工程材料基础 教学课件 作者 张文灼 赵振学 主编 3.1铁碳合金相图.ppt

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1、3.1铁碳合金及相图纯铁及其同位素转变铁碳合金相图分析(重点、难点）典型铁碳合金的应用铁碳合金相图在工业中的应用工业纯铁成分：含铁量99.8%~99.9%，含杂质0.10%～0.20%性能及组织：σb=180～230MPaσ0.2=100～170MPaδ=30%～50%ψ=70%～80%Ak=128～160JHBS=50～80用途磁性设备纯铁及其同位素转变纯铁的同素异构转变纯铁及其同位素转变1394℃912℃δ-Feγ-Feα-Febccfccbcc符合形核、长大的结晶规律转变过程恒温、可逆同素

2、异构转变：金属在固态下晶格类型随温度发生变化的现象铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体、莱氏体铁碳合金基本组织铁素体（F)碳溶入α-Fe中形成的间隙固溶体晶格结构：体心立方晶格最大溶解度：0.0218%（727℃）性能：塑性、韧性好；强度、硬度低奥氏体（A)碳溶入γ-Fe中形成的间隙固溶体高温相晶格结构：面心立方晶格最大溶解度：2.11%（1148℃）性能：塑性、韧性好；强度、硬度低铁碳合金基本组织渗碳体（Fe3C)铁和碳相互作用而形成的一种具有复杂晶体结构的金属化合物晶格结构：复杂正交碳的质量百分数

3、：6.69%（1148℃）性能：熔点高，硬而脆（耐磨性好）用途：在钢中起强化作用铁碳合金基本组织珠光体（P）由铁素体和渗碳体组成的多相组织含碳百分数：0.77%性能：介于渗碳体和铁素体中间，强度和塑性较高，硬度适中铁碳合金基本组织莱氏体（Ld）含碳量为4.3%的液态铁碳合金冷却到1148℃时，同时结晶出奥氏体和渗碳体的多相组织硬度高，塑性差铁碳合金基本组织727℃以下由珠光体和渗碳体组成，称为低温莱氏体铁碳合金相图分析重要点A：纯铁熔点C：共晶点D：Fe3C的熔点E：碳在γ-Fe中的最大溶解度F

4、：生成Fe3C的成分点K：生成Fe3C的成分点S：共析点AS←→(F+Fe3C)重要线ACDAECFECFPSKESGS固相线液相线共析线共晶线碳在奥氏体中的溶解度线冷却时从A中析出F开始线铁碳合金相图分析DFKFe3CABCENGPSQJH1148℃727℃1495℃ALFδwC（%）FeA3Acm2.11%4.3%6.69%0.77%0.02%工业纯铁共析钢亚共析钢过共析钢亚共晶白口铁过共晶白口铁共晶白口铁钢铸铁ABCDFENGPSKJHALFδFeFe3C2.11%4.3%6.69%0.7

5、7%0.02%铁碳合金分类铁碳合金的结晶过程分析共析钢[wc=0.77%]铁碳合金相图分析ABCDFENGPSKJHALFδFeFe3C2.11%4.3%6.69%0.77%0.02%1320铁碳合金的结晶过程分析共析钢[wc=0.77%]铁碳合金相图分析室温平衡组织:100%P（F和Fe3C）组成相的质量分数为：ABCDFENGPSKJHALFδFeFe3C2.11%4.3%6.69%0.77%0.02%亚共析钢[0.0218%

6、77%]铁碳合金相图分析室温平衡组织:F+P铁碳合金相图分析ABCDFENGPSKJHALFδFeFe3C2.11%4.3%6.69%0.77%0.02%1320过共析钢[0.077%

7、.3%]共晶白口铁[wc=4.3%]铁碳合金相图分析室温平衡组织:100%铁碳合金相图分析ABCDFENGPSKJHALFδFeFe3C2.11%4.3%6.69%0.77%0.02%130亚共晶白口铁[2.11%

8、4.3%