汽车材料及加工 教学课件 作者 蒲永峰 主编3单元三 铁 碳钢及钢的热处理.ppt

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1、单元三铁、碳钢及钢的热处理项目内容任务1铁碳合金的认识与分析任务2碳钢的认识与分析任务3钢的热处理思考与练习任务1铁碳合金的认识与分析1.纯铁工业纯铁的含铁量一般为wFe=99．8％～99．9％，常含有0．1％～0．2％的杂质，其中主要是碳。纯铁的塑性、韧性很好，但其强度硬度很低，很少用作结构材料。纯铁的主要用途是利用它的铁磁性。例如汽车各种仪器仪表的铁芯、各种电磁阀的铁芯等。纯铁任务1铁碳合金的认识与分析2.铁碳合金纯铁有三种同素异构状态：912℃以下为体心立方晶体结构，称α-Fe；912～1394℃为面心

2、立方晶体结构，称γ-Fe；1394～1538℃(熔点)又呈体心立方，称δ-Fe。晶体任务1铁碳合金的认识与分析2.铁碳合金（1）铁素体铁素体是碳溶于α-Fe中形成的固溶体，铁素体的组织与纯铁组织没有明显区别，在显微镜下观察铁素体为均匀明亮的多边形晶粒。（2）奥氏体奥氏体是碳溶于γ-Fe中形成的固溶体，用“γ”或“A”表示。其显微组织也呈多边形晶粒。（3）渗碳体渗碳体是铁与碳的稳定化合物Fe3C，其碳的质量分数为6．69％。3.铁碳合金相图任务1铁碳合金的认识与分析任务1铁碳合金的认识与分析3.铁碳合金相图点的

3、符号温度／℃wC(％)说明A15380纯铁的熔点B14950．53包晶转变时液相的成分C11484．30共晶点D12276．69渗碳体的熔点E11482．11碳在γ-Fe中的最大溶解度F11486．69渗碳体的成分G9120Α-Fe←→γ-Fe转变温度(A3)H14950．09碳在δ-Fe中的最大溶解度J14950．17包晶点K7276．69渗碳体的成分N13940γ-Fe←→δ-Fe的转变温度P7270．0218碳在α-Fe中的最大溶解度S7270．77共析点(A1)Q室温0．0008室温时碳在α-Fe中的

4、溶解度（1）GS线又称为A3线，它是在冷却过程中，由奥氏体析出铁素体的开始线。（2）ES线是碳在奥氏体中的溶解度曲线，通常称之为二次渗碳体，因此该曲线又是二次渗碳体的开始析出线。（3）PQ线是碳在铁素体中的溶解度曲线。铁素体中的最大溶碳量于727℃时达到最大值（wC=0．0218％）。任务1铁碳合金的认识与分析3.铁碳合金相图任务1铁碳合金的认识与分析4.碳对铁碳合金平衡组织和性能的影响碳的质量分数对力学性能的影响:在亚共析钢中，随着碳的质量分数的增加，强度、硬度升高，而塑性韧性下降。在过共析钢中，碳的质量分

5、数在接近1％时其强度达到最高值，碳的质量分数继续增加，强度下降。任务1铁碳合金的认识与分析4.碳对铁碳合金平衡组织和性能的影响碳的质量分数对工艺性能的影响:1）切削加工性能一般钢的硬度大致为170～250HBS时切削加工性能最好。2）可锻性低碳钢的可锻性较好，随着碳的质量分数的增加，可锻性逐渐变差。3）铸造性随碳的质量分数的增高,钢液的流动性增高,体积总收缩率增加。4.碳对铁碳合金平衡组织和性能的影响任务1铁碳合金的认识与分析钢材生产流程任务2碳钢的认识与分析钢材生产流程任务2碳钢的认识与分析任务2碳钢的认识

6、与分析1.钢中的杂质元素及其影响（1）锰和硅锰和硅是在炼钢时作为脱氧剂加入钢中的，Mn和Si都能溶入铁素体，有固溶强化作用，可提高钢的强度。（2）硫硫是在炼钢时由矿石和燃料带到钢中的杂质。硫会引起钢的热脆性。（3）磷磷是有害杂质元素，它是由矿石和生铁等炼钢原料带入的。2.钢的分类按组织分类共析钢亚共析钢过共析钢任务2碳钢的认识与分析2.钢的分类按化学成分分类非合金钢低合金钢合金钢任务2碳钢的认识与分析按主要质量等级分类普通质量非合金钢①一般碳素结构钢②碳素钢筋钢③铁道用一般碳素钢④一般钢板及型钢优质非合金钢：

7、机械结构用、工程结构用、冲压薄板用、镀层板带用、锅炉和压力容器用、铁道用、焊条用碳素钢特殊质量非合金钢：①碳素工具钢②碳素弹簧钢③保证淬透性非合金钢④其它任务2碳钢的认识与分析2.钢的分类2.钢的分类冷成型用钢压力容器用钢弹簧钢、调质钢非合金工具钢易切削钢电磁纯铁、原料纯铁等任务2碳钢的认识与分析按主要性能及使用特性分类按含碳量分类低碳钢wC＜0．25％中碳钢wC=0．25％～0．60％高碳钢wC＞0．60％任务2碳钢的认识与分析2.钢的分类3.非合金钢的牌号和用途任务2碳钢的认识与分析（1）普通碳素结构钢牌

8、号统一数字代号等级化学成分(质量分数)(%)，不大于脱氧方法CMnSiSPQ195U119520.120.500.300.0400.035F、ZQ215U12152A0.151.20.350.0500.045F、ZU12155B0.045Q235U12352A0.221.40.350.0500.045F、ZU12355B0.200.045U12358C0.170.0400.040ZU12359D0.