3-3铁碳合金相图.ppt

主讲：周长勇 3-3铁碳合金相图 铁碳合金相图是表示在缓慢冷却（或缓慢加热）条件下，不同成分的铁碳合金的状态或组织随温度变化的图形。铁碳合金相图是研究铁碳合金的基础。它是研究铁碳合金的成分、温度和组织结构之间的关系图形。 由于含碳量6.69%的铁碳合金脆性极大，没有使用价值，因此，只研究相图中含碳量为0%~6.69%的部分，而这部分铁碳化合物只有Fe3C，故铁碳合金相图也可以认为是Fe-Fe3C相图。 Fe ━ Fe3C相图中有七个特性点及6条特性线，当了解这些点、线的含义后，就可以把一个看似复杂的相图分割成不同的区域，当成分（含碳量）和温度变化时，按一定的规律可分析出各区域产生的组织 Fe ━ Fe3C相图中七个特性点及温度、含碳量和含义 点的符号 温度(℃) 含碳量(%) 含义 A 1538 0 纯铁的熔点 C 1148 4.3 共晶点,Lc?(A+Fe3C) D 1227 6.69 渗碳体的熔点 E 1148 2.11 碳在奥氏体(γ━Fe)中的最大溶解度点 G 912 0 纯点的同素异构转变点, α━Fe?γ━Fe S 727 0.77 共析点，As?(F+Fe3C) P 727 0.0218 碳在铁素体 (α━Fe)中的最大溶解度点 (1)共晶点C 高温的铁碳合金液体缓慢冷却到一定温度(1148℃)时，在保持温度不变的条件下，从一个液相中同进结晶出两种固相，这种转变称为共晶转变。共晶转变的产物称为共晶体，铁碳合金的共晶体就是莱氏体Ld(A+Fe3C)。C点的温度称为共晶温度。 (2)共析点S 固相的铁碳合金缓慢冷却到一定温度(727℃)时，在保持温度不变的条件下，从一个固相中同时析出两个固相，这种转变称为共析转变。共析转变的产物称为共析体，铁碳合金的共析体就是珠光珠P(F+Fe3C)。S点的温度称为共析温度 Fe-Fe3C相图中六个特性线及含义 特性线 含义 ACD 液相线━此线之上为液相区域，线上点为对应不同成分合金的结晶开始温度 AECF 固相线━此线之下为固相区域，线上点为对应不同成分合金的结晶终了温度 GS 也称A3线，冷却时从不同含碳量的奥氏体中析出铁素体的开始线 ES 也称Acm线，碳在奥氏体(γ━Fe)中的溶解度曲线 ECF 共晶线，Lc?(A+Fe3C) PSK 共析线，也称A1线，As?(F+Fe3C) (1)ACD线 液相线，此线以上区域全部为液相，称为液相区，用L表示，对应成分的液态合金冷却到此线上的对应点开始结晶。。 (2)AECF线 固相线，对应成分的液态合金冷却到此线上的对应点时完成结晶过程，变为固态，此线以下为固相区。 (3)GS线 奥氏体冷却时析出铁素体的开始线(或加热时铁素体转变为奥氏体的终止线)，又称A3线。 (4)ES线 碳在奥氏体中的溶解度曲线，又称ACM线。 (5)ECF线 共晶线。 (6)PSK线 共析线，又称A1线 按碳的含量分类： 工业纯铁(含碳量小于0.0218%) 钢(含碳量大于0.0218%而小于2.11%) 铸铁(含碳量大于2.11%) 铁碳合金的室温组织都是由铁素体和渗碳体组成的，但含碳量不同时，铁素体和渗碳体的相对量会有变化。 铁碳合金的成分不但对其组织上有影响，对其性能也有影响。含碳量越高，钢的强度、硬度越高，而塑性、韧性越低，在钢经过热处理后表现尤为明显。 1.作为选材的依据 碳对铁碳合金的组织和性能有着重大的影响。不同成分的铁碳合金在机械性能和工艺性能等方面产生极大的差异。 2.在铸造生产中的应用 根据Fe━Fe3C相图的液相线，可以找出不同成分的铁碳合金的熔点，从而确定合适的溶化温度与浇注温度。 3.在锻造工艺上的应用 钢经加热后获得单相奥氏体。其强度低，塑性好，易于塑性变形加工。因此，钢村轧制或锻造的温度范围多选在单一奥氏体区。 4.在热处理工艺上的应用 Fe━Fe3C相图中的左下角部分是钢进行热处理的重要依据，不同含碳量的钢在加热和冷却时发生相变的规律和具体温度，是对不同含碳量钢采用不同热处理工艺时确定加热温度的重要依据。 谢 谢 ！