工程材料第五章.ppt

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1、第五章铁碳合金相图及应用1)固溶体1.合金相结构化合物固溶强化1)匀晶相图两组元在液态时无限互溶,在固态时也无限互溶的二元合金系所形成的相图,称为匀晶相图。Cu-Ni合金相图2.二元相图的基本类型2)共晶相图两组元在液态时无限互溶,在固态时有限互溶,且发生共晶转变形成共晶组织的相图,称为二元共晶相图。Pb-Sn合金相图纯铁的同素异构转变金属的多晶型性(同素异构现象)多晶型性转变(同素异构转变)纯铁的同素异构转变δ-Feγ-Feα-Fe纯铁的成分及性能纯铁(工业纯铁):含杂质0.10%~0.20%性能:σb=180~230MPaσ0.2=100~170MPaδ=

2、30%~50%ψ=70%~80%Ak=128~160JHBS=50~80纯铁及其同位素转变纯铁及其同位素转变1394℃912℃2.铁碳合金相图分析图1-39铁碳合金平衡相图铁素体(F或α)定义:碳溶于α-Fe中所形成的间隙固溶体晶格结构:bcc最大溶解度:0.02%(727℃)性能:σb=180~230MPaσ0.2=100~170MPaHBS=50~80δ=30%~50%ψ=70%~80%ak=160~200J/cm2δ-铁素体:碳溶于δ-Fe中所形成的间隙固溶体,最大溶解度:0.09%(1495℃)铁碳合金的相和组织组成铁碳合金的相和组织组成奥氏体(A或γ

3、)定义:碳溶于γ-Fe中所形成的间隙固溶体(高温组织)晶格结构:fcc最大溶解度:2.11%(1148℃)性能:σb≈400MPaHBS=170~220δ=40%~50%高塑性、无磁铁碳合金的相和组织组成渗碳体(Fe3C)定义:Fe与C所形成的金属化合物晶格结构:复杂正交性能:σb≈30MPaHBS=800δ≈0ψ≈0硬而脆(耐磨性好)Fe3C3Fe+C(石墨)合金渗碳体:(Fe、Me)3CFe3(C、N)或Fe3(C、B)石墨碳晶格结构:简单六方性能:加工性能机械性能铁碳合金的相和组织组成高温珠光体(P)定义:F与Fe3C所形成的机械混合物(平均含碳量:0.

4、77%)性能:σb≈750MPaHBS=180δ≈20%~25%ak=30~40J/cm2综合性能铁碳合金的相和组织组成莱氏体(Ld、或Le、)定义:A与Fe3C所形成的机械混合物(平均含碳量:4.3%)性能:硬而脆铁碳合金的相和组织组成共晶反应共析反应铁碳合金相图分析δL+AFAL+Fe3CA+FF+Fe3CA+Fe3Cδ+Lδ+ALAB0.53C4.3DE2.11FGS0.77P0.02KQJ0.17HFeFe3C0.096.69典型铁碳合金的结晶过程.典型铁碳合金的平衡凝固铁碳合金的结晶过程分析共析钢[wc=0.77%]铁碳合金相图分析室温平衡组织:10

5、0%P(F和Fe3C)组成相的质量分数为:亚共析钢[0.0218%

6、%]铁碳合金相图分析室温平衡组织:+Fe3C铁碳合金平衡组织铁碳合金相图分析含碳量对铁碳合金组织和性能的影响铁碳合金相图分析相组成物相对量组织组成物相对量对力学性能的影响铁碳相图的应用在选材方面的应用在铸造方面的应用在锻轧方面的应用在焊接方面的应用在热处理方面的应用铁碳合金相图分析

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