工业用钢2、铁碳合金相图.ppt

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1、第二章工业用钢铁碳合金相图第三章铁碳合金相图纯铁的同素异晶转变Fe–C相图的基础知识。形成Fe-Fe3C相图组元和基本组织的结构与性能。Fe-Fe3C相图的建立与分析。碳的质量分数对铁碳合金组织、性能的影响。Fe-Fe3C相图的应用。第一节Fe-C相图的基础知识2.铁与碳可以形成Fe3C、Fe2C、FeC等一系列化合物。3.稳定的化合物可以作为一个独立的组元。4.Fe–C二元相图。1.纯铁的同素异晶转变1.纯铁的的同素异晶转变1394°C912°C体心立方面心立方密排六方δ-Feγ-Feα-Fe纯铁的冷却曲线1394℃1534℃10006008001200温度时

2、间16001500500700900110013001400912℃δ-Feα-Feγ-Fe2.Fe-C相图Fe3CFe2CFeC温度FeC(6.69%C)第二节形成Fe-Fe3C相图组元和基本组织的结构与性能一.组元*铁(ferrite)*渗碳体(Cementite)二.基本组织1.铁素体(F)碳溶于α–Fe中的间隙固溶体。2.奥氏体(A)碳溶于γ-Fe中形成的间隙固溶体。奥氏体组织金相图3.渗碳体(Fe3C)铁与碳形成的金属化合物。渗碳体组织金相图4.珠光体(P)铁素体和渗碳体组成的机械混合物。5.莱氏体(Ld)奥氏体和渗碳体组成的机械混合物。第三节Fe-F

3、e3C相图的建立与分析一.Fe-Fe3C相图的建立共晶反应相图共析反应相图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+Fe3CⅡLd’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%

4、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)Fe-Fe3C相图二.Fe-Fe3C相图的分析五个重要的成份点:P、S、E、C、K。四条重要的线:EF、ES、GS、FK。两个重要转变:共晶转变反应式、共析转变反应式。二个重要温度:1148℃、727℃。1.包晶转变反应式:LB+HAJ1495℃3.共析转变反应式:AS(FP+Fe3C)P727℃2.共晶转变反应式:LC(AE+

5、Fe3C)Le1148℃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(hypereutectoidwhiteiron)1.工业纯铁(Wc<0.0218%)2.共析钢(Wc=0.77%)共析钢组织金相图3.亚共析钢(Wc=0.45%)亚共析钢组织金相图4.过共析钢(Wc=1.2%)过共析钢组织金

6、相图5.共晶白口铁(Wc=4.3%)共晶白口铁组织金相图6.亚共晶白口铁(Wc=3.0%)亚共晶白口铁组织金相图7.过共晶白口铁(Wc=5.0%)过共晶白口铁组织金相图组织组成物:F;Fe3CF;P0.77-0.45F=100%=43%0.77-0.020.45-0.02P=100%=57%0.77-0.02相组成物:6.69-0.45F=100%=94%6.69-0.02P=1–WF=57%Fe3C=1-WF=6%0.020.450.776.69第四节碳的质量分数对铁碳合金组织、性能的影响碳的质量分数对平衡组织的影响。碳的质量分数对力学性能的影响。碳的质

7、量分数对工艺性能的影响。一.碳的质量分数对平衡组织的影响二.碳的质量分数对力学性能的影响三.碳的质量分数对工艺性能的影响对铸造性能的影响。对锻造性能的影响。对焊接性能的影响。对切削加工性能的影响。第五节Fe-Fe3C相图的应用选择材料方面的应用制定热加工工艺方面的应用一.选择材料方面的应用1.分析零件的工作条件,根据铁碳合金成分、组织、性能之间的变化规律进行选择材料。2.根据铁碳合金成分、组织、性能之间的变化规律,确定选定材料的工作范围。二.制定热加工工艺方面的应用钢铁的冶炼高炉炼铁铸铁锭生产铸铁件炼钢生铁转炉平炉电炉生产钢件转炉炼钢平炉炼钢电弧炉炼钢1.炼铁

8、的冶金反应特点:还原反应