材料加工及成形技术课件.ppt

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1、第二章铁碳合金§2-1纯铁的晶体结构§2-2铁碳合金的基本组织§2-3铁碳合金状态图§2-3铁碳合金状态图【基本要求】：1.熟练掌握铁碳合金相图中的点、线、区域的含义。2.熟练掌握钢在结晶过程中的组织转变；能利用状态图对典型合金的结晶过程进行分析。§2-3铁碳合金状态图提问：什么是铁碳合金相图？铁碳合金状态图是研究在平衡条件下，铁碳合金的成分、组织和性能之间的关系及变化规律，这里的平衡是指极其缓慢的冷却。它以温度为纵坐标、合金成分（Fe3C或含碳量）为横坐标的图形。它是说明合金成分、温度和组织三者关系的图形。§2-3铁碳合金状态图§2-3铁碳合金

2、状态图铁碳合金相图简化图§2-3铁碳合金状态图铁碳合金相图相图（状态图）：反映各个温度和成分条件下与相的对应关系的图线。点：相存在的温度和成分线:不同相的分界线面：相的存在区域规律：水平线：恒温——相平衡温度垂直线：成分相等——无相变两个单相区之间是两相区§2-3铁碳合金状态图铁碳合金相图简化图显示各种不同碳量的铁碳合金在不同温度下组织形态的热分析图形Fe–C合金状态图的构成1）三条水平线HJB——包晶线ECF（1148℃）—共晶线PSK（727℃）——共析线2）4个基本相液相(L)；奥氏体(A)；铁素体(F)；渗碳体相(Fe3C)。§2-3铁

3、碳合金状态图8§2-3铁碳合金状态图1.铁碳合金相图中主要特性点的含义2.相图中主要线的含义ACD线—液相线是不同成分铁碳合金开始结晶的温度线。AECF线—固相线各种成分的合金均处在固体状态，结晶过程终止线。ECF水平线—共晶线含碳量为4.3%的液态合金冷却到此线时，在1148℃由液态合金同时结晶出奥氏体和渗碳体的机械混合物，此反应称为共晶反应。§2-3铁碳合金状态图PSK水平线—共析线（A1线）含碳量为0.77%的奥氏体冷却到此线时，在727℃同时析出铁素体和渗碳体的机械混合物，此反应称为共析反应。GS线—（A3线）是冷却时奥氏体转变为铁素体的

4、开始线。（γα）ES线—称Acm线是碳在奥氏体中的溶解度线，实际上是冷却时由奥氏体中析出二次渗碳体的开始线。（γFe3CⅡ）§2-3铁碳合金状态图1）共晶线—ECF（C点—共晶点）说明：含2.06%~6.67%C的Fe–C合金(生铁)都将在1148℃时发生莱氏体转变，即共晶转变。1148℃表示共晶反应：§2-3铁碳合金状态图122）共析线－PSK（S点－共析点）说明：含0.0218%~2.06%C的Fe–C合金(钢)都将在727℃时发生珠光体转变，即共析转变。在热处理中，该线温度常以A1表示，冷却时用Ar1，加热时用Ac1。727℃表示共析反应：

5、§2-3铁碳合金状态图2021/7/27133）两条固溶线－GS、ESES自高碳奥氏体冷却过程中析出Fe3C的起始线。温度常以Acm表示。（冷却：Arm；加热：Acm）GS自低碳奥氏体冷却过程中析出铁素体的起始线，该温度常以A3表示。（冷却：Ar3；加热：Ac3）§2-3铁碳合金状态图以E点（C2.06%）为界，分为钢和生铁两类。生铁结晶时有莱氏体转变，组织中有莱氏体。§2-3铁碳合金状态图3.铁碳合金的分类3.铁碳合金的分类工业纯铁：C%<0.0218钢以S点（0.77%C）为界，分为：共析钢：C%=0.77亚共析钢：0.0218

6、7过共析钢：0.77

7、过共析钢结晶过程示意：wc=1.2%室温组织：P+Fe3CⅡ四.铁碳合金状态图的应用1、分析自液态冷却至室温时合金的组织转变过程及室温组织室温组织:PFAF＋AA+AA1）共析钢（T8钢）1点以上L1～2L＋A2～3A3点A→P3点以下PA亚共析钢的结晶过程§2-3铁碳合金状态图222）亚共析钢(45钢）室温组织：F+P亚共析钢的结晶过程FFAAAAAAAAFFFA1点以上L1～2L＋δ2～3A+L3～4A4~5A+F5点A→P5点以下P+F§2-3铁碳合金状态图2021/7/27233）过共析钢（T10)室温组织：P+Fe3C（网状）过共析钢的

8、结晶过程AAAAAAFAF1点以上L1~2L+A2~3A3~4A+Fe3CII4点A→P4点以下P+Fe3CII§2-3铁碳合金状态图2