北科大金属工艺学教学课件09本科2x.pptx

上讲知识点： 一、金属材料性能 二、金属晶体构造 1、晶体、晶体结构 2、金属结晶过程、过冷、过冷度、冷却速度 3、金属同素异晶转变 4、合金基本组成物及二元合金相图 ;本讲内容：铁碳合金（Fe-C Alloy知识点） 一、铁碳合金基本组织 二、铁-碳合金相图 三、铁碳合金分类 四、举例分析不同成分铁-碳合金结晶过程 五、碳含量对铁碳合金组织和性能影响 六、铁碳合金相图应用;第二讲：铁碳合金 Fe-C Alloy 一、铁碳合金基本组织 Basic Structure of Fe-C Alloy 1.铁素体（Ferrite）： （0.008-0.02）%C 碳溶解在α- Fe中形成的固溶体。 特点：塑性、韧性好，延伸率δ=（45-50）%； 但强度和硬度低。 应用：工业用纯铁,组织：100%铁素体（F) 2.奥氏体（Austenite）： （0.77-2.08）%C 碳溶解在γ- Fe中形成的固溶体。;特点：只在723℃以上存在，塑性好、硬度低。 应用：钢的压力加工就在奥氏体状态下进行。 3.渗碳体 Cementite ： （Fe3C） 6.67%C Fe与C形成的金属化合物。 特点：硬度高，塑性差；在钢中起骨架作用。 注意：条件许可时，渗碳体会分解成铁+石墨。 ;4.机械混合物：珠光体 Pearlite；莱氏Ledeburite 珠光体（P）：室温组织 组成：铁素体 +渗碳体 （F+Fe3C） 性能：强度和硬度高；塑性较差 莱氏体（Le）：高温组织 组成：奥氏体 +渗碳体 （A+Fe3C） 性能：强度和硬度高；塑性较差 在室温下：因A 转变成（P+ Fe3C）， 莱氏体转变为变态莱氏体（Le’）。;二、铁-碳合金相图 Fe-C Equilibrium Diagram 1.特征点： A、C 、 D 、 E、 G、 P、 S和Q点含义； 2.特性线： ABCD线——液相线 ( Liquidus) AHJECF线——固相线( Solidus) ECF线(Eutectic Line)——共晶线（1147℃） PSK线(Eutectoid Line)——共析线（727℃） ;GS线（A3）——奥氏体中开始析出铁素体线。 ES线（Acm）——碳在γ-铁中的溶解度线。 PQ线——碳在α-铁中的溶解度线。 3.区域：两相区 液相+固相；固相+固相;图1.铁-碳合金相图;三、铁碳合金分类 Class of Fe-C Alloy 1.工业纯铁(Pure Iron)：C＜0.02% 2.钢(Steel)： 0.02%＜C＜2.11% 注：以含碳0.77%为界，有亚共析和过共析钢。 3.生铁(Cast Iron)： 2.11%＜C＜6.69% 注：以碳4.30%为界，分亚共晶和过共晶铁。 ;四、举例分析不同成分铁-碳合金结晶过程 分析五种成分的铁-碳合金，从冷却、结晶和直到室温的组织形成过程： Ⅰ：亚共析钢 L A F + P Ⅱ：共析钢 L A P Ⅲ：过共析钢 L A Fe3C + P Ⅳ：亚共晶生铁 L A + Le P + Le’ Ⅴ：共晶生铁 L Le Le’ Ⅵ：过共晶生铁 L Fe3C+Le Fe3C + Le’ ;;图3 共析钢组织转变示意图 Eutectoid transformation;共析钢金相组织图 Eutectoid transformation;图4 亚共析钢组织转变示意图Sub-eutectoid;亚共析钢金相组织图 Sub-eutectoid;图5 过共析钢组织转变示意图Over-eutectoid;过共析钢组织金相图Over-eutectoid;图6 共晶成分组织转变示意图 Eutectic transformation;图7 亚共晶成分组织转变示意图 Sub- Eutectic transformation;图8 过共晶成分组织转变示意图 Sub- Eutectic transformation;六、碳对铁碳合金组织和性能影响 1.组织变化： 随碳含量