金属工艺学 第四章--铁碳合金.ppt

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1、碳素钢机械部:唐建卫４.1铁碳合金的基本组织铁素体:碳溶解在α—Fe中的间隙固溶体(F）。F在727℃最大WC=0.0218%.塑性、韧性好，强度、硬度低.适合于塑性加工.奥氏体：碳溶解在γ—Fe中的间隙固溶体（A）。A在1148℃时最大WC=2.11%.其强度、硬度较高,塑性好、韧性好.也适合塑性加工.渗碳体：铁与碳形成的金属化合物（Fe3C）,其WC=6.69,熔点为1227℃。硬度很高（HBW=800），塑性、韧性几乎为零４.1铁碳合金的基本组织珠光体：是奥氏体发生共析转变所形成的铁素体与渗碳体的共析体（P）,具有细晶强化和第二相强化效应,使

2、其具在较高的强度和硬度,又具有一定的韧性和塑性。具有珠光组织的铁碳合金通常加热到奥氏体状态进行塑性加工.４.1铁碳合金的基本组织莱氏体：是液态铁碳合金发生共晶转变所形成的奥氏体与渗碳体的共晶体（Ld）。WC>2.11％的铁碳合金从液态冷却至1148℃时,将从液相中同时结晶出奥氏体和渗碳体,这种由奥氏体和渗碳体呈均匀分布的复相物称高温莱氏体.用符号Ld表示.高温莱氏体冷却至727℃时,其中的奥氏体转变为珠光体.这样的莱氏体是珠光体和渗碳体呈均匀分布的复相物,称为低温莱氏体,用L`d.表示.其硬度很高，塑性,韧性极差。1)奥氏体是：a.碳在γ-Fe中的

3、间隙固溶体　　b.碳在α-Fe中的间隙固溶体c.碳在α-Fe中的有限固溶体3)T10钢的碳的质量分数为：a.0.1%b.1.0%c.10%4)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2)珠光体是一种：a.单相固溶体　　b.两相混合物c.Fe与C的化合物第二节　铁碳合金相图的分析一、概述⒈特征点铁碳合金状态图1215389121227ALAL+AL+Fe3CІF+AFPF+PLd’LdLd’+Fe3CІLd+Fe3CІLd’+Fe3CⅡ+PFe3CⅡ+PFe3CⅡ+ALd+Fe3CⅡ+AP

4、QSECDFKG图2.27Fe-Fe3C状态图wC/%→0.772.114.36.69温度/℃→72711480ІⅡⅢ123铁碳合金相图中主要特性点的含义特性点的符号温度t/℃含碳量wc%含义ACDEGPSQ1538114812271148912727727室温04.36.692.1100.020.770.0008纯铁的熔点共晶点渗碳体的熔点碳在奥氏体中的最大溶解度α-Teγ-Te同素异构转变点碳在铁素体中的最大溶解度共析点碳在铁素体中的溶解度铁碳合金相图①ACD线—液相线②AECF线—固相线③ECF线—共晶线④AC线—奥氏体结晶开始线⑤AE线—奥

5、氏体结晶终了线⑥GS线—铁素体从A中析出开始线⑦PQ线—C在铁素体中的溶解度曲线，此线以右有Fe3CⅢ析出线铁碳合金相图⑧ES线—C在A中的溶解度曲线，析出线此线以右有Fe3CⅡ⑨PSK线—共析线⑩CD线—一次渗碳体结晶开始线铁碳合金相图一班相图特点：4个单相区,5个两相区:L+A区,L+Fe3CІ区,A+F区,A+Fe3CⅡ区,F+(Fe3C)3区.两种反应：1148℃1、共晶反应一定成分的液相在一定的温度下同时结晶出两种成分和结构均不相同的固相的反应。L4.3%cA2.11%c+Fe3C6.69%c共晶反应的产物即莱氏体Ld=(A2.11%c+

6、Fe3C6.69%c)2、共析反应一定成分的固相在一定的温度下同时析出两种成分和结构均不相同的新的固相的反应。A2.11%c727℃F0.02%c+Fe3C6.69%c共析反应的产物即珠光体:P＝F0.02%c+Fe3C6.69%c典型合金结晶过程分析1班铁碳合金含碳量为2.11%—6.69%的铁碳合金。共晶生铁：含碳量为4.3%;亚共晶生铁：含碳量在2.11%—4.3%之间；过共晶生铁：含碳量在4.3%—6.69%之间；含碳量小于0.02%的铁碳合金。工业纯铁钢生铁含碳量为0.02%—2.11%的铁碳合金。根据金相组织的不同，可分为三种。共析钢：

7、含碳量为0.77%;亚共析钢：含碳量在0.02%—0.77%之间；过共析钢：含碳量在0.77%—2.11%之间；铁碳合金的分类工业纯铁：C%<0.0218共析钢：C%=0.77亚共析钢：0.0218

8、硬度越高，而塑性和韧性越低。这是由于含碳量越高，钢中的硬脆相-Fe3C越多的缘故。而当含碳量超过0.9％时，达到碳的过共析