金属工艺学—铁碳相图课件.ppt

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1、第四章铁碳相图纯铁的同素异构转变Fe–C相图的基础知识。形成Fe-Fe3C相图组元和基本组织的结构与性能。Fe-Fe3C相图的建立与分析。碳的质量分数对铁碳合金组织、性能的影响。Fe-Fe3C相图的应用。1394°C912°C体心立方面心立方体心立方δ-Feγ-Feα-Fe一、纯铁的同素异构转变第一节铁碳合金的组元与基本相纯铁的冷却曲线1394℃1534℃10006008001200温度时间16001500500700900110013001400912℃δ-Feα-Feγ-Fe二、铁碳合金的基本相及其性能铁素体（F）：碳溶与α-Fe中形成的间隙固溶体。性能---强度

2、和硬度低，塑性和韧性好奥氏体（A）：碳与γ-Fe形成的间隙固溶体。高温组织，在大于727℃时存在。性能---塑性好，强度和硬度高于F。在锻造、扎制时常要加热到A，可提高塑性，易于加工。奥氏体组织金相图渗碳体（Fe3C）：铁与碳形成的金属化合物。在Fe-Fe3C相图中，既是组元又是基本相。性能---硬度高，脆性大。渗碳体组织金相图珠光体（P）：铁素体（F）和渗碳体（Fe3C）组成的机械混合物。性能---力学性能介于两者之间。莱氏体（Ld）：奥氏体（A）和渗碳体（Fe3C）组成的机械混合物。性能---硬度高，塑性差。FeT°Fe3C第三节Fe-Fe3C相图分析Fe-Fe3

3、C相图ACDEFGSPQ1148℃727℃LAL+AL+Fe3CⅠ4.3%C2.11%C0.0218%C6.69%CFeFe3CT°(A+Fe3C)LdLd+Fe3CⅠA+Ld+Fe3CⅡFA+FA+Fe3CⅡ(F+Fe3C)PP+F0.77%CP+Fe3CⅡLd’Ld’+Fe3CⅠP+Ld’+Fe3CⅡK共晶相图共析相图匀晶相图(P+Fe3C)Fe-Fe3C相图ACDEFGSPQ1148℃727℃LAL+A4.3%C2.11%C0.0218%C6.69%CFeFe3CT°LdLd+Fe3CⅠA+Ld+Fe3CⅡFA+FP0.77%CLd’K(P+Fe3C)P+Ld’

4、+Fe3CⅡLd’+Fe3CⅠP+FP+Fe3CⅡ(F+Fe3C)A+Fe3CⅡL+Fe3CⅠ(A+Fe3C)Fe-Fe3C相图两种反应：1148℃1、共晶反应一定成分的液相在一定的温度下同时结晶出两种成分和结构均不相同的固相的反应。L4.3%cA2.11%c+Fe3C6.69%c共晶反应的产物即莱氏体Ld=(A2.11%c+Fe3C6.69%c)2、共析反应一定成分的固相在一定的温度下同时析出两种成分和结构均不相同的新的固相的反应。A2.11%c727℃F0.02%c+Fe3C6.69%c共析反应的产物即珠光体P＝F0.02%c+Fe3C6.69%c铁碳合金相图中主

5、要特性点的含义特性点的符号温度t/℃含碳量wc%含义ACDEGPSQ1538114812271148912727727室温04.36.692.1100.020.770.0008纯铁的熔点共晶点渗碳体的熔点碳在奥氏体中的最大溶解度α-Teγ-Te同素异晶转变点碳在铁素体中的最大溶解度共析点碳在铁素体中的溶解度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。结晶温度终止线。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

6、晶反应。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开始线。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。铁碳合金含碳量为2.11%—6.69%的铁碳合金。共晶白口铸铁：含碳量为4.3%;亚共晶白口铸铁：含碳量在2.11%—4.3%之间；过共晶白口铸铁：含碳量在4.3%—6.69%之间；含碳量小于0.02%的铁碳合金。工业纯铁钢白口铸铁含碳量为0.02%—2.11%的铁碳合金。根据金相组

7、织的不同，可分为三种。共析钢：含碳量为0.77%;亚共析钢：含碳量在0.02%—0.77%之间；过共析钢：含碳量在0.77%—2.11%之间；第三节典型铁碳合金的结晶过程及组织Fe-Fe3C相图LL+AAA+Fe3CⅡF+AA+Fe3CⅡ+LdP+Fe3CⅡ+L'dP+Fe3CⅡPP+FLdL'dL+Fe3CLd+Fe3CL'd+Fe3CL'd＝P+Fe3CⅡ+Fe3C转变A—奥氏体P—珠光体共析钢的结晶过程分析共析钢组织金相图F—铁素体亚共析钢的结晶过程分析亚共析钢组织金相图过共析钢结晶过程分析过共析钢组织金相图共晶生铁结晶过程分析共晶白口铁组织金