【5A文】工程材料.ppt

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1、第五章铁碳合金iron-carbonalloy§5-1铁碳合金的相结构与性能§5-2铁碳合金相图§5-3碳钢Fe3CFe2CFeC温度FeC(6.69%C)1.铁与碳可以形成Fe3C、Fe2C、FeC等一系列化合物。2.稳定的化合物可以作为一个独立的组元。3.Fe–C二元相图。结束放映下一页上一页本章首页§5-1铁碳合金的相结构与性能一、Fe-Fe3C相图的组元1.Fe组元：①同素异构转变:δ-Fe——γ-Fe——α-Fe②C溶入Fe中形成间隙固溶体：γ…、α…。③强度、硬度较低；韧性、塑性好。

2、2.Fe3C：复杂斜方晶格（复杂结构的间隙化合物）特点—硬度高，塑性、韧性几乎为零，非常脆。1394℃912℃结束放映下一页上一页本章首页二、Fe-Fe3C相图中的相●液相L●α相，铁素体F（727℃，0.0218%C）●γ相，奥氏体A（C固溶到γ-Fe中——γ相）易塑性变形，锻造要加热到A。结束放映下一页上一页本章首页A:有一定的σb和硬度,塑性高,但屈强低;α、γ特点——强度、硬度低,韧性、塑性好。●Fe3C相:稳定的化合物Fσb（MPa）230HBS80δ%50AK（J）160Fe3C30

3、800≈0≈0P77018020～3524～32A400160～200塑性高Ld硬而脆≈0≈0铁碳合金室温平衡组织中基本组成物的力学性能五个重要的成份点:P、S、E、C、Fe3C成分点。四条重要的线:ECF、ES、GS、PSQ。三个重要转变:包晶转变、共晶转变、共析转变。二个重要温度:1148℃、727℃。一、相图分析§5-2铁碳合金相图结束放映下一页上一页本章首页包晶转变反应式:L0.53+0.09A0.171495℃共析转变反应式:A0.77(F0.0218+Fe3C)P727℃共晶转变反

4、应式:L4.3(A2.11+Fe3C)Ld1148℃结束放映下一页上一页本章首页Fe-Fe3C相图ACDEFGSPQ1148℃727℃LAL+AL+Fe3C4.3%C2.11%C0.0218%C6.69%CFeFe3CT°A+Fe3CFA+FF+Fe3C0.77%CK共晶相图共析相图匀晶相图液相线固相线A(C)AcmA3F(C)共析线，A1共晶线珠光体P--铁素体和渗碳体的共析混合物莱氏体Ld----奥氏体和渗碳体的共晶混合物高温莱氏体Ld（奥氏体和渗碳体的共晶混合物）低温莱氏体Ld′硬而脆，塑

5、性、韧性几乎为零。结束放映下一页上一页本章首页结束放映下一页上一页本章首页二Fe-C合金分类工业纯铁——C%≤0.0218%钢——0.0218%＜C%≤2.11%共析钢0.77%；过共析钢0.77%＜C%≤2.11%亚共析钢0.0218%＜C%＜0.77%；白口铸铁——2.11%＜C%＜6.69%亚共晶白口铁2.11%＜C%＜4.3%；共晶白口铁4.3%；过共晶白口铁4.3%＜C%＜6.69%结束放映下一页上一页本章首页ACDEFGSPQ1148℃727℃LAL+AL+Fe3C4.3%C2.11

6、%C0.0218%C6.69%CFeFe3CT°A+Fe3CFA+FF+Fe3C0.77%CK亚共析钢过共析钢亚共晶白口铁过共晶白口铁工业纯铁结束放映下一页上一页本章首页三.典型铁碳合金的结晶过程分析工业纯铁(ingotiron)共析钢(eutectoidsteel)亚共析钢(hypoeutectoidsteel)过共析钢(hypereutectoidsteel)共晶白口铁(eutectoidwhiteiron)亚共晶白口铁(hypoeutectoidwhiteiron)过共晶白口铁(hyper

7、eutectoidwhiteiron)结束放映下一页上一页本章首页结束放映下一页上一页本章首页工业纯铁ACDEFGSPQ1148℃727℃LAL+AFeT°FA+FKF+Fe3CL+Fe3CA+Fe3C0.0008%C6.69%C6.69--x16.69--0.0008x11234结束放映下一页上一页本章首页5●L→L+A→A→A+F→F→F+Fe3CIII●相组成物的相对量：(C%＜0.0008%时只有单相F)◆F%=(6.69–x1)/(6.69–0.0008)·100%≈(6.69–x1)

8、/6.69·100%◆Fe3C%=(x1–0.0008)/(6.69–0.0008)·100%≈(x1–0.0008)/6.69·100%●相组成物：F+Fe3C●组织组成物：F+Fe3CIII◆F和Fe3CⅢ的相对量—与相组成物的相对量相等.结束放映下一页上一页本章首页结束放映下一页上一页本章首页共析钢ACDEFGSPQ1148℃727℃LAL+AFeT°FA+F0.77%CKF+Fe3CL+Fe3CA+Fe3C0%C6.69%C6.69%--0.77%6.69%--0.0008%21结束放映