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铁碳合金相图详解铁碳合金相图详解1铁碳相图专题讲解课件2(1)奥氏体A()碳溶于-Fe中形成的固溶体，面心立方，强度低,塑性好。(2)铁素体F()碳溶于 Fe中形成的固溶体，体心立方，强度、硬度低,塑性、韧性好。(3)渗碳体Fe3C(Cm)金属化合物。成分固定,为6.69%C。性质硬而脆。是铁碳合金的强化相。3.2 铁碳相图3.2.1 铁碳合金的基本相(1)奥氏体A()碳溶于-Fe中形成的固溶体，面心3渗碳体渗碳体Fe3C(Cm)是铁碳合金中最重要的强化相，是铁碳合金中最重要的强化相，它的数量、分布、形态等都对材料的机械性能有很大影响。根据生成条件不同可分为：Fe3C：直接从液体中结晶出来的，条、块状；Fe3C：从奥氏体中析出的，易聚集在晶界上；Fe3C：从铁素体中析出的，粒状，量少；共晶Fe3C：共晶反应产物，作为基体；共析Fe3C：共析反应产物，呈片状；铁碳相图专题讲解课件43.2.1 铁碳合金的基本组织（基本的机械混合物、基本相组成方式）莱氏体：共晶产物，1148进行，L (+Cm )（Ld）珠光体：共析产物，727进行，(+Cm )（P）3.2.1铁碳合金的基本组织莱氏体：共晶产物，114853.2.2 Fe-Fe3C相图分析(点、线、区，组成相）0.026.695006007008009001000110012001300140015001600T12270.772.114.3奥+铁铁素体+渗碳体液体+奥氏体液体+渗碳体液体奥氏体+渗碳体G(913)7271148C%铁素体A(1538)SPECKFD奥氏体d液+d奥+d液体液+奥ABNJ奥氏体A3A1Acm3.2.2Fe-Fe3C相图分析(点、线、区，组成相）0.6铁碳合金分类工业纯铁-0.0218%C铸铁过共晶铸铁-4.36.69%C亚共晶铸铁-2.114.3%C共晶铸铁-4.3%C共析钢-0.77%C过共析钢-0.772.11%C亚共析钢-0.02180.77%C钢铁碳合金分类工业纯铁-073.2.2 Fe-Fe3C相图分析（共晶部分）0.026.695006007008009001000110012001300140015001600T12270.772.114.3珠光体奥+铁铁+珠渗碳体II+珠光体奥氏体+渗碳体II液体+奥氏体液体+渗碳体液体奥氏体+渗碳体II+莱氏体渗碳体+莱氏体渗碳体+低温莱氏体珠光体+渗碳体II+低温莱氏体莱氏体低温莱氏体G(913)7271148C%铁素体A(1538)3-7 Fe-Fe3CSPECKFD奥氏体d液+d奥+d液体液+奥ABNJ奥氏体A3A1Acm 共晶:L (A+Fe3C)Ld3.2.2Fe-Fe3C相图分析（共晶部分）0.026.683.2.2 Fe-Fe3C相图分析（共析部分）0.026.695006007008009001000110012001300140015001600T12270.772.114.3珠光体珠光体奥+铁铁+珠渗碳体II+珠光体奥氏体+渗碳体II液体+奥氏体液体+渗碳体液体奥氏体+渗碳体II+莱氏体渗碳体+莱氏体渗碳体+低温莱氏体珠光体+渗碳体II+低温莱氏体莱氏体低温莱氏体G(913)7271148C%铁素体A(1538)Fe-Fe3CSPECKFD奥氏体d液+d奥+d液体液+奥ABNJ奥氏体A3A1Acm共析:A (F+Fe3C)P Ld Ld3.2.2Fe-Fe3C相图分析（共析部分）0.026.93.2.2 Fe-Fe3C相图分析（各组成相的组织形态）0.026.695006007008009001000110012001300140015001600T12270.772.114.3珠光体奥+铁铁+珠渗碳体II+珠光体奥氏体+渗碳体II液体+奥氏体液体+渗碳体液体奥氏体+渗碳体II+莱氏体渗碳体+莱氏体渗碳体+低温莱氏体珠光体+渗碳体II+低温莱氏体莱氏体低温莱氏体G(913)7271148C%铁素体A(1538)SPECKFD奥氏体A3A1Acm3.2.2Fe-Fe3C相图分析（各组成相的组织形态）0.103.2.3 典型合金结晶过程1.