机械工程材料金属的结晶与显微组织.ppt

钢锭的组织特征 3.4 铸造组织与缺陷 渗碳体（Fe3C）是铁与碳形成的间隙化合物，其含碳量为6.69%，Fe3C的晶体结构复杂，具有很高的硬度，但塑性很差（延伸率接近于零）。Fe3C的熔点为1227?C，在230?C以下具有铁磁性。 渗碳体 3.3 铁碳合金相图 3.3.1 铁碳合金的组元和基本相 3.3 铁碳合金相图 3.3.2 铁碳材料按含碳量分类 2）亚共析钢 0.0218~0.77%C 3）共析钢 0.77%C 4）过共析钢 0.77~2.11%C 5）亚共晶白口铁 2.11~4.3%C 6）共晶白口铁 4.3%C 7）过共晶白口铁 4.3~6.69%C 1）工业纯铁＜0.0218%C 纯铁 钢 铸铁 钢 铸铁 纯铁 3.3 铁碳合金相图 3.3.3 铁碳相图分析 点分析 点分析 符号 温度 (℃) WC（%） 含义 符号 温度 (℃) WC（%） 含义 A 1538 0 纯铁熔点 K 727 6.69 渗碳体成分 B 1495 0.53 包晶转变时 液态金属成分 J 1495 0.17 包晶点 C 1148 4.3 共晶点 M 770 0 纯铁磁性转变点 D 1227 6.69 渗碳体熔点 N 1394 0 转变温度 E 1148 2.11 碳在?-Fe中 最大溶解度 P 727 0.0218 碳在?-Fe中 最大溶解度 G 912 0 转变温度 S 727 0.77 共析点 H 1495 0.09 碳在?-Fe中 Q 600 0.006 该温度下碳在 3.3.3 铁碳相图分析 区分析 五个单相区 七个双相区 三条水平线 共析线 包晶线 共晶线 珠光体 P 莱氏体 Ld 奥氏体A 三条固态转变线 ES线：A析出F的起始温度，或F全部转变为A的终了温度，又称A3线。 PQ线：碳在F中的固溶度曲线，当温度低于此曲线时，从F中析出三次渗碳体（记为Fe3CIII）。 GS线:A析出F的起始温度，或F全部转变为A的终了温度，又称A3线 1点：从液相析出A; 1~2点：两相共存； 2点：液相全部转变为A; 2~3点：单相A； 3点：共析反应； 3点以下：珠光体P，并随温度降低从其F中析出Fe3C Ⅲ. 3.3.4 铁碳合金冷却过程中的相变及组织 3.3 铁碳合金相图 共析钢 共析钢 共析钢室温组织——珠光体P 1点：从液相析出δ-Fe; 1~2点：两相共存； 2点：包晶反应; 2~3点：液相和A共存; 3~4点：单相A； 4点：从A和析出Fe3CⅡ； 4~5点： A和α-Fe共存； 5点：A发生共析反应； 5点以下: F和P,随温度降低从其F中析出Fe3C Ⅲ. 3.3.4 铁碳合金冷却过程中的相变及组织 亚共析钢 1点：从液相析出δ-Fe; 1~2点：两相共存； 2点：液相全转变为δ-Fe; 2~3点：单相δ-Fe; ； 3点：从δ相析出A； 3~4点：两相共存； 4~5点：单相A； 5~6点：A和α-Fe共存； 6~7点：单相α-Fe； 7点以下：随温度降低从其F中析出Fe3C Ⅲ. 含碳量小于0.017%亚共析钢 亚共析钢室温组织——铁素体F珠光体P 20钢 40钢 65钢 过共析钢 过共析钢室温组织——渗碳体Fe3C珠光体P 硝酸酒精侵蚀 苦味酸钠侵蚀 T12钢 1点：共晶反应 1~2点：高温 Ld， 析出Fe3CⅡ； 2点：共晶反应; 2点以下：低温温Ld?; 共晶白口铁 共晶白口铁 亚共晶白口铁 铸铁室温组织 共晶白口铁 亚共晶白口铁 过共晶白口铁 杠杆定律的应用 问题：计算在共析反应完成之后含碳量0.17%C的亚共钢中相的相对含量和组织相对含量。 1）相含量 2）组织相对含量 3.3.4 铁碳合金冷却过程中的相变及组织 按组织组成物标注的Fe-Fe3C相图 3.3.5 含碳量对钢的组织和性能的影响 A B C D F E N G P S K Q J H A L F δ Fe Fe3C Fe Fe3C S Q P N K J H G F E D C B A A+ Fe3C A+F L+A A+ ? L+ ? F ? A L L+ Fe3C F+ Fe3C A+ Fe3CⅡ A+ Fe3CⅡ+Le Le Le+ Fe3CⅠ Le’+ Fe3CⅠ Le’ P+ Fe3CⅡ+Le’ P+ Fe3CⅡ P+F P F+ Fe3CⅢ C% 温度 钢 铁素体 ? 亚共析钢 过共析钢 亚共晶白口铸铁 过共晶白口铸铁 共晶白口铸铁 共析钢 白 口 铸 铁 二次渗碳体 工 业 纯 铁 珠光体 莱氏体 一次渗碳体 Fe3C 钢 铁 分 类 组织组 成物相 对量% 相组成 物相对 量% 含碳量% 0 0