工程材料4铁碳合金.ppt

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1、第三章铁碳合金§3-1铁碳合金的基本相一、Fe-Fe3C相图的组元1．Fe组元δ-Fe(bcc)——γ-Fe(fcc)——α-Fe(bcc)(同素异构转变)强度低、硬度低；韧性、塑性好2．Fe3C（Cementite，Cm）（在Fe-C相图中表现为位于6.69％C处的竖直线）熔点高，硬而脆，塑性、韧性几乎为零。912℃1394℃二、Fe-Fe3C相图中的相1．液相L液相L是铁与碳的液溶体。2．δ相又称高温铁素体，是碳在δ—Fe中的间隙固溶体，呈体心立方晶格，在1394℃以上存在。3．α相也称铁素体，用符号F或α表示，是碳在α

2、—Fe中的间隙固溶体，呈体心立方晶格强度、硬度低；塑性好（室温：C%=0.0008%,727℃：C%=0.0218%）4．γ相常称奥氏体，用符号A或γ表示，是碳在γ—Fe中的间隙固溶体，呈面心立方晶格。奥氏体中碳的固溶度极大，在1148℃时碳溶量最大达2.11%。奥氏体的强度较低，硬度不高，易于塑性变形。5．Fe3C相是一个化合物相，渗碳体根据生成条件不同有条状、网状、片状、粒状等形态，是钢中主要的强化相，对铁碳合金的力学性能有很大影响。§3–2Fe—Fe3C相图的分析SQPNJHGECBAA+Fe3CA+FL+AA+L+

3、ALL+Fe3CF+Fe3CA+Fe3CⅡA+Fe3CⅡ+LeLeLe+Fe3CⅠLe’+Fe3CⅠLe’P+Fe3CⅡ+Le’P+Fe3CⅡP+FPF+Fe3CⅢKFDFFeFe3CC%一、重要点与线的分析1、重要的点A：纯铁的熔点，t=1538C，C=0D：Fe3C的熔点，t=1227C，C=6.69%G：纯铁同素异构转变点，-Fe-Fet=912C，C=0E：C在-Fe中的最大溶解度点，t=1148C，C=2.11%，也是钢与白口铁的成分分界点。P：C在-Fe中最大溶解度点，t=727C，C=0

4、.0218%。也是纯铁与钢的成分分界点。C：共晶点，t=1148C，C=4.3%S：共析点，t=727C，C=0.77%2、重要的线ACD：液相线。AECF：固相线。ES：碳在奥氏体中的溶解度曲线。以Acm表示。凡含C量高于0.77%的铁碳合金自1148C冷到727C时，均会从奥氏体中沿晶界析出网状Fe3C。PQ：碳在铁素体中的溶解度曲线。凡含C量大于零的铁碳合金自727C冷到室温时均会从铁素体中析出Fe3CI，但是因含量很少一般不予考虑。GS：从不同含碳量的奥氏体中析出铁素体的开始线。以A3表示。EFC：共晶

5、线。共晶反应发生在含碳为2.11~6.69%的铁碳合金中。PSK：共析线，以A1表示。共析反应发生在含碳为0.0218~6.69%的铁碳合金中。§3–3典型合金的结晶过程1.铁碳合金的分类根据Fe—Fe3C相图，铁碳合金可分为三类：1)工业纯铁[wc≤0.0218%]2)钢[0.0218%

6、共晶莱氏体，所以不能进行锻压，而共晶成分合金的流动性好，适合于铸造。2、典型合金的结晶工业纯铁共析钢过共析钢亚共析钢共晶白口铸铁亚共晶白口铸铁过共晶白口铸铁Ⅰ工业纯铁（C%≤0.0218%）工业纯铁结晶过程示意图L——L+A——A——A+F——F——F+Fe3CIII相组成物：Fe3CC%=6.69%FC%<0.0008%相相对量：F%=Fe3C%=组织组成物：F（等轴晶）和Fe3CIII（小片状）12345Ⅱ共析钢C%=0.77%L→L+A→A→→P相组成物：F和Fe3C组织组成物：P(层片状)100%123-3‘珠光体

7、(P)---Pearite铁素体和渗碳体组成的机械混合物。Ⅲ亚共析钢0.0218%

8、I组织相对量：Fe3CII%=P%=4-4‘321T12钢金相Fe3CIIP含1.4%C钢的组织钢的共同特点是高温下都有塑性很好的A体组织，适合于压力加工。Ⅴ共晶白口铁（C%=4.3%）二、白口铁的结晶过程与显微组织1、共晶白口铁LLd(A+Fe3C)Ld(A+Fe3C+Fe3C)