铁碳合金和铁碳相图资料ppt课件.ppt

《铁碳合金和铁碳相图资料ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、5铁碳合金和铁碳相图5.1铁碳合金的组元与基本相5.2铁碳合金相图5.3铁碳合金成分、组织与性能的关系5.4铁碳合金相图的应用铁碳合金主要由铁和碳两种元素组成,包括碳钢和铸铁，是现代工农业生产上使用最多的金属材料。铁碳合金相图是研究铁碳合金最基本的工具，是研究碳钢和铸铁的成分、温度、组织及性能之间关系的理论基础,是制定热加工、热处理、冶炼和铸造等工艺依据。铁和碳可形成一系列稳定化合物：Fe3C、Fe2C、FeC，它们都可以作为纯组元看待。含碳量大于Fe3C成分（6.69%）时，合金太脆，已无实用价值。实际所讨论的铁碳合金相图是Fe-Fe3C相图。FeFe3CFe

2、2CFeCCC%(at%)→5.1铁碳合金的组元与基本相铁碳合金的组元：●Fe：熔点1538℃,密度7.87×103/m3，纯铁从液态冷却到室温的冷却曲线如图所示：Fe的同素异构转变：δ-Fe===γ-Fe===α-Fe纯Fe机械性能：强度、硬度低，塑性好。●C：碳在铁碳合金中有三种存在形式。①C作为间隙原子溶入纯铁的三种同素异晶体中，形成三种间隙固溶体。②超过固溶体的固溶度后，C与Fe形成化合物。③C以游离态的石墨存在（Fe-Fe3C相图中无石墨）。●Fe3C：渗碳体，Fe与C形成的一种复杂间隙化合物。其机械性能的特点是硬而脆。铁碳合金中的相：液相：铁与碳形成

3、的液体。高温铁素体：是碳在δ-Fe中的间隙固溶体，用δ表示，体心立方晶格，1394℃以上存在，1495℃时溶碳量最大，为0.09%。铁素体：是碳在α-Fe中的间隙固溶体，用F或表示，体心立方晶格，912℃以下存在，727℃时溶解碳量最大，为0.0218%,室温仅为0.0008%,其性能是强度低，硬度低，塑性好。奥氏体：是碳在γ-Fe中的间隙固溶体,用A或表示，面心立方晶格，在1495--727℃范围内存在，1148℃溶解碳量最大为2.11%。其性能是强度低，硬度低，塑性好。渗碳体：用Fe3C或Cm表示，含碳6.69%，根据其形成条件的不同有条状、网状、粒状、

4、片状等形态。Fe3C是一个亚稳相，在一定条件下可发生分解：Fe3C→3Fe+C(石墨),该反应对铸铁有重要意义。由于碳在-Fe中的溶解度很小，因而常温下碳在铁碳合金中主要以Fe3C或石墨的形式存在。Fe-Fe3C相图5.2铁碳合金相图1.相图分析特征点⇄⇄⇄⇄⇄LJNG+Fe3C+Fe3CL+Fe3CL++●J点：包晶点，金金在平衡结晶的过程中冷却到1495℃时，B点成分的L与H点成分的δ发生包晶反应，生成J点成分的γ：L0.53+δ0.09===γ0.17反应过程中L、δ、γ三相共存。●C点：共晶点，金金在平衡结晶的过程中冷却到1148℃时,C

5、点成分的L发生共晶反应，生成E点成分的γ和Fe3C：L4.3===（γ2.11+Fe3C）反应过程中L、Fe3C、γ三相共存。(γ2.11+Fe3C)称之为莱氏体，用Ld表示。莱氏体中的Fe3C为共晶渗碳体。为蜂窝状,在显微镜下莱氏体的形态是：块状或粒状A（室温时转变成珠光体）分布在渗碳体基体上。Ld以Fe3C为基，性能硬而脆。变态莱氏体●S点：共析点，金金在平衡结晶的过程中冷却到727℃时，S点成分的γ发生共晶反应，生成P点成分的α和Fe3C：γ0.77=====（α0.0218+Fe3C）反应过程中α、Fe3C、γ三相共存。(α0.0218+Fe3C)称之为

6、珠光体，用P表示。珠光体中的Fe3C为共析渗碳体，珠光体在显微镜下呈片层状，在放大倍数很高时，可清楚看到相间分布的渗碳体片（窄条）与铁素体（宽条）。强度较高，塑性、韧性和硬度介于渗碳体和铁素体之间。珠光体组织特征线ABCD：液相线AHJECFD：固相线。HJB：包晶线，碳含量为0.09—0.53%的铁碳合金在平衡结晶过程中均发生包晶反应。ECF：共晶线,碳含量为2.11—6.69%的铁碳合金在平衡结晶过程中均发生共晶反应。PSK：共析线，碳含量为0.0218—6.69%的铁碳合金在平衡结晶过程中均发生共析反应。通常称A1。GS线：合金冷却时从γ中开始析出α的临界

7、温度线。通常称A3。（γ＝α转变称固溶体的同素异晶转变。）ES线:碳在γ中的固溶线，通常叫做Acm线。由于在1148℃时γ中溶碳量最大,可达2.11%，而在727℃时仅为0．77％，因此碳含量大于0.77%的铁碳合金自1148℃冷至727℃的过程中，将从γ中析出Fe3C。析出的渗碳体称为二次渗碳体Fe3CⅡ。Acm线亦为从γ中开始析出Fe3C的临界温度线。PQ线:是碳在α中的固溶线。在727℃时9中溶碳量最大可达0.0218％，室温时仅为0.0008%，因此碳含量大于0.0008％的铁碳合金自727℃冷至室温的过程中，将从α中析出Fe3C。析出的渗碳体称为三次

8、渗碳体Fe3CⅢ。PQ线