共析钢的结晶过程(含碳0.77%珠光体)珠光体：由铁素体和渗碳体组成的片层状共析体。其中铁素体约占80%，渗碳体约占12%。3-7 Fe-Fe3CP0.026.695006007008009001000110012001300140015001600T12270.772.114.3珠光体奥+铁铁+珠渗碳体II+珠光体奥氏体+渗碳体II液体+奥氏体液体+渗碳体液体奥氏体+渗碳体II+莱氏体渗碳体+莱氏体渗碳体+低温莱氏体珠光体+渗碳体II+低温莱氏体莱氏体低温莱氏体G(913)7271148C%铁素体A(1538)SPECKFD奥氏体A3A1AcmA2-331LA1-2L12312333.2.3典型合金结晶过程1.共析钢的结晶过程(含碳112.亚共析钢的结晶过程含碳量为0.02%0.77%。铁素体+珠光体组织。FP40.026.695006007008009001000110012001300140015001600T12270.772.114.3珠光体奥+铁铁+珠渗碳体II+珠光体奥氏体+渗碳体II液体+奥氏体液体+渗碳体液体奥氏体+渗碳体II+莱氏体渗碳体+莱氏体渗碳体+低温莱氏体珠光体+渗碳体II+低温莱氏体莱氏体低温莱氏体G(913)7271148C%铁素体A(1538)SPECKFD奥氏体A3A1AcmA2-3AF3-4A1-2LL123412342.亚共析钢的结晶过程含碳量为0.02%0.77%。铁素123.过共析钢的结晶过程含碳在0.77%2.1%之间的铁碳合金。珠光体+渗碳体。0.026.695006007008009001000110012001300140015001600T12270.772.114.3珠光体奥+铁铁+珠渗碳体II+珠光体奥氏体+渗碳体II液体+奥氏体液体+渗碳体液体奥氏体+渗碳体II+莱氏体渗碳体+莱氏体渗碳体+低温莱氏体珠光体+渗碳体II+低温莱氏体莱氏体低温莱氏体G(913)7271148C%铁素体A(1538)SPECKFD奥氏体A3A1AcmA3-41LA1-2LA2-3LP4Fe3CFe3C123412343.过共析钢的结晶过程含碳在0.77%2.1%之间的铁130.026.695006007008009001000110012001300140015001600T12270.772.114.3珠光体奥+铁铁+珠渗碳体II+珠光体奥氏体+渗碳体II液体+奥氏体液体+渗碳体液体奥氏体+渗碳体II+莱氏体渗碳体+莱氏体渗碳体+低温莱氏体珠光体+渗碳体II+低温莱氏体莱氏体低温莱氏体G(913)7271148C%铁素体A(1538)SPECKFD奥氏体A3A1AcmAA1-2L1LPA0.026.695006007008009001000110140.026.695006007008009001000110012001300140015001600T12270.772.114.3珠光体奥+铁铁+珠渗碳体II+珠光体奥氏体+渗碳体II液体+奥氏体液体+渗碳体液体奥氏体+渗碳体II+莱氏体渗碳体+莱氏体渗碳体+低温莱氏体珠光体+渗碳体II+低温莱氏体莱氏体低温莱氏体G(913)7271148C%铁素体A(1538)SPECKFD奥氏体A3A1AcmAA1-2L1LPA0.026.695006007008009001000110150.026.695006007008009001000110012001300140015001600T12270.772.114.3珠光体奥+铁铁+珠渗碳体II+珠光体奥氏体+渗碳体II液体+奥氏体液体+渗碳体液体奥氏体+渗碳体II+莱氏体渗碳体+莱氏体渗碳体+低温莱氏体珠光体+渗碳体II+低温莱氏体莱氏体低温莱氏体G(913)7271148C%铁素体A(1538)SPECKFD奥氏体A3A1AcmLLdLd1212214.