05--《工程材料》第五章.ppt

工 程 材 料（工程材料及机械制造基础Ⅰ） 主编：东南大学 戴枝荣 张远明 主讲：张 建 学时：54 第五章 铁 碳 合 金 第一节 铁碳合金的相结构与性能 1.铁素体 铁素体：是碳在α? Fe 中形成的间隙固溶体。 符号：常用“F” (Ferrite)表示 晶格：体心立方晶格 溶碳能力：727℃最大，为0.0218%；室温为0.0008% 性能：强度、硬度低，塑性、韧性好 2.奥氏体 奥氏体：是碳在γ? Fe中形成的间隙固溶体 符号：常用“A” (Austenite)表示 晶格：面心立方晶格 溶碳能力：1148℃最大，为2.11%；727℃为0.77% 性能：强度、硬度低，塑性、韧性好 3.渗碳体 渗碳体：是铁和碳相互作用形成的具有复杂晶格的 间隙化合物。 分子式：Fe3C 含碳量：6.69% 性能：强度、硬度极高，极脆 4.珠光体 珠光体：铁素体与渗碳体的片层状机械混合物。 符号：P 性能：强度、硬度较高，有一定的塑性、韧性 5.莱氏体 莱氏体：珠光体与渗碳体的片层状机械混合物。 符号：Ld 性能：强度、硬度极高，极脆 6.δ固溶体 δ固溶体：是碳在δ? Fe 中形成的间隙固溶体。 第二节 铁碳合金相图 一、相图分析 1.特性点： A:纯铁熔点，1538℃ B:包晶反应时液态合金的浓度，1495℃，0.53%C C:共晶点，1148℃，4.30%C， D:渗碳体熔点（计算值），1227℃，6.69%C E:碳在γ?Fe中的最大溶解度点，1148℃，2.11%C G:α?Fe ?γ?Fe 同素异构转变点，912℃ H:碳在δ?Fe中的最大溶解度，1495℃，0.09%C J:包晶转变点1495℃，0.17%C N:γ?Fe?δ?Fe同素异构转变点，1394℃ P:碳在α?Fe中的最大溶解度点，727℃，0.0218%C S:共析点，727℃，0.77%C Q:碳在α?Fe中的溶解度点,室温，0.0008%C 2.特性线 ABCD 线：液相线 AHJECF：固相线 HJB 线：包晶转变线 ECF 线：共晶转变线 PSK 线：共析转变线。 ES 线：碳在奥氏体中的溶解度曲线，又称Acm线 GS 线：析出铁素体的开始线，又称A3 线 GP 线：铁素体析出的终了线 PQ 线：碳在铁素体中的溶解度曲线 3.组织区域 已在相图上标出 铁碳合金的匀晶转变：有三种情况。 ①含碳量≤0.53%：由液体直接析出δ固溶体； ②含碳量0.53%～4.3%：由液体直接析出A； ③含碳量＞4.3%：由液体直接析出Fe3CI。 铁碳合金的包晶转变图 ①成分低于H点：温度到达AB线，直接析出δ固溶体； 到达HJB线，全部转变成δ固溶体； ②成分在H与J之间：温度到达AB线，先析出0.09%C的δ 固溶体，液体的含碳量升高；温度 到达HJB线，液体达0.53%C, 部分 δ固溶体与全部液体发生包晶转变 ③成分J点：温度到达AB线，先析出0.09%C的δ固溶体, 液体的含碳量升高；温度到达HJB线，液体 达0.53%C,产生包晶转变； ④成分在J与B之间：温度到达AB线，先析出0.09%C的δ 固溶体，液体的含碳量升高；温度 到达HJB线，液体达0.53%C, 全部 δ固溶体与部分液体发生包晶转变 铁碳合金的共析转变图 ①成分低于P点：温度到达GS线，开始析出F；温度到达 GP线，A全部转变成F; ②成分在P与S之间：温度到达GS线，开始析出F，A的含 碳量升高；温度到达PSK线，A的含 碳量达到0.77%，发生共析转变； ③成分在S点：温度降到S点，发生共析转变，即含碳量 为0.77%的A，在727℃时直接析出F、 Fe3C； ④成分在S与E之间：温度到达SE线，开始析出Fe3C,A的 含碳量降低；温度到达PSK线，A的 含碳量达到0.77%，发生共析转变 铁碳合金的共晶转变图 ①成分在E与C之