问答题
画出Fe-Fe3C相图与下列问题相关的部分，并分析：
1．2%C合金平衡状态下结晶过程、室温组织(画示意图)，计算组织相对含量。
2．2%C合金快冷，不平衡状态下结晶过程和组织的变化。
3．画出在800℃下该合金在平衡状态下的自由能一成分曲线，并用图解法作出其形核驱动力。
4．如纯铁在800℃渗碳气氛下长期扩散，试由Fe-Fe3C相图分析等温扩散后和冷却至室温的组织。
1．2%C合金平衡状态下结晶过程、室温组织(画示意图)，计算组织相对含量。
2．2%C合金快冷，不平衡状态下结晶过程和组织的变化。
3．画出在800℃下该合金在平衡状态下的自由能一成分曲线，并用图解法作出其形核驱动力。
4．如纯铁在800℃渗碳气氛下长期扩散，试由Fe-Fe3C相图分析等温扩散后和冷却至室温的组织。
【正确答案】Fe-C相图略。
1. 2%C合金平衡状态下结晶过程
在高温结晶时不发生包晶反应。
1-2 L→γ。二相成分和相对量都发生变化，L相沿BC线变化，γ相沿JE线变化。L相减少，γ相增多，2为γ相点。
2-3 不发生变化，仍保持γ相。
3-4 γ相中析出渗碳体，γ→Fe3CⅡ，随Fe3CⅡ析出，γ相沿ES变化。
4
。
4-4’ γS→α+Fe3C，形成P组织。
4’ 以后不发生变化。在室温下组织为P+Fe3CⅡ，即过共析钢
即最后室温组织中Fe3CⅡ为20.78%，P为79.22%。
室温组织示意于图。
2．可能发生共晶反应L→Ld(γ+Fe3C)：
①将有不平衡共晶组织出现，可能发生共晶反应产生Ld。
②得到的P其片层间距将更为细小。
③析出Fe3CⅡ的量将减少，甚至完全抑制了Fe3CⅡ的析出。
3．见下图。α、γ和γ+Fe3C曲线两两相切。当含C为2%时，由直线定则，P点为γ+Fe3C两相的自由能，Q点为γ母相的自由能。对于该合金，肯定析出Fe3C而不会是析出α。
4．图a是800℃渗碳后的相分布。冷却至室温后γ中析出α和Fe3C，最后全部转化为α和Fe3C；α中也析出Fe3C，最后转化为α和Fe3C，见图b。
1. 2%C合金平衡状态下结晶过程
在高温结晶时不发生包晶反应。
1-2 L→γ。二相成分和相对量都发生变化，L相沿BC线变化，γ相沿JE线变化。L相减少，γ相增多，2为γ相点。
2-3 不发生变化，仍保持γ相。
3-4 γ相中析出渗碳体，γ→Fe3CⅡ，随Fe3CⅡ析出，γ相沿ES变化。
4
。4-4’ γS→α+Fe3C，形成P组织。
4’ 以后不发生变化。在室温下组织为P+Fe3CⅡ，即过共析钢
即最后室温组织中Fe3CⅡ为20.78%，P为79.22%。
室温组织示意于图。
2．可能发生共晶反应L→Ld(γ+Fe3C)：
①将有不平衡共晶组织出现，可能发生共晶反应产生Ld。
②得到的P其片层间距将更为细小。
③析出Fe3CⅡ的量将减少，甚至完全抑制了Fe3CⅡ的析出。
3．见下图。α、γ和γ+Fe3C曲线两两相切。当含C为2%时，由直线定则，P点为γ+Fe3C两相的自由能，Q点为γ母相的自由能。对于该合金，肯定析出Fe3C而不会是析出α。
4．图a是800℃渗碳后的相分布。冷却至室温后γ中析出α和Fe3C，最后全部转化为α和Fe3C；α中也析出Fe3C，最后转化为α和Fe3C，见图b。
【答案解析】