工程---第五章铁碳合金合编.ppt

第 五 章 铁 碳 合 金 概 述 一、Fe-C合金在国民经济建设中的地位和作用 二、我国钢铁生产过程和概况 1、炼铁 2、炼钢 3、我国钢铁发展简史 电炉 平炉 转炉 轧成型材 锻－机加工成零件 三、研究Fe-C合金的基本思路和主要工具 工艺 成分 组织 性能 应用 2、主要工具 Fe-C相图 3、重点内容 Fe-C相图、钢的相和组织组成、性能 1、研究思路 第一节 铁碳（Fe-C）合金相图 碳在铁碳合金中有三种存在形式： 间隙固溶体 、化合物、游离态石墨 。 【Fe - C相图介绍】： Fe - C相图分析： １. Fe - C 形成的化合物；Fe3C、Fe2C、FeC ２. Fe - C相图是具有多种化合物的相图 ３.Fe-C相图由多个二元相图构成 4. Fe - Fe3C相图是我们研究的重点 一、Fe－Fe3C相图 二、 Fe- Fe3C相图组元的性能与相的类型 １、 纯铁 Fe 同素异构转变: 3、渗碳体( Fe3C 、 Cm) α-Fe bcc γ-Fe fcc δ-Fe bcc 2、单相固溶体 高温铁素体（δ相） 奥氏体（γ相、A） 铁素体（α相、F） bcc bcc fcc 1、边垂线（对应Fe 和Fe3C ） 2、单相区 ： Ｌ、δ、γ、α、Fe3C 3、双相区 ： （L＋δ、 δ＋γ ） 、 L＋γ、α＋γ L＋Fe3C 、γ＋Fe3C、α＋Fe3C 4、三相区：S点、C点 5、重要的线——GSE线、PSK线和ECF线 6、重要的点——C点、E点和S点 Ｌ、γ、α、Fe3C 三、Fe－Fe3C相图分析 四、Fe－C合金室温下基本相和组织、性能 1、相和组织 成分 晶格 性能特点 F bcc 塑性好，强度低 A fcc 塑性好，强度低 Cm 6.69% 硬脆，强度低 P 0.77% 组织 强度高，较高的塑、韧性 2、性能对比： σb —— PF、ACm HB —— CmPF、A Ak、δ—— A、FPCm 第二节 典型铁碳合金的平衡结晶过程 一、铁碳合金的一般分类 1、工业纯铁 (0.0218% C ) —组织为 F 体。 亚共析钢 共析钢 过共析钢 亚共晶白口 共晶白口 过共晶白口 重点 C: 0.0218~0.77 C: 0.77 C: 0.77~2.11 二、典型成分合金的结晶过程及室温组织 （一）工业纯铁(≤ 0.0218%C ) 室温下相组成：F+Fe3C 组织组成：F+Fe3CⅢ （二）共析钢(C=0.77%) 【P体】是由 F 体和Cm体两相组成的片状交替机械混合物。 转变特点：[匀晶转变＋共析转变] 室温组织：珠光体 ( P ) 共析钢金相组织图 （三）亚共析钢(0.0218%C0.77%) （以含0.4%C的铁碳合金为例） 转变特点： [匀晶＋固溶＋共析] 室温组织：（F＋P） 或（α＋P）　 相组成物：（α＋Fe3C） 组织组成物（α先析＋P） 相、组织计算： 亚共析钢组织金相图 （四）过共析钢(0.77%C ≤ 2.11%) （以含1.2%C的铁碳合金为例） 转变特点：[匀晶＋固溶＋共析] 相组成物：（F + Fe3C） 组织组成物（Fe3CII + P） 相、组织组成物相对重量： Fe3CII(%) = (1.2-0.77)/(6.69-0.77) ×100% P(%) =1- Fe3CII(%) 过共析钢组织金相图 小结: 钢的组织特征 (a) 铁素体(F+Fe3CⅢ) 500× (c) 珠光体(P)?500× (b) 铁素体+珠光体(P+F)?500× d) 珠光体+二次渗碳体(P+Fe3CⅡ?)500× 0.01%C 0.45%C 0.77%C 1.2%C? （五）共晶白口铸铁（C%=4.3%） 转变特点： [共晶+固溶+共析] 转变过程：如图5-13示 室温组织： Le’ = （P+ Fe3C ） 注意：Le’的组成相还是（F+Fe3C） 共晶白口铁组织金相图 （六）亚共晶白口铸铁（略） （七）过共晶白口铸铁（略） 总结: Fe-C合金的相组成和组织组成 三、成分（C%）与相、组织、性能（退火碳钢）关系 1.成分（C%）与相、组织 2.成分与性能 1) HB：取决于组成相或组织组成物的硬度和相对量.