工程材料与成形工艺基础教学课件作者徐晓峰主编第1章工程材料性质课件.ppt

力学性能 —— 材料在外力作用下所表现出的特性。 1.两种基本变形 （二）材料的力学性能 1．强度： 5．疲劳强度 6．断裂韧性 (K1C) （三）力学性能与失效形式的关系 二、 材料的物理、化学及工艺性能 第二节 金属及合金的结构与结晶 1、固溶体 第三节 铁碳合金 机械混合物 §3-2 铁碳合金相图 ES线 — C在γ-Fe中的溶解度曲线。析出二次Fe3CⅡ §4-1 钢的分类和应用 二、钢的牌号及应用 2）优质碳素结构钢 铁素体 — 碳（C）溶入α-Fe中所形成的固溶体。 727℃ 0.02%C 一、铁素体（F） 力学性能：σb = 250MPa δ= 45~50% HB = 80 二、奥氏体（A） 奥氏体— 碳（C）溶入γ-Fe中所形成的固溶体。 1148℃ 2.11%C 、727℃ 0.77%℃ 力学性能：σb = 250 ~ 350MPa δ= 40~45% HB = 160~200 §3-1 铁碳合金的基本组织 四、珠光体（P） 力学性能： σb = 750MPa δ=25% HB = 180-200 五、莱氏体（Ld） 力学性能： σb = 30MPa δ= 0 HB = 700 珠光体— 是铁素体和渗碳体组成的机械混合物。 727℃ 0.77%℃ 莱氏体— 是奥氏体和渗碳体组成的机械混合物。 1148℃ 4.3%C 三、渗碳体（Fe3C） 渗碳体— 是金属化合物。 6.69%C 力学性能： σb = 30MPa δ= 0 HB = 800 合金的组成在固态下既不互相溶解又不形成化合物，而是按一定的重量比混合而成的新物质。 机械混合物既可以是纯金属、固溶体或金属化合物各自的混合物，也可以是它们之间的混合物。 性能特点： 性能介于各组成物的性能之间。一般具有良好的综合力学性能。 P：σb = 750MPa δ=25% HB = 180-200 F：σb = 250MPa δ= 45~50% HB = 80 Fe3C：HB=800； σb =30MPa ； δ≈0% 相图—— 表示合金系的成分、温度、组织、状态之间关系的图表。 一、什么是相图（状态图） 温度℃ 时间 1538 ℃ 1394 ℃ 912 ℃ 体心 面心 体心 二、相图的作用 是研究合金的成分、温度、组织、状态之间变化规律的工具。 A E S P Q G K D 4.3 2.11 0.77 0.02 C% 1148℃ 1538 ℃ 727℃ P L A F 三、铁碳合金相图 温度℃ 912℃ C Fe3C 6.69 F A—纯铁的熔点。 D—Fe3C的熔点。 1. 相图上点的意义 E—C在γ-Fe中的最大溶解度点。1148℃ 2.11%C 钢和铁的分界点。 Ld C—共晶点，1148℃ 4.3%C 共晶点—发生共晶反应的点。 共晶反应 — 在一定的温度下，由一定成分的液体同时结晶出一定成分的两个固相的反应。 共晶反应的产物——共晶体——机械混合物 L（4.3%C） A（2.11%C ）+ Fe3C （6.69%C ） 1148℃ Ld G — 纯铁的同素异晶转变点。 912℃ P —C在α-Fe中的最大溶解度点。727℃ 0.02%C S —共析点。 727℃ 0.77%℃ 共析点 —发生共析反应的点。 共析反应—在一定的温度下，由一定成分的固相同时结晶出一定成分的另外两个固相的反应。 共析反应的产物 — 共析体— 机械混合物 A（0.77%C） F（0. 02%C ）+ Fe3C（6.69%C ） 727℃ P 2. 相图上线的意义 A E S P Q G K D 4.3 2.11 0.77 0.02 C% 1148℃ 1538 ℃ Ld 727℃ P L A F 温度℃ 912℃ C Fe3C 6.69 F AECF线—固相线 ACD线—液相线 AE—A析出终了线 ECF—共晶线 1148℃ AC—析出A CD—析出 Fe3C A L+ Fe3C L+ Fe3CⅡ F +A A+ A+Ld Ld + Fe3C （1）???单相区：L、F、A、Fe3C （2）???两相区：L+A、L+ Fe3C、A+F、F+ Fe3C （3）?? 三相区：L+A+ Fe3C、A+F+ Fe3C GS线 — 溶解度曲线 A—F GP线 — F析出