[工学]3 铁碳合金.ppt

（1）合金的结晶过程分析 综上所述，从相角度看，A-B合金结晶的产物只有α和β两相，它们称为相组成物。但不同方式析出的α和β相具有不同的特征，上述各合金结晶所得的α、β、αⅡ、βⅡ及共晶（α+β），在显微镜下可以看到各具有一定的组织特征，它们称为组织组成物。按组织来填写的相图如图所示，这样填写的合金组织与显微镜下看到的金相组织是一致的。 1 Fe–C相图的基础知识 2 形成Fe-Fe3C相图组元和基本组织的结构与性能 3 Fe-Fe3C相图的建立与分析 4 碳的质量分数对铁碳合金组织、性能的影响 5 Fe- Fe3C相图的应用 6 铁碳合金的生产及分类 1 Fe-C相图的基础知识 1.铁与碳可以形成 Fe3C、Fe2C、FeC等一系列化合物 Fe – C 二元相图 2 形成Fe-Fe3C相图组元和基本组织的结构与性能 组元 * 铁 ( ferrite ) * 渗碳体 ( Cementite ) 3.3.3 Fe-Fe3C相图建立与分析 Fe-Fe3C相图 Fe-Fe3C相图线的构成 Fe-Fe3C相图各区域的组成 简化Fe-Fe3C相图 五个重要的成份点: P、S、E、C、K。 四条重要的线: EF、ES、GS、FK。 三个重要转变: 包晶转变反应、共晶 转变反应、共析转变反应。 二个重要温度: 1148 ℃ 、727 ℃ 。 五个单相区，它们是： ABCD以上──液相区（L） AHNA──δ固溶体相区（δ） NJESGN──奥氏体（A） GPQ──铁素体区（F） DFKL──渗碳体“区”( Fe3C ) 另相图中还有两相区，它们分别位于两相邻单相区之间 铁碳合金分类 1.工业纯铁 0.0008％≤wC 0.0218%，结晶过程示意图 工业纯铁组织金相图 共析钢结晶过程示意图 共析钢组织金相图 亚共析钢 ( Wc = 0.45% )结晶过程示意图 亚共析钢组织金相图 过共析钢 (Wc=1.2%)结晶过程示意图 过共析钢组织金相图 共晶白口铸铁 (Wc=4.3%)结晶过程示意图 共晶白口铸铁组织金相图 亚共晶白口铸铁 ( Wc=3.0%)结晶过程示意图 亚共晶白口铸铁组织金相图 过共晶白口铁 (Wc=5.0%)结晶过程示意图 过共晶白口铁组织金相图 按组织组成物填写的铁-渗碳体相图 4 碳的质量分数对铁碳合金组织、性能的影响 碳的质量分数对平衡组织的影响 碳的质量分数对力学性能的影响 1.碳的质量分数对平衡组织的影响 2.碳的质量分数对力学性能的影响 5 Fe-Fe3C相图的应用 1.选择材料方面的应用 2.制定热加工工艺方面的应用 L A + L A P + F 727 F初 + A （F + Fe3C) 4.过共析钢（0.77%wc≤2.11%） 过共析钢平衡组织 过共析钢结晶过程动画 组织为：珠光体+二次渗碳体 随着钢中碳的质量分数增加，二次渗碳体比例增加 L A Fe3CⅡ +A P + Fe3CⅡ 727 A + L 5.共晶白口铸铁（wc=4.3%） 共晶白口铸铁结晶过程动画 共晶白口铸铁平衡组织 共晶白口铸铁的平衡组织为：低温莱氏体。 6.亚共晶白口铸铁（2.11%Wc4.3%） 亚共晶白口铸铁的平衡组织为: P+Fe3CⅡ+Ld? 亚共晶白口铸铁结晶过程动画 亚共晶白口铸铁显微组织 7. 过共晶白口铸铁（4.3%wc6.69%） 过共晶白口铸铁的平衡组织： 一次渗碳体+低温莱氏体 过共晶白口铸铁的平衡组织 过共晶白口铸铁结晶过程动画 铁碳合金的成分、组织和性能关系 碳溶于α-Fe中形成的间隙固溶体称为铁素体，用符号“F”表示；铁素体具有体心立方晶格。由于体心立方晶格原子间的间隙小，因此碳在α-Fe中的溶解度小。溶解度（线PQ）：727℃时最大溶碳量为0.0218％；600℃时为溶碳量0.0057％；在室温是溶碳量仅为0.0008％ a.铁素体（F） 铁素体是一个独立的相，也是一种单相组织。 因此室温下铁素体的性能与纯铁相似，呈明亮白色等轴多边形晶粒。 （бb=180～230MPa、бs=100～170MPa、δ=30～50%、Ak=128～160J、50～80HBS）。 铁素体的显微组织 铁素体（F） 碳溶于γ-Fe中形成的间隙固溶体称为奥氏体，用符号“A”表示；奥氏体具有面心立方晶格。由于面心立方晶格原子间的间隙比体心立方晶格大，因此溶碳能力较强。1148℃时最大溶碳量为0.0218％；727℃时为溶碳量0.77％； b.奥氏体（A） 奥氏体的显微组织 奥氏体具有良好的塑性、韧性和一定的强度、硬度；温度越