金属材料概论第五章课件.ppt

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1、第五章铁碳合金相图及应用学习内容：简介第一节铁碳合金基本相第二节铁碳合金相图分析第三节铁碳合金成分组织与性能的关系第四节碳钢工业纯铁：wC≤0.0218%碳钢：0.0218%

2、te)δ-Fe-Fe-Fe1394℃912℃体心立方面心立方体心立方一、“纯铁”具有典型的同素异构转变TmFe=1538℃①铁素体—C在-Fe中形成的间隙固溶体，具有体心立方晶格（/F）②δ-铁素体（高温铁素体）：C在-Fe中形成的间隙固溶体，具有体心立方晶格（）③铁素体的溶碳能力差—由于体心立方晶格的间隙远小于碳的原子半径；④强度、硬度低，塑性好。三、奥氏体/A(Austenite)②奥氏体的溶碳能力较大—-Fe晶格间隙与C半径比较接近；①奥氏体—C在-Fe中形成的间隙固溶体，具有面心

3、立方结构最大溶碳量：727℃，wC=0.0218%最小溶碳量：室温，wC=0.0008%③硬度、强度较低；塑性较高四、渗碳体Cm(Fe3C)①渗碳体—Fe与C形成的间隙化合物Fe3C,含碳量为6.69%，有固定的化学成分。②渗碳体具有很高的硬度和耐磨性，塑性很差，延伸率为零，熔点1227℃是铁碳合金的主要强化相最大溶碳量：1148℃，wC=2.11%最小溶碳量：727℃，wC=0.77%③Fe3C的形态对铁碳合金的力学性能产生重大影响第二节铁碳合金相图分析学习内容：一、相图中点、线、区及其意义二、典型合金

4、的平衡结晶过程(一)工业纯铁wC=0.01%的结晶过程（二）共析钢wC=0.77%的结晶过程（三）亚共析钢wC=0.40%的结晶过程（四）过共析钢wC=1.2%的结晶过程（一）区五个单相区：AHNA—高温铁素体相区（δ）NJESGN—奥氏体相区（γ或A）GPQG—铁素体相区（α或F）DFK—渗碳体相区（Fe3C或Cm）ABCD线以上—液相区（L）δ一、相图中点、线、区及其意义七个两相区存在两个单相之间①L+δ②L+γ③L+Fe3C④δ+γ⑤α+γ⑥γ+Fe3C⑦α+Fe3C一、相图中点、线、区及其意义（二

5、）点A:1538℃，0wt%纯铁熔点B:1495℃,0.53%包晶反应时液态合金的碳浓度C:1148℃,4.30%共晶点D:1227℃，6.69%渗碳体熔点E:1148℃，2.11%碳在-Fe中的最大溶解度4.31148℃2.111148℃F:1148℃,6.69%渗碳体G:912℃，0%-Fe→-Fe同素异构转变点H:1495℃。0.09%碳在-Fe中的最大溶解度J:1495℃，0.17%包晶点K:727℃，6.69%渗碳体成分点N:1394℃，0%-Fe→-Fe同素异构转变点P:727℃，

6、0.0218%碳在-Fe中的最大溶解度S:727℃，0.77%共析点Q:600℃，0.0057%600℃时碳在-Fe中的溶解度（三）线HJB—包晶转变线ECF—共晶转变线PSK—共析转变线ABCD—液相线AHJECF—固相线（四）三条重要水平线温度：1495℃恒温wC=0.17%的奥氏体γ（1）包晶转变线—水平线HJBwC=0.53%的液相wC=0.09%的δ铁素体反应：包晶转变wC=0.09%～0.17%同素异构转变成γwC=0.17%～0.53%,结晶成γ+Lδγ(2)共晶转变线—水平线ECF温度

7、：1148℃恒温成分：wC=4.3%的液相反应:wC=2.11%的γ和Fe3C莱氏体，Ld塑性很差变态莱氏体，Ld’室温4.31148℃2.11共晶转变奥氏体呈颗粒状或块状分布在渗碳体的基体上（3）共析转变线(A1)—水平线PSK温度：727℃恒温成分：wC=0.77%的γwC=0.0218%的和Fe3C反应:珠光体，PA1共析转变片状P:α和Fe3C呈片状相间分布粒状P:Fe3C呈粒状分布在α基体上珍珠光泽较高的强度和硬度，塑性差室温下的莱氏体组织100×(白色基体是渗碳体．黑色颗粒是由奥氏体转变而来

8、的珠光体，每个共晶领域清晰可见)共析钢片状珠光体组织αFe3CES线是碳在奥氏体中的溶解度曲线。（五）三条重要特性曲线（1）ES线—Acm线温度冷却到ES线，将从奥氏体中析出渗碳体—从奥氏体中在共析转变之前析出的渗碳体二次渗碳体（Fe3CⅡ）ES线二次渗碳体Fe3CⅡ开始析出线AcmγFe3CⅠ（2）GS线—A3线（3）PQ线PQ线：碳在铁素体中溶解度曲线。冷却过程中，由奥氏体析出铁素体的开始线；加热过程中，铁素体溶入奥氏体的