铁碳合金的结构及其相图ppt课件.ppt

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1、第四节铁碳合金的结构及其相图?铁碳合金相图分析铁碳合金相和组织组成纯铁及其同素异构转变金属的多晶型性（同素异构现象）多晶型转变（同素异构转变）纯铁的同素异构转变1394℃912℃δ-Feγ-Feα-Febccfccbcc符合形核、长大的结晶规律固态金属在不同的温度和压力范围内，具有二种或二种以上晶格结构的现象转变过程恒温、可逆一、纯铁及其同素异构转变纯铁的同素异构转变纯铁的成分及性能纯铁（工业纯铁）：含杂质0.10%～0.20%性能及组织：σb=180～230MPaσ0.2=100～170MPaδ=30%～50%ψ=70%～80%Ak=1

2、28～160JHBS=50～80铁素体（F或α）：碳溶于α-Fe中所形成的间隙固溶体晶格结构：bcc最大溶解度：0.02%（727℃）性能：σb=180～230MPaσ0.2=100～170MPaHBS=50～80δ=30%～50%ψ=70%～80%ak=160～200J/cm2δ-铁素体：碳溶于δ-Fe中所形成的间隙固溶体最大溶解度：0.09%（1495℃）二、铁碳合金的相和组织组成奥氏体（A或γ）：碳溶于γ-Fe中所形成的间隙固溶体晶格结构：fcc最大溶解度：2.11%（1148℃）（高温组织）性能：σb≈400MPaHBS=170～

3、220δ=40%～50%高塑性、无磁渗碳体（Fe3C）：Fe与C所形成的金属化合物晶格结构：复杂正交性能：σb≈30MPaHBS=800δ≈0ψ≈0硬而脆（耐磨性好）亚稳定：Fe3C3Fe+C（石墨）合金渗碳体：(Fe、Me)3CFe3(C、N)或Fe3(C、B)石墨晶格结构：简单六方性能:加工性能机械性能高温珠光体（P）F与Fe3C所形成的机械混合物（平均含碳量：0.77%）性能：σb≈750MPaHBS=180δ≈20%～25%ak=30～40J/cm2综合性能莱氏体（）A与Fe3C所形成的机械混合物（平均含碳量：4.3%）性能：硬而

4、脆ABCDFENGPSKQJHA(γ)LF(α)δFe-Fe3C亚稳平衡相图T(℃)wC（%）FeFe3C4+2个单相区7个双相区相区6.69%三、铁碳合金相图分析ABCDFENGPSKQJH1148℃727℃1495℃ALFδwC（%）FeFe3CH：0.09%1495℃J：0.17%1495℃B：0.53%1495℃2.11%4.3%6.69%0.77%0.02%0.0008%包晶反应(0.09～0.53)共晶反应(2.11～6.69)共析反应(0.02～6.69)基本转变铁碳合金相图分析ABCDFENGPSKQJH1148℃727℃

5、1495℃ALFδwC（%）FeFe3C1538℃1227℃912℃2.11%6.69%0.02%0.0008%1394℃A—Fe熔点D—Fe3C熔点N—同素异构转变点G—同素异构转变点H—c在δ最大溶解度点E—c在A最大溶解度点P—c在F最大溶解度点Q—c在F中室温溶解度点铁碳合金相图分析J包晶点C共晶点S共析点重要点ABCDFENGPSKQJH1148℃727℃1495℃ALFδwC（%）FeFe3C132一次渗碳体Fe3CⅠABCDAHJECFCD液相线的一部分1148℃固相线液相线T铁碳合金相图分析HJB包晶线ECD共晶线PSK共

6、析线重要线ABCDFENGPSKQJH1148℃727℃1495℃ALFδwC（%）FeFe3CA3AcmGS（A3）F和A两相平衡线Fe3C和A两相平衡线C在A溶解度曲线1148℃，AE=A2.11TAX+Fe3C727℃AS=A0.77二次渗碳体Fe3CⅡ铁碳合金相图分析重要线ES（Acm）PSK（A1）A1ABCDFENGPSKQJH1148℃727℃1495℃ALFδwC（%）FeFe3CA3Acm？Fe3CⅠ、Fe3CⅡ、Fe3CⅢ有何异同Fe3C和F两相平衡线C在F溶解度曲线727℃，FP=F0.0218TFX+Fe3C室温℃

7、FQ=F0.0008三次渗碳体Fe3CⅢPQ铁碳合金相图分析重要线A1ABCDFENGPSKQJH1148℃727℃ALFδwC（%）FeFe3CA3AcmA1ECF共晶线TAX+Fe3CⅡA0.77+Fe3CⅡ727℃+Fe3CⅡ铁碳合金相图分析重要线2.11%4.3%6.69%0.77%0.02%工业纯铁共析钢亚共析钢过共析钢亚共晶白口铁过共晶白口铁共晶白口铁钢铸铁ABCDFENGPSKJHALFδFeFe3C2.11%4.3%6.69%0.77%0.02%铁碳合金分类共析钢[wc=0.77%]ABCDFENGPSKJHALFδFeF

8、e3C2.11%4.3%6.69%0.77%0.02%1320铁碳合金的结晶过程分析共析钢[wc=0.77%]室温平衡组织:100%P（F和Fe3C）组成相的质量分数为：铁碳合金的结晶过程分析