工程材料學(xué)fec合金課件

1、工程材料學(xué)fec合金工程材料學(xué)工程材料學(xué)工程材料學(xué)fec合金 第四章第四章 鐵碳合金鐵碳合金 ( Iron Carbon Alloy ) Fe C 相圖的基礎(chǔ)知識。相圖的基礎(chǔ)知識。形成形成Fe - Fe3C 相圖組元和基本組織的結(jié)相圖組元和基本組織的結(jié)構(gòu)與性能。構(gòu)與性能。Fe - Fe3C 相圖的建立與分析。相圖的建立與分析。碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對鐵碳合金組織、性能的碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對鐵碳合金組織、性能的影響。影響。Fe - Fe3C 相圖的應(yīng)用。相圖的應(yīng)用。鐵碳合金的生產(chǎn)及分類。鐵碳合金的生產(chǎn)及分類。工程材料學(xué)fec合金金屬的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變金屬的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變純鐵的純鐵的同素異構(gòu)同素異構(gòu)( allomorp

2、h )轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變反應(yīng)反應(yīng)式式:第一節(jié)第一節(jié) Fe - C相圖的基礎(chǔ)知識相圖的基礎(chǔ)知識1394 C912 Cbccfccbcc - Fe - Fe - Fe工程材料學(xué)fec合金純鐵的冷卻曲線純鐵的冷卻曲線1394153410006008001200溫度時間16001500500700900110013001400912 - Fe - Fe - Fe工程材料學(xué)fec合金 Fe在700度（居里溫度）發(fā)生磁性轉(zhuǎn)變，即在該溫度以上磁性消失，不屬相變工業(yè)純鐵力學(xué)性能特點：強度、硬工業(yè)純鐵力學(xué)性能特點：強度、硬度低，塑性、韌性好度低，塑性、韌性好 抗拉強度抗拉強度b b =180-230MPa, 伸長率伸長率

3、 30-50%，斷面收縮率，斷面收縮率=70-90%，沖擊韌度沖擊韌度K =160-200 J/cm2 , 硬度硬度50-80HB工程材料學(xué)fec合金 第一節(jié)第一節(jié) Fe - C相圖的基礎(chǔ)知識相圖的基礎(chǔ)知識1.鐵與碳可以形成鐵與碳可以形成 Fe3C、Fe2C、FeC 等一系列化合物。等一系列化合物。2.穩(wěn)定的化合物可以作為一個獨的組穩(wěn)定的化合物可以作為一個獨的組 元。元。3.Fe C 二元相圖。二元相圖。工程材料學(xué)fec合金 Fe C 二元相圖二元相圖Fe3C Fe2CFeC溫度FeC(6.69%C)工程材料學(xué)fec合金 Mg Si 合金相圖合金相圖工程材料學(xué)fec合金第二節(jié)第二節(jié) 形成形成F

4、e - Fe3C 相圖組元相圖組元 和基本組織的結(jié)構(gòu)與性能和基本組織的結(jié)構(gòu)與性能 一一. .組元組元 * * 鐵鐵 ( ferrite ) * * 滲碳體滲碳體 ( Cementite )工程材料學(xué)fec合金二二.基本組織基本組織1.鐵素體鐵素體 ( F ) ( Ferrite ) 碳溶于碳溶于Fe中形成中形成的間隙固溶的間隙固溶體。體。 工程材料學(xué)fec合金 鐵素體組織金相圖鐵素體組織金相圖工程材料學(xué)fec合金2.奧氏體奧氏體 ( A ) - Austenite 碳溶于碳溶于-Fe中形成中形成的間隙固溶的間隙固溶體。體。工程材料學(xué)fec合金 奧氏體組織金相圖奧氏體組織金相圖工程材料學(xué)fec合

5、金3. 滲碳體滲碳體 ( ( Fe3C ) - Cementite 鐵與碳鐵與碳形成的金屬形成的金屬化合物?；衔铩Ｌ攸c：特點：硬、脆硬、脆b b =30MPa, 0%， 0%，K 0 J/cm2 , 硬度硬度800HB 工程材料學(xué)fec合金滲碳體組織金相圖滲碳體組織金相圖工程材料學(xué)fec合金4.珠光體珠光體 ( P ) - Pearite 鐵素體和滲碳體組成的機械混合物。鐵素體和滲碳體組成的機械混合物。工程材料學(xué)fec合金5.萊氏體萊氏體 ( Ld ) - Ledeburite 奧氏體和滲碳體組成的機械混合物。奧氏體和滲碳體組成的機械混合物。工程材料學(xué)fec合金第第 三三 節(jié)節(jié) Fe - F

