金屬材料及熱處理知識(shí)第3章課件

1、第三章 鐵碳合金相圖 了解鐵碳合金的成分、組織、性能之間的關(guān)系；熟悉鐵碳合金相圖的應(yīng)用；掌握含碳量對(duì)鋼性能的影響。第三章 鐵碳合金相圖目 錄第一節(jié) 鐵碳合金的基本組織第二節(jié) FeFe3C相圖一、FeFe3C相圖分析二、鐵碳合金分類及平衡組織三、鐵碳合金成分、組織、性能之間的關(guān)系第三節(jié) FeFe3C相圖的應(yīng)用一、在選材方面的應(yīng)用二、在制訂熱加工工藝方面的應(yīng)用復(fù)習(xí)思考題第三章 鐵碳合金相圖第一節(jié) 鐵碳合金的基本組成1.鐵素體(F) 純鐵在912以下是具有體心立方晶格的-Fe，碳溶于-Fe中的間隙固溶體稱為鐵素體，用符號(hào)F表示。 如圖3-1所示，鐵素體的顯微組織為明亮的多邊形晶粒，晶界處易于腐蝕，呈

2、不規(guī)則的黑色線條。 圖3-1鐵素體顯微組織2.奧氏體(A)第一節(jié) 鐵碳合金的基本組成 碳溶于-Fe形成的間隙固溶體，用符號(hào)A表示，鐵碳合金中的奧氏體是一種高溫組織，冷卻至一定溫度時(shí)將發(fā)生組織轉(zhuǎn)變。奧氏體的性能決定于溶碳量和晶粒大小。3.滲碳體(Fe3C) 鐵和碳的金屬化合物，具有復(fù)雜的晶體結(jié)構(gòu)，用化學(xué)式Fe3C表示。滲碳體中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)w(C)=6.69%，熔點(diǎn)為1 227。4.珠光體(P)由鐵素體和滲碳體組成的機(jī)械混合物，用符號(hào)P表示。5.萊氏體(Ld)由奧氏體和滲碳體組成的機(jī)械混合物，用符號(hào)Ld表示。第二節(jié) FeFe3C相圖圖3-3 簡化后的Fe-Fe3C相圖 相圖是表示合金系中不同成分的

3、合金在不同溫度下所具有的相，以及這些相之間的平衡關(guān)系的圖形。鐵碳合金相圖是研究鐵碳合金成分、溫度、相(或組織)之間關(guān)系的圖形。一、Fe-Fe3C相圖分析第二節(jié) FeFe3C相圖1. Fe-Fe3C相圖的特性點(diǎn)Fe-Fe3C相圖中各點(diǎn)的符號(hào)為約定通用的，不能隨意變更表3-1 Fe-Fe3C相圖中特性點(diǎn)的溫度、成分及含義2. Fe-Fe3C相圖的特性線第二節(jié) FeFe3C相圖表3-2 Fe-Fe3C相圖特性線及含義第二節(jié) FeFe3C相圖表3-2 Fe-Fe3C相圖特性線及含義（續(xù)）3. Fe-Fe3C相圖的相區(qū)第二節(jié) FeFe3C相圖兩相區(qū)單相區(qū)液相區(qū)L奧氏體相區(qū)A鐵素體相區(qū)FF+A兩相區(qū)L+A

4、兩相區(qū)L+Fe3C兩相區(qū)A+Fe3C兩相區(qū)F+Fe3C兩相區(qū)共析線PSK線是F、A、Fe3C三相共存線共晶線ECF線是L、A、Fe3C三相共存線圖3-3 簡化后的Fe-Fe3C相圖二、鐵碳合金分類及平衡組織1.鐵碳合金的分類第二節(jié) FeFe3C相圖表3-3 鐵碳合金的分類和室溫平衡組織2.典型鐵碳合金的結(jié)晶及平衡組織第二節(jié) FeFe3C相圖(1)工業(yè)純鐵 工業(yè)純鐵中碳的質(zhì)量 分?jǐn)?shù)小于0.021 8%， 室溫組織為鐵素體。(3)白口鑄鐵 在液態(tài)下結(jié)晶時(shí)，全部或部分液相會(huì)發(fā)生共晶變， 獲得全部或部分萊氏體組織。三、鐵碳合金成分、組織、性能之間的關(guān)系 合金的成分決定了組織，而組織又決定了合金的性能。

5、 室溫組織隨含碳量的增加，鐵素體的相對(duì)量減少，而滲碳體的相對(duì)量增加，從而使鋼的強(qiáng)度、硬度增加，塑性、韌性下降。(2)鋼1)共析鋼2)亞共析鋼3)過共析鋼圖3-9 碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)退火狀態(tài)鋼力學(xué)性能的影響第二節(jié) FeFe3C相圖第三節(jié) FeFe3C相圖的應(yīng)用一、在選材方面的應(yīng)用 Fe-Fe3C相圖揭示了鐵碳合金的組織隨成分變化的規(guī)律，由組織可以判斷出鋼鐵材料的力學(xué)性能，以便合理選用鋼鐵材料。二、在制訂熱加工工藝方面的應(yīng)用1.在鑄造方面的應(yīng)用 共晶成分的鐵碳合金熔點(diǎn)最低，結(jié)晶溫度范圍最小，具有良好的鑄造性能。2.在壓力加工方面的應(yīng)用鋼在高溫時(shí)處于奧氏體狀態(tài)，有利于進(jìn)行塑性變形。3.在熱處理方面的應(yīng)用1.鐵碳合金的基本組織有哪幾種?分別說明它們的性能特征。2.Fe-Fe3C相圖中各特性點(diǎn)、特性線有何意義?3.珠光體是如何得到的?4.鋼與白口鑄鐵的組織和性能有何本質(zhì)的區(qū)別?5.為什么鋼可以鍛造，而鑄鐵則不能鍛造?6.鐵碳合金在常溫下的基本組成相為哪兩個(gè)?7.為什么不同成分的鐵碳合金性能不同?8.快速冷卻時(shí)能用Fe-Fe3C相圖判斷組織轉(zhuǎn)變嗎?