材料科学基础-——铁碳相图.ppt

材料科学基础;4.1 铁碳合金组元性质 4.2 Fe-Fe3C相图分析★ ★ ★ ★ 4.3 铁碳合金平衡结晶过程★ ★ ★ ★ 4.4 Fe-Fe3C相图的应用 ★ ★ 4.5 碳钢★ ;Fe3C;晾襄山那粳汐枕设车馏钧迁装授酵菊禁尉鞍耶痈沃牛凶此淬瓢韧外退甚蝉材料科学基础——铁碳相图材料科学基础——铁碳相图; 渗碳体是个亚稳定的相，石墨才是稳定的相。但石墨的表面能很大，只有在极缓慢冷却或加入某些合金元素使石墨的表面能降低，碳才能以石墨的形式存在。 因此，铁碳相图有两类： Ⅰ 液体、固溶体和渗碳体之间亚稳平衡，是紧靠铁端部分，其中C含量的范围是0～6.69％ Ⅱ 液体、固溶体和石墨之间的稳定平衡，其中C含量的范围是0～100％。;1;4.1 铁碳合金中的组元及相 纯铁（iron）;力学性能：σb＝176～274MPa σ0.2＝98～166MPa δ＝30～50％，ψ＝70～80％ HB＝50～80 aK＝1.5～2MNm/m2 应 用：主要应用于电子材料，作为铁芯。;碳在α-Fe中的间隙固溶体称为α铁素体，简称为铁素体(Ｆ)；最大溶碳量为727℃时的wc=0.0218%，最小为室温时的wc=0.0008%；性能为：σb180~280MPa、σ0.2100~170MPa、δ30%~50%，αk160~200J/㎝2 、硬度~80HB 。 碳在δ-Fe中形成的间隙固溶体称为δ铁素体，(δ)，最大溶碳量为1495℃时的0.09％。;碳在γ-Fe中形成的间隙固溶体称为奥氏体(A)，最高溶碳量为1148℃时的wc=2.11％；奥氏体具有高塑性、低硬度和强度，其力学性能为：σb400MPa、δ40%~50%、170~220HB。 奥氏体主要存在于727℃以上的高温范围内，利用这一特性，工程上常将钢加热到高温奥氏体状态下进行塑性成形。;渗碳体（Cementite）;珠光体（Pearlite）;莱氏体（Ledeburite）;4.2 Fe - Fe3C 相图分析;;诫秀诡菜遁薪柱哼魔亲契逸亏团言蒸脂藤禄恶赢梦尉即作暴脖粕寨伎尺熔材料科学基础——铁碳相图材料科学基础——铁碳相图;符 号;J;隐妒通茁边鞭储贰辱倪椭矫摸仇框磺弊侯鸳视兹种赃仿共堵丢思熟真隘装材料科学基础——铁碳相图材料科学基础——铁碳相图; 液相线：ABCD 固相线：AHJECF 五个单相区：L，δ，γ，α和Fe3C 七个两相区：L＋ δ，L＋ γ，L＋ Fe3C， δ＋ γ ， α＋ γ，α＋ Fe3C， γ ＋ Fe3C 两条磁性转变线：MO（铁素体的）及过230℃的虚线（渗碳体的） 三条水平相变线：HJB——包晶转变线 ECF——共晶转变线 PSK——共析转变线;;4.3 典型铁碳合金的平衡凝固;工业纯铁(iron)：C%0.0218% 钢(steel)：C%：0.0218～2.11%，又分为： 共析钢(eutectoid steel)： C%： 0.77% 亚共析钢(hypeutectoid steel) ： C%： 0.0218～0.77% 过共析钢(hypereutectoid steel) ： C%： 0.77～2.11% 铸铁(cast iron)： C%： 2.11～6.69%，有较好的铸造性能、质脆，不能锻造。又分为： 共晶铸铁(eutectic cast iron)： C%： 4.30% 亚共晶铸铁(hypoeutectic cast iron) ： C%： 2.11～4.30% 过共晶铸铁(hypereutectic cast iron) ： C%： 4.30～6.69%;1. 工业纯铁 ( Wc 0.0218% );纯铁组织金相图;2. 共析钢 ( Wc = 0.77% );共析钢组织金相图;相组成：α+Fe3C 组织组成：P;3. 亚共析钢 ( Wc = 0.45% ); 亚共析钢组织金相图;组织组成： α +P; ;4. 过共析钢 ( Wc = 1.2% ); 过共析钢组织金相图;组织组成： Fe3C+P;a) 硝酸酒精浸蚀 b) 苦味酸钠的浸蚀 白色网状相为二次渗碳体 黑色网状为二次渗碳体 暗黑色为珠光体 浅白色为殊光体;5. 共晶白口铸铁 ( Wc