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第三章 金属的相变和相图课件.ppt

发布:2016-03-26约1.44万字共72页下载文档
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* (2)相图中的主要特性线 ACD线:液相线,在ACD线以上合金为液态,用符号L表示。液态合金冷却到此线时开始结晶,在AC线以下结晶出奥氏体,在CD线以下结晶出渗碳体,称为一次渗碳体(Fe3CⅠ)。 AECF线:固相线,在此线以下合金为固态。液相线与固相线之间为合金的结晶区域,这个区域内液体和固体共存。 ECF线:共晶线,温度为1148℃。液态合金冷却到该线温度时发生共晶转变,即C点成分的液态合金缓慢冷却到共晶温度(1148℃)时,从液体中同时结晶出E点成分的奥氏体和渗碳体。共晶转变后的产物称为莱氏体,C点称为共晶点。凡是碳的质量分数为2.11%~6.69%的铁碳合金均会发生共晶转变。 3.5 Fe-Fe3C相图 * PSK线:共析线,又称A1线,温度为727℃。铁碳合金冷却到该线温度时发生共析转变,即S点成分的奥氏体缓慢冷却到共析温度时,同时析出P点成分的铁素体和渗碳体。转变后的产物称为珠光体,S点称为共析点。凡是碳的质量分数为0.0218%~6.69%的铁碳合金均会发生共析转变。 ES线:碳在γ-Fe中的溶解度曲线,又称Acm线。溶解度随温度的下降而减小,在1148℃时溶解度为2.11%(E点),到727℃时降为0.77%(S点)。因此,凡碳的质量分数在0.77%以上的铁碳合金由1148℃冷却到727℃的过程中,都有渗碳体从奥氏体中析出,称为二次渗碳体(Fe3CⅡ)。 GS线:又称A3线。是冷却时由奥氏体中析出铁素体的开始线。 3.5 Fe-Fe3C相图 * PQ线:碳在α-Fe中的溶解度曲线。碳在α-Fe中的溶解度随温度的下降而减小,在727℃时溶解度为0.0218%(P点),到600℃时降为0.008%(Q点)。因此,铁碳合金从727℃向下冷却时,多余的碳从铁素体中以渗碳体的形式析出,这种渗碳体称为三次渗碳体。用符号Fe3CⅢ表示。因其数量极少,常予以忽略。 (3)相图中的相区 单相区:L、F、A、Fe3C。 两相区:L+A、L+Fe3C、F+A、A+Fe3C、F+Fe3C。 三相区(三相平衡线):ECF、PSK。 3.5 Fe-Fe3C相图 * 3.5.3 典型铁碳合金的结晶过程及组织 (1)、工业纯铁 (2)共析钢:室温组织为珠光体(P)。 (3)亚共析钢:室温组织为铁素体和珠光体(F+P)。随着含碳量的增加,珠光体量增多,而铁素体量减少。 * 3.5.3 典型铁碳合金的结晶过程及组织 (4)过共析钢:室温组织为珠光体和网状二次渗碳体(P+Fe3CⅡ)。随着合金中含碳量的增加,组织中网状二次渗碳体的量增多。 (5)共晶白口铁:共晶白口铁的室温组织为变态莱氏体(Ld′)。 * 3.5.3 典型铁碳合金的结晶过程及组织 (6)亚共晶白口铁:室温组织为珠光体、二次渗碳体和变态莱氏体(P+Fe3CⅡ+Ld′)。随着含碳量的增加,组织中变态莱氏体量增多。 (7)过共晶白口铁:室温组织为一次渗碳体和变态莱氏体(Ld′+Fe3CⅠ)。随着含碳量的增加,组织中一次渗碳体量增多。 * 四、含碳量与铁碳合金组织及性能的关系 1、碳含量对室温平衡组织的影响 不同成分的铁碳合金室温下均由铁素体和渗碳体两相组成。随着含碳量的增加,渗碳体量增加,铁素体量减小,而且渗碳体的形态和分布情况也发生变化。 2、含碳量对力学性能的影响 钢中渗碳体量愈多,其强度、硬度愈 高,而塑性、韧性相应降低。当钢中碳的 质量分数小于0.9%时,强度达到最 大值, 当钢中碳的质量分数大 于0.9%时,强度 也明显下降。 3、含碳量对工艺性能的影响 (1)切削加工性能 (2)、可锻性 (3)铸造工艺性能 (4)、可焊性 * 五、铁碳合金相图的应用 1、选材 需要塑性、韧性好材料,应选用低碳钢;需要强度、塑性及韧性都较好的材料,应选用中碳钢;需要硬度高、耐磨性好的材料,应选用高碳钢。 2、制订热加工工艺 铁碳相图可作为制定铸造、锻造、焊接、热处理等热加工工艺的重要依据,如确定浇注温度、确定锻造温度范围及热处理的加热温度等。 * 零部件常用的获得方法: 1、铸件:由合金在一定几何形状,与尺寸的铸模中直接形成。应用有限 2、铸锭:通过合金浇注成方的或者圆的铸锭,然后开坯。通过热轧或热锻,最终通过机加工和热处理甚至焊接来获得部件的几何尺寸和性能。 对于铸件,其组织和缺陷直接影响 其力学性能; 对于
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