[理学]第五章 铁碳相图.ppt

第三节 复杂相图分析 铁碳相图 铁碳合金系相图 工业纯铁的力学性能特点是强度、硬度低，塑性、韧性好。 抗拉强度 σb＝180－230Mpa 延伸率 δ＝30－50％ 断面收缩率ψ＝70－80％ 冲击韧性 ak＝160－200J/cm2 硬度 50－60HB 一、相图分析 2、铁碳合金中的基本相 Fe3C相 铁和碳生成的间隙化合物，其中碳的重量百分比为6.69%，晶体结构是复杂正交晶系，仅由Fe3C相构成的组织称为渗碳体，依然记为Fe3C，也有写为Cm(Cementite)。 石墨 在铁碳合金中的游离状态下存在的碳为石墨，组织记G(Graphite)。 　 （二）铁碳合金的基本组织特征 1.铁素体（F） 碳溶于α—Fe中形成的间隙固溶体，用符号F（或α）表示。 600℃ 溶碳量0.0008% 　　　727℃ 溶碳量0.0218% 性能：与纯铁相似，强度、硬度低，而塑性和韧性好。 组织：呈明亮的多边形晶粒，晶界曲折。 　 2.奥氏体（A） 碳溶于γ—Fe中形成的间隙固溶体，用符号A（或γ）表示。 727℃ 溶碳量0.77% 　　　1148℃ 溶碳量2.11% 性能：有一定的强度和硬度，塑性和韧性好，适于进行锻压加工。 组织：与铁素体相似，晶粒呈多边形，但晶界较铁素体平直 　 3.渗碳体（ Fe3 C ） 铁和碳形成的一种具有复杂斜方晶格的间隙化合物，用化学分子式Fe3 C 表示。 Wc=6.69% 熔点为1227℃ 性能：硬度很高，脆性很大，塑性极差。 组织：常以片状、球（粒）状和网状等不同形态存在。 　 4.珠光体——铁素体和渗碳体组成的机械混合物，用符号P表示。 Wc=0.77% 性能：介于铁素体与珠光体之间，即综合性能良好。 5.莱氏体—— Wc=4.3%的合金，缓慢冷却到1148℃时从液相中同时结晶出奥氏体和渗碳体的共晶组织，用符号Ld表示。 性能：与渗碳体相似，即硬度高，塑性差。 ? Fe-Fe3C相图 3、铁碳合金三相平衡转变 4、Fe－Fe3C合金相图 4、Fe－Fe3C合金相图 ⑻GS线 是合金冷却时自A中开始析出F的临界温度线，通常称A3线。 ⑼ES线 是碳在A中的固溶线，通常叫做Acm线。碳的质量分数大于0.77%的铁碳合金自1148℃冷至727℃的过程中，将从A中析出Fe3C，称为二次渗碳体（Fe3CⅡ）。 ⑽PQ线 是碳在F中固溶线。铁碳合金自727℃冷至室温的过程中，将从F中析出Fe3C，称为三次渗碳体（Fe3CⅢ）。Fe3CⅢ数量极少，往往予以忽略。 4、Fe－Fe3C合金相图 二、 铁碳合金平衡冷却分析 工业纯铁组织金相图 工业纯铁的室温平衡组织为铁素体（F），呈白色。由于其强度低、硬度低、不宜用作结构材料 典型铁碳合金结晶过程图 2、共析钢(C%≈0.77%) 2、共析钢(C%≈0.77%) 共析钢组织金相图 共析钢的室温组织组成物全部是P，而组成相为F和Fe3C，它们的质量分数为： 3、亚共析钢(C%=0.02~0.77%) 典型铁碳合金结晶过程图 3、亚共析钢(C%=0.02~0.77%) 亚共析钢组织金相图 典型铁碳合金结晶过程图 4、过共析钢(C%=0.77~2.11%) 4、过共析钢(C%=0.77~2.11%) 铁碳合金组织特征图 (a) 0.01%C铁素体500× 典型铁碳合金结晶过程图 5、共晶白口铁(C%≈4.3%) 5、共晶白口铁(C%≈4.3%) 6、亚共晶白口铁(C%=2.11~4.3%) 典型铁碳合金结晶过程图 6、亚共晶白口铁(C%=2.11~4.3%) 典型铁碳合金结晶过程图 7、过共晶白口铁(C%=4.3~6.69%) 7、过共晶白口铁(C%=4.3~6.69%) 三、碳对铁碳合金的影响 1、碳对室温平衡组织的影响 1、碳对室温平衡组织的影响 三、碳对铁碳合金的影响 四、碳钢 一、钢中常存杂质元素对钢的性能的影响 1．Mn 2．Si 3．S 4．P 5．O 6．N 7．H 以碳质量分数为0.