第四章 铁碳合金相图和碳钢ppt课件.ppt

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1、Chapter4theiron-carbonalloyphasediagramandcarbonsteel第四章铁碳合金相图和碳钢Contents纯铁、铁碳合金的组织结构及其性能1铁碳合金相图Theironcarbondiagram2碳钢34.1纯铁、铁碳合金的组织结构及其性能(1)纯铁Fe铁碳相图两组元(2)渗碳体Fe3C4.1.1纯铁及其同素异构转变(1)纯铁Fe熔点：1538℃密度：7.87×103kg/m3性能特点：强度低，硬度低、塑性好Upto910degreesthenChangestoUntil1

2、390 degrees(2)Fe3C铁与碳的复杂结构化合物，称为渗碳体，Cementite(Cm)机械性能特点：硬而脆硬而脆800HBW,δ↑=0,αk=04.1.2铁碳合金的组织结构及其性能1.铁素体FFerrite5.莱氏体LdLedeburite共晶体4.珠光体PPearlite共析体3.渗碳体Fe3CCementite(Cm)2.奥氏体AAustenite碳在α-Fe中的间隙固溶体，b.c,c。C的最大溶解度0.0218%。σb↓，HB↓，δ↑，αk↑。体心立方中的四面体间隙体心立方中的八面体间隙1.铁

3、素体F(Ferrite)2.奥氏体A(Austenite)碳在γ-Fe中的间隙固溶体，f.c,c。碳的最大溶解度2.11%。HB↓,δ↑。面心立方中的八面体间隙面心立方中的四面体间隙3.渗碳体Fe3C：Cementite(Cm)4.珠光体P：Pearlite共析体5.莱氏体Ld：Ledeburite共晶体4.2铁碳合金相图Theironcarbondiagram铁碳合金的基本相组元：纯铁、Fe3C符号表示概念性能相固相固溶体铁素体F碳溶于α－Fe中的间隙固溶体具有良好的塑性和韧性，但强度硬度不高奥氏体A碳溶于γ

4、－Fe中的间隙固溶体与溶碳量和晶粒大小有关，硬度较低而塑性较高，易于锻压成形金属化合物渗碳体Fe3C具有复杂晶格的间隙化合物硬度很高而塑性和韧性几乎为零，脆性极大液相L基本组织：单相组织：F、A、Fe3C莱氏体Ld：（A＋Fe3C）在共晶点上得到，塑性韧性很差，是硬而脆的组织珠光体P：（F＋Fe3C）在共析点上得到，具有良好的力学性能铁－渗碳体相图中铁碳合金的分类珠光体PF与Fe3C的机械混合物成分：0.77%C’性能：适中，介于F和Fe3C之间共析转变eutectoidA0.77727℃(F0.02+F

5、e3C6.69)珠光体PHypoeutectoid亚共析Eutectoid共析Hypereutectoid过共析L→L+A→A→P(F+Fe3C)→P(F+Fe3C)+Fe3CIIIL→L+A→A→F+A→F0.0218+A0.77→F+PL→L+A→A→A+Fe3CII→A0.77+Fe3CII→P+Fe3CII莱氏体LdA与Fe3C的机械混合物成分：4.3%C性能：硬而脆共晶转变eutecticL4.31148℃(AE2.11+Fe3C6.69)莱氏体LdHypoeutectic亚共晶Eutectic共晶H

6、ypereutectic过共晶Ld降温到727℃时，A→P，因此：Ld(A+Fe3C)→L’d(P+Fe3C)低温莱氏体L’d：P和Fe3C的机械混合物（变态莱氏体）L→A+Fe3CI→A0.77+Fe3CII+Fe3CI→P+Fe3CII+Fe3CILdLd’L→L+A→L4.3+A→Ld+A→Ld(A0.77+Fe3CII+Fe3CI)+A0.77+Fe3CII→Ld‘(P+Fe3CII+Fe3CI)+P+Fe3CIIL→L+Fe3CI→L4.3+Fe3CI→Ld+Fe3CI→Ld(A0.77+Fe3CII

7、+Fe3CI)+Fe3CI→Ld‘(P+Fe3CII+Fe3CI)+Fe3CI4.2.2铁碳合金分类铁碳合金工业纯铁<0.0218%C钢0.0218-2.11%C白口铸铁(生铁)2.11-6.69%C亚共析钢0.0218-0.77%C共析钢0.77%C过共析钢0.77-2.11%C亚共晶白口铸铁2.11-4.3%C共晶白口铸铁4.3%C过共晶白口铸铁4.3-6.69%CEutectoidsteel：共析钢Eutecticwhiteiron：共晶白口铁4.2.3典型成分的铁碳合金结晶过程及其组织A→A+F→F+(

8、Fe3CⅢ)[略]纯铁的结晶过程室温组织铁素体F（ferrite）1.纯铁的结晶过程2.Eutectoidsteel共析钢LA+LAP727℃珠光体P：PearliteP中的组织特征为铁素体片和渗碳体片层层排列。F片为亮白，Cm片为暗黑。珠光体珠光体P：PearliteEutectoidsteel：共析钢3.亚共析钢结晶过程hypoeutectoidsteelLA+LAF初+A727℃