工程材料-过控--铁碳合金的结构和相图幻灯片.ppt

;;铁碳合金—碳钢和铸铁，是工业应用最广的合金。 含碳量为0.0218% ~2.11%的称钢。 含碳量为 2.11%~ 6.69%的称铸铁。;铁和碳可形成一系列稳定化合物： Fe3C、 Fe2C、 FeC，它们都可以作为纯组元看待。 含碳量大于Fe3C成分（6.69%）时，合金太脆，已无实用价值。 实际所讨论的铁碳合金相图是Fe- Fe3C相图。;铁碳合金相图中的基本相;⑵ 奥氏体: 碳在? -Fe中的固溶体称奥氏体。用A或 ? 表示。 是面心立方晶格的间隙固溶体。溶碳能力比铁素体大，1148℃时最大为2.11%。;⑶ 渗碳体：即Fe3C, 含碳6.69%, 用Fe3C或Cm表示。 Fe3C硬度高、强度低(?b?35MPa), 脆性大, 塑性几乎为零;⒈ 相图中特征点的温度和含碳量;⒉ 特征线 ⑴ 液相线—ABCD， 固相线—AHJECFD ⑵ 三条水平线： HJB：包晶线LB+δH? ?J ECF：共晶线LC? ?E+Fe3C 共晶产物是? 与Fe3C的机械混合物，称作莱氏体, 用Le表示。为蜂窝状, 以Fe3C为基，性能硬而脆。;PSK：共析线 ?S ?FP+ Fe3C 共析转变的产物是 ? 与Fe3C的机械混合物，称作珠光体，用P表示。;⑶ 白口铸铁 (2.11~6.69%C) 铸造性能好, 硬而脆 ① 亚共晶白口铸铁 (2.11~4.3%C) ② 共晶白口铸铁(4.3%C) ③ 过共晶白口铸铁 (4.3~6.69%C);㈠工业纯铁的结晶过程 合金液体在1-2点 间转变为?， 3-4点间?→?， 5-6点间?→?。 到7点，从?中析 出Fe3C。; 随温度下降，Fe3CⅢ量不断增加，合金的室温下组织为F+ Fe3CⅢ。 室温下Fe3CⅢ最大量为: ;㈡ 共析钢的结晶过程 ;珠光体在光镜下呈指纹状. 变结束时，珠光体中相的相对重量百分比为：;室温下，珠光体中两相的相对重量百分比是多少？;㈢ 亚共析钢的结晶过程 0.09~0.53%C亚共析钢冷却时发生包晶反应. 以0.45%C的钢为例 合金在4点以前通过匀晶—包晶—匀晶反应全部转变为?。到4点，由;利用平衡组织中珠光体所占的面积百分比，可以近似估算亚共析钢的含碳量:C%=P面积%×0.77% (忽略? 中含碳量，P面积%=QP);室温下相的相对重量百分比为：;亚共析钢室温下的组织为F+P。 在0.0218~0.77%C 范围内珠光体的量随含碳量增加而增加。;㈣ 过共析钢的结晶过程 合金在1~2点转变为? , 到3点, 开始析出Fe3C。从奥氏体中析出的Fe3C称二次渗碳体, 用Fe3CⅡ表示, 其沿晶界呈网状分布.;过共析钢室温组织为P+ Fe3C Ⅱ。 Fe3CⅡ量随含碳量而增加, 含碳量为2.11%时, Fe3CⅡ量最大：;室温下两相的相对重量百分比：;㈤ 共晶白口铁的结晶过程 合金冷却到C点发生共晶反应全部转变为莱氏体(Le),莱氏体是共晶? 与共晶Fe3C的机械混合物, 呈蜂窝状.;共晶转变结束时，两相的相对重量百分比为:;温度降到2点, ? 成分达到0.77%, 此时, 相的相对重量: ;共晶白口铁室温组织为Le’ (P+ Fe3C), 它保留了共晶转变产物的形态特征。 室温下两相的相对重量百分比为： ;㈥ 亚共晶白口铁的结晶过程 合金在1~2点间析出? 。到2点，液相成分变到C点,并转变为Le。2~3点间从?中析出Fe3CⅡ，一次?的Fe3CⅡ被共晶? 衬托出来。到3点，? 转变为P。;亚共晶白口铁室温组织为P+Fe3CⅡ+Le’。 室温下组织组成物相对重量百分比为 ：;㈦ 过共晶白口铁的结晶过程 1~2点间从液相中析出Fe3C, 这种渗碳体称一次渗碳体，用 Fe3CⅠ表示，呈粗条片状。到2点，余下的液相成分变到C点并转变为Le。;组织组成物与相组成物标注区别主要在?+ Fe3C和?+Fe3C两个相区. ?+ Fe3C相区中有四个组织组成物区，?+Fe3C相区中有七个组织组成物区。;Fe;合金性能与相图的关系 含碳量对室温平衡组织的影响 含碳量与缓冷后相及组织组成物之间的定量关系为： ;含碳量对力学性能的影响 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。;钢铁选材的成分依据 ① 要求塑性和韧性较好 型钢和容器：一般选用低碳钢（含碳量为0.1%~0.25%） ② 要求塑性和强度较好: 轴类零件：一般选用中碳钢（含碳量为0.25%~0.6%）低碳钢好 ③ 要求硬度和耐磨性较好 工具和模具：一般选用高碳钢（含碳量为0.6%~1.3%）;含碳量对工艺性能的影响 ① 切削性能: 中碳钢合适