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潍坊学院教案
有三种类型：
①正常价化合物
组成元素严格按原子价规律结合，成分固定，用分子式表示。
如：Mg2Si、Mg2Sn、Mg3Sb2等。
一般都是金属元素与4、5、6族元素组成，在元素周期表中相距较远，
电负性差较大。
以金属键或离子键结合。
②电子化合物
= 价电子数/ 原子数）组成的具有一定晶根据一定的电子浓度比（C
电
体结构的化合物，不遵守原子价规律，成分可变。
=21/14，β相（b.c.c. 结构）；
C
电
=21/13，γ相（复杂立方结构）；
C
电
=21/12，ε相（h.p.c.结构）。
C
电
③间隙相与间隙化合物
一般是直径较大的过渡族元素（Fe、Cr、Mo、W、V）和原子直径小的
非金属元素（H、C、N、O、B）组成。
间隙相：r x/r M<0.59，具有简单晶体结构，如：WC、Ti、VC等。
间隙化合物：r x/r M>0.59，具有复杂晶体结构，如：Fe3C、Cr23C6、
Cr7C3等
金属间化合物的性能：熔点高，硬且脆，一般作强化相。
二、二元合金相图
1、合金的结晶特点
也是形核与长大，但有自己的特点：
（1）不是恒温下进行的，有一定的结晶温度范围。
（2）结晶过程中不只有一个固相和液相，而是在不同范围内有不同的相，各相成分也变化。
因此，合金的结晶过程要复杂些，单用一条冷却曲线难以说清楚。
为了
研究合金的结晶过程及合金组织的变化规律，需借用一个工具——相图。
铁碳合金相图及结晶组织变化铁碳合金的组元和相一、基本概念铁碳合金：碳钢和铸铁的统称，都是以铁和碳为基本组元的合金碳钢：含碳量为0.0218%〜2.11%的铁碳合金铸铁：含碳量大于2.11%的铁碳合金铁碳合金相图：研究铁碳合金的工具，是研究碳钢和铸铁成分、温度、组织和性能之间关系的理论基础，也是制定各种热加工工艺的依据。
注：由于含碳量大于Fe3C的含碳量（6.69% ）时，合金太脆，无实用价值，因此所讨论的铁碳合金相图实际上是F e-Fe3C二、组元1. 纯铁纯铁指的是室温下的a-Fe,强度、硬度低，塑性、韧性好。
2. 碳碳是非金属元素，自然界存在的游离的碳有金刚石和石墨，它们是同素异构体。
3. 碳在铁碳合金中的存在形式有三种：C与Fe形成金属化合物，即渗碳体；C以游离态的石墨存在于合金中。
C溶于Fe的不同晶格中形成固溶体；A. 铁素体：C溶于a-Fe中所形成的间隙固溶体，体心立方晶格，用符号“F或“a表示，铁素体是一种强度和硬度低，而塑性和韧性好的相，铁素体在室温下可稳定存在。
B. 奥氏体：C溶于Y-Fe中所形成的间隙固溶体，面心立方晶格，用符号“A”“表示，奥氏体强度低、塑性好，钢材的热加工都在奥氏体相区进行，奥氏体在高温下可稳定存在。
C. C与Fe形成金属化合物：即渗碳体Fe3C , Fe与C组成的金属化合物，Fe与C组成的金属化合物，含碳量为6.69 %。
以“Fe3C或“ Cm符号表示，渗碳体的熔点为1227 C，硬度很高（HB = 800）而脆，塑性几乎等于零。
渗碳体在钢和铸铁中，一般呈片状、网状或球状存在。
它的形状和分布对钢的性能影响很大，是铁碳合金的重要强化相。
碳在a-Fe中溶解度很低，所以常温下碳以渗碳体或石墨的形式存在。
铁碳合金相图的分析1. 铁碳合金相图由三个相图组成：包晶相图、共晶相图和共析相图；2. 相图中有五个单相区：液相L、高温铁素体3、铁素体a奥氏体Y渗碳体Fe3C ;3. 相图中有三条水平线：HJB水平线（1495 C）：包晶线，发生包晶反应，反应产物为奥氏体。
第三次作业
第二章合金的二元相图复习题
一、名词解释：
1．枝晶偏析、包晶偏析、组织组成物、弥散强化、脱溶反应
2．二、填空题：
1．固溶体的强度和硬度比溶剂的强度和硬度。
2．固溶体出现枝晶偏析后，可用加以消除。
3．以电子浓度因素起主导作用而生成的化合物称为。
4．共晶反应式为L d←→αc+βe，共晶反应的3个特点是，
，。
三、判断题：
1．间隙相不是一种固溶体，而是一种金属间化合物。
（）
2．在共晶相图中，从L中结晶出来的β晶粒与从α中析出的βⅡ晶粒具有相同的晶体结构。
（）
3．共析反应是在固态下进行的，所以共析产物比共晶产物要细密得多。
（）四、选择题：
1．共析成分的合金在共析反应γ→α+β刚结束时，其组成相为：（）a．γ+α+β；b．γ+α；c．γ+β；d．α+β
2．一个合金的组织为α+βⅡ +（α+β），其组织组成物为:（）
