学习情境四 铁碳合金.ppt

是研究铁碳合金最基本的工具； 碳含量对铁碳合金室温组织的影响 室温下铁碳合金的成分、相组成、组织及性能的定量关系图 * 含碳量对平衡组织的影响 铁碳合金随含碳量增高，其组织发生如下变化： （沿F晶界分布的基片）→共析渗碳体（分布在铁素体内的片层状）→ （沿A晶界呈网状分布）→共晶渗碳体（为莱氏体的基体）→ （分布在莱氏体上的粗大片状）。 2.Fe- Fe3C相图在工业中的应用 （2）在铸造生产上的应用 （3）在锻压生产上的应用 （4）在焊接生产上的应用 钢在室温时组织为两相混合物，塑性较差，变形困难。 而奥氏体的强度较低，塑性较好，便于塑性变形。因此在进行锻压和热轧加工时，要把坯料加热到奥氏体状态。 ★加热温度不宜过高，以免钢材氧化烧损严重， ★变形的终止温度也不宜过低，过低的温度除了增加能量的消耗和设备的负担外，还会因塑性的降低而导致开裂。 ★各种碳钢较合适的锻轧加热温度范围是： 始锻轧温度为固相线以下100~200℃； 终锻轧温度为750~850℃。 对过共析钢，则选择在PSK线以上某一温度，以便打碎网状二次渗碳体。 焊接时，由于局部区域（焊缝）被快速加热，所以从焊缝到母材各区域的温度是不同的， 由Fe- Fe3C相图可知，温度不同，冷却后的组织性能就不同，为了获得均匀一致的组织和性能，就需要在焊接后采用热处理方法加以改善。 （5）在热处理方面的应用 从Fe- Fe3C相图可知，铁碳合金在固态加热或冷却过程中均有相的变化，所以钢和铸铁可以进行有相变的退火、正火、淬火和回火等热处理。 此外，奥氏体有溶解碳和其它合金元素的能力，而且溶解度随温度的提高而增加，这就是钢可以进行渗碳和其它化学热处理的缘故。 应该指出： 铁碳相图不能说明快速加热或冷却时铁碳合金组织变化的规律。 因此，不能完全依据铁碳相图来分析生产过程中的具体问题，还需结合转变动力学的有关理论综合分析。 铁素 工业纯铁（C%≤0.0218%） 相组成物：F+Fe3C ?C%0.0008% ; F C%0.0008% 组织组成物：F和Fe3CIII L---L+A---A---A+F---F+Fe3CIII 单相液体的冷却 匀晶反应L相中析出γ相（奥氏体A） γ单相固溶体的冷却 γ相发生共析反应生成珠光体P 共析钢的结晶过程分析 共析钢 C%=0.77% L---L+A---A---A+P---P 相组成物：F和Fe3C 组织组成物 ： ?? P 珠光体 共析钢的结晶过程分析 珠光体 共析钢的结晶过程 室温组织为：P（F+Fe3C） L相冷却 L相→ δ相 L相+ δ相→ γ相，并且L相有剩余 剩余L相→ γ相 γ单相的冷却 γ相→ α相，但γ相有剩余 共析反应：剩余γ相→P（α+Fe3C），存在先析α相 亚共析钢的结晶过程分析 亚共析钢 0.0218%C%0.77% L---L+A---A---A+F---A+P+F---P+F 相组成物：F，Fe3C 45钢金相 亚共析钢的结晶过程分析 含0.45%C钢的组织 含0.20%C钢的组织 含0.60%C钢的组织 亚共析钢室温下的组织为F+P。 在0.0218~0.77%C 范围内珠光体的量随含碳量增加而增加。 亚共析钢的结晶过程 L→L+A →A→A+F先共析 AS(0.77% C) →P 室温组织为：P+F 单相液体的冷却 L相→ γ相 γ单相固溶体（奥氏体）的冷却 γ相中析出二次渗碳体（Fe3CⅡ） 共析转变： γ相→（ α+Fe3C），存在Fe3CⅡ 过共析钢的结晶过程分析 过共析钢 0.77%C%2.11% L---L+A---A---A+Fe3CII---A+P+Fe3CII---P+Fe3CII T12钢金相 相组成物：F，Fe3C 组织组成物：P，Fe3CII 过共析钢的结晶过程分析 含1.4%C钢的组织 过共析钢的结晶过程分析 过共析钢的结晶过程 含1.4%C钢的组织 室温组织：P+Fe3CⅡ 单相液体的冷却 共晶反应：L→Ld（γ+Fe3C） 共晶中的γ相不断析出Fe3CⅡ，不可见。 Ld （γ+Fe3CⅡ+ Fe3C） 共析反应： Ld（γ+Fe3C） → Ld′（P+Fe3CⅡ + Fe3C） 共晶白口铸铁的结晶过程分析 共晶白口铁（C%=4.3%） L---L+Ld---Ld (A+Fe3C共晶)---Ld (A+Fe3C共晶+Fe3CII)--- Ld′(P+Fe3CII+Fe3C) 共晶白口铸铁的结晶过程分析 共晶白口铁金相 相组成物：F，Fe3C 组织组成物：Ld′ 共晶白口铸铁的结晶过程分析 单相液体的冷却 共晶反应：剩余L→Ld（γ+Fe3C） (γ+ γ+Fe3C) 先共晶γ相不断析出Fe3