金属的晶体结构与铁碳相图.ppt

第一节 金属的晶体结构与结晶第二节 实际金属的晶体结构第三节 合金的晶体结构第四节 铁碳合金和铁碳相图 2.1 金属的晶体结构与结晶 一、金属的晶体结构 1、晶体与非晶体 2.3 合金的晶体结构 一、基本概念 2.3 合金的晶体结构 3、组织 组织是指金相显微镜下观察到的材料的微观形貌特征。 2.3 合金的晶体结构 2.4 铁碳合金与铁碳相图 同素异构转变 金属在固态下由一种晶格转变为另一种晶格的转变过程称为同素异构转变或同素异晶转变。如铁（Fe）、钴（Co）、钛（Ti）、锡（Sn）等。而金属在固态下不同温度具有不同晶格类型的特性，称为金属的同素异构性。 2.4 铁碳合金与铁碳相图 工程实践中钢的分类 低碳钢（纯铁或部分亚共析钢）一般轧成角钢、槽钢、工字钢、钢管、钢带或钢板,用于制作各种建筑构件、容器、箱体、炉体和农机具等 。 亚共析钢用途实例 亚共析钢用途实例 共析钢的应用举例 过共析钢应用举例 T12 钢 碳含量 1.2％ 含碳量与性能的关系 铁碳相图的应用 （一）、选用材料： 由铁碳相图可知，合金中随着含碳量的不同，其组织各不相同，从而导致其力学性能不同。因此，我们就可以根据机器零件所要求的性能来选择不同含碳量的材料。 如需要良好塑性、韧性好材料，应选含碳量小于0.25%的钢； 需要强度、塑性、韧性都较好的材料，应选含碳量为0.3~0.55%的钢； 工具主要选用高碳钢 （二）、叛断切削加性能： 低碳钢中铁素体较多，塑性好，加工性不好；中碳钢中铁素体含量比例适当，钢的硬度适当，易于加工。 （三）制定热加工工艺 1.铸造工艺应用 在铸造工艺方面，根据相图可以确定合适的熔化温度和浇注温度，含碳量为4.3%的铸铁铸造性最好（熔点低、凝固温度区间也较小，流动性好，不易缩孔)。 2.锻造工艺应用 单相奥氏体状态，有良好的塑性，易于锻压成型； 3.焊接工艺应用 含碳量高，渗碳体量多，焊接性能差。 4.热处理工艺应用 由相图可知合金在固态加热和冷却过程中均有组织的变化，可以进行热处理。并且可以正确选择加热温度。 A F F A A A F+A 返回 Fe-Fe3C相图 A F F A A A F+A 返回 Fe-Fe3C相图 A F F A A A F+A 包晶反应：L+δ＝A（1538°C） 共晶反应：L＝Le(A + FeC3 )（ 1148°C ） 返回 Fe-Fe3C相图 共析反应： A＝P (α+ FeC3) （727°)C A F F A A A F+A 3.2 Fe-Fe3C相图 过共析钢 共析钢 共晶白口铁 亚共晶白口铁 过共晶白口铁 碳素钢 白口铸铁 亚共析钢 工业纯铁 过共析钢 共析钢 亚共析钢 共晶白口铁 亚共晶白口铁 过共晶白口铁 铁碳合金 碳素钢 白口（铸）铁 工业纯铁 ﹤0.0218% 0.0218～2.11% 2.11～6.68% 0.77% 4.3% 贴碳合金的分类 低碳钢的塑性、韧性好，但强度、硬度低，焊接性能好。中碳钢的强度较高，塑性、韧性也较好，具有较好的综合力学性能。高碳钢硬而脆，塑性、韧性也差。 45＃钢 碳含量0.45％ 60＃钢 碳含量0.60％ 45＃钢 碳含量0.45％ 60＃钢 碳含量0.60％ T8钢 碳含量 0.80％ 随C%↑ → Fe3C%↑， F% ↓ 由于Fe3C是硬质点， F 是软质点 →强度σb↑, 硬度HB↑,冲击韧度αk↓, 塑性 δ↓, 耐磨性↑ 当Fe3C以网状分布时， → 脆性↑ 当C%0.9%时，随C% ↑ →强度σb ↓ * 第二章 金属与合金的晶体结构及铁碳相图 固态物质 晶体：原子在三维空间排列有规律,有熔点,各向异性。 非晶体：原子是杂乱无章的堆积在一起无规则可循。 晶体有一定的熔点，且性能呈各向异性，而非晶体与此相反。 在自然界中，除普通玻璃、松香、石蜡等少数物质以外，包括金属和合金在内的绝大多数固体都是晶体。 晶体与非晶体的根本区别在于其内部原子的排列是否规则。 2 晶体结构的基本概念 用于描述原子在晶体中排列规则的三维空间几何点阵称为晶格。 在晶格中就存在一个能够代表晶格特征的最小几何单元，称之为晶胞。 描述晶胞大小与形状的几何参数称为晶格常数。 2.1 金属的晶体结构与结晶