第四章 FeC合金及其应用.ppt

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1、将焊锡、锡和铅放置在铁片上，加热铁片的中心部分，观察，比较合金和组成它的纯金属锡、铅的熔化温度。锡铅合金锡铅共晶焊料简介1.铁碳合金基本相和组织2.铁碳合金相图分析3.铁碳合金成分、组织与性能的关系第三节铁碳合金相图第三节铁碳合金相图铁碳合金—碳钢和铸铁，是工业应用最广的合金。含碳量为0.0218%~2.11%的称钢含碳量为2.11%~6.69%的称铸铁。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

2、相图。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.1.铁碳合金基本相和组织1.纯铁铁具有典型的同素异构转变TmFe=1538℃二、相一、组元：Fe、Fe3Cδ-Feγ-Feα-Fe1394℃912℃体心立方面心立方体心立方强度、硬度低，塑性好。2.铁素体F(Ferrite)铁素体—C在-Fe中形成的间隙固溶体，具有体心立方晶格，用符号F表示铁素体的溶碳能力差—由于体心立方晶格的间隙远小于碳的原子半径；最大溶碳量：727℃，wC=0.02

3、18%最小溶碳量：室温，wC=0.0008%铁素体铁素体的组织为多边形晶粒，性能与纯铁相似。铁素体硬度、强度较低；塑性较高最大溶碳量：1148℃，wC=2.11%最小溶碳量：727℃，wC=0.77%3.奥氏体/A(Austenite)奥氏体的溶碳能力较大—-Fe晶格间隙与C半径比较接近；奥氏体—C在-Fe中形成的间隙固溶体，具有面心立方结构。奥氏体:组织为不规则多面体晶粒，晶界较直。碳钢室温组织中无奥氏体。奥氏体4.渗碳体(Cementite)，Fe3C或Cm表示Fe3C是一个亚稳相，在一定条件下可发生分解：Fe3C→3Fe+C

4、(石墨)。Fe与C形成的间隙化合物Fe3C含碳量为6.69%。熔点为1227℃铸铁中的石墨钢中的渗碳体珠光体:（Pearite），P表示（F+Fe3C）机械混合物。碳质量分数平均为Wc=0.77%。显微组织为由铁素体片与渗碳体片交替排列的组织。片状珠光体显微组织球状珠光体显微组织显微组织为由铁素体片与渗碳体片交替排列的组织。莱氏体（Ledeburite）高温莱氏体Ld：A+Fe3C1148℃~727℃低温莱氏体Ld’：P+Fe3C727℃以下莱氏体显微组织二、基本组织铁素体（Ferrite)奥氏体（Austenite）渗碳体（Cemen

5、tite）orFe3C珠光体（Pearlite）高温莱氏体（Ledeburite）orLd（A+Fe3C）机械混合物，727℃以上低温莱氏体用Le’orLd’表示（P+Fe3C）机械混合物，727℃下二、铁碳合金相图的分析考试重点！A+Fe3CF+Fe3C铁碳合金相图单相区两相区三相区相区相组成相区相组成相区相组成ACD线以上AESGGPQGDFK液相(L)奥氏体(A)相区铁素体(F)相区渗碳体(FeC3)相区ACECDFGSPSEFKPSK线以下L+AL+Fe3CA+FA+Fe3CF+Fe3CECFPSKL+A+Fe3CA+F+Fe3

6、CA+Fe3CF+Fe3C1.相区二、铁碳合金相图的分析2.特征点点温度C/%点的意义A15380纯铁的熔点C11484.3共晶点，L=A+Fe3CD12276.69渗碳体的熔点E11482.11碳在A的最大溶解度F11486.69共晶渗碳体的成分点G9120纯铁同素异构转变点S7270.77共析点A=F+Fe3CP7270.0218碳在铁素体中最大溶解度A+Fe3CF+Fe3CA+Fe3CF+Fe3CF+Fe3CA+Fe3CC——共晶点，1148℃，wC=４.3%Lc→（A+Fe3C）LdS——共析点，727℃，wC=0.77%As→（F+

7、Fe3C）PE——A体中最大溶C量，wC=2.11%也是钢、铁的分界点G——Fe的同素异构转变的温度，912℃α-Feγ-Fe工程材料1.主要特性点A+Fe3CF+Fe3C3.特征线⑴液相线固相线⑵两条水平线：ECF：共晶线LC⇄AE+Fe3C莱氏体,PSK：共析线AS⇄FP+Fe3C珠光体PLd⑶其它相线GS—A⇄铁素体固溶体转变线。ES—碳在A中的固溶线。PQ—碳在铁素体中的固溶线。A+Fe3CF+Fe3CECF——共晶线，1148℃，PSK——共析线，727℃，A1，As→PGS——冷却时，由奥氏体析出铁素体的开始线；加热时，铁素体溶入

8、奥氏体的终止线。A3ES——是碳在奥氏体中的溶解度曲线。Acm1.主要特性线莱氏体，Ld工程材料Fe-C合金分类：工业纯铁——C%≤0.0218%，组织为单相铁素