Question

根据铁碳合金相图，说明产生下列现象的原因。

（1）含碳量1%的铁碳合金比含碳量0.5%的铁碳合金硬度高。
（2）一般要把钢材加热到1000~1250°C，在高温下进行锻轧加工。
（3）接近共晶成分的铁碳合金的铸造性良好。

Answer 1

（1）含碳量1%的铁碳合金比含碳量0.5%的铁碳合金硬度高。
答：因为铁碳合金是由比较软的相——铁素体和比较硬的相——渗碳体两相组成，渗碳体是铁与碳的化合物，含碳量越高，碳化物越多，硬度就越高，所以含碳量高的铁碳合金硬度高。
（2）一般要把钢材加热到1000~1250°C，在高温下进行锻轧加工。
答：铁碳合金中有3种独立的组织，铁素体、奥氏体和渗碳体（珠光体是由铁素体和共析渗碳体构成，莱氏体是由奥氏体和共晶渗碳体构成，都不是独立组织），其中，奥氏体是面心立方结构晶格，而面心立方结构滑移系最多，塑性最好，最容易塑性变形，而锻轧加工就是对钢材进行塑性变形的工艺，但是奥氏体一般室温下不存在，所以，为了得到奥氏体，必须把钢材加热到奥氏体状态，才容易进行塑性变形。此外，如果只加热到奥氏体状态，在锻造或轧制过程中，温度会下降，故应该加热到温度比较高的奥氏体状态，所谓乘热打铁就是如此。
（3）接近共晶成分的铁碳合金的铸造性良好。
答：所有成分的铁碳合金熔点最低的就是共晶成分，当把铁碳合金加热到一定温度，比如1200度，其他成分的合金还没有熔化，而只有接近共晶成分（熔点1148度）的合金成为液体，故适合铸造。

Answer 2

（1）含碳量1%的铁碳合金比含碳量0.5%的铁碳合金硬度高。
答：因为铁碳合金是由比较软的相——铁素体和比较硬的相——渗碳体两相组成，渗碳体是铁与碳的化合物，含碳量越高，碳化物越多，硬度就越高，所以含碳量高的铁碳合金硬度高。
（2）一般要把钢材加热到1000~1250°C，在高温下进行锻轧加工。
答：铁碳合金中有3种独立的组织，铁素体、奥氏体和渗碳体（珠光体是由铁素体和共析渗碳体构成，莱氏体是由奥氏体和共晶渗碳体构成，都不是独立组织），其中，奥氏体是面心立方结构晶格，而面心立方结构滑移系最多，塑性最好，最容易塑性变形，而锻轧加工就是对钢材进行塑性变形的工艺，但是奥氏体一般室温下不存在，所以，为了得到奥氏体，必须把钢材加热到奥氏体状态，才容易进行塑性变形。此外，如果只加热到奥氏体状态，在锻造或轧制过程中，温度会下降，故应该加热到温度比较高的奥氏体状态，所谓乘热打铁就是如此。
（3）接近共晶成分的铁碳合金的铸造性良好。
答：所有成分的铁碳合金熔点最低的就是共晶成分，当把铁碳合金加热到一定温度，比如1200度，其他成分的合金还没有熔化，而只有接近共晶成分（熔点1148度）的合金成为液体，故适合铸造。

Answer 3

（1）含碳量1%的铁碳合金比含碳量0.5%的铁碳合金硬度高，因为碳化物的含量增加。
（2）一般要把钢材加热到1000~1250°C，在高温下进行锻轧加工，这样才可以打破大块的碳化物和原始结晶组织，细化晶粒。
（3）接近共晶成分的铁碳合金的铸造性良好，因为此时铁碳合金的熔点最低。