金属材料及热处理课件.ppt

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1、第一章铁碳相图和铁碳合金缓冷后的组织第一节纯铁第二节铁的碳化物第三节铁碳相图第四节铁碳合金的凝固第五节合金在缓冷过程中的固态转变和室温组织第一节纯铁铁的多形性铁在室温下具有体心立方点阵，α铁，铁磁性随着温度升高，在770℃（居里点）A2转变发生α铁的磁性转变，居里点以上，α铁的磁性消失。非铁磁性的α铁能保持到912℃，A3转变体心立方点阵的α铁转变为面心立方点阵的γ铁。超过1394℃，纯铁将再次转变为体心立方点阵A4转变在1538℃以上，纯铁由固态转变为液态。第一节纯铁第二节铁的碳化物碳化物化学式

2、晶系或对称性磁性转变温度Θ碳化物Fe3C（渗碳体）正交210℃Ao点ε碳化物ε-Fe2-3C六角370℃χ碳化物Fe2.2CorFe5C2单斜（底心）247℃合金渗碳体：以渗碳体为基的固溶体。(Fe,Mn,Cr…)3(C,N…)渗碳体的性质：硬度高，塑性差；属于金属化合物。Θ碳化物χ碳化物230～350℃Fe3C3Fe+C（石墨）由于转变温度很低，转变速度很慢，通常广泛应用Fe-Fe3C相图(亚稳相图)。Fe-C复线相图：Fe-Fe3C亚稳相图+Fe-C石墨稳定相图较高温度下长时间保温第三节铁

3、碳相图Fe-C复线相图：Fe-Fe3C亚稳相图+Fe-C石墨稳定相图第三节铁碳相图在1495℃存在包晶反应：δ铁素体+L→γ-Fe0.090.530.17碳在δ铁素体中的最大溶解度为0.09wt％第三节铁碳相图在1148℃出现共晶反应：L→γ-Fe+Fe3C4.32.116.69碳在奥氏体（γ-Fe）中的最大溶解度为2.11wt％（9.10at%)铁原子数与碳原子数之比约为10：1第三节铁碳相图在727℃出现共析反应：γ-Fe→α-Fe+Fe3C0.770.02186.69碳在α铁素体中的最大溶解

4、度为0.0218wt％第四节铁碳合金的凝固铁碳合金的三种结晶类型钢（含碳量<2.11%的铁碳合金）的结晶过程铸铁（含碳量>2.11%的铁碳合金）的结晶过程固溶体结晶包晶结晶共晶结晶第四节铁碳合金的凝固一、钢（含碳量<2.11%的铁碳合金）的结晶过程第四节铁碳合金的凝固一、钢（含碳量<2.11%的铁碳合金）的结晶过程第四节铁碳合金的凝固一、钢（含碳量<2.11%的铁碳合金）的结晶过程第四节铁碳合金的凝固一、钢（含碳量<2.11%的铁碳合金）的结晶过程第四节铁碳合金的凝固二、铸铁（含碳量>2.11%的

5、铁碳合金）的结晶过程第四节铁碳合金的凝固二、铸铁（含碳量>2.11%的铁碳合金）的结晶过程由奥氏体和渗碳体组成的共晶组织称为莱氏体。在莱氏体中，渗碳体是连续分布的相，奥氏体呈颗粒状分布在渗碳体的基底上。因渗碳体性质很脆，所以莱氏体就成为塑性很差的组织。第四节铁碳合金的凝固二、铸铁（含碳量>2.11%的铁碳合金）的结晶过程亚共晶合金结晶时，在共晶反应前先形成奥氏体；过共晶合金结晶时，在共晶反应前先形成渗碳体—一次渗碳体。第四节铁碳合金的凝固二、铸铁（含碳量>2.11%的铁碳合金）的结晶过程含碳量超过

6、2.11wt.％的合金，结晶后其组织中总含有一定数量的莱氏体，合金的塑性差，难于承受热加工变形；但是，这类合金熔点低，同时由于共晶结晶的缘故，合金的铸造性能好。第四节铁碳合金的凝固二、铸铁（含碳量>2.11%的铁碳合金）的结晶过程第五节合金在缓冷过程中的固态转变和室温组织工业纯铁<0.0218wt%C铁素体，或铁素体+三次渗碳体第五节合金在缓冷过程中的固态转变和室温组织亚共析钢0.0218-0.77wt%C先共析铁素体+珠光体共析钢0.77wt%C珠光体过共析钢0.77-2.11wt%C先共析二次

7、渗碳体+珠光体第五节合金在缓冷过程中的固态转变和室温组织亚共晶铸铁2.11-4.30wt%C珠光体+二次渗碳体+莱氏体由先共晶γ相得到共晶以后析出（变态）共晶铸铁4.30wt%C莱氏体（变态）过共晶铸铁4.30-6.69wt%C一次渗碳体+莱氏体(变态)第五节合金在缓冷过程中的固态转变和室温组织一、工业纯铁缓冷时的固态转变和组织室温平衡组织：铁素体or铁素体+三次渗碳体三次渗碳体的析出温度随工业纯铁中的碳含量减小而降低。而温度降低，原子的活动性减弱，析出过程缓慢，析出的三次渗碳体就愈细小弥散。当冷

8、却速度不够缓慢时，渗碳体的析出过程进行得不充分，因而，在室温下铁素体的含碳量往往或多或少是过饱和的。纯铁的显微组织：不规则的铁素体晶粒，晶粒内有亚晶。第五节合金在缓冷过程中的固态转变和室温组织二、钢在缓冷时的固态转变和组织1.共析钢的固态转变A1温度以下，奥氏体发生共析分解，转变后的产物为珠光体（α+Fe3C）。珠光体的形态：片层状渗碳体分布在铁素体基体上。室温下珠光体中渗碳体和铁素体的相对量为：因而，渗碳体片很薄。从珠光体中的铁素体相中析出三次渗碳体，沿α与渗碳体相界上形成，附加