工程材料 第五章 铁碳合金相图及应用PPT课件.ppt

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1、第五章铁碳合金相图及应用§5.1铁碳合金基本相及基本组织§5.2铁碳合金相图分析§5.3铁碳合金成分、组织与性能的关系§5.4铁碳相图的应用简介§5.1铁碳合金基本相及基本组织（1）铁素体（2）奥氏体（3）渗碳体Cm（或Fe3C）A（或γ-Fe）F（或α-Fe）一、基本相（一）F（二）A（高温存在）（三）Fe3C1.Fe3CⅠ条状（白口铸铁中）2.Fe3CⅡ网状（过共析钢中）3.Fe3CⅢ，少，可忽略不计4.P中的Fe3C5.Ld中的Fe3C（四）P=F+Fe3C1.片状2.颗粒状§5.1铁碳合金基本相及基本组织二、基本组织§5.2铁碳合金

2、相图分析（一）工业纯铁（二）共析钢（T8钢wc=0.77%)（三）亚共析钢（四）过共析钢（五）共晶白口铸铁（六）亚共晶白口铸铁（七）过共晶白口铸铁按组织组成物区分的Fe-Fe3c相图熟铁＜0.04％C生铁＞2％C钢0.04％～2％C§5.2铁碳合金相图分析SL+AAGCELF2.110.77PFekAt(℃)wc(%)727℃A+Fe3C0.0218A+FF+Fe3CQ简化的铁碳合金相图（一）工业纯铁结晶过程（wc=0.01%)1243F5Fe3C§5.2铁碳合金相图分析纯铁纯铁强度低，硬度低，塑性好，很少做结构材料。由于有高的磁导率，可作

3、为电工材料用于各种铁芯。同素异构转变：金属在温度（压力）改变时发生晶体结构变化的现象。§5.2铁碳合金相图分析PSFe727℃L+AAkGCEALF2.110.770.0218（二）共析钢结晶过程（T8钢wc=0.77%)123As→FP+Fe3CPt(℃)wc(%)F+Fe3CFe3C§5.2铁碳合金相图分析片状珠光体球状珠光体§5.2铁碳合金相图分析SL+AGCELF2.110.77PFekA727℃A+Fe3C0.0218A+FF+Fe3CA124（三）亚共析钢结晶过程（45钢wc=0.45%)3t(℃)wc(%)Fe3C§5.2铁碳

4、合金相图分析§5.2铁碳合金相图分析SL+AAGCELF2.110.77PFekA727℃A+Fe3C0.0218A+FF+Fe3C（四）过共析钢结晶过程（T12钢wc=1.20%)Fe3CⅡ1243t(℃)wc(%)Fe3C§5.2铁碳合金相图分析§5.2铁碳合金相图分析共晶白口铁组织金相图（五）共晶白口铸铁§5.2铁碳合金相图分析亚共晶白口铁组织金相图（六）亚共晶白口铸铁§5.2铁碳合金相图分析过共晶白口铁组织金相图（七）过共晶白口铸铁§5.2铁碳合金相图分析用组织组成物填写的相图§5.2铁碳合金相图分析2.亚共析钢:P+F3.过共析钢

5、:P+Fe3CⅡ1.共析钢P100％§5.3铁碳合金成分、组织与性能的关系P％·0.77％≈C％F％＝1－P％P％·0.77％+(1－P％)·6.69％＝C％Fe3CⅡ%＝1－P%钢中组织组成物：Fe3C%·6.69%≈C%F%=1－Fe3C%铁碳合金中相组成物：F+Fe3C§5.3铁碳合金成分、组织与性能的关系二、典型合金的平衡结晶过程§5.3铁碳合金成分、组织与性能的关系§5.3铁碳合金成分、组织与性能的关系1200100080060040020000.20.40.60.81.01.230020010060504030201002402

6、0016012080400b/MPHB,(%)k/(J·cm-2)HBbkwc对退火碳钢力学性能的影响wc(%)§5.3铁碳合金成分、组织与性能的关系§5.4铁碳相图的应用简介一、在选材方面的应用建筑结构和各种型钢需用塑性、韧性好的材料，应选用碳含量较低的钢材。2.各种机械零件需用强度、塑性及韧性都较好的材料，应选用碳含量适中的中碳钢。3.各种工具需用硬度高和耐磨性好的材料，应选用碳含量高的钢种。4.纯铁磁导率高，矫顽力低，可作软磁材料使用，例如做电磁铁的铁心等。5.白口铸铁硬度高、脆性大，不能切削加工，也不能锻造，但其耐磨

7、性好，铸造性能优良，适用于作要求耐磨、不受冲击、形状复杂的铸件，例如拔丝模、冷轧辊、货车轮、犁铧、球磨机的磨球等。二、在铸造工艺方面的应用根据Fe-Fe3C相图可以确定合金的浇注温度，浇注温度一般在液相线以上50～100℃。共晶合金铸造性能最好。§5.4铁碳相图的应用简介合金的铸造性能与相图的关系§5.4铁碳相图的应用简介锻造或轧制选在单相奥氏体区内进行。一般始锻、始轧温度控制在固相线以下100～200℃范围内，终锻、终轧温度不能过低。亚共析钢热加工终止温度多控制在GS线以上一点，过共析钢变形终止温度应控制在PSK线以上一点，一般始锻温度为

8、1150～1250℃，终锻温度为800～850℃。三、在热锻、热轧工艺方面的应用§5.4铁碳相图的应用简介§5.4铁碳相图的应用简介四、在热处理工艺方面的应用§5.4铁碳相图的应