铁碳合金图文讲解.docx

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1、超详细的铁碳合金图文讲解,搞机械的应该了解!铁碳合金,是以铁和碳为组元的二元合金。铁基材料中应用最多的一类——碳钢和铸铁,就是一种工业铁碳合金材料。搞机械的,最应该掌握的材料就是铁碳合金材料。铁碳相图一、Fe-Fe3C相图的组元1.Fe组元δ-Fe(bcc)--1394℃--γ-Fe(fcc)--912℃---a-Fe(bcc)(同素异构转变)强度低、硬度低、韧性、塑性好2.Fe3C(Cem,Cm)熔点高,硬而脆,塑性、韧性几乎为零。二、Fe-Fe3C相图中的相1.液相L2.δ相高温铁素体(C固溶到δ-Fe中——δ相)3.α相铁素体F(C固溶到α-Fe中——α相)强度

2、、硬度低、塑性好(室温:C%=0.0008%,727度:C%=0.0218%)4.γ相、A奥氏体(C固溶到γ-Fe中——γ相)强度低,易塑性变形5.Fe3C三、相图分析1.三条水平线和三个重要点(1)包晶转变线HJB:1495摄氏度,C%=0.09-0.53%LB+δH------AJ即L0.53+δ0.09-------A0.17(2)共晶转变线ECF,1148摄氏度,C%=2.11---6.69%L4.3----A2.11+Fe3C(共晶渗碳体)——Le4.3高温莱氏体Le,Ld(3)共析转变线PSK,727摄氏度,C%=0.0218---6.69%As----F

3、P+Fe3C(共析渗碳体)A0.77----F0.0218+Fe3C——P(珠光体)珠光体的强度较高,塑性、韧性和硬度介于Fe3C和F之间Le----P+Fe3CII+Fe3C共晶------低温莱氏体Le’2.液固相线液相线ACD固相线AECF3.溶解度线ES线碳在A中的固溶线,1148摄氏度,2.11%——727摄氏度,0.77%,Fe3CIIPQ线碳在F中的固溶线,727摄氏度,0.0218%——0.0008%室温,Fe3CIII4.GS线5.特征点6.特征线表四、基于Fe-Fe3C相图的Fe-C合金分类1.工业纯铁,C%<=0.0218%2.钢0.0218%<

4、C%<=2.11%亚共析钢0.0218%

5、0%~50%,AKU=128~160J,σb=180~280MPa,50~80HBS.铁素体的显微组织与纯铁相同,用4%硝酸酒精溶液浸蚀后,在显微镜下呈现明亮的多边形等轴晶粒,在亚共析钢中铁素体呈白色块状分布,但当含碳量接近共析成分时,铁素体因量少而呈断续的网状分布在珠光体的周围。2.奥氏体奥氏体是碳在γ-Fe中的间隙固溶体,用符号“A”(或γ)表示,面心立方晶格;虽然FCC的间隙总体积较小,但单个间隙体积较大,所以它的溶碳量较大,最多有2.11%(1148℃时),727℃时为0.77%。在一般情况下,奥氏体是一种高温组织,稳定存在的温度范围为727~1394℃,故奥

6、氏体的硬度低,塑性较高,通常在对钢铁材料进行热变形加工,如锻造,热轧等时,都应将其加热成奥氏体状态,所谓“趁热打铁”正是这个意思。σb=400MPa,170~220HBS,δ=40%~50%.另外,奥氏体还有一个重要的性能,就是它具有顺磁性,可用于要求不受磁场的零件或部件。奥氏体的组织与铁素体相似,但晶界较为平直,且常有孪晶存在。3.渗碳体渗碳体是铁和碳形成的具有复杂结构的金属化合物,用化学分子式“Fe3C”表示。它的碳质量分数Wc=6.69%,熔点为1227℃,质硬而脆,耐腐蚀。用4%硝酸酒精溶液浸蚀后,在显微镜下呈白色,如果用4%苦味酸溶液浸蚀,渗碳体呈暗黑色。渗

7、碳体是钢中的强化相,根据生成条件不同渗碳体有条状、网状、片状、粒状等形态,它们的大小、数量、分布对铁碳合金性能有很大影响.总结:在铁碳合金中一共有三个相,即铁素体、奥氏体和渗碳体。但奥氏体一般仅存在于高温下,所以室温下所有的铁碳合金中只有两个相,就是铁素体和渗碳体。由于铁素体中的含碳量非常少,所以可以认为铁碳合金中的碳绝大部分存在于渗碳体中。这一点是十分重要的.铁和碳可以形成一系列化合物,如Fe3C,Fe2C,FeC等,有实用意义并被深入研究的只是Fe-Fe3C部分,通常称其为Fe-Fe3C相图,此时相图的组元为Fe和Fe3C。由于实际使用的铁碳合金

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