第3章 鐵碳合金

工程材料

鐵碳合金黃石理工學(xué)院?jiǎn)栴}純鐵結(jié)晶過(guò)程中,結(jié)構(gòu)的變化?非純鐵(Fe+C)的結(jié)晶過(guò)程怎樣?隨C成分的增多,相如何變化?何謂鐵素體（F）,奧氏體（A），滲碳體（Fe3C），珠光體（P）,萊氏體（Ld）？它們的結(jié)構(gòu)、形態(tài)、性能等各有何特點(diǎn)？鐵碳合金相圖中各點(diǎn),線的意義不同成分的鐵碳合金溫度與相的轉(zhuǎn)變分析鐵碳合金鐵碳合金：以鐵為主、加入少量碳而形成的合金。

典型鐵碳合金：鋼、鐵。鐵碳合金相圖可以為鋼的熔煉,鑄造,鍛造和鋼的熱處理等工藝規(guī)程的重要依據(jù).鐵碳合金相圖鐵碳合金相圖鐵素體：碳在α-Fe中形成的間隙固溶體。用F表示。體心立方結(jié)構(gòu)，固溶碳非常有限(0.0218%以下)。性能：與純鐵相近，強(qiáng)度硬度低(σb=180-280Mpa，50-80HB)，塑性韌性好(δ=30-50%)，易于進(jìn)行塑性變形。鐵碳合金中的相奧氏體：碳在γ-Fe中形成的間隙固溶體。用A表示。面心立方結(jié)構(gòu)，溶碳能力強(qiáng)(最大可達(dá)2.11%)。性能：強(qiáng)度硬度比F高，塑性韌性良好，同樣易于進(jìn)行塑性變形。鐵碳合金中的相鐵碳合金中的相滲碳體：鐵和碳形成的、具有金屬特性的金屬化合物。碳含量為6.69%。用Fe3C表示。性能：硬度高(可以劃玻璃)，強(qiáng)度低(b~35MPa)，脆性大，塑性幾乎為零。珠光體：鐵素體和滲碳體組成的機(jī)械混合物。碳含量為0.77%。用P表示。性能：介于鐵素體和滲碳體之間，強(qiáng)度硬度較高，一定的塑性韌性。鐵碳合金中的相萊氏體：奧氏體和滲碳體組成的機(jī)械混合物。碳含量為4.3%。用Ld表示。性能：與純滲碳體相近。鐵碳合金中的相工業(yè)純鐵含碳：小于0.022%組織：F性能：強(qiáng)度低、塑性好加熱轉(zhuǎn)變成A進(jìn)行塑性加工應(yīng)用：一般做原材料亞共析鋼含碳：0.022～＜0.77%組織：F+P性能：很大程度可變加熱轉(zhuǎn)變成A進(jìn)行塑性加工應(yīng)用：機(jī)械結(jié)構(gòu)件等共析鋼

含碳：0.77%組織：P性能：很大程度可變加熱轉(zhuǎn)變成A進(jìn)行塑性加工應(yīng)用：工具等過(guò)共析鋼含碳：＞0.77%組織：P+Fe3C性能：很大程度可變加熱轉(zhuǎn)變成A進(jìn)行塑性加工應(yīng)用：工具等耐磨制件亞共晶白口鐵含碳：2.11～＜4.3%組織：P+Ld共晶白口鐵含碳：4.3%組織：Ld過(guò)共晶白口鐵含碳：＞4.3～6.69%組織：Fe3C+Ld四碳對(duì)鐵碳合金組織的影響鋼鐵素體亞共析鋼過(guò)共析鋼亞共晶白口鑄鐵過(guò)共晶白口鑄鐵共晶白口鑄鐵共析鋼白口鑄鐵二次滲碳體工業(yè)純鐵珠光體萊氏體一次滲碳體Fe3C鋼鐵分類(lèi)組織組成物相對(duì)量%相組成物相對(duì)量%含碳量%00.02180.772.114.36.6910010000三次滲碳體鐵碳合金FeFe3CSQPNKJHGFEDCBAA+Fe3CA+FL+AA+L+FALL+Fe3CF+Fe3CA+Fe3CⅡA+Fe3CⅡ+LeLeLe+Fe3CⅠLe’+Fe3CⅠLe’P+Fe3CⅡ+Le’P+Fe3CⅡP+FPF+Fe3CⅢC%溫度五碳對(duì)鐵碳合金力學(xué)性能的影響

強(qiáng)度：先升后降硬度：不斷升高塑性：持續(xù)下降韌性：迅速降低六碳對(duì)鐵碳合金工藝性能的影響切削性能:

中碳鋼合適可鍛性能:

低碳鋼好焊接性能:

低碳鋼好鑄造性能:

共晶合金好為什么細(xì)化晶粒既可提高金屬的強(qiáng)度又可提高金屬塑性強(qiáng)度提高：因?yàn)榫Ы缭黾?，晶界阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，因此強(qiáng)度提高。

塑性提高：因?yàn)榫Я＜?xì)小，有利于協(xié)調(diào)變形，同時(shí)，同樣的延伸率，每個(gè)晶粒的變形量減??；因而每個(gè)小晶粒的變形量與大晶粒時(shí)一樣的話(huà)，合金總體的延