材料科学基础F-C相图.ppt

铁碳合金目录 铁碳合金系相图 铁碳合金的平衡结晶过程 铁碳合金的成分-组织-性能关系 铁碳合金中的组元 钢与铁的区别 Fe-C与Fe-Fe3C相图的区别 纯铁 C-Fe3C 渗碳体的性能： ?b=30MPa； ?=0； ?=0； AK=0； HB=800 硬而脆 铁碳合金中的相 液相L：铁与碳的液溶体。 固相：C溶入Fe中的固溶体 、金属化合物Fe3C。 ?相 γ相 ?相： Fe3C相：是一种具有复杂结构的间隙化合物。 性能硬而脆。 渗碳体根据生成条件不同有条状、网状、片状、粒状等形态，对铁碳合金的力学性能有重大影响。 在一定条件下，能分解。 铁碳合金相图分析 铁碳合金的组元： Fe、 Fe3C （C） 铁碳合金中的相 液相L、 ? 相、 γ相、 ? 相、 Fe3C相 三个重要的点： 共晶EUTECTIC点C 共析EUTECTOID点S 包晶PERITECTIC点J 铁碳合金相图中重要的线： 液相线ABCD，固相线AHJECF 水平线HJB 水平线ECF 水平线PSK GS线、ES线、PQ线 包晶点J和包晶线HJB 温度： 1495℃；成分：0.17%C。 包晶反应 LB+ ?H ? AJ 即 L0.53+ 0.09?A0.17 水平线HJB为包晶反应线。 共晶点C和共晶线ECF 共析点S和共析线PSK 温度： 727℃；成分：0.77%。 共析反应： AS ? FP+ Fe3C 即 A0.77 ? F 0.0218 + Fe3C 珠光体中的渗碳体称共析渗碳体。在显微镜下珠光体的形态呈层片状。在放大倍数很高时，可清楚看到相间分布的渗碳体片(窄条〉与铁素体片(宽条)。 水平线PSK为共析反应线。 PSK线亦称A1线。 GS、ES、PQ线的含义 GS:相图中的GS线是合金冷却时自A（奥氏体）中开始析出F（铁素体）的临界温度线，通常称A3线。 ES:线是碳在A（奥氏体）中的固溶线，通常叫做Acm线。 在1148℃时A中溶碳量最大可达2.1l%，而在727℃时仅为0.77% 碳含量大于0.77%的铁碳合金自1l43℃冷至727℃的过程中，将从A中析出Fe3C。析出的渗碳体称为二次渗碳体（ Fe3CII ） PQ:是碳在F（铁素体）中的固溶线。在727℃时F中溶碳量最大可达0.0218%，室温时仅为0.0008%。 碳含量大于0.0008%的铁碳合金自727℃冷至室温的过程中，将从F中析出Fe3C。析出的渗碳体称为三次渗碳体(Fe3CIII)。 PQ线亦为从F中开始析出Fe3CIII的临界温度线。 Fe3CIII数量极少，往往予以忽略。 Fe-Fe3C相图中各点的温度、碳含量及含义 铁碳合金的分类 典型铁碳合金的平衡结晶过程分析 典型铁碳合金分类 工业纯铁 共析钢 亚共析钢 过共析钢 共晶白口铸铁 亚共晶白口铸铁 过共晶白口铸铁 工业纯铁的结晶过程分析 工业纯铁(C0.0218%) 工业纯铁的显微组织:铁素体＋三次渗碳体 F+ Fe3CIII 工业纯铁的退火组织 400×显微组织：铁素体＋三次渗碳体 TERTIARY CEMENTITE 共析钢的结晶过程分析 共析钢（0.77%C) T8钢退火组织 500× 显微组织：片状珠光体(P) 共析钢的室温组织: 珠光体 P 即100%P 相组成物 F、 Fe3C 相组成物 F、 Fe3C相对量的计算 亚共析钢的结晶过程分析 亚共析钢 C: 0.09%--0.53% C: 0.53%--0.77% 40钢(0.4%C)退火组织 250×热处理工艺：860℃退火显微组织：铁素体＋珠光体 组织、相组成物计算 亚共析钢的室温组织: F+ 珠光体 P 0.4%C组织组成物F、P相对量的计算 相组成物 F、 Fe3C 0.4%C相组成物 F、 Fe3C相对量的计算 亚共析钢的显微组织:F+P 过共析钢的结晶过程分析 组织组成物计算 过共析钢的室温组织:珠光体+网状二次渗碳体 P+Fe3CII 1.2%C组织组成物P、Fe3CII相对量的计算 相组成物 F、 Fe3C 相组成物 F、 Fe3C相对量的计算 共晶白口铸铁的结晶过程分析 共晶白口铸铁(4.3%C) 共晶白口铸铁铸态组织　300×显微组织：莱氏体Ld ? (P+ Fe3CII +Fe3C) 亚共晶白口铸铁的结晶过程分析 亚共晶白口铸铁(2.11%-4.3%C) 亚共晶白口铸铁铸态组织　250×显微组织：树枝状珠光体+二次渗碳体＋莱氏体 (P+ Fe3CII ＋Ld’) 过共晶白口铸铁结晶过程分析 过共晶白口铸铁(C4.3%) 过共晶白口铸铁铸态组织　100×显微组织：一次