第四章铁碳合金题库.ppt

机械制造基础 第四章 碳的质量分数大于2.11％的白口铸铁，因组织中存在大量的渗碳体，既硬又脆，难以切削加工，故在工业中应用较少。 四、Fe —Fe3C相图的应用 (一) 作为选用钢铁材料的依据 1、各种型钢及桥梁、车辆、船舶、各种建筑结构等，都需要强度较高、塑性及韧性好、焊接性能好的材料，故应选用碳含量较低的钢材； 2、机器零件需要强度、塑性、韧性等综合性能较好的材料，应选用碳含量适中的钢；各类工具、刃具、量具、模具要求硬度高、耐磨性好的材料，则可选用碳含量较高的钢。 3、纯铁的强度低，不宜用作工程材料，常用的是它的合金。 机械制造基础 第四章 4、白口铸铁硬度高、脆性大，不能锻造和切削加工，但铸造性能好，耐磨性高，适于制造不受冲击、要求耐磨、形状复杂的工件，如轧辊、球磨机的磨球、犁铧、拔丝模等。 (二) 在铸造生产上的应用 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，从而确定合金的熔化浇注温度 (温度一般在液相线以上50～100℃) 。靠近共晶成分的铁碳合金不仅熔点低，而且结晶温度区间也较小，故具有良好的铸造性能。因此生产上总是将铸铁的成分选在共晶成分附近。 (三) 在锻压工艺方面的应用 根据Fe—Fe3C相图可以选择钢材的锻造或热轧温度范围。通常锻、轧温度选在单相奥氏体区内，这是因为钢处于奥氏体状态时，强度较低，塑性较好，便于成形加工。 机械制造基础 第四章 始锻 (或始轧) 温度控制在固相线以下100～200℃范围内，温度不宜太高，以免钢材氧化严重； 终锻 (或终轧) 温度取决于钢材成分，一般亚共析钢控制在稍高于GS线，过共析钢控制在稍高于PSK线，温度不能太低，以免钢材塑性变差，导致产生裂纹。 (四) 在热处理方面的应用 Fc—Fe3C相图对于制订热处理工艺有着特别重要的意义。各种热处理工艺的加热温度都是依据Fe—Fe3C相图选定的。 Fe—Fe3C相图的局限性： 1、Fe—Fe3C相图不能说明快速加热或冷却时铁碳合金组织的变化规律； 2、通常使用的铁碳合金中，除含有Fe、C两种元素外，尚有其它多种杂质或合金元素，这些都会对Fe—Fe3C相图产生影响，故应予以考虑。 机械制造基础 第四章 第四章 铁碳合金 教 学 要 求 主 要 内 容 本 章 重 点 本 章 小 结 习 题 机械制造基础 第四章 教 学 要 求 通过学习，学生应了解铁碳合金的基本相； 熟记铁碳合金相图，包括相图中主要的点、线、区。 了解典型铁碳合金的结晶过程，了解铁碳合金的成分、组织和性能的变化规律，并具有基本的分析和应用能力。 掌握碳钢的分类、牌号和应用。 机械制造基础 第四章 主 要 内 容 第一节 铁碳合金的基本相 第二节 Fe — Fe3C 相图 第三节 碳 素 钢 机械制造基础 第四章 本 章 重 点 一、Fe—Fe3C 相图 二、典型铁碳合金的结晶过程 三、碳钢的分类 、牌号与应用 机械制造基础 第四章 第一节 铁碳合金的基本相 铁碳合金是以铁和碳为基本组元组成的合金，是钢和铸铁的统称。 铁碳合金在固态下的基本相分为固溶体与金属化合物两类。属于固溶体的基本相有铁素 体和奥氏体，属于金属化合物的基 本相有渗碳体。 一、铁素体 ( F ) 碳溶人α-Fe中的间隙固溶体称为铁素体，用“ F ”表示。它保持α-Fe 的体心立方晶格。 铁素体的显微组织与纯铁相同，呈明亮白色等轴多边形晶粒，如图4-1所示。 机械制造基础 第四章 碳在α-Fe中的溶解度很小，所以铁素体室温时的力学性能与工业纯铁接近，其强度和硬度较低，塑性、韧性良好。 二、奥氏体 ( A ) 碳溶入γ-Fe中的间隙 固溶体称为奥氏体，用“A” 表示。它仍保持γ-Fe的面 心立方晶格。 高温下，奥氏体的显 微组织也为明亮的多边形 晶粒，但晶界较平