第四章+铁碳合金及Fe-Fe3C相图课件.ppt

过共析钢室温组织为：P+Fe3CⅡ，组织转变示意图如下： 过共析钢 [ w(C)= 1.2% ] 组织组成物相对质量分数： 组成相：F 和 Fe3C 相对质量分数： § 4.2.2.6 共晶白口铁 [ w(C)=4.3%] 室温组织：( P＋Fe3CⅡ＋ Fe3C ) ( L‘d ) 由黑色条状或粒状P和白色 Fe3C 基体组成 室温组成相：F和Fe3C § 4.2.2.7 亚共晶白口铁 [ 2.11% w(C)4.3% ] 亚共晶白口铁[ w(C)=3.0% ] 室温组织：P＋Fe3CⅡ＋ Ld Ld = P＋Fe3CⅡ＋ Fe3C 网状Fe3CII分布在粗大块状P（黑色）的周围， Ld则由条状或粒状P和Fe3C基体组成 § 4.2.2.8 过共晶白口铁 [ 4.3% w(C)6.69% ] 过共晶白口铁 [ w(C)= 5.0% ] 室温组织：Fe3CⅠ＋ Ld Ld = P＋Fe3CⅡ＋ Fe3C Fe3CI呈长条状, L‘d由黑色条状或粒状P和白色Fe3C基体组成 室温组成相：F和Fe3C △！注意区别组织中的渗碳体 一次渗碳体 Fe3CⅠ—长条状，尺寸较大； 共晶渗碳体 Fe3C — 作为基体； 二次渗碳体 Fe3CⅡ—沿A晶界处析出； 共析渗碳体 Fe3C — 在P中呈片层状； 三次渗碳体 Fe3CⅢ—从F中析出，量极少，一般忽略。 Fe-Fe3C相图分析 §4.3 铁碳合金的成分与平衡组织和性能的关系 § 4.3.1 含碳量对平衡组织的影响 室温下，碳含量不同时，F和Fe3C两相相互组合的形态即合金的组织在变化。 随碳含量增大，组织按下列顺序变化： F→F+P→P→P+Fe3CII→P+Fe3CII+Ld →Ld→Ld+Fe3CI→Fe3C 各个区间的组织组成物的质量分数用杠杆定律求出。 w(C)＜0.0218%，合金的组织全部为 F w(C)＝0.77%，合金的组织全部为 P w(C)＝4.3%，合金的组织全部为 L′d w(C)＝6.69%，合金的组织全部为 Fe3C 在上述碳含量之间，则为相应组织组成物的混合物。 室温下的组织都由F和Fe3C两相组成，两相的质量分数由杠杆定律确定。随碳含量的增加，F的量逐渐变少，由100%按直线关系变至0%(w(C)=6.69%时)；Fe3C的量则逐渐增多，由0%按直线关系变至100%。 随着含碳量的增加, Fe-C合金的组织发生下列变化： α+Fe3CⅢ→α+P→P→P+Fe3CⅡ→Fe3CⅡ+L’d+P→L’d→ Fe3CⅠ+L’d 称为组织组成物。 所有Fe-Fe3C合金的室温组织都是由铁素体F和渗碳体Fe3C两相组成，所以，铁素体和渗碳体称为Fe-C合金的相组成物。 注：随着Wc的增加，Fe-C合金中F的量逐渐减少，Fe3C的量逐渐增多，其变化呈线性关系。随碳含量的增加，Fe3C的量增加，Fe3C形态也发生变化，由片状及球状形式分布在F基本内(P)，Fe3CⅡ成网状分布在原A晶界上，当L’d形成时，Fe3C 成为基体。 § 4.3.1 含碳量对平衡组织的影响 含碳量与Fe-Fe3C合金相组成物、组织组成物相对量的关系图示 § 4.3.2 含碳量对机械性能的影响 § 4.3.2.1 含碳量－组织－硬度关系 硬度主要决定于组织中组成相或组织组成物的硬度和质量分数，随碳含量的增加，由于硬度高的Fe3C增多，硬度低的F减少，合金的硬度呈直线关系增大，由全部为F的硬度约80HB增大到全部为 Fe3C 时的约800HB。 图示如下： § 4.3.2.2 含碳量－组织－强度关系 强度对组织形态很敏感 亚共析钢的强度随碳含量的增大而增大。随碳含量的增加，亚共析钢中 P 增多而 F 减少。F的强度较低，而 P 的强度比较高，强度决定于 P 大小与细密程度有关，组织越细密，则强度值越高。 钢在w(C)=0.9%时获得最大强度 当碳质量分数超过共析成分之后，由于强度很低的Fe3CII沿晶界出现，合金强度的增高变慢，到约0.9%C时，获得最大强度。 钢在w(C) 0.9%时，Fe3CII沿晶界形成完整的网，强度迅速降低，随着碳质量分数的进一步增加，强度不断下降。 w(C)＞2.11%后，合金中出现变态Ld’，强度降到很低的值。再增加碳含量时，由于合金基