金属材料与热处理(最全)课件.ppt

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1、精品课程金属材料与热处理1工程材料金属材料非金属材料黑色金属材料：钢和铸铁有色金属材料高分子材料铜及铜合金滑动轴承合金陶瓷材料复合材料铝及铝合金工程材料的分类2当今社会科学技术突飞猛进，新材料层出不穷，但到目前为止，在机械工业中使用最多的材料仍然是金属材料，其主要原因是因为它具优良的使用性能和加工工艺性能。金属材料的性能使用性能加工工艺性能机械性能：强度、硬度、塑性、韧性等铸造性能：流动性、收缩性等锻造性能：压力加工成型性等切削加工性能：车、铣、刨、磨的切削量，光洁度等物理性能：导电、导热、电磁

2、、膨胀等化学性能：抗氧化性、耐腐蚀性等焊接性能：熔焊性、焊缝强度、偏析等热处理性能：淬透性、回火稳定性等3概述1.在实际工业中，广泛使用的不是前述的单组元材料，而是由二组元及以上组元组成的多元系材料。多组元的加入，使材料的凝固过程和凝固产物趋于复杂，这为材料性能的多变性及其选择提供了可能。2.二元系相图是研究二元体系在热力学平衡条件下，相与温度、成分之间关系的工具，它已在金属、陶瓷，以及高分子材料中得到广泛的应用.3.在多元系中，二元系是最基本的，也是目前研究最充分的体系。4第3章铁碳合金和铁碳

3、相图5本章课程目的要求通过讲授铁碳合金相图，使学生掌握：合金相图是表示在极缓慢冷却(或加热)条件下，不同成分的铁碳合金在不同的温度下所具有的组织或状态的一种图形。从中可以了解碳钢和铸铁的成分(含碳量)，组织和性能之间的关系。它不仅是我们选择材料和判定有关热加工工艺的依据，而且是钢和铸铁热处理的理论基础。6铁碳合金和铁碳相图3.1铁碳合金中的组元和基本相3.2Fe-Fe3C相图3.3典型铁碳合金的平衡结晶过程及组织3.4铁碳合金的成分－组织－性能关系3.5铁碳相图在工业中的应用7工业纯铁：塑性较好

4、，强度较低，具有铁磁性，在一般的机器制造中很少应用，常用的是铁碳合金铁素体（F）：碳溶于-Fe中的一种间隙固溶体，体心立方晶体结构，组织和性能与工业纯铁相同奥氏体（A）：碳溶于-Fe中的一种间隙固溶体，具有面心立方晶体结构，塑性好，变形抗力小，易于锻造成型铁碳合金中的组元和基本相8渗碳体：铁和碳的金属化合物（即Fe3C）属于复杂结构的间隙化合物，硬而脆，强度很低，耐磨性好，是一个亚稳定的化合物，在一定温度下可分解为铁和石墨9珠光体（P）：铁素体和渗碳体的机械混合物，是两者呈层片相间的组织，即

5、层片状组织特征，可以通过热处理得到另一种珠光体的组织形态10五个单相区：ABCD以上-液相区（L）；AHNA-固溶体区（）；NJESGN-奥氏体区（A）；GPQ以上-铁素体区（F）；DFKL-渗碳体区（Fe-Fe3C）七个两相区（两相邻的单相区之间）：L+,L+A,L+Fe3C,+A,F+A,A+Fe3C,F+Fe3CFe-Fe3C相图11恒温转变线包晶反应：HJB水平线LB＋H（1495°）AJ包晶反应仅可能在含碳量0.09～0.53％的铁碳合金中，其结果生成生成奥氏体12共晶反应：

6、ECF水平线Ae＋Fe3C（1148°）Lc共晶反应可在含碳量2.11～6.69％的铁碳合金中，形成奥氏体与渗碳体的共晶混合物，称为莱氏体，C点为共晶点，含碳量为4.3％,温度1148度13共析反应：PSK线AsFp＋Fe3C（727°）所有含碳量超过0.0218％的铁碳合金均能发生共析反应。其结果形成铁素体和渗碳体的共析和渗碳体的共析混合物，称为珠光体（P）。根据杠杆定律可以求出铁素体和渗碳体的相对重量为：F（％）＝(6.69-0.77)÷6.69×100％＝88％Fe3C（％）＝1－88％＝

7、12％14主要转变线15GS线－不同含碳量的合金，有奥氏体开始析出铁素体（冷去时）或铁素体全部溶于奥氏体（加热时）的转变线，常用A3表示ES线－碳在奥氏体中的固溶体。常用Acm表示，含碳量大于0.77％的铁碳合金，自1148°冷至727°从奥氏体析出渗碳体，称二次渗碳体PQ线－碳在铁素体中的固溶线，铁碳合金由727°冷却至室温时，将从铁素体析出渗碳体，称为三次渗碳体16典型铁碳合金的平衡结晶过程及组织LL+AAL+Fe3CA+Fe3CF+AF+Fe3CF1.纯铁(﹤0.0218%C）2.钢（0.

8、0218%～2.11%C）亚共析钢（0.0218%～0.77%C）共析钢（0.77%C）过共析钢（0.77%C～2.11%C）过共晶白口（4.3%~6.69%C）共晶白口铁（4.3%C）亚共晶白口铁（2.11~4.3%C）3.白口铸铁（2.11%~6.69%C）17LL+AAL+Fe3CA+Fe3CF+AF+Fe3CF3.3.1共析钢3.3.2亚共析钢3.3.3过共析钢3.3.4共晶白口铁3.3.5亚共晶白口铁3.3.6过共晶白口铁3.3.7工业纯铁18F工业纯铁F+P亚共析钢P(片状)共析钢P