物流货物材料基础教学课件作者王建武项目二.ppt

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1、项目二常见黑色金属材料的认知1233任务一铁碳合金状态图的应用任务二铁的认知任务三钢的认知返回任务一铁碳合金状态图的应用一、铁碳合金平衡组织假定铁碳合金是在温度变化极其缓慢的条件下发生组织变化，这种转变叫平衡转变。其转变产物就叫平衡组织。在铁碳合金中，铁与碳结合形式有两种:一是碳原子溶入铁中形成固溶体;一是碳与铁化合形成金属化合物。铁碳合金在平衡状态下的相和组成物随含碳量及温度的不同而不同，主要有以下5种。(一)铁素体(F)铁素体是碳固溶于α一Fe中形成的间隙固溶体。具有体心立方晶格，铁素体的溶碳能力极小，室温时约0.0008%,727℃时溶碳能力

2、最大，为0.0218%。下一页返回任务一铁碳合金状态图的应用铁素体由于含碳量极少，其性能与纯铁很相似，强度、硬度低，塑性、韧性很好，在727℃以下有磁性。(二)奥氏体(A)奥氏体是碳固溶于γ-Fe中形成的间隙固溶体。具有面心立方晶格，存在于727℃~1495℃的高温区。它的溶碳能力比铁素体大得多，在727℃时溶碳量为0.77%，随温度的提高，溶碳量也不断地增加，在1148℃时达到最大，为2.11%。由于奥氏体具有面心立方晶格，不论含碳量多少，其塑性都很好;由于溶碳量较大，所以强度、硬度要高于铁素体;和γ-Fe一样，奥氏体无磁性奥氏体是一个高温组织，

3、只有在727℃以上时才能看到;在727℃以下，奥氏体会发生组织转变。上一页下一页返回任务一铁碳合金状态图的应用(三)渗碳体(Fe3C)渗碳体是铁与碳相互化合形成的间隙化合物。其含碳量为6.69%，具有复杂的斜方晶格，熔点为1227℃(计算值)。渗碳体的性能特点是硬度很高(HBW≈800，强度低(σb=35MPa)，塑性、韧性几乎等于零，因而脆性极大，不能单独使用，常作为钢中的强化相。(四)珠光体(P)珠光体是由铁素体和渗碳体组成的片层相间的机械混合物。珠光体存在于727℃以下，当温度高于727℃时就转变为奥氏体;珠光体含碳量为0.77%，铁素体和渗

4、碳体的比大致为7:1。由于珠光体是由硬而脆的渗碳体和软而韧的铁素体片相间组成，因而其性能介于二者之间，有较好的综合力学性能。上一页下一页返回任务一铁碳合金状态图的应用(五)莱氏体(Ld)根据组成相和存在的温度不同，莱氏体分为高温莱氏体和低温莱氏体。高温莱氏体存在于727℃~1148℃，是渗碳体与奥氏体的机械混合物;低温莱氏体存在于727℃以下，是渗碳体与珠光体的机械混合物。它们的含碳量都是4.3%，是一种以渗碳体为主体的混合物，其中存在大量的渗碳体，所以硬度很高，脆性极大，亦不能单独使用。虽然铁碳合金在常温下的组成物有铁素体、渗碳体、珠光体和低温莱

5、氏体，但归根结底，最基本的只有铁素体和渗碳体两相。珠光体和低温莱氏体不是相，是两相组成的机械混合物，是组织组成物。同时各自都有其存在的条件，奥氏体是高温时存在的一种组织，而莱氏体常存在于铸铁中。上一页下一页返回任务一铁碳合金状态图的应用二、铁碳合金状态图目前应用的铁碳合金状态图，含碳量为0~6.69%，因为含碳量超过5%的铁碳合金脆性很大，加工困难，工业上没有实用价值。因此，我们只研究由Fe到最临近的化合物Fe3C部分，即Fe-Fe3C状态图。铁碳合金状态图采用两个坐标轴表示，纵坐标表示温度，横坐标表示含碳量的百分数。在图中任意作一条水平线，代表一

6、定的温度;任意作一条垂线代表某一成分的合金;图中任意一点称为状态点，表示某一成分的合金在某一温度下的状态。铁碳合金状态图如图2-1所示。(一)铁碳合金状态图中的特征点与特征线铁碳合金状态图中的特征点主要有14个，特征点均采用固定的字母表示，特征点的代表字母及含义见表2-1。上一页下一页返回任务一铁碳合金状态图的应用铁碳合金状态图中的特征线共有13条，它们的含义见表2-2。铁碳合金状态图的相区与两个基本转变的内容如下。1.铁碳合金状态图的相区在铁碳合金状态图中，有5个单相区、7个两相区、3条三相共存的水平线。单相区:ABCD线上—液相区(L)、AHN

7、A—δ铁素体区(δ)、VJESGN一奥氏体区(A)、GPQ—铁素体区(F)、DFK一渗碳体区(Fe3C)。两相区:分别存在于两个单相区之间，即(δ+L)区、(L+A)区、(L+Fe3C)区、(F+A)区、(A+Fe3C)区、(F+Fe3C)区、(δ+A)区。三相共存的水平线:HJB了包晶线上L,δ,A三相共存、ECF共晶线L,A,Fe3C三相共存、PSK共析线上A,F,Fe3C三相共存。上一页下一页返回任务一铁碳合金状态图的应用2.铁碳合金状态图中的两个基本转变1)共晶转变共晶转变是指合金在一定条件下，能从均匀的液相同时结晶出两种不同固相的转变。这

8、两种固相不但晶格类型不同，而且性能也完全不一样。铁碳合金的共晶转变发生在状态图ECF线，ECF线称为共晶线。凡是含碳量在2