铁碳合金状态图.ppt

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1、2.2.1钝金属的晶体结构晶体——原子按一定的次序作有规则的排列。如金刚石、石墨等。金属（纯铁、铜、铝等）都是晶体非晶体——原子作不规则的排列。如玻璃、沥青等。晶格——把每个原子看成一个点，此点代表原子的振动中心,将这些点用直线连接起来，形成的空间格子。晶胞——晶格的最小单元。晶胞1.与晶体有关的概念11）体心立方晶格—在立方体的8个顶角上各有一个原子，在立方体中心还有一个原子。体心立方晶格2属于体心立方晶格的金属有:钠(Na);钾(K);铬(Cr);钼(Mo);钨(W);钒(V);钽(Ta);铌(Nb);α-铁(α-Fe)等。32

2、）面心立方晶格在立方体8个顶角上各有一个原子，在立方体的6个面的中心还各有一个原子。面心立方晶格4属于面心立方晶格的金属有:金(Au);银(Ag);铜(Cu);铝(Al);镍(Ni);铂(Pt);铅(Pb);γ-铁(γ-Fe)等。53.密排六方晶格(c/a=1.633)(close-packedhexagonallattice)6属于密排六方晶格的金属有:镁(Mg);锌(Zn);镉(Cd);α–钛(α–Ti);铍(Be)等。7三种晶格的对比8体心立方晶格α－Fe面心立方晶格γ－Fe纯铁在晶体状态下的两种晶格类型：9晶体有以下两种类

3、型:单晶体多晶体10单晶体与多晶体的基本概念1.单晶体(singlecrystal)的特征:*晶体由一个晶格排列方位完全一致的晶粒组成。*晶体具有各向异性(aeolotropy)。例如:单晶硅、单晶锗等。11单晶体结构示意图122.多晶体(polycrystal)的特征*晶体是由许多颗晶格排列方位不相同的晶粒组成。*晶体具有各向同性(isotropy)。例如:常用的金属等。13多晶体结构示意图14纯铁的同素异晶转变纯铁固态下,在不同温度范围内将呈现出不同的晶格形态，这种现象称为同素异晶转变。（液体）1538℃（体心）1394℃（面心

4、）912℃（体心）2）用反应式表示1）用冷却曲线表示L153、金属的结晶过程：金属由液态冷却变成固态，原子由不规则排列→有规则的排列无序→有序金属结晶过程示意图金属结晶过程形核＋长大→晶粒晶核晶核长大一个晶核长大后形成一个晶粒16金属和合金多为多晶体结构晶粒间的接触面（边界）称为晶界。一个晶粒晶界17晶粒粗细对力学性能影响很大。一般规律：晶粒愈细，强度、硬度愈高，塑性、韧性愈好。晶粒大小对材料性能的影响18细化晶粒的方法（1）快速冷却，增加晶核数；（2）添加高熔点弥散质点（孕育或变质处理）（3）热处理和压力加工1920纯金属结晶的

5、冷却曲线规律2）纯金属结晶在恒温下进行，结晶冷却曲线出现水平线段1）金属实际结晶温度低于理论结晶温度；理论结晶温度T0与实际结晶温度Tm之差称为过冷度，即：ΔT=T0-Tm21合金：以一种金属为基础，加入其它金属或非金属，所形成的具有金属特性的物质。组元：组成合金的基本元素。铁碳合金的组元是Fe和C相：在合金组织中，凡是成分相同、晶体结构和物理性能相同的均匀组成部分。例如：单一的液相；单一的固相；液相、固相两相共存；问题：水、油混装在一个瓶子里，是几个相？将奶粉加开水冲一杯牛奶又是几个相？2.2.2合金的晶体结构有关概念22组织：通

6、常借助于放大镜、显微镜人眼观察到的材料内部的微观（图像）统称组织组织是材料性能的决定因素。合金的组织结构机械混合物固溶体金属化合物23一、固溶体溶质原子溶入溶剂晶格而仍保持溶剂晶格类型的金属晶体。据溶质原子在溶剂晶格中所占据位置的不同固溶体固溶体的性能特点：具有良好的塑性和韧性，强度、硬度较低。置换固溶体间隙固溶体溶剂原子溶质原子溶剂原子溶质原子24二、金属化合物合金各组成元素之间相互作用而生成的一种新的具有金属特性的物质。金属化合物各元素之间呈整数比关系。如：Fe3C、WC、TiC等金属化合物的性能特点：脆性大、硬度高；强度低；塑

7、性、韧性差；高的熔点。25三、机械混合物合金的组成在固态下既不互相溶解又不形成化合物，而是按一定的重量比混合而成的新物质。机械混合物既可以是纯金属、固溶体或金属化合物各自的混合，也可以是它们之间的混合。性能特点：性能介于各组成物的性能之间。26第三节铁碳合金的基本组织部分碳溶于铁的晶格间隙，铁的晶格类型不变。奥氏体（A）—碳（C）溶入γ-Fe中所形成的固溶体铁素体（F）—碳（C）溶入α-Fe中所形成的固溶体1）固溶体27铁素体（F）——体心立方晶格奥氏体（A）——面心立方晶格28铁素体组织奥氏体不锈钢组织29渗碳体（Fe3C）（石墨

8、）铸铁生产中性能800HBW（用硬质合金头测定）硬而脆，但塑性、韧性近于零。2）金属化合物—各组元按一定整数比结合而成，并具有金属性质的均匀物质，属于单相组织。30过共晶白口铸铁中铁的一次渗碳体过共析钢退火组织中的二次渗碳体313）机