第三章鐵碳合金

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第三章鐵碳合金

§3-1鐵碳合金相圖分析一、概述(一)單相區(qū)21、奧氏體(1)定義：碳在面心立方結(jié)構(gòu)γ鐵中的間隙固溶體。(2)常用A或γ表示。(3)碳的溶解度較大，最大為2.11%。(4)在727℃以上存在，是組成鐵碳合金高溫組織的基體相。(5)硬度很低，塑性很好。342、鐵素體(1)定義：碳在體心立方結(jié)構(gòu)α鐵中的間隙固溶體。(2)常用F或α表示。(3)碳的溶解度很小，最大為0.02%，室溫僅為0.0008%。(4)在912℃以下存在，是組成鐵碳合金室溫組織的基體相。(5)硬度低，塑性、韌性好。5673、滲碳體(1)含碳量為6.69%，用Fe3C表示。(2)硬度較高，脆性大，常作為鐵碳合金室溫組織的強(qiáng)化相。(3)可以作為一個(gè)組元，常研究Fe-Fe3C相圖。89(二)三相共存水平線1、共晶反應(yīng)線(1)1148℃，含碳量為4.3%的液相發(fā)生共晶反應(yīng)。(2)萊氏體(Ld)：共晶反應(yīng)產(chǎn)物，是樹枝狀?yuàn)W氏體分布在滲碳體的基體上。(3)萊氏體脆性大，不能進(jìn)行壓力加工。(4)變態(tài)萊氏體(Ld′)：奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w的萊氏體組織。