a．α、β；b．α、βⅡ、（α+β）；c．α、β、βⅡ。
3．二元合金中，共晶成分的合金：（）
a．铸造性能好；b．锻造性能好；
c．焊接性能好；d．热处理性能好
第三章金属与合金的结晶
一、名词解释：
重结晶、过冷度、变质处理
二、填空题：
1．金属结晶时，冷却速度，实际结晶温度就越低，过冷度越大。
2．当对金属液体进行变质处理时，变质剂的作用是和。
3．液态金属结晶时，结晶过程的动力是，阻力是。
4．能起非自发生核作用的杂质，必须符合、的原则。
5．细化晶粒可以通过、和等途径实现。
6．典型铸锭结构的三个晶区分别为：、和。
三、判断题：
1．纯金属的结晶过程是一个恒温过程。
（）
2．液态金属只有在过冷条件下才能够结晶。
（）
3．凡是由液体凝固成固体的过程都是结晶过程。
（）
4．室温下，金属晶粒越细，则强度越高，塑性越低。
（）
5．金属由液态转变成固态的结晶过程，就是由短程有序状态向长程有序状态转变的过程。
（）
6．纯金属结晶时，形核率随过冷度的增加而不断增加。
（）
7．当晶核长大时，随过冷度增大，晶核的长大速度增大。
但当过冷度很大时，晶核长大的速度很快减小。
（）
8．当形成树枝状晶体时，枝晶的各次晶轴将具有不同的位向，故结晶后形成的枝晶是一个多晶体。
（）
9．在工程上评定晶粒度的方法是在放大100倍的条件，与标准晶粒度图作比较，级数越高、晶粒越细。
（）
四、选择题：
1．金属结晶时，冷却速度越快，其实际结晶温度将：（）
a．越高；b．越低；c．越接近理论结晶温度。
2．实际金属结晶时，通过控制生核速率N和长大速度G的比值来控制晶粒大小，在下列情况下获得细小晶粒：（）
a．N/G很大时；b．N/G很小时；c．N/G居中时。
3．纯金属结晶过程处在液-固两相平衡共存状态下，此时的温度将比理论结晶温度：（）
a．更高；b．更低；c；相等；d．高低波动
五、问答题：
1．金属结晶的必要条件是什么？过冷度与冷却速度有何关系？
2．试画出纯金属的冷却曲线，分析曲线中出现“平台”的原因。
3．如果其它条件相同，试比较在下列铸造条件下铸件晶粒的大小：1）金属模浇注与砂型浇注；
2）变质处理与不变质处理；
3）铸成薄件与铸成厚件；
4）浇注时采用震动与不采用震动；
4．什么是成分过冷？用示意图进行说明。
指出影响成分过冷的因素。
5．为什么钢锭希望尽量减少柱状晶区？
第四章铁碳合金及Fe-Fe3C相图
一、名词解释：
铁素体、渗碳体、奥氏体、珠光体、莱氏体与变态莱氏体、同素异构体
二、填空题：
1．根据含碳量和室温组织的不同，钢可分为三种，分别为、、和。
2．分别填出下列铁碳合金基本组织的符号，铁素体：，奥氏体：，珠光体：，渗碳体：，高温莱氏体：，低温莱氏体：。
3．在铁碳合金基本组织中属于固溶体的有，属于金属化合物的，属于机械混合物的有和。
4．共析成分的铁碳合金室温平衡组织是，其组成相是和。
三、判断题：
1．（）所有金属都具有同素异构转变现象。
2．（）金属化合物的特性是硬而脆，莱氏体的性能也是硬而脆故莱氏体属于金属化合物。
3．（）铁素体的本质是碳在α-Fe中的间隙相。
4．（）20钢比T12钢的碳含量要高。
5．（）在退火状态（接近平衡组织），45钢比20钢的硬度和强度都高。
6．（）在铁碳合金平衡结晶过程中，只有Wc=0.77%的共析钢才能发生共析反应。
四、选择题：
1．C
Fe
Fe
相图上的共析线是（），共晶线是（）。
3
a．ABCD；b．ECF；c．HJB；d．PSK。
2．碳的质量分数为（）％的铁碳合金称为共析钢。
a．0.0218%；b．0.77%；c．2.11%；d．4.3%。
3．亚共析钢冷却到PSK线时，要发生共析转变，由奥氏体转变成（）。
a．珠光体；b．铁素体；c．莱氏体。
4．珠光体是由（）组成的机械混合物。
a．铁素体和奥氏体；b．奥氏体和渗碳体；c．铁素体和渗碳体。
5．珠光体是一种：（）
a．单相固溶体；b．两相混合物；c．Fe与C的混合物。
6．T10钢的含碳量为：（）
a．0.10%；b．1.0%；c．10%。
7．铁素体的机械性能特点是：（）
a．强度高、塑性好、硬度低；b．强度低、塑性差、硬度低；
c．强度低、塑性好、硬度低。
8．二次渗碳体是从：（）
a．钢液中析出的；b．铁素体中析出的；
c．奥氏体中析出的；d．莱氏体中析出的
五、问答题：
1.应用Fe-Fe3C相图分析Wc=0.45%合金的结晶过程，画出其冷却曲线示意图，并标出各温度阶段的转变式。
计算其室温平衡组织中各组织组成物的相对量，并画出室温显微平衡组织示意图，标注出其中组织组成物的名称。
