2-5_铁碳合金的组织与状态图讲解.ppt

3.亚共析钢 ( Wc = 0.45% ) 亚共析钢组织金相图 4.过共析钢 ( Wc = 1.2% ) 过共析钢组织金相图 5.共晶白口铁 ( Wc = 4.3% ) 共晶白口铁组织金相图 6.亚共晶白口铁 ( Wc = 3.0% ) 亚共晶白口铁组织金相图 7.过共晶白口铁 ( Wc = 5.0% ) 过共晶白口铁组织金相图 Fe - Fe3C 相图的应用 选择材料方面的应用 制定热加工工艺方面的应用 一.选择材料方面的应用 1. 分析零件的工作条件, 根据铁碳合金 成分、组织、性能之间的变化规律进 行选择材料。 2. 根据铁碳合金成分、组织、性能之间 的变化规律 , 确定选定材料的工作范 围。 二.制定热加工工艺方面的应用 本章小结 三种典型的金属晶体结构 晶体缺陷：点、线、面 过冷度、结晶过程 晶粒大小对金属性能的影响、细化晶粒的方法 同素异构 合金的相结构、固溶强化 铁碳合金的基本组织、铁碳合金相图 * GJZT §2-5 铁碳合金的组织与状态图 铁碳合金—碳钢和铸铁，是工业应用最广的合金。 含碳量为0.0218% ~2.11%的称钢 含碳量为 2.11%~ 6.69%的称铸铁。 铁和碳可形成一系列稳定化合物： Fe3C、 Fe2C、 FeC，都可作为纯组元看待。 含碳量大于Fe3C成分（6.69%）时，合金太脆，已无实用价值。 一、铁碳合金的基本组织 是体心立方间隙固溶体。铁素体的溶碳能力很低,在727℃时最大为0.0218%，室温下仅为0.0008%。 铁素体的组织为多边形晶粒，性能与纯铁相似。 铁素体 ⒈ 组元：Fe、 Fe3C ⒉ 相 ⑴ 铁素体： 碳在?-Fe中的固溶体称铁素体, 用F 或? 表示。 铁素体组织金相图 ⑵ 奥氏体: 碳在? -Fe中的固溶体称奥氏体。用A或 ? 表示。 是面心立方晶格的间隙固溶体。溶碳能力比铁素体大，1148℃时最大为2.11%。727 ℃时为0.77% 组织为不规则多面体晶粒，晶界较直。强度低、塑性好，钢材热加工都在? 区进行. 碳钢室温组织中无奥氏体。 奥氏体 奥氏体组织金相图 ⑶ 渗碳体：即Fe3C, 含碳6.69%, 用Fe3C或Cm表示。 Fe3C硬度高、强度低(?b?35MPa), 脆性大, 塑性几乎为零 Fe3C是一个亚稳相，在一定条件下可发生分解：Fe3C→3Fe+C(石墨), 该反应对铸铁有重要意义。 由于碳在?-Fe中的溶解度很小，因而常温下碳在铁碳合金中主要以Fe3C或石墨的形式存在。 铸铁中的石墨 钢中的渗碳体 渗碳体组织金相图 ⑷珠光体：铁素体与Fe3C的机械混合物，用P表示。 珠光体的组织特点是两相呈片层相间分布,性能介于两相之间。 珠光体 珠光体 ( P ) ⑸莱氏体： ? 与Fe3C的机械混合物 高温莱氏体：727 ℃以上，奥氏体与渗碳体，以Le表示 低温莱氏体：727 ℃以下，珠光体与渗碳体，以L’e表示 为蜂窝状, 以Fe3C为基，性能硬而脆。 莱氏体 莱氏体 ( Ld ) 相图的建立 相图的建立 名称 A金属 B金属 熔点 高 低 合金1 100% 0% 合金2 90% 10% 合金3 80% 20% …….. …….. ……. 合金9 20% 80% 合金10 10% 90% 合金11 0% 100% 热 分 析 法 时间 温度 90 70 50 30 A B 温度 A 温度 温度 a b ab : 液相线 ab : 固相线 L L + S S L : 液相区 S : 固相区 L+S:液固共存区 A B 温度 铁碳合金相图是研究铁碳合金最基本的工具，是研究碳钢和铸铁的成分、温度、组织及性能之间关系的理论基础,是制定热加工、热处理、冶炼和铸造等工艺依据. 二、铁碳合金状态图 含碳量大于Fe3C成分（6.69%）时，合金太脆，已无实用价值。 实际所讨论的铁碳合金相图是Fe- Fe3C相图。 Fe Fe3C Fe2C FeC C C%(at%) → Fe - Fe3C 相图 Fe T° Fe3C 五个重要的成份点: P、S、E、C、K。 四条重要的线: EF、ES、GS、FK。 三个重要转变: 包晶转变、共晶转变、共析转变。 二个重要温度: 1148 ℃ 、727 ℃ 。 (一)铁碳合金状态图中主要点和线的意义 Fe - Fe3C 相图 A C D E F G S P Q 1148℃ 727℃ L A L+A L+ Fe3CⅠ 4.3%C 2.11%C 0.0218%C 6.69%C