职业技校金属材料与热处理(劳动版第五版)教案：铁碳合金的基本组织与性能.doc

职业技校金属材料与热处理(劳动版第五版)教案：铁碳合金的基本组织与性能 复习旧课： 强化金属材料的重要手段分别有哪些? 引入新课： 钢铁材料是现代工业中应用最为广泛的合金，它们均以铁和碳两种元素为主要元素的合金。由于钢铁材料的成分（碳含量）不同，因此组织和性能也不相同，应用场合也不一样。 讲授新课： 铁碳合金的基本组织与性能 铁碳合金的基本组织有五种，分别是铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体、莱氏体。 一、铁素体：F 1、概念：碳溶于a-Fe中形成的间隙固溶体称为铁素体。 2、晶格类型：由于碳是溶于a-Fe的间隙中的间隙固溶体称，所以F的晶格类型将保持a-Fe的体心立方晶格。 3、特点：由于a-Fe是体心立方晶格，晶格间隙较小，所以碳在a-Fe中的溶解度很小，在727℃时，碳在a-Fe中的最大溶解度为0.0218％，随着温度的降低逐渐减小。 4、性能：由于F的含碳量低，F的性能与纯铁相似。具有良好的塑性和韧性，强的和硬度较低，F是钢的五种组织中含碳量最低的组织。 二、奥氏体：A 1、概念：谈溶解于y-Fe中形成的间隙固溶体，称为奥氏体。 2、晶格类型：由于碳是溶于y-Fe中的间隙固溶体，所以奥氏体将保持y-Fe的面心立方晶格。 3、特点：由于y-Fe是在高温下存在（1394℃--912℃）的面心立方晶格结构，晶格间隙较大，故奥氏体的溶碳能力较强，在1148℃时溶碳能力为2.11％，随着温度的下降，溶碳能力逐渐减小，在727℃时溶碳能力为0.77％。 4、性能特点：由于呈面心立方晶格，虽含碳量高，但其强度和硬度不是很高，却有良好的塑性。奥氏体存在于727℃以上的高温范围内。 三、渗碳体：Fe3C 1、概念：含碳量为6.69％的铁碳金属化合物。 2、晶格类型：具有独特的复杂的斜方晶格类型。 3、特点性能：熔点高（1227℃），硬度高（达到950-1050HV），塑性和韧性几乎为0，脆性极大，是个脆硬组织，没有伸长率和冲击韧性。渗碳体是钢中的主要强化相，在钢或铸铁中以片状、球状或网状分布。在高温下长期停留或冷却缓慢时，可分解为铁和石墨状的自由碳。 四、珠光体：P 1、概念：F和Fe3C的混合物。 2、晶格类型：保持各相原有的晶格类型。F和Fe3C片层相间、交替排列。 3、含碳量：缓慢冷却下其含碳量为0.77％（727℃）。 4、性能特点：由于是硬的渗碳体和软的铁素体的混合物，力学性能主要取决于铁素体和渗碳体各自的含量。一般强度较高，硬度适中，具有一定的塑性。 五、莱氏体：Ld、L`d 1、概念：莱氏体是奥氏体与渗碳体的化合物。它是含碳量为4.3％的液态合金在1148℃时从液态合金中结晶出的奥氏体和渗碳体的混合物。 Ld为高温莱氏体＞727℃，由于奥氏体在727℃时转变为珠光体，所以在室温下的莱氏体是有珠光体和渗碳体组成的叫低温莱氏体L`d。 2、性能和特点：由于莱氏体的基体是渗碳体，所以它的性能接近渗碳体，硬度高，塑性差。 课后小结： 铁碳合金的基本组织有五种，分别是铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体、莱氏体及其性能特点。 布置作业： 1