工程材料-铁碳合金的结晶.ppt

　铁碳合金相图的应用 1. 选材料方面的应用； 2. 制定热加工工艺方面的应用 在铸造生产方面，根据相图可以确定铸钢和铸铁的浇注温度。 在锻造生产方面，可确定始锻、终锻温度。 在焊接方面，可分析碳钢的焊接组织。 对热处理来说，可确定加热范围。 钢的成分、组织与性能之间的关系 含碳量对铁碳合金组织和性能的影响 复习小结： 标注组织的铁碳相图 复习小结： 标注组织的铁碳相图 §4 典型铁碳合金的平衡结晶过程 ⑵ 钢(0.0218~2.11%C) 高温组织为单相? ① 亚共析钢 (0.0218~0.77%C) ② 共析钢 (0.77%C) ③ 过共析钢 (0.77~2.11%C) 铁碳相图上的合金，按成分可分为三类： ⑴ 工业纯铁(0.0218% C) 组织为单相铁素体。 ⑶ 白口铸铁 (2.11~6.69%C) 铸造性能好, 硬而脆 ① 亚共晶白口铸铁 (2.11~4.3%C) ② 共晶白口铸铁 (4.3%C) ③ 过共晶白口铸铁 (4.3~6.69%C) 1. 工业纯铁的结晶过程 随温度下降，Fe3CⅢ量不断增加，合金的室温下组织为F+ Fe3CⅢ。 从铁素体中析出的渗碳体称三次渗碳体，用Fe3CⅢ表示。 Fe3CⅢ以不连续网状或片状分布于晶界。 2. 共析钢的结晶过程 合金液体在 1-2点间转变为 ?。到S点发生 共析转变： ?S??P+Fe3C, ? 全部转变为珠光体。 室温组织为：P（F+Fe3C） 共析钢的结晶过程 珠光体在光镜下呈指纹状. 相变结束时，珠光体中相 的相对重量百分比为： 珠光体中的渗碳体称共析渗碳体。 S点以下，共析 ? 中析出Fe3CⅢ，与共析Fe3C结合不易分辨。室温组织为P。 珠光体 Q Q 4 3 2 1 9 室温下，珠光体中两 相的相对重量百分比 是多少？ Q 4 3 2 1 9 3. 亚共析钢的结晶过程 0.09~0.53%C亚共析钢 冷却时发生包晶反应. 以0.4%C的钢为例 合金在4点以前通过匀 晶—包晶—匀晶反应全部 转变为?。到4点，由 ?中析出? 。到5点, ? 成分沿GS线变到S点，? 发生 共析反应转变为珠光体。温度继续下降，? 中析出 Fe3CⅢ，由于与共析Fe3C结合, 且量少, 忽略不计. L→L+A →A→F+A 先共析 AS(0.77% C) →P 亚共析钢的结晶过程 利用平衡组织中珠光体所 占的面积百分比，可以近似 估算亚共析钢的含碳量:C%=P面积%×0.77% (忽 略? 中含碳量，P面积%=QP) 共析温度下相的相对重量为： 组织组成物的相对重量为： S’ 室温下相的相对重量百分比为： S’ 室温组织为：P+F 含0.45%C钢的组织 含0.20%C钢的组织 含0.60%C钢的组织 亚共析钢室温下的组织为F+P。 在0.0218~0.77%C 范围内珠光体的量随含碳量增加而增加。 P%= F%= 4. 过共析钢的结晶过程 合金在1~2点转变为? , 到3点, 开始析出Fe3C。从奥氏 体中析出的Fe3C称二次渗碳体, 用Fe3CⅡ表示, 其沿晶界 呈网状分布。 温度下降, Fe3CⅡ量增加。 到4点， ? 成分沿ES线变化到S点，余下的? 转变为P。 在共析温度下Fe3CⅡ的相对量？ 过共析钢的结晶过程 过共析钢室温组织为P+ Fe3C Ⅱ。 Fe3CⅡ量随含碳量而增加, 含碳量为2.11%时, Fe3CⅡ量最大： 室温下两相的相对重量百分比： 室温下两组织组成物 的相对重量百分比： 5. 白口铸铁的结晶 合金冷却到C点发生共晶反应全部转变为莱氏体(Ld)。 Fe3C ? 共晶转变结束时，两相的相对重量百分比为: C点以下, ? 成分沿ES线变化，共晶? 将析出Fe3CⅡ。 Fe3CⅡ与共晶Fe3C 结合，不易分辨。 1’ 2 ? Fe3C 温度降到2点, ? 成分达到0.77%, 此时, 相的相对重量: 在2点, 共晶? 发生共析反应，转变为珠光体，这种由 P与 Fe3C组成的 共晶体称低温莱 氏体, 用L’d表示. 2 点以下，共晶 体中P 的变化同 共析钢。 S L---L+Ld---Ld (A+Fe3C共晶)---Ld (A+Fe3C共晶+Fe3CII)---L’d(P+Fe3CII+Fe3C) 共晶白口铁室 温组织为L’d (P+ Fe3C), 它保留 了共晶转变产物 的形态特征。 室温下两相的 相对重量百分比 为： 合金在1~2点间析出? 。到2点，液相成分变到C点,并转变为Ld。2~3点间从?中析出Fe3CⅡ，一次?的Fe3CⅡ被共晶? 衬托出来。到3点，? 转变为P。 6 亚共晶白口铁结晶过程 6 亚共