第3章 铁碳合金相图ppt课件.ppt

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1、第三章铁碳合金相图第一节铁碳合金的组元及基本相第二节Fe-Fe3C相图第三节含碳量对碳钢组织与性能的影响铁碳合金铁碳合金—碳钢和铸铁，是工业应用最广的合金.含碳量为0.022%-2.11%的称钢，含碳量为2.11%-6.69%的称铸铁.普通碳钢和铸铁属于铁碳合金，而合金钢和合金铸铁则是加入合金元素的铁碳合金.第一节铁碳合金的组元及基本相铁是银白色金属，原子序数为26，相对原子质量为55.85，熔点1538℃。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（

2、6.69%）时，合金太脆，无实用价值。实际所讨论的铁碳合金相图是Fe-Fe3C相图。FeFe3CFe2CFeCCC%(at%)→第一节铁碳合金的组元及基本相铁的晶体结构有体心立方晶格的α-Fe、δ-Fe及面心立方晶格的γ-Fe。α-Fe、δ-Fe及γ-Fe都是铁的同素异构体（成分相同、晶体结构不同）。同素异构转变一般在固态下发生，称为重结晶。纯铁在770℃时发生磁性转变，具有铁磁性。纯铁的力学性能：强度、硬度低，塑性、韧性好。1、纯铁及其同素异构体纯铁的同素异构转变A4A3A2标有组织组成物的铁碳合金状态全图标有组

3、织组成物的简化铁碳合金状态图2、铁碳合金中的基本项1）各相的含义：液相L：碳溶于液态铁中的溶液渗碳体(CM，Fe3C)：铁与碳形成的金属化合物，脆性大δ铁素体：碳溶于δ-Fe中固溶体，也称δ-固溶体奥氏体A（γ）：碳溶于γ铁中的间隙固溶体，fcc铁素体F（α）：碳溶于α-Fe中的间隙固溶体，bcc2）包晶区域：1495℃；L0.53+δ0.09=A0.173）共晶区域：1148℃，转变产物是奥氏体与渗碳体的机械混合物L4.30=A2.11+Fe3C=Ld莱氏体4）共析区域：727℃，转变产物是铁素体与渗碳体的机械混

4、合物，A0.77=F0.0218+Fe3C=P珠光体碳溶于体心立方晶格α－Fe中形成的固溶体(间隙)碳最大溶解度0.0218%（727℃）20℃时碳最大溶解度为0.0008%性能：较好的塑性和韧性，强度和硬度较低，与纯铁类似。铁素体（F）铁素体Ferrite(F)多边形晶粒碳溶于面心立方晶格γ－Fe中形成的间隙固溶体，室温组织无奥氏体。碳最大溶解度2.11%（1148℃）727℃时碳最大溶解度为0.77%性能：质软、塑性好，无磁性，变形抗力较低。奥氏体（A）奥氏体Austenite(γ,A)不规则多面体晶粒钢材热加

5、工都在区进行。铁与碳的化合物Fe3C含碳量:6.69%熔点:1227℃性能：硬度高，强度很低，塑性、韧性几乎为零渗碳体（Fe3C）渗碳体Cementite(Cm)因碳在-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。铁素体与渗碳体的机械混合物含碳量:0.77%共析反应式:(F+Fe3C)性能：介于F和Cm之间=600~800Mpa(纯铁=180~280Mpa)δ＝20％～25％(纯铁δ＝30％～50％)HBS＝170～230（纯铁HBS＝50～80）珠光体（P）珠光体Pearlit

6、e奥氏体（珠光体）与渗碳体的机械混合物含碳量:4.3%共晶反应式:(A+Fe3C)性能：硬度高，塑性、韧性差莱氏体(L)莱氏体Ledeburite第二节Fe-Fe3C相图1、Fe-Fe3C相图分析1）特性点⇄⇄⇄⇄⇄LJNG+Fe3C+Fe3CL+Fe3CL++共晶点分界点共析点2）特性线⑴液相线—ABCD，固相线—AHJECFD⑵三条水平线：HJB：包晶线LB+δH⇄JECF：共晶线LC⇄E+Fe3CPSK：共析线(A1线)S⇄FP+Fe3C共析转变的产物是与Fe3C的机械混合物，称作珠光体，

7、用P表示，特点介于F-CM间共晶产物是与Fe3C的机械混合物，称作莱氏体,用Ld表示，特点是硬而脆莱氏体GS,GP—⇄固溶体转变线,GS又称A3线.HN,JN—δ⇄固溶体转变线.ES—碳在-Fe中的固溶线，又称Acm线.PQ—碳在-Fe中的固溶线.⑶其它相线⑴五个单相区：L、、、、Fe3C⑵七个两相区:L+、L+L+Fe3C+、+Fe3C++Fe3C⑶三个三相区：即HJB(L++)、ECF(L++Fe3C)、PSK(++Fe3C)三条水平线3）相区4）铁碳合金分类A：工

8、业纯铁<0.0218%C高温组织为单相铁素体B：碳钢高温组织为单相奥氏体亚共析钢0.0218～0.77%共析钢0.77%C过共析钢0.77～2.11%C：铸铁亚共晶白口铸铁2.11～4.30%C共晶白口铸铁4.30%C，断口为银白色过共晶白口铸铁4.30～6.69%C。铸铁的铸造性能好，硬而脆。全部碳以Fe3C形成存在时称为白口铸铁（断口银白色），部分或全部