第五章 铁碳合金相图及碳素钢

《第五章 铁碳合金相图及碳素钢》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第五章 铁碳合金相图及碳素钢（52页珍藏版）》请在文档大全上搜索。

1、第五章 铁碳合金相图及碳素钢(P56)第一节 铁碳合金中的相与基本组织 第二节 铁碳合金相图 第三节 碳素钢 高山流水第一节 铁碳合金中的相与基本组织一、Fe的同素异晶转变及晶体结构（P56）w 同素异晶转变同素异晶转变是指金属在结晶成固态以后继续冷却的过程中晶格类型随温度下降而发生变化的现象，也称同素异构转变同素异构转变。Fe的冷却曲线及相应的晶体结构（P56）L-Fe -Fe -Fe -Fe15381394912液相体心面心体心同素异构转变（重结晶）的特点（P56）1）在固态下进行；2）同素异构体的晶核优先在原来晶粒的晶 界处形成；3）同素异构转变有较大的过冷度；4）同素异构转变往往要产生

2、较大的内应力 注意重结晶与再结晶的区别注意重结晶与再结晶的区别二、铁碳合金中的相（相组成物）1、铁素体（P57）铁素体（F或） 碳原子固溶到-Fe中形成的间隙固溶体 室温相常作基本相（基体相） 铁素体强度、硬度不高、塑性、韧性很好F的金相组织示意图二、铁碳合金中的相（相组成物）2、奥氏体（P58）奥氏体（奥氏体（A A或或） 1）碳原子固溶到-Fe中形成的间隙固溶体； 2）高温相，存在于727以上，一般不存在于室温； 3）奥氏体强度不高，塑性很好。 二、铁碳合金中的相（相组成物） 3、渗碳体（P58）渗碳体（Fe3C）w 铁与碳形成的间隙化合物，含碳量6.69%；w 室温相常作为钢的第二弥散强

3、化相；w 渗碳体具有高硬度、高脆性、低强度和低塑性； 一次渗碳体Fe3CI：从液相直接结晶出来。 二次渗碳体Fe3CII：从A中析出。 三次渗碳体Fe3CIII：从F中析出。 二、铁碳合金中的相（相组成物） 4、石墨（P58） 石墨（G）w Fe-C合金中游离存在的碳w 石墨的强度、塑性、硬度都很低 二、铁碳合金中的相（相组成物） 4、液相（P58） 液相（L） 液态的铁碳合金 铸铁浇注照片三、铁碳合金中的基本组织（组织组成物）（P58）1、珠光体（P）共析转变：恒温下，一种固相同时析出两种不同成分固相的机械混合物（共析体）。 A0.77 (F+Fe3C) P珠光体的力学性能介于F和Fe3C之

4、间，强度较高，硬度适中，有一定的塑性。 727P的金相显微镜组织三、铁碳合金中的基本组织（组织组成物）（P58）2、高温莱氏体（Ld） L4.3 (A+Fe3C) Ld 共晶转变 高温莱氏体是存在于727以上的一种基本组织，硬度很高，塑性很差。 1148三、铁碳合金中的基本组织（组织组成物）（P58）3、低温莱氏体（、低温莱氏体（Ld） 在727以下高温莱氏体中的奥氏体又发生共析转变成珠光体，这时的莱氏体就变成由P和Fe3C组成，成为低温莱氏体。 低温莱氏体是室温下的一个基本组织 三、铁碳合金中的基本组织（相组成和组织组成物总结）（P58） 相组成相组成: : L、A、F、 Fe3C、G； 组

5、织组成组织组成: : F、A、 Fe3CI 、 Fe3CII 、 Fe3CIII、 P、 Ld、 Ld第二节 铁碳合金相图（P59） 一、Fe-C相图与Fe-Fe3C相图 二、对Fe-Fe3C相图的分析 三、典型铁碳合金的结晶过程 四、含碳量对铁碳合金组织与性能的影响 五、Fe-Fe3C相图的应用 一、Fe-C相图与（P59）简化了的Fe-Fe3C相图二、对Fe-Fe3C相图的分析（一）相图中的主要点（P59）点温度碳量含 义A15380纯铁熔点B14950.53包晶转变时的液相成分C11484.3共晶点 LC - (AE+Fe3C) LdD12276.69Fe3C熔点E11482.11C在-

