第9章 铁碳相图及其应用.ppt

材料与材料分类材料科学与工程 金属材料及热处理铁碳相图第九章 Page 247－263 第9章 铁碳相图及其应用 第一节 纯铁、碳与纯铁形成的固溶体相 一、纯铁 p.247-248 铁的冷却曲线 p.248 图9-1 具有同素异构转变: ?-Fe ? ? -Fe ? ?-Fe ? L A3 A4 Tm 具有A2磁性转变：770?C 纯铁结晶组织及其在降温过程中的演变 p.248 图9-2 二、碳在铁中的固溶体 碳在?-Fe中形成的固溶体称为铁素体，以?或F表示，晶格为b.c.c. 碳在?-Fe 中形成的固溶体称为奥氏体，以? 或A表示，晶格为f.c.c. 碳在?-Fe中形成的固溶体也称为铁素体（?铁素体或高温铁素体），以?表示，晶格为b.c.c. 共同性能特点：硬度低、塑性高 铁的碳化物的化学式及晶体点阵 p.249表9-1 其详细说明见 p.250 渗碳体: 渗碳体晶胞： p.250图9-3 是铁和碳形成的间隙化合物，分子式Fe3C，常以Cm表示。 性能：熔点高，硬度HB800，塑韧性差，为硬脆相。 是亚稳相，条件适合时向稳定相石墨转变： Fe3C ? 3Fe + C (石墨) 1.液相线 ABCD, 固相线AHJECFD 2.单相区五个: 液相区L, ? 固溶体区,奥氏体区(? 或A), 铁素体区(?或F)，渗碳体区(Fe3C或Cm) 3.双相区七个 4.等温转变水平线三条 包晶转变HJB水平线: LB+ ?H? ? J, 自由度 f=0, 含碳量在0.09-0.53%均发生包晶转变 共晶转变ECF水平线 Lc ? ? E+ Fe3C, 自由度 f=0, 莱氏体Ld 含碳量在2.11-6.69%均发生共晶转变 共析转变PSK水平线 ? S ? ?P+ Fe3C, 自由度 f=0, 珠光体P 含碳量0.0218%均发生共析转变 5. 固态转变线 3条: ES线: 碳在奥氏体中的饱和溶解度曲线, 随温度降低, 析出二次渗碳体Fe3CII GS线 (A3线): ? ? ? PQ线: 碳在铁素体中的饱和溶解度曲线, 随温度降低, 析出三次渗碳体Fe3CIII 6. 相图中的特性点 根据合金成分和组织的不同, 可分为三类: 工业纯铁: 含碳0.0218% 碳钢: 含碳0.0218 -2.11%, 可分为三种: 亚共析钢: 含碳0.0218 -0.77% 共析钢: 含碳0.77% 过共析钢: 0.77- 2.11% 白口铸铁:含碳2.11-6.69%, 可分为三种: 亚共晶白口铁:含碳2.11-4.3% 共晶白口铁:含碳4.3% 过共晶白口铁:含碳4.3-6.69% 第四节 铁碳合金的凝固 典型铁碳合金的平衡结晶过程 (注意液相线、固相线): 第四节 铁碳合金的凝固 典型铁碳合金的平衡结晶过程 (注意液相线、固相线): 工业纯铁(含碳小于0.0218%) 共析钢(含碳0.77%) 亚共析钢(例如含碳0.45%) 过共析钢(例如含碳1.2%) 共晶白口铸铁(含碳4.3%) 亚共晶白口铸铁(例如含碳3.0%) 过共晶白口铸铁(例如含碳5.0%) 第五节 铁碳合金在缓冷过程中的 固态转变和室温组织 p.255 典型铁碳合金的固态缓冷过程: 工业纯铁(含碳小于0.0218%) 共析钢(含碳0.77%) 亚共析钢(例如含碳0.45%) 过共析钢(例如含碳1.2%) 共晶白口铸铁(含碳4.3%) 亚共晶白口铸铁(例如含碳3.0%) 过共晶白口铸铁(例如含碳5.0%) 室温下，铁碳合金均由?+ Fe3C两相组成。 随含碳量不同可分为多个典型组织区。 室温下，铁碳合金均由?+ Fe3C两相组成。 随含碳量不同可分为多个典型组织区。 室温下，铁碳合金均由?+ Fe3C两相组成，但组织多变。 数一数随含碳量不同室温下可分为多少个典型组织区？ 练习：在相图中画出如下室温组织所在区域： 铁素体 ＋ 三次渗碳体； 珠光体 ＋ 先共析铁素体； 珠光体 ＋ 先共析渗碳体； 练习：在