[工学]工程材料 第三章 3-1相图.ppt

3.1 金属热处理 常用热处理工艺： 普通热处理：退火、正火、淬火和回火 表面热处理： 表面淬火、渗碳、渗氮和碳氮共渗等 (渗碳、渗氮和碳氮共渗又称化学热处理) 二元合金状态图:表示二元合金系中不同成分的合金，在温度极缓慢变化条件下，在各种不同温度下的相组成和相变化的图。 The Iron – Carbon equilibrium diagram It is a map that can be used to chart the propersequence of operations for a given heat treatment. 1. 铁碳合金状态图 金属化合物 Fe3C 渗碳体 Cementite (Cm) 2. Fe-Fe3C相图分析(点、线、区，组成相） （各组成相的组织形态） （共晶部分） （共析部分） （各组成相的组织形态） 例：亚共析钢的结晶过程含碳量为0.02%～0.77% ,铁素体+珠光体 组织。 （3）分析铁碳合金的组织 根据相图可以判断在温度缓慢变化条件下，任一成分的合金在某个温度时的组织是由哪些相组成的，各相的化学成分以及各相所占的比例。 铁碳合金室温组织比例图 ①单相固溶体 固溶体的强度、硬度高于纯金属，固溶度越高，强度、硬度越高，塑性、韧性一般随固溶度增加而下降。 碳钢机械性能 a. 铸造工艺性 有较好的流动性，产生分散缩孔(缩松)的倾向小。 共晶或近共晶合金 第三章（1） 作业 P. 67 2、3、4、5、 思考题 ： 6、 * 材料 改性方法 第 三 章 热处理定义：将金属在固态范围内加热到一定温度下,进行必要的保温，并以适当的速度冷却至室温，以改变其内部组织，从而获得所需性能的工艺方法。 热处理特点：只改变金属材料的组织和性能，而不改变其形状和大小。 热处理目的：提高材料的强度、硬度，改善塑性、韧性及切削性能。 热处理应用： 机械工业中的大部分零件都要热处理。 航空工业中的飞机上的金属零件几乎百分之百要进行热处理。 3.1.1 铁碳合金状态图(相图) 0.02 6.69 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 T℃ 1227℃ 0.77 2.11 4.3 奥+铁 (铁素体+渗碳体) 液体+奥氏体 液体 +渗碳体 液体 (奥氏体+渗碳体) G(913 ℃) 727℃ 1148℃ C% 铁素体 A(1538 ℃) S P E C K F D N 奥氏体 A3 A1 Acm (1)铁素体F(? )碳溶于 ? －Fe中形成的固溶体， Ferrite 体心立方结构，性能：强度、硬度低,  塑性、韧性较好。 (2)奥氏体A(γ) 碳溶于γ-Fe中形成的固溶体，  Austenite 面心立方结构，强度低, 塑性好。(3)渗碳体Fe3C(Cm) 金属化合物。成分固定,为 Cementite 6.69%C。性质硬而脆。是铁碳 合金中的强化相。 铁碳合金的基本相 Phases and structures (1) 铁素体——碳在α-Fe中的固溶体， Ferrite ( F ) 特点： ① 最大溶解度(Maximum saturated solubility of ferrite)为0.0218%C； (2) 奥氏体——是碳在γ-Fe中的固溶体，Austenite ( A ) 特点： ① 最大溶解度(Maximum saturated solubility of C in austenite)2.11%C； ② 其力学性能与含碳量及晶粒大小有关，一般170～220HBS、δ=40～50%； ③ 形变能力好，形变抗力小。 铁原子 碳原子 (4)莱氏体 Ledeburite：共晶 产物，1148℃进行， L → A(γ) + Cm = 莱氏体代号Ld(5) 珠光体 Pearlite： 共析 产物， 727℃进行， A(γ) → F + Cm = 珠光体代号 P 铁碳合金的基本组织(混合物) 莱氏体： Ledeburite ( Ld ) L → (A + Fe3C ) 成分：4.3%C 珠光体： Pearlite ( P )  A → (F+ Fe3C )  成分：0.77%C 铁碳合金分类 工业纯铁------------------0.0218%C 铸铁 过共晶铸铁----4.3~