屬型共晶具有粗糙光滑型界面，所以它們多為樹枝狀、針狀或螺旋狀形態(tài)。 【 】23.相圖的相區(qū)接觸法則是相鄰相區(qū)相數(shù)差1。 【 】24.固溶體合金的液固相線間距越大，不平衡凝固時產(chǎn)生的偏析和集中縮孔越嚴(yán)重。 【 】25.在二元共晶相圖中共晶成分的合會具有良好的鑄造性能。 【 】26.合金凝固時只要有成分連冷，就會