第四章铁碳合金.ppt

第四章 铁碳合金 （一） 铁的同素异晶转变 一、相图的点、线、区及其意义(P110图4-4） §4-2 铁碳合金相图分析 §4-2 铁碳合金相图分析 §4-3铁碳合金的平衡结晶过程及组织 §4-3 铁碳合金的平衡结晶过程及组织 ①工业纯铁 ( ingot iron ) ②共析钢 ( eutectoid steel ) ③亚共析钢 ( hypoeutectoid steel ) ④过共析钢 ( hypereutectoid steel ) ⑤共晶白口铁 ( eutectoid white iron ) ⑥亚共晶白口铁( hypoeutectoid white iron ) ⑦过共晶白口铁( hypereutectoid white iron ) 杠杆定理的应用 工业纯铁室温时， Fe3CIII含量计算(C%=0.01%) ②共析钢 计算727℃,40钢中先共析铁素体和珠光体含量 计算形成二次渗碳体的最大值 ⑤共晶白口铁 计算wc=3.0%的铸铁中各组织组成物的百分含量 用组织分区的的铁碳相图 一、对平衡组织的影响 相相同 组织不同 随含碳量的增加组织发生变化 相：α减少，Fe3C增多 Fe3C形态： Fe3CⅢ（薄网状、点状） 共析Fe3C（层片状） Fe3CⅡ（网状） 共晶Fe3C（基体） Fe3CⅠ（粗大片状） 二、对力学性能的影响 三、对工艺性能的影响 适合切削：中碳钢 适合锻造：C%2.11%， 适合铸造：C%～4.3%。 适合冷塑变：C%0.25% 适合热处理：0.0218-2.11 二、钢锭的宏观组织及其缺陷 零件的获得途径： ①铸件 ②铸锭—开坯—热轧(锻)—机加工—热处理—机加工 铸锭(件)的宏观组织及性能 铸锭(件)的缺陷 —缩孔与偏析 典型宏观组织由表层至中心分为： 表层细晶区、柱状晶区、中心等轴晶粒区。 表层细晶区（激冷区chill zone）及形成原因： 柱状晶区形（columnar zone）及形成原因： 中心等轴晶粒区（equiaxed crystal zone）及形成原因： 纯金属 与纯金属凝固相比相同点 表层细晶区 柱状晶区形 中心等轴晶粒区 与纯金属凝固相比不同点 等轴晶粒组成的致密沉积锥体 缺陷 缩孔及缩孔残余 缩孔 偏析 气泡 从表层到心部由5个带组成： 坚壳带 2. 蜂窝气泡带 3. 中心坚固带 4. 二次气泡带 5. 锭心带 亚共析钢随含碳量增加，P 量增加，钢的强度、硬度升高，塑性、韧性下降。 0.77%C时，组织为100% P, 钢的性能即P的性能。 ＞0.9%C，Fe3CⅡ为晶界连续网状，强度下降, 但硬度仍上升。 ＞2.11%C，组织中有以Fe3C为基的Le’,合金太脆. 含碳量低切削热大，容易粘刀不易切断 含碳量高，渗碳体多硬度高，磨损刀具 可得到单相奥氏体组织，塑性好。 随含碳量增加锻造性能变差 流动性好。 变形阻力小。 有固态相变 ③亚共析钢 含0.45%C钢的组织 含0.20%C钢的组织 含0.60%C钢的组织 含0.40%C钢的组织 组织组成物：?Fe3CII+?P L ? L + A ? A ? A+Fe3CⅡ ? P+Fe3CⅡ ④过共析钢 A C D E F G S P Q L A L+A L+ Fe3C Fe A+Fe3C F A+F F+ Fe3C K B J H N Fe3C 727℃ AS ←──→ FP + Fe3C L→ L+A （匀晶转变） Fe3CⅡ的析出，脱溶转变， 量不少，不能忽略不计 相组成物?：F +?Fe3C Fe3CⅢ的析出，脱溶转变， 量很少，忽略不计 ④过共析钢 含1.4%C钢的组织 含1.2%C钢的组织 ——杠杆定理的应用 Fe A C D E F G S P Q L A L+A L+ Fe3C A+Fe3C F A+F F+ Fe3C K B J H N Fe3C ④过共析钢 形成三次渗碳体的最大值 组织组成物：Ld ’；相组成物： F +?Fe3C A C D E F G S P Q L A L+A L+ Fe3C A+Fe3C F A+F F+ Fe3C K B J H N Fe3C 1148℃ LC ←──→ AE + Fe3C Ld（莱氏体） LC L Ld Ld 2 1148 ℃ 727 ℃ A成分沿着Acm线变化； 析出的Fe3CⅡ依附于 Fe3C共晶，难以分辨 温度降到2点， A成分达到S点，发生共析转变 727℃ AS ←──→ P F成分沿着PQ线变化；同时析出Fe3CⅢ，量很少，忽略不计 P A Fe3C共晶(基体) ⑤共晶白口铁 组织组成物：Ld ’