6、e3C 相圖的建立與分析相圖的建立與分析一一. .Fe - Fe3C 相圖的建立相圖的建立v包晶反應(yīng)相圖包晶反應(yīng)相圖v共晶反應(yīng)相圖共晶反應(yīng)相圖v共析反應(yīng)相圖共析反應(yīng)相圖工程材料學(xué)fec合金 Fe - Fe3C 相圖相圖FeTFe3C工程材料學(xué)fec合金 Fe - Fe3C 相圖相圖ACDEFGSPQ1148727LAL+AL+ Fe3C4.3%C2.11%C0.0218%C6.69%CFe Fe3C T(A+Fe3C)LdLd+Fe3CA+Ld+Fe3CFA+FA+ Fe3C(F+ Fe3C)PP+F0.77%CP+Fe3CLdLd+Fe3CP+Ld+Fe3CK共晶相圖共晶相圖共析相圖共析相圖

7、勻晶相圖勻晶相圖工程材料學(xué)fec合金 Fe - Fe3C 相圖相圖ACDEFGSPQ1148727LAL+AL+ Fe3C4.3%C2.11%C0.0218%C6.69%CFe Fe3C T(A+Fe3C)LdLd+Fe3CA+Ld+Fe3CFA+FA+ Fe3C(F+ Fe3C)PP+F0.77%CP+Fe3CLdLd+Fe3CP+Ld+Fe3CK工程材料學(xué)fec合金 Fe - Fe3C 相圖相圖工程材料學(xué)fec合金二. Fe - Fe3C 相圖的分析相圖的分析五個重要的成份點五個重要的成份點: P、S、E、C、K。四條重要的線四條重要的線: EF、ES、GS、FK。三個重要轉(zhuǎn)變?nèi)齻€重要轉(zhuǎn)變

8、: 包晶轉(zhuǎn)變反應(yīng)式、共晶包晶轉(zhuǎn)變反應(yīng)式、共晶 轉(zhuǎn)變反應(yīng)式、共析轉(zhuǎn)變反應(yīng)式。轉(zhuǎn)變反應(yīng)式、共析轉(zhuǎn)變反應(yīng)式。二個重要溫度二個重要溫度: 1148 、727 。工程材料學(xué)fec合金1.包晶轉(zhuǎn)變反應(yīng)式包晶轉(zhuǎn)變反應(yīng)式:LB + H AJ14953.共析轉(zhuǎn)變反應(yīng)式共析轉(zhuǎn)變反應(yīng)式:AS ( FP + Fe3C ) P 7272.共晶轉(zhuǎn)變反應(yīng)式共晶轉(zhuǎn)變反應(yīng)式:LC ( AE + Fe3C ) Le 1148工程材料學(xué)fec合金工程材料學(xué)fec合金三三. .典型鐵碳合金的結(jié)晶過程分析典型鐵碳合金的結(jié)晶過程分析工業(yè)純鐵工業(yè)純鐵 ( ingot iron )共析鋼共析鋼 ( eutectoid steel )亞共析鋼

9、亞共析鋼 ( hypoeutectoid steel )過共析鋼過共析鋼 ( hypereutectoid steel )共晶白口鐵共晶白口鐵 ( eutectoid white iron )亞共晶白口鐵亞共晶白口鐵( hypoeutectoid white iron )過共晶白口鐵過共晶白口鐵( hypereutectoid white iron )工程材料學(xué)fec合金工程材料學(xué)fec合金1.工業(yè)純鐵工業(yè)純鐵 ( Wc 0.6%工程材料學(xué)fec合金2.按鋼的質(zhì)量分類按鋼的質(zhì)量分類: :* * 碳素鋼碳素鋼: : Wp = (0.035% 0.045%) Ws = (0.035% 0.050%

10、)* * 優(yōu)質(zhì)碳素鋼優(yōu)質(zhì)碳素鋼: : Wp = 0.035% Ws = (0.030% 0.035%) * * 高級優(yōu)質(zhì)碳素鋼高級優(yōu)質(zhì)碳素鋼: : Wp 0.030% Ws = ( 0.020%0.025% ) 工程材料學(xué)fec合金3.按鋼的用途分類按鋼的用途分類:碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼 ( carbon structural steel ) 用于制造各種機械零件、工程構(gòu)用于制造各種機械零件、工程構(gòu) 件。一般為低、中碳鋼。件。一般為低、中碳鋼。碳素工具鋼碳素工具鋼 ( carbon tool steel ) 用于制造各種工具。一般為高碳鋼。用于制造各種工具。一般為高碳鋼。工程材料學(xué)fec合金二二) )碳素鋼的編號及用途碳素鋼的編號及用途 1.碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼: : Q 235 A F沸騰鋼沸騰鋼A等級等級235 MPa屈服強度屈服強度工程材料學(xué)fec合金2.優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼* * 45 - Wc = 45%00* * 較高錳質(zhì)量分?jǐn)?shù)的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼較高錳質(zhì)量分?jǐn)?shù)的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 45Mn - Wc = 45%00 ; WMn = 0.7%1.0%工程材料學(xué)fec合金3.