铁碳合金的相图的详细重点讲解

,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,2-5,铁碳合金的组织与状态图,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：,Fe,3,C,、,Fe,2,C,、,FeC,，都可作为纯组元看待。,含碳量大于,Fe,3,C,成分（,6.69%,）时，合金太脆，已无实用价值。,一、铁碳合金的基本组织,是体心立方间隙固溶体。铁素体的溶碳能力很低,在,727,时最大为,0.0218%,，室温下仅为,0.0008%,。,铁素体的组织为多边形晶粒，,性能与纯铁相似。,铁素体,组元：,Fe,、,Fe,3,C,相,铁素体：,碳在,-Fe,中的固溶体称,铁素体,用,F,或,表示。,铁素体组织金相图,奥氏体:,碳在,-Fe中的固溶体称,奥氏体,。用,A,或,表示。,是面心立方晶格的间隙固溶体。溶碳能力比铁素体大，,1148,时最大为,2.11%,。,727,时为,0.77%,组织为不规则多面体晶粒，晶界较直。,强度低、塑性好,，,钢材热加工都在,区进行,.,碳钢室温组织中无奥氏体。,奥氏体,奥氏体组织金相图,渗碳体：,即Fe,3,C,含碳6.69%,用,Fe,3,C,或,C,m,表示。,Fe,3,C硬度高、强度低(,b,35MPa,),脆性大,塑性几乎为零,Fe,3,C,是一个亚稳相，在一定条件下可发生分解：,Fe,3,C3Fe+C,(,石墨,),该反应对铸铁有重要意义。,由于碳在,-Fe,中的溶解度很小，因而,常温下碳在铁碳合金中主要以,Fe,3,C,或,石墨,的形式存在。,铸铁中的石墨,钢中的渗碳体,渗碳体组织金相图,珠光体：,铁素体,与Fe,3,C的机械混合物,，用,P,表示。,珠光体的组织特点是两相呈片层相间分布,性能介于两相之间。,珠光体,珠光体,(P),莱氏体：,与Fe,3,C的机械混合物,高温莱氏体,：,727,以上，奥氏体与渗碳体，以,Le,表示,低温莱氏体：,727,以下，珠光体与渗碳体，以,Le,表示,为蜂窝状,以,Fe,3,C,为基，性能硬而脆。,莱氏体,莱氏体,(Ld),相图的建立,相图的建立,热 分 析 法,时间,温度,90,70,50,30,A,B,温度,A,温度,温度,a,b,ab,:,液相线,ab,:,固相线,L,L,+,S,S,L:,液相区,S:,固相区,L+S:,液固共存区,A,B,温度,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,.,二、铁碳合金状态图,含碳量大于Fe,3,C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-Fe,3,C,相图,。,Fe,Fe,3,C,Fe,2,C,FeC,C,C%(at%),Fe-Fe,3,C,相图,Fe,T,Fe,3,C,五个重要的成份点,:P、S、E、C、K。,四条重要的线,:EF、ES、GS、FK。,三个重要转变,:包晶转变、共晶转变、共析转变。,二个重要温度,:1148 、727 。,(,一,),铁碳合金状态图中主要点和线的意义,Fe-Fe,3,C,相图,A,C,D,E,F,G,S,P,Q,1148,727,L,A,L+A,L+Fe,3,C,4.3%C,2.11%C,0.0218%C,6.69%C,Fe,Fe,3,C,T,(A+Fe,3,C),Ld,Ld+Fe,3,C,A+Ld+Fe,3,C,F,A+F,A+,Fe,3,C,(F+Fe,3,C),P,P+F,0.77%C,P+Fe,3,C,Ld,Ld+Fe,3,C,P+Ld+Fe,3,C,K,(P+Fe,3,C),特征点,L,J,N,G,A,A,+Fe,3,C,P,+Fe,3,C,L,+Fe,3,C,L+A,F,+A,特征线,液相线ACD，,固相线AECF,水平线：,ECF：共晶线L,C,E,+Fe,3,C,共晶产物是,A,与Fe,3,C的机械混合物，称作,莱氏体,用,Le,表示。为蜂窝状,以Fe,3,C为基，性能硬而脆。,莱氏体,（二）铁碳合金的组织转变,工业纯铁,(ingot iron),共析钢,(eutectoid steel),亚共析钢,(hypoeutectoid steel),过共析钢,(hypereutectoid steel),共晶白口铁,(eutectoid white iron),亚共晶白口铁,(hypoeutectoid white iron),过共晶白口铁,(hypereutectoid white iron),1.,工业纯铁,(Wc 0.0218%),工业纯铁组织金相图,2.,共析钢,(Wc=0.77%),共析钢组织金相图,3.,亚共析钢,(Wc=0.45%),亚共析钢组织金相图,4.,过共析钢,(Wc=1.2%),过共析钢组织金相图,5.,共晶白口铁,(Wc=4.3%),共晶白口铁组织金相图,6.,亚共晶白口铁,(Wc=3.0%),亚共晶白口铁组织金相图,7.,过共晶白口铁,(Wc=5.0%),过共晶白口铁组织金相图,Fe-Fe,3,C,相图的应用,选择材料方面的应用,制定热加工工艺方面的应用,一.选择材料方面的应用,1.,分析零件的工作条件,根据铁碳合金,成分、组织、性能之间的变化规律进,行选择材料。,2.,根据铁碳合金成分、组织、性能之间,的变化规律,确定选定材料的工作范,围。,二.制定热加工工艺方面的应用,本章小结,三种典型的金属晶体结构,晶体缺陷：点、线、面,过冷度、结晶过程,晶粒大小对金属性能的影响、细化晶粒的方法,同素异构,合金的相结构、固溶强化,铁碳合金的基本组织、铁碳合金相图,