Fe-Fe3C合金相图.ppt

第三章 铁碳合金及合金钢概述 §3.1 Fe-Fe3C合金相图 一、铁碳合金相图 二、铁—碳合金中的组织及其性能（P66） （一）奥氏体（A） —— C溶于?-Fe形成的固溶体 （二）铁素体（F）——C溶于?-Fe形成的固溶体 （三）珠光体（P）——?和Fe3C形成的机械混合物 （四）莱氏体（L’d）—P和Fe3C形成的机械混合物 （五）渗碳体 3. 0 .77%C2.11% 三、铁碳合金的分类（P69） （一）工业纯铁——Wc 0.02%的铁碳合金 （二）亚共析钢 （0.0218% Wc 0.77%） 钢中含碳量%＝Vp×0.77%＋VF×0.0008% （四）过共析钢（0.77% WC2.11%） （五） 亚共晶白口铸铁（2.11% Wc 4.3%） （六）共晶白口铸铁（Wc =4.3%） （七）过共晶白口铸铁（4.3% Wc 6.69%） 四、组织组成物与含碳量关系（P77） 工业纯铁 Wc 0.02 F+Fe3C Ⅲ 随着含碳量的变化，铁碳合金的组织变化顺序为： 工业上广泛使用的钢含碳量≤1.3％～1.4％。 硬度≈80×F%+180×P% (HB) 六、铁碳相图的应用 共析钢室温组织 （三）共析钢（WC=0.77%） 组织：P 性能：良好的综合力学性能（具有强度较高和一定的塑、韧性） P 组织特征：Fe3C片状分布于F基体上，呈贝壳状 T12钢退火组织 （4%硝酸酒精浸蚀） 组织：P+ Fe3CⅡ 性能特点：硬度高，塑、韧性低 组织特征：Fe3CⅡ呈网状分布于层片状P周围 P Fe3C Ⅱ T12钢退火组织（碱性苦味酸钠水溶液浸蚀） Fe3C Ⅱ（黑网） P 组织：P+ Fe3CⅡ +L’d （L’d →P+Fe3CⅡ +Fe3C ） 性能：硬而脆。 L’d A Fe3CⅡ P 共晶白口铸铁的室温组织 室温组织：低温莱氏体（L’d →P+Fe3CⅡ +Fe3C ） 高温组织：高温莱氏体（Ld → A+Fe3C ） 性能：硬而脆 Ld 过共晶白口铸铁室温组织 组织：L’d+ Fe3C? （L’d →P+Fe3CⅡ +Fe3C ） 性能：硬而脆。 L’d Fe3C? 亚共析钢 0.0218 Wc 0.77 F+P 共析钢 Wc= 0.77 P 过共析钢 0.77 Wc 2.11 P+Fe3CⅡ 亚共晶白口铸铁 2.11 Wc 4.3 P+ Fe3CⅡ+L’d 共晶白口铸铁 Wc =4.3 L’d 过共晶白口铸铁 4.3 Wc 6.69 Fe3CⅠ +L’d 类别名称 含碳量Wc （%） 室温平衡组织 15钢 45钢 65钢 T12 Wc↑，则Fe3C↑，且其形态由点状→层片状→网状 →基体 →粗大板片状，而 F↓且其形态由大块 状→断续网状→层片状。 L+ A L P+Fe3CⅡ+Ld ? + A L+ Fe3CⅠ ? A F ? + L F+A F+Fe3CⅢ A+Fe3CⅡ Fe3CⅠ+Ld A+Fe3CⅡ+Ld Fe3CⅠ+Ld P+Fe3CⅡ F+P Fe3C F F＋Fe3CⅢ F＋P P P+Fe3CⅡ P+ Fe3CⅡ＋Ld Ld Ld＋ Fe3CⅠ Ld P 0 100 Fe3CⅡ Fe3CⅠ 组织组成物相对质量分数/％ F 0 100 Fe3C 相组成物相对质量分数/％ ? 工业纯铁 碳素钢 白口铸铁 由图可知： Wc≤1.0%时：随钢中Wc↑，则其HB、σb↑，δ、ΨAk↓； 为保证工业用钢应具有 足够的σb 和一定的δ 、Ak ， 故其碳含量一般都不超过 Wc1.3% ~1.4%。 HB Ak δ Ψ σb 1.0 五、含碳量与力学性能的关系（P79） 因钢中出现Fe3CⅡ网而导致钢的σb ↓，但HB ↑ 当 Wc1.0%时：σb↓而HB↑。 为什么？ 1.硬度 主要决定于组织中组成相或组织组成物的硬度和质量分数，随碳含量的增加，合金的硬度呈直线关系增大。 2.强度 对组织形态很敏感。随碳含量的增加，亚共析钢中 P 增多而 F 减少。P的强度比较高，所以亚共析钢的强度随碳含量的增大而增大。到约wc=0.9％时，Fe3CⅡ沿晶