6、Fe中的最大溶解度F11486.69共晶Fe3C成分点G9120-Fe-Fe同素异构转变点H14950.09C在-Fe中的最大溶解度J14950.17包晶成分点 LB+H - AJK7276.69共析Fe3C成分点N13940-Fe-Fe同素异构转变点P7270.0218C在-Fe中的最大溶解度S7270.77共析点 AS - (FP+Fe3C) PQ室温0.0008 二、对Fe-Fe3C相图的分析（二）相图中的主要相变线（P59）主要线主要线温温 度（度（）含含 义义ABCD15381227液相线AHJECF15381148固相线HJB1495包晶转变线ECF1148共晶线共晶线PSK727

7、共析线共析线 A1ES1148727C在在-Fe中的溶解度线中的溶解度线 AcmPQ727600C在在-Fe中的溶解度线中的溶解度线 GS912727A向F转变的开始线 A3GP912727A向F转变的终了线一、Fe-C相图与Fe-Fe3C相图（P59）二、对Fe-Fe3C相图的分析（二）相图中的相区（P61）相图中的相区相图中的相区 1）单相区）单相区5个：个：L、A、F、Fe3C2）双相区）双相区7个：个：+L、 +A、 A+L、 L+ Fe3C、 A+ Fe3C、 A+F、 F+ Fe3C3）三相区）三相区3个：个：L+A、 L+A+ Fe3C、 A+F+ Fe3C 包晶线包晶线 共晶线

8、共晶线 共析线共析线三、典型铁碳合金的结晶过程 （一）Fe-Fe3C相图中铁碳合金的分类（P61）1、工业纯铁、工业纯铁 Wc0.02%2、碳素钢碳素钢 0.02% Wc2.11% 1）共析钢）共析钢 Wc=0.07% 2）亚共析钢）亚共析钢 0.02% Wc0.77% 3）过共析钢过共析钢 0.77% Wc2.11%3、白口铸铁白口铸铁 2.11% Wc 6.69% 1）共晶白口铸铁 Wc=4.3% 2）亚共晶白口铸铁 2.11% Wc4.3% 3）过共晶白口铸铁4.3% Wc 6.69% （二）典型合金的相变过程1、工业纯铁在平衡态下的结晶过程（P61）显微组织照片 1点以上 L ； 34

9、点 +A； 67点 F； 12点 L+； 45点 A ； 7点以下 F+ Fe3CIII； 23点铁素体相 ； 56点 A+F； 室温下：相组成物相组成物F、Fe3C （二）典型合金的相变过程1、共析钢在平衡态下的结晶过程（P62）1点以上 L； 12点 L+A； 23点 A；3点 共析转变AS (FP+Fe3C) P（片层状分布）共析铁素体 共析渗碳体 珠光体团34点 F+ Fe3CIII+ Fe3C P室温下：相组成物F、Fe3C； 组织组成物 P%5 .11069. 677. 03CFeQ%5 .88069. 677. 069. 6FQ727（二）典型合金的相变过程3、亚共析钢在平衡态下

10、的结晶过程（P63）077. 077. 0cFWQ077. 00cPWQ 1点以上 L； 2点 包晶转变0.09+ L0.53 A0.17 12点 L+； 5点 共析转变A0.77 (FP+Fe3C) P 23点 A+L； 56点 F+ Fe3CIII +PF+P 34点 A； （Fe3CIII含量很少，可以忽略不计） 45点 A+F； 室温下：相组成物F、Fe3C ；组织组成物F、P1495727（二）典型合金的相变过程含碳量的估算（P64）亚共析钢显微照片（二）典型合金的相变过程 4、过共析钢的相变过程（P64） 1点以上 L； 4点 共析转变A0.77 (FP+Fe3C) P 12点 L

11、+A； 45点 P+ Fe3CII 23点 A； 室温下：相组成物F、Fe3C 34点 A+ Fe3CII 组织组成物P、Fe3CII 77. 069. 677. 03cCFeWQII77. 069. 669. 6cPWQ727显微组织照片显微组织照片（二）典型合金的相变过程5、共晶白口铸铁的相变过程（P65）1点以上： L； 1点 ： 共晶转变L4.3 (A2.11+Fe3C) Ld ；12点： A+ Fe3CII + Fe3C Ld 二次渗碳体与共晶渗碳体 混成一体； 2点 ； 共析转变A0.77 (FP+Fe3C) P； 23点： (P+ Fe3CII+ Fe3C) Ld； 室温下：相组