文档介绍：1
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《工程材料及机械制造基础》
第一篇 工程材料
第一章 金属力学性能与结构
1、 什么是金属材料的力学性能？包括那
些内容？
金属材料的力学性能： 金属材料在外力作用下
所表现出来的性能。主要包括 ：体、 金属化 合物 、机械混合物，起到固溶强化、第二相 弥散强化等强化作用。
第二章 铁碳合金
1、 什么是铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光 体、莱氏体？说明它们的符号及性能特点。
铁素体：碳原子固溶到a— Fe中形成的间隙
固溶体。常用“ F”或“a”表示。特点：1、 含碳量很小，其力学性能与纯铁极为相近。2、 强度和硬度低，而塑性和韧性好。 3、铁素体
在770 C以下具有磁 。
奥氏体：碳溶于面心立方晶格的丫 -Fe比中所 形成的间隙固溶体。用符号 “A或“丫”表 示。
特点：1、具有一定强度和硬度， 良好的韧性， 低的塑性形变抗力。2、易于高温锻压成型。 渗碳体：铁与碳形成的具有复杂晶格的间隙化 合物。分子式是 Fe3G特点：1、渗碳体的 力学性能特点是硬度高
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(800HBS)。 2 、而塑性、 冲击韧度几乎等于零。 珠光体：铁素体和渗碳体均匀分布的两相机械 混合物。代号为“ P'。特点：1、有较高的强 度，硬度适中。 2、 具有一定的塑性和足够的 韧性。
莱氏体： 奥氏体和渗碳体呈均匀分布的机械混 合物。也称高温莱氏体，用符号 Ld 表示。 特点： 1、硬度高。2、塑性很差。
2、 绘出简化后的 Fe-Fe3C 相图，指出图中
S、C、E、G GS SE ESF PSK各点、线、 面的意义，并标出各相区组成物。
S:共析点；C:共晶点；E:碳在丫 -Fe(A)中 最大溶解度，钢与铁分界点； G： 纯铁的同素
异构转变点； GS( A3 线)： 含碳量小于 % 的奥氏体开始析出铁素体的温度线； SE(Acm
线 )： 碳在奥氏体中的溶解度曲线； ESKF ： Fe3C+A双相区；PSK^( Ai):共析线。
3、 简述Fe-Fe3C相图中共晶反应、共析反 应，写出反应式，注出含碳量及温度。
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共晶反应：
%的来氏体温度下降
到1148°C时，同时结晶出含碳量为 %的奥 氏体和渗碳体。
共析反应：%的奥氏体温度下降 到727C时，同时析出含碳量为 %的铁 素体和渗碳体。
4、 分别分析含碳量为 %、%、%
.• ■ l-2-ll MH
铁碳合金从液态缓冷到室温的结晶过程和 室温组织。
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5、 根据Fe-Fe3C相图计算：（1）室温下， %、%的钢中相对重量及组织成 物的相对重量。（2）上述两种钢种的大致硬 度及抗拉强度。
P= *100%=58%
F=1-58%=42%
HBS=80*+240*=173
a b=174*=623Mpa
设P为相对含量x, FqC的相对含量为 1 — x。
x*%+（1-x）*%=%
x=%
1-%=%
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HBS=240*+800*= a b=*= Pa
6、 根据相图说明产生下列现象的原因：
（1）含碳量1%的钢比含碳量 %的钢硬度 高。（2）在室温下，含碳量 %的钢比含碳
%的钢的塑性好。（3）钢铆钉一般用含 碳量较低的钢制成。（4） 一般要把钢材加热到 高温（1000〜1250C）进行热轧或锻造。
（1）含碳量1%的钢其室温时由P和FesC组成， %的钢其室温时由P和F组成，而 Fe3C比F硬度高，所以含碳量 1%的钢比含碳 %的钢硬度高。（2）%的钢由 P和F组成，%的钢由P和Fe3C组 成，而F比Fe^C塑性好。（3）根据钢铆钉的 工作条件，其需要塑性好，变形抗力小，所以 一般用含碳量较低的钢制成。 （4）因为钢在
1000〜1250 C高温时，其组织为单相 A,而 A
塑性好，变形抗力小，容易成型，所以一般要 把钢材加热到高温（1000〜1250C ）进行热轧 或锻造。
第三章 钢的热处理
1、什么是热处理？并画出
热处理工艺曲线。
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钢的热处理： 将钢在固态下、 在一定的介质中 施以不同的加热、保温和冷却来改变钢的组 织，从而获得所需性能的一种工艺。
2、 解释下列符号的含义： Ac1、