金属工艺学第1章-3.ppt

《金属工艺学第1章-3.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第一章工程材料导论一、合金的相图第三节铁碳合金相图和常用钢铁材料纯金属由液态转变为固态时，是在某一温度下进行的；而合金有时是在某一温度范围内进行的。将同一合金体系的不同冷却曲线组合在一起，组成合金相图（又称状态图、平衡图），用它来描述合金在平衡条件下，不同成分、不同温度时相或组织的组成及其变化规律。相图中的相是指平衡相，它不反映时间的影响因素。1第一章工程材料导论一、合金的相图第三节铁碳合金相图和常用钢铁材料以铜镍（Cu-Ni）合金为例，说明相图的建立方法与步骤：(1)配制一系列成分不同的合金，进行热分析实验。(2)根据热分析实验数据，作出各种不同成分合金的冷却曲线，并找出冷却曲线上相

2、变点（转折点）的温度。(3)以温度为纵坐标、成分为横坐标建立一个直角坐标系，将相变点分别标在这个坐标系上。(4)把具有相同意义的各相变点连成曲线，即将所有上相变点相连，所有下相变点相连，则构成了Cu-Ni二元合金相图。1.合金相图的建立及匀晶相图2第一章工程材料导论一、合金的相图第三节铁碳合金相图和常用钢铁材料纯金属由液态转变为固态时，是在某一温度下进行的；而合金有时是在某一温度范围内进行的。图1-13铜镍合金的冷却曲线(a)和相图(b)终了凝固点开始凝固点液相线固相线(a)(b)匀晶相图3第一章工程材料导论第三节铁碳合金相图和常用钢铁材料图1-13-1铜镍合金的相图(a)与金相形貌(

3、b)两组元在液态和固态下都能彼此无限互溶而形成固溶体。(a)(b)匀晶转变Lα4第一章工程材料导论一、合金的相图第三节铁碳合金相图和常用钢铁材料2.共晶合金5第一章工程材料导论一、合金的相图第三节铁碳合金相图和常用钢铁材料2.共晶合金的概念Pb与Sb在液态时完全互溶，在固态时完全不互溶Pb-Sb二元共晶相图共晶转变L(Pb+Sb)共晶13%Sb6第一章工程材料导论一、合金的相图第三节铁碳合金相图和常用钢铁材料2.共晶合金的概念Pb-Sb二元共晶相图7第一章工程材料导论一、合金的相图第三节铁碳合金相图和常用钢铁材料2.共晶合金的概念Pb与Sn在液态时完全互溶，在固态时有限互溶Pb-Sn二

4、元共晶相图共晶转变L(α+β)共晶61.9%SnE点：8第一章工程材料导论一、合金的相图第三节铁碳合金相图和常用钢铁材料2.共晶合金共晶合金的特点是两组元在液态时能无限互溶，但在固态下则有限固溶或互不固溶，不仅如此，结晶时还能够发生共晶相变。共晶相变(或共晶反应)是指具有一定成分的液相在一定的温度下，同时结晶出两种具有不同成分的固相的相变(在共晶相图中一定有一个由共晶成分和温度组成的共晶点)，对应该相变产生的组织叫共晶组织。9第一章工程材料导论二、Fe-Fe3C合金相图第三节铁碳合金相图和常用钢铁材料Fe、C组元合金钢与合金铸铁FeC(100wt%)T/℃Fe3C6.69Fe2C9.7

5、1FeC17.7加入其它合金元素(如Mn、Cr等)钢铁材料C钢与铸铁(纯Fe-C合金)10第一章工程材料导论二、Fe-Fe3C合金相图第三节铁碳合金相图和常用钢铁材料1.铁碳合金中的基本组织铁碳合金中Fe与C互相结合的方式：液态——Fe与C无限互溶固态——C可溶于Fe中形成固溶体含碳量超过固态溶解度时出现化合物Fe3C形成固溶体与Fe3C的机械混合物铁素体奥氏体珠光体莱氏体11第一章工程材料导论二、Fe-Fe3C合金相图第三节铁碳合金相图和常用钢铁材料1.铁碳合金中的基本组织(1)铁素体(Ferrite)——碳原子溶于α-Fe中形成间隙固溶体，原子排列仍为体心立方点阵，该结构即为铁素体

6、，用F或α表示。F晶格间隙半径为0.364Å，比C原子半径0.77Å小很多；室温溶碳能力很小，最大0.0008wt%；随温度升高，溶碳能力提高，最大在727℃时为0.0218wt%。12铁碳合金相图工业纯铁的金相图铁素体Fe3CIII13第一章工程材料导论二、Fe-Fe3C合金相图第三节铁碳合金相图和常用钢铁材料1.铁碳合金中的基本组织(1)铁素体铁素体的力学性能接近纯铁；强度、硬度很低；塑性韧性很好；易于进行冲压等塑性变形加工。如低碳钢、超低碳钢。14第一章工程材料导论二、Fe-Fe3C合金相图第三节铁碳合金相图和常用钢铁材料1.铁碳合金中的基本组织(2)奥氏体(Austenite)

7、——碳原子溶于γ-Fe中形成间隙固溶体，原子排列仍为面心立方点阵，该结构即为奥氏体，用A或γ表示。A晶格间隙半径为0.535Å，1148℃时溶碳能力最大为2.11wt%。在纯Fe-C合金中，存在于727℃以上。如果加入一定的合金元素可以使其保持到室温，如奥氏体不锈钢。15铁碳合金相图奥氏体晶粒呈多边形，晶界较铁素体平直。奥氏体的硬度不高，HB=160~200；塑性很好，适合锻造加工。呈现铁磁性。16第一章工程材料导论二、Fe-Fe3C合金相图第