機(jī)械制造基礎(chǔ)03.ppt

1、第3章 鐵碳合金相圖,知識(shí)目標(biāo),了解純金屬與合金的晶體結(jié)構(gòu)，熟悉純鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變。 了解鐵碳合金的基本相，熟悉鐵碳合金基本相的晶體結(jié)構(gòu)、溶碳能力、力學(xué)性能等。 掌握鐵碳合金相圖的畫法；熟悉特性點(diǎn)、特性線的含義；能夠正確填寫相區(qū)組織。,技能目標(biāo),學(xué)會(huì)分析鐵碳合金成分、組織、性能之間關(guān)系以及典型鐵碳合金的平衡結(jié)晶過程；掌握含碳量與鐵碳合金平衡組織、機(jī)械性能的關(guān)系。 能夠根據(jù)鐵碳合金相圖選用鋼鐵材料和制訂加工工藝。 培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、思維能力和運(yùn)用知識(shí)分析解決問題的能力。,第3章 鐵碳合金相圖,主要理論及工程應(yīng)用導(dǎo)航,非合金鋼和鑄鐵是應(yīng)用極其廣泛的重要金屬材料，都是以鐵為基主要由鐵和碳組成的鐵碳

2、合金。要掌握非合金鋼和鑄鐵的組織、性能、特點(diǎn)及熱處理原理，首先必須了解鐵碳合金中成分、組織與性能之間的相互關(guān)系。鐵碳合金相圖就是研究鐵碳合金組織與性能關(guān)系的重要工具，它為鐵碳合金的選材提供了理論依據(jù)，同時(shí)又是制定鑄、鍛、熱處理等加工工藝的重要依據(jù)之一。本章將著重討論鐵碳相圖及其應(yīng)用方面的一些問題。,第3章 鐵碳合金相圖,3.1 生產(chǎn)中鋼鐵材料成分及成形時(shí)溫度的選定說明,（1）根據(jù)鐵碳合金相圖所表明的某些成分-組織-性能的規(guī)律，為鋼鐵材料選用提供根據(jù)。 （2）根據(jù)鐵碳合金相圖確定合金的澆注溫度。 （3）由于鋼處于馬氏體狀態(tài)時(shí)強(qiáng)度較低，塑性較好，因此鍛造或軋制選在單相奧氏體區(qū)內(nèi)進(jìn)行。 （4）根據(jù)鐵

3、碳合金相圖確定熱處理工藝參數(shù)，如退火、正火、淬火的加熱溫度。,第3章 鐵碳合金相圖,3.2 鐵碳合金相圖基礎(chǔ)知識(shí),純金屬的晶體結(jié)構(gòu) 晶格：表示原子在晶體中排列規(guī)律的空間格架 晶胞：完整地反映晶格特征的最小幾何單元 （a） 晶體中原子排列 （b）晶格 （c）晶胞,第3章 鐵碳合金相圖,3.2 鐵碳合金相圖基礎(chǔ)知識(shí),常見的晶格類型 （a）體心立方 （b）面心立方 （c）密排立方,第3章 鐵碳合金相圖,3.2 鐵碳合金相圖基礎(chǔ)知識(shí),合金的晶體結(jié)構(gòu) 合金：一種金屬元素與其他金屬元素或非金屬元素通過熔煉或其他方法結(jié)合而成的具有金屬特性的材料。 合金的組織結(jié)構(gòu)：固溶體、金屬化合物和混合物 合金相圖：表示合

4、金組織在平衡條件下，合金的成分、結(jié)構(gòu)及性能之間相互關(guān)系的圖形。,第3章 鐵碳合金相圖,3.2 鐵碳合金相圖基礎(chǔ)知識(shí),純鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變,第3章 鐵碳合金相圖,3.2 鐵碳合金相圖基礎(chǔ)知識(shí),鐵碳合金的基本相 （1）鐵素體：碳溶于 - 的固溶體，用符號 或 表示。 （2）奧氏體：碳溶于 - 的固溶體，用符號 或 表示。 （3）滲碳體：鐵和碳形成的穩(wěn)定化合物 ，可用符號 表示。 （4）珠光體：鐵素體與滲碳體的機(jī)械混合物，用符號P 表示，其含碳量為0.77%。 （5）萊氏體： 在727以上時(shí)，是奧氏體與滲碳體組成的機(jī)械混合物，用符號 表示； 在727以下，是珠光體與滲碳體組成的機(jī)械混合物，用符號 表示

5、。,第3章 鐵碳合金相圖,3.2 鐵碳合金相圖基礎(chǔ)知識(shí),相圖分析 共晶線 ECF，共晶點(diǎn)C 高溫萊氏體 共析線 PSK，共析點(diǎn)S 珠光體P,第3章 鐵碳合金相圖,3.2 鐵碳合金相圖基礎(chǔ)知識(shí),鐵碳合金分類： 鐵碳平衡合金三種類型：工業(yè)純鐵、鋼及白口鑄鐵 鋼又可分成下列三種類型： 共析鋼:Wc=0.77%（S點(diǎn)）； 亞共析鋼:Wc=0.02%0.8%（PS點(diǎn)） 過共析鋼:Wc=0.8%2.06%（SE點(diǎn)） 白口鑄鐵又可分成下列三種類型： 共晶白口鑄鐵（C點(diǎn)4.3%）； 亞共晶白口鑄鐵（2.11%4.3%）； 過共晶白口鑄鐵（4.36.69%）,第3章 鐵碳合金相圖,3.2 鐵碳合金相圖基礎(chǔ)知識(shí),

6、工業(yè)純鐵結(jié)晶過程,室溫組織：F +,第3章 鐵碳合金相圖,共析鋼結(jié)晶過程,室溫組織：珠光體P,3.2 鐵碳合金相圖基礎(chǔ)知識(shí),第3章 鐵碳合金相圖,3.2 鐵碳合金相圖基礎(chǔ)知識(shí),亞共析鋼結(jié)晶過程,室溫組織：珠光體P+鐵素體F,第3章 鐵碳合金相圖,3.2 鐵碳合金相圖基礎(chǔ)知識(shí),過共析鋼結(jié)晶過程,室溫組織：珠光體P+二次滲碳體Fe3C,第3章 鐵碳合金相圖,3.2 鐵碳合金相圖基礎(chǔ)知識(shí),共晶白口鑄鐵結(jié)晶過程,室溫組織：低溫萊氏體Le,第3章 鐵碳合金相圖,3.2 鐵碳合金相圖基礎(chǔ)知識(shí),亞共晶白口鑄鐵結(jié)晶過程,室溫組織：珠光體P+低溫萊氏體Le,第3章 鐵碳合金相圖,3.3 根據(jù)鐵碳合金相圖選用鋼鐵材料和制訂加工工藝,鋼鐵選材：相圖性能用途 鑄件選材和確定澆注溫度 確定鍛造溫度( 在 A 區(qū)） 制定熱處理工藝 注：鐵碳合金相圖的局限性 相圖反映的是平衡狀態(tài)，與實(shí)際情況有較大差異,第3章 鐵碳合金相圖,含碳量對鐵碳合金室溫平衡組織的影響,隨著含碳量增加，室溫組織變化如下： F (+Fe3CIII)F +P P P +Fe3CII P +Fe3CII +LeLeLe+Fe3CI 組成相的相對含量及組織形態(tài)的變化，會(huì)對鐵碳合金性能產(chǎn)生很大影響。,第3章 鐵碳合金相圖,含碳量對鐵碳合