铁碳合金图及其解析.ppt

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1、3.5铁碳合金相图需要掌握的知识点Fe-Fe3C相图中重要的点、线和相区。Fe-Fe3C相图中的重要转变及产物。应用Fe-Fe3C相图分析典型成分铁碳合金的结晶过程。分析室温下得到的相和组织组成物。碳对铁碳合金平衡组织和性能的影响。一、铁碳合金组织（一）、Fe-Fe3C相图的组元1．Fe组元性能特点—强度低、硬度低、韧性、塑性好2．Fe3C性能特点—熔点高，硬而脆，塑性、韧性几乎为零。抗拉强度σb=180～230MPa延伸率δ=30％～50％断面收缩率ψ=70％～80％ak=1.6×10～2×10J/㎡

2、66硬度50HB～80HB抗拉强度σb=30MPa硬度800HBδ=0ψ=0ak=0(二)、纯铁的的同素异构转变1394°C912°C体心立方面心立方体心立方δ-Feγ-Feα-Fe固态下，一种元素的晶体结构随温度发生变化的现象——同素异构转变纯铁的冷却曲线1394℃1538℃10006008001200温度时间16001500500700900110013001400912℃δ-Feα-Feγ-Fe（三）、Fe-Fe3C相图中的相和组织1．液相L2．α相铁素体F（C固溶到α-Fe中的间隙式固溶体）强度

3、、硬度低、塑性好（室温：C%=0.0008%,    727度：C%=0.0218%）铁素体显微组织3．γ相、A奥氏体（C固溶到γ-Fe中的间隙式固溶体）强度低，易塑性变形4．Fe3C－金属化合物性能特点—熔点高，硬而脆，塑性、韧性几乎为零。5．珠光体P（铁素体和渗碳体的共析混合物）抗拉强度σb=770MPa延伸率δ=20％～35％断面收缩率ψ=40％～60％ak=3×10～4×10J/㎡55A0.77F0.0218+Fe3C或A0.77P0.77727℃727℃硬度180HB6．莱氏体高温莱氏体Le（

4、奥氏体和渗碳体的共晶混合物）L4.31148℃Le4.3低温莱氏体Le′硬而脆，塑性、韧性几乎为零。二、铁碳相图分析相图：表示在平衡状态下，合金系的相与温度、成分之间关系的图形。（又称状态图，平衡图）相图的建立Fe-Fe3C相图FeT°Fe3CFe-Fe3C相图ACDEFGSPQ1148℃727℃LAL+AL+Fe3CⅠ4.3%C2.11%C0.0218%C6.69%CFeFe3CT°(A+Fe3C)LdLd+Fe3CⅠA+Ld+Fe3CⅡFA+FA+Fe3CⅡ(F+Fe3C)PP+F0.77%CP+F

5、e3CⅡLd’Ld’+Fe3CⅠP+Ld’+Fe3CⅡK共晶相图共析相图匀晶相图(P+Fe3C)Fe-Fe3C相图ACDEFGSPQ1148℃727℃LAL+A4.3%C2.11%C0.0218%C6.69%CFeFe3CT°LdLd+Fe3CⅠA+Ld+Fe3CⅡFA+FP0.77%CLd’K(P+Fe3C)P+Ld’+Fe3CⅡLd’+Fe3CⅠP+FP+Fe3CⅡ(F+Fe3C)A+Fe3CⅡL+Fe3CⅠ(A+Fe3C)相图中的主要点（14个）（1）组元的熔点：A(0,1538)铁的熔点D(6.

6、69,1227)Fe3C的熔点（2）同素异构转变点G（0，912）g－Fea-Fe（3）碳在铁中最大溶解度点P（0.0218，727）碳在a-Fe中的最大溶解度E（2.11，1148）碳在g-Fe中的最大溶解度Q（0.0008，RT）室温下碳在a-Fe中的溶解度三相共存点S（共析点）（gs＋aP＋Fe3C）C（共晶点）（gE＋LC＋Fe3C）相图中的线液相线(ＡＣＤ):其上体系为液相，(结晶时液相的成分变化线)固相线（ＡＥＣＦ）：其下为固相，(结晶时固相的成分变化线)表示恒温转变的线：ECF线(共晶转

7、变)，PSK线(共析转变)相图中的相区单相区（4个）L、F、A、（Fe3C）两相区（5个）L+Fe3C，L+A,A+FA+Fe3C,F+Fe3C固溶度线：ES：碳在奥氏体中的溶解度随温度的变化线（温度，溶解度）；（0.77%--2.11%）PQ：碳在铁素体中的溶解度随温度的变化线（温度，溶解度）(0.0008%—0.0218%)同素异构转变线：NH和NJ，GS和GP4Fe-Fe3C相图中的转变强调！根据相图规则，两个单相区之间必然夹一个两相区，两相区的两个相就由这两个单相区的相组成。LCAE+F

8、e3C1148莱氏体Ld莱氏体Ld：A与Fe3C的机械混合物成分：4.3%C性能：硬而脆形态：点状、短条状A分布于Fe3C基体上1共晶转变2共析转变ASFP+Fe3C727珠光体P珠光体P：F与Fe3C的机械混合物成分：0.77%C性能：适中，介于F和Fe3C之间形态：层片状，粒状Ld降温到727℃时，A→P，因此：Ld(A+Fe3C)→L’d(P+Fe3C)低温莱氏体L’d：P和Fe3C的机械混合物（变态莱氏体）三．铁碳合金的平衡结晶过程