共晶白口铁的结晶过程0.026.695006007008009001000110165.亚共晶(白口)铸铁的结晶过程含碳量为2.1%4.3%之间的铁碳合金。室温组织为P+Fe3C+Ld。0.026.695006007008009001000110012001300140015001600T12270.772.114.3珠光体奥+铁铁+珠渗碳体II+珠光体奥氏体+渗碳体II液体+奥氏体液体+渗碳体液体奥氏体+渗碳体II+莱氏体渗碳体+莱氏体渗碳体+低温莱氏体珠光体+渗碳体II+低温莱氏体莱氏体低温莱氏体G(913)7271148C%铁素体A(1538)SPECKFD奥氏体A3A1AcmA2-3Ld3LdPA1-2L1L1231235.亚共晶(白口)铸铁的结晶过程含碳量为2.1%4.3173.3.1 判断合金的组织根据相图可以判断在温度缓慢变化条件下，任一成分的合金在某个温度时的组织是由哪些相组成的，各相的化学成分以及各相所占的比例。3.3 相图的应用3.3.1判断合金的组织根据相图可以判断在温度缓慢变化18铁碳合金室温组织比例图100%FFe3CFe3C PLd00.772.114.36.69C%0.026.695006007008009001000110012001300140015001600T12270.772.114.3珠光体奥+铁铁+珠渗碳体II+珠光体奥氏体+渗碳体II液体+奥氏体液体+渗碳体液体奥氏体+渗碳体II+莱氏体渗碳体+莱氏体渗碳体+低温莱氏体珠光体+渗碳体II+低温莱氏体莱氏体低温莱氏体G(913)7271148C%铁素体A(1538)SPECKFD奥氏体d液+d奥+d液体液+奥ABNJ奥氏体A3A1Acm铁碳合金室温组织比例图100%FFe3CFe3CPLd191.单相固溶体单相固溶体固溶体的强度、硬度高于纯金属，固溶度越高，强度、硬度越高，塑性、韧性一般随固溶度增加而下降。B%ABAs sbHBs sbHBB%AB3.3.2 根据相图分析机械性能溶剂晶格畸变亦使其电阻增大，所以，高电阻合金都是固溶体合金。单相固溶体在电解质中不会象多相固溶体那样构成微电池，故单相固溶体合金的耐蚀性较高。1.单相固溶体固溶体的强度、硬度高于纯金属，固溶度越高20B%ABs sbHBB%AB3必须指出，双相合金，特别是含共析体和共晶体的合金的机械性能，与其组织的细密程度有关。组织细密、强度、硬度升高。2.两相混合物当合金为两相混合物时(如P、P+F等)。合金的性能大致为两相的体积加权平均值。=1V1+2V2HB=HB1V1+HB2V2B%ABsbB%AB3必须指出，双相合金，特别是含共析体和213.碳钢的机械性能400MPa800MPa1200MPaHB(100HB)(200HB)(300HB)00.40.81.2akdysbsbHB60%14J/cm2d,y40%12J/cm220%8J/cm2akC%铁素体珠光体渗碳体3.碳钢的机械性能400MPa800MPa1200M221.相图与材料工艺性的关系(1)铸造工艺性有较好的流动性，产生分散缩孔(缩松)的倾向小。共晶或近共晶合金3-23 集中缩孔分散缩孔缩孔倾向流动性3.3.3 相图与加工工艺之间的关系1.相图与材料工艺性的关系(1)铸造工艺性有较好的23(2)锻压工艺性锻压要求材料有较好的塑性和较小的变形抗力(强度)。奥氏体区好2.制定工艺参数相图是制定热加工及热处理工艺参数的重要依据。(2)锻压工艺性锻压要求材料有较好的塑性和较小的变形24
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