铁碳合金讲解学习.ppt

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1、铁碳合金第一节Fe-Fe3C相图一、Fe-Fe3C相图中的组元常压下，熔点1538℃，在相图中用A表示，固态下铁的同素异构转变式：（一）铁Lδ－Feγ－Feα－Fe1394℃912℃体心立方体心立方面心立方铁具有同素异构转变的特性是钢铁在热处理后获得多种多样结构、组织与性能的理论依据。液相1538℃机械性能b=180-230MN/m20.2=100-170MN/m2=30-50%=70-80%αk=1.5-2MJ/m2HB=50-80工业纯铁中常含有<0.0218%的碳及其它杂质(二)渗碳体渗碳

2、体：Fe3C是一种复杂结构的间隙化合物，含碳6.69%其硬度很高HB800塑性几乎为0。室温平衡状态下，铁碳合金中的碳多以渗碳体形式存在于组织中。渗碳体在高温下，长时间保温时将分解：Fe3C3Fe+C(石墨G)渗碳体的熔点难于精确测定，通常采用理论计算值1227℃，在相图中用D表示。二、Fe－Fe3C相图中的基本相碳在α－Fe中形成的间隙式固溶体。(用F或α表示)晶体结构：体心立方。最大溶碳量为0.0218%C，性能与纯铁相近。（一）铁素体奥氏体：碳在γ－Fe中形成的间隙式固溶体。(用A或γ表示)晶体结

3、构：面心立方。最大溶碳量2.11%C。是一种在高温(>727℃)存在的相，其强度硬度不高，塑性很好所以钢材热压力加工在奥氏体状态下进行。铁素体：相图中GPQG区为铁素体单相区。（二）奥氏体相图中EJNGSE为奥氏体单相区（三）高温铁素体高温铁素体：碳在δ－Fe中形成的间隙式固溶体。(用δ表示)晶体结构：体心立方。最大溶碳量为0.53%C相图中AHNA区为高温铁素体单相区。（四）渗碳体（Fe3C）渗碳体既是组元又是合金的组成相，相图中的DFKL可视为渗碳体的“单相区”，(用Cm表示)。（五）液相在液相线A

4、BCD以上区域铁和碳所形成的均匀液体，(用L表示)。三、Fe－Fe3C相图分析（一）图中的点符号温度℃含碳量(%)※AHJB※E※CF※D※G※P※SKM※NOQ’Q153814951495149511481148114812279127277277277701394770400室温00.090.170.532.114.306.696.6900.02180.776.69000.50.00090.0008Q’(二)图中的线液相线：ABCD固相线：AHJECF三条水平线：包晶线LB+HAJ(HJB)共晶

5、线LcAE+Fe3C(ECF)共析线AsFP+Fe3C(PSK)A1三条特性线：ES线－碳在A中的固溶线AcmPQ线－碳在F中的固溶线GS线－A开始析出F或F全部溶入A的转变线A3Q’机械工程材料第十九·讲学时：48主讲教师：陈积伟机械工程材料第十九讲学时：48主讲教师：陈积伟（三）图中的面——相区5个单相区：、A、F、L、Fe3C7个两相区：L++AL+A、L+Fe3C、A+Fe3C、A+F、F+Fe3C四、典型合金的平衡结晶过程由铁碳相图，可按含碳量和组织不同分成三类亚共晶白口铁<4.3%

6、C白口铁=4.3%C过共晶白口铁>4.3%C(1)工业纯铁（<0.0218%C）(2)钢(0.0218-2.11%C)亚共析钢<0.77%C共析钢0.77%C过共析钢>0.77%C(3)白口铸铁（2.11-6.69%C)（一）共析钢的结晶过程12344321LLAAPPSKECFDANGQFeFe3CLAL+AF+AFA+Fe3CF+Fe3C温度AsP(FP+Fe3C)3‘温度C%时间L+Fe3C珠光体中的铁素体与渗碳体呈层片状，其相对量可用杠杆定律求出：式中X为含碳量，共析钢X=0.77%代入计算结果

7、为：F≈88%Fe3C=1-F=12%故F呈宽片状，可视为珠光体的基体；共析渗碳体片呈薄片状分布于铁素体的基体中。PFFe3C相组成物：F、Fe3C组织组成物：P（F、Fe3C）(二)亚共析钢的结晶过程1234554321LLAAP+FPSKECFDANGQFeFe3CC%LAL+AF+AFA+Fe3CF+Fe3C时间温度FAAsP(FP+Fe3C)4‘温度L+Fe3C随含碳量的增加亚共析钢组织中P的相对量增加，F的相对量减少。10钢（0.1%C)PFP45钢（0.45%C)FPF60钢（0.6%C)机

8、械工程材料第二十·讲学时：48主讲教师：陈积伟根据杠杆定律可以计算室温下各种亚共析钢中相组成物及组织组成物的相对量。组织组成物的计算：设亚共析钢的成分为Ch，将x=Ch代入下式：相组成物的计算同共析钢，只要代入相应的含碳量。相组成物：F、Fe3C组织组成物：F、P（F、Fe3C）(三)过共析钢的结晶过程12345544’321LLAAAFe3CIIAsP(FP+Fe3C)P+Fe3CIIPSKECFDANGQFeFe3C温度C%LAL+AF