第4章 铁碳合金相图和碳钢.ppt

第四章 铁碳合金相图和碳钢(P42) 第一节 纯铁﹑铁碳合金的组织结构 第二节 铁碳合金相图 第三节 碳钢 第一节 纯铁﹑铁碳合金的组织结 构及其性能（P42） 纯铁的冷却曲线 Fe的冷却曲线及相应的晶体结构 2.同素异构转变（重结晶）的特点 1）在固态下进行； 2）同素异构体的晶核优先在原来晶粒的晶界处形成； 3）同素异构转变有较大的过冷度； 4）同素异构转变往往要产生较大的内应力 ☆注意重结晶与再结晶的区别 二、铁碳合金的组织结构及其性能 ①碳原子固溶到α-Fe中形成的间隙固溶体，用“F”表示。 2、奥氏体 1）碳原子固溶到γ-Fe中形成的间隙固溶体，用“A”表示； 2）是面心立方晶格的间隙固溶体。溶碳能力比铁素体大，1148℃时最大为2.11%。 3）奥氏体强度不高，塑性很好。组织为不规则多面体晶粒，晶界较直。 4）钢材热加工都在? 区进行，属高温相,碳钢室温组织中无奥氏体。 3、渗碳体 1）铁与碳形成的间隙化合物，含碳量6.69%，用Fe3C表示； 2）室温相——常作为钢的第二弥散强化相； 3）渗碳体具有高硬度、高脆性、低强度和低塑性； 4）Fe3C是一个亚稳相，在一定条件下可发生分解：Fe3C→3Fe+C(石墨), 该反应对铸铁有重要意义。 3、渗碳体 石墨（G）： Fe-─C合金中游离存在的碳； 石墨的强度、塑性、硬度都很低。 1）共析转变：恒温下，一种固相同时析出两种不同成分固相的机械混合物（共析体）。 液相 液相（L） 液态的铁碳合金 1）、高温莱氏体（Ld） 三、铁碳合金中的基本组织 相组成: L、A、F、 Fe3C、G； 组织组成: F、A、 Fe3C 、 P、 Ld、、 Ld 第二节 铁碳合金相图（P44） 一、Fe-C相图与Fe-Fe3C相图 二、对Fe-Fe3C相图的分析 三、典型成分铁碳合金的结晶过程 四、含碳量对铁碳合金组织与性能的影响 五、Fe-Fe3C合金相图的应用 铁碳合金相图是研究铁碳合金最基本的工具，是研究碳 钢和铸铁的成分、温度、组织及性能之间关系的理论基础,是制定热加工、热处理、冶炼和铸造等工艺的依据。 铁和碳可形成一系列稳定化合物： Fe3C、 Fe2C、 FeC，它们都可以作为纯组元看待。 含碳量大于Fe3C成分（6.69%）时，合金太脆，已无实用价值。 实际所讨论的铁碳合金相图是Fe- Fe3C相图。 Fe-C相图说明 简化的Fe-Fe3C相图 二、相图分析 二、相图分析 相图分析 （三）相图中的相区（P46） 简化 Fe -Fe3C 相图 简化Fe-Fe3C相图 三、典型成分铁碳合金的结晶过程 1、工业纯铁 Wc≤0.0218% 2、碳素钢 0.0218%＜ Wc≤2.11% 1）共析钢 Wc=0.77% 2）亚共析钢 0.0218%＜ Wc＜0.77% 3）过共析钢 0.77%＜ Wc≤2.11% 3、白口铸铁 2.11% ＜ Wc ＜6.69% 1）共晶白口铸铁 Wc=4.3% 2）亚共晶白口铸铁 2.11%＜ Wc＜4.3% 3）过共晶白口铸铁 4.3%＜ Wc ＜6.69% 1、工业纯铁在平衡状态下的结晶过程 合金液体在1～2点间转变为?，3～4点间?→?，5～6点间?→?。到7点，从?中析出Fe3C。 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。 室温下Fe3CⅢ最大量为: 2、共析钢在平衡状态下的结晶过程 2、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 的相对质量百分比为： 室温下，珠光体中两相的相对质量百分比是多少？ 3、亚共析钢在平衡态下的结晶过程 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。 3、亚共析钢的结晶过程 3、亚共析钢的结晶过程 含碳量的估算: 3、亚共析钢的结晶过程 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。 4、过共析钢的结晶过程（wc=1.2%） 4、过共析钢的结晶过程 4、过共析钢的结晶过程 （3）﹑过共析钢室温组织为P+ Fe3CⅡ。Fe3CⅡ量随含碳量而增加,含碳量为2.11%时,Fe3CⅡ量最大： 4、过共析钢的结晶过程 室温下两相