10112、共析反應(yīng)線(1)727℃，含碳量為0.77%的奧氏體發(fā)生共析反應(yīng)。(2)珠光體(P)：共析反應(yīng)產(chǎn)物，是片層狀鐵素體和滲碳體的機(jī)械混合物。(3)珠光體強(qiáng)度較高，有一定的塑性和韌性，可作為鐵碳合金的室溫組織。12500×131000×143800×15(三)溶解診度線1、CD線：括碳在靜液相奏中的參溶解愈度線可。(1家)低于艙該線足時(shí)會(huì)股從液碑相中籍析出譯滲碳多體。(2物)一次襪滲碳搖體（Fe3CⅠ）：渠從液凍相中飾析出瞇的滲冬碳體朝，為左粗大餅片狀柳。162、ES線：悅碳在蹤蝶奧氏遷體中夠的溶懲解度勒線。(1捉)低于吵該線頂時(shí)會(huì)缺從奧哨氏體格中析疼出滲甚碳體組。(2殖)二次賢滲碳懸體（Fe3CⅡ）：巖從奧精氏體肯中析現(xiàn)出的恰滲碳厘體，俊常沿逃奧氏種體晶鐵界分眠布。173、PQ線：上碳在床鐵素勤體中拉的溶因解度鳥線。(1菜)低于幫該線洋時(shí)從脆鐵素惱體中及析出航滲碳破體。(2紫)三次飾滲碳論體（Fe3CⅢ）：只從鐵丑素體蒼中析滑出的斥滲碳祝體，睬常沿庫鐵素懂體晶無界分示布。(3屈)三次相滲碳?jí)蝮w因牌數(shù)量夢極少墊，除熟低碳紋鋼外樣一般孕可忽服略。18(四)鐵碳袖合金涼的分議類1、工男業(yè)純誼鐵：C＜0.緒02認(rèn)%2、鋼周：C：0.嘗02執(zhí)-2悠.1賢1%。(1波)亞共嘆析鋼遭：C＜0.倘77柳%(2瘡)共析繞鋼：C=肥0.屯77肌%(3否)過共役析鋼勺：C＞0.糕77的%3、白嚷口鑄皇鐵C：2.推11埋-6抽.6醫(yī)9%(1神)亞共店晶白汽口鑄偽鐵：C＜4.俊3%(2逐)共晶抽白口偷鑄鐵石：C=渾4.蕉3%(3坡)過共川晶白繁口鑄麥鐵：C＞4.酒3%1920二、株鋼和浩白口湯鑄鐵葵結(jié)晶想過程路分析(一)共析責(zé)鋼的厭結(jié)晶違過程炒分析1以上畫：液會(huì)相。1-塞2：液比相中唯析出刻奧氏撐體。2-葵3：單毛相奧芽氏體犬。3-跡3＇：發(fā)抱生共辣析反桶應(yīng)，通奧氏月體轉(zhuǎn)雨變?yōu)橄楣饫p體（F+鞏F勻e3C）。3＇以下即：珠億光體玩。212223(二)亞共今析鋼蘭的結(jié)膜晶過皮程分翁析1以上賴：液廢相。1-賽2：液鞭相中屢析出星奧氏狼體。2-魂3：單般相奧堂氏體麗。3-孔4：奧瓦氏體蹲中析械出鐵揭素體頃，奧蹤蝶氏體洽數(shù)量管減少竟，含歐碳量約沿GS線變利化；尚鐵素剝體數(shù)時(shí)量增右加，脫含碳加量沿GP線變粥化。244：由均成分左為P的先贊共析棄鐵素步體和爐成分睜為S的奧獄氏體棍組成撤，其豆相對裕數(shù)量惹符合鳥杠桿抹定律少。4-腹4＇：發(fā)算生共丈析反脾應(yīng)，貝奧氏惡體轉(zhuǎn)表變?yōu)榛贾楣馊轶w；暗先共看析鐵忠素體俘不發(fā)尺生變奇化。4＇：勺奧氏炒體消膏失，凈組織失為先扶共析山鐵素伐體和霧珠光甲體。4＇以錘下：F+炭P。2526Wc=明0.筒20籌%肥40巨0X27Wc=洗0.勁45尊%孝4賣00殊X28Wc=稱0.臉60窄%怖30釘0X29(三)過共佳析鋼眉的結(jié)卵晶過深程分養(yǎng)析1以上如：液案相。1-輸2：液屋相中林析出件奧氏懷體。2-左3：單跳相奧鬼氏體皮。3-撇4：奧震氏體山中析擁出滲樓碳體豆，奧惱氏體夫數(shù)量果減少誰，含孔碳量圓沿ES線變縱化，溪滲碳說體數(shù)寫量增擋加。304：由靜滲碳排體和狹成分憤為S的奧呼氏體藥組成糟，其虧相對袖數(shù)量云符合陡杠桿脹定律帽。4-役4＇：發(fā)鈔生共沒析反固應(yīng)，頂奧氏世體轉(zhuǎn)基變?yōu)閾嶂楣庾u(yù)體；而滲碳末體不榆變化卡。4＇：息奧氏仗體消歡失，塑組織砍為二羽次滲蒼碳體邪和珠烘光體辦。4＇以劃下：P+蕩F橋e3剛CⅡ。313233WC輩=1斧.2粥%聰5邁00韻X34(四)共晶撥白口丙鑄鐵敢的結(jié)介晶過蕩程1以上屋：液宿相。1-糾1＇：號(hào)恒溫格，發(fā)捧生共垂晶反歇應(yīng)，LC→（AE+輕Fe3C），短得到守萊氏瘦體。1＇：群液相兆完全旋消失順，全含部為Ld（AE+涼Fe3C）。1-抱2：共皺晶奧肥氏體沾中析庸出滲被碳體霞，含慣碳量師沿ES線變雹化。352：共鄭晶奧合氏體商含碳從量降癢至S點(diǎn)。組織戰(zhàn)為Ld（AS+糖Fe3CⅡ+珍Fe3C）。2-印2＇：發(fā)喝生共勵(lì)析反地應(yīng)，怕共晶季奧氏席體轉(zhuǎn)祖變?yōu)殒溨楣馔阁w；情滲碳得體不狠變化伯。2以下已：組糾織為俯變態(tài)妻萊氏粘體。Ld＇（p逗+謊Fe3CⅡ+陸Fe3C）。36(五)亞共傲晶白嬸口鑄納鐵的廳結(jié)晶傅過程液相每中先賺析出混奧氏片體，文液相化成分響沿BC線增嘩加。達(dá)到C點(diǎn)后春發(fā)生汗共晶楚反應(yīng)驗(yàn)得到守萊氏慕體。溫度保繼續(xù)佳下降訓(xùn)，奧棚氏體渾中析撞出Fe劈燕3CⅡ。室溫酒組織毅：珠光丙體+二次井滲碳縮慧體+變態(tài)爽萊氏筒體。P+描F俯e3灑CⅡ+L裝d＇（p嫂+敲Fe繳3CⅡ+博Fe奶3C）3738(六)過共舌晶白服口鑄床鐵的疼結(jié)晶規(guī)過程液相羽中先驚析出介一次籠滲碳勇體，災(zāi)成分炸沿DC線降俱低。液相頃達(dá)到C點(diǎn)成權(quán)分后鬧發(fā)生顯共晶佛反應(yīng)判得到亂萊氏出體。室溫貴組織性：Fe快3CⅠ+L臨d＇3940過共旨晶白僚口鐵10講0X4142三、辟組織妙組成款物計(jì)殿算1、珠秀光體戀中鐵兄素體站和滲羽碳體波的相謠對含勉量？WF拘=(證6.意69洗-0乘.7枯7)東/(貝6.亡69欠-0有.0番21霞8)耐=8登8.負(fù)7%WF彩e3屆C=色1-烈88燈.7篇%=惰11過.3崗%432、計(jì)嫌算WC惠=0臺(tái).4番%鋼組般織組靠成物告的含廢量？組織燭組成伐物為爸先共摟析鐵傍素體腫和珠喊光體笑。WF先=[哲(0柄.7辜7-愛0.寬40姻)/煮(0挨.7呆7-乎0.銜02樣18部)]統(tǒng)×1話00俱%=4手9.都5%WP哭=1口-4傷9.府5%蘭=帝5雞0.態(tài)5%443、計(jì)丑算WC云=0誰.4損%鋼中飯的相度組成概物的非含量勿？相組籌成物背為鐵溫素體律和滲址碳體律。WF=[寬(6蔑.6佳9-盲0.費(fèi)40語)/城(6義.6澇9-謠0.販02朗18竊)]瞇×1企00義%=9喘4.紫3%WF釀e3C=旋1-匙94覽.3仗%決=霉5.種7%454、計(jì)脆算WC駱=1留.2鳳%鋼組租織組椒成物某的含賢量？組織盯組成飾物為偉珠光座體和植二次歉滲碳要體。WP=[訓(xùn)(6悅.6志9-啊1.援2)出/(童6.強(qiáng)69穗-0聽.7摟7)栽]×庸10龍0%=9舟2.躍7%WF壘e3獄CⅡ=[纖(1界.2坡-0旁.7街7)畝/(治6.繼69蔬-0奴.7厚7)棒]×夜10霉0%=7電.3沖%465、計(jì)宿算WC良=吼1扶.2期%鋼相剃組成幫物的課含量原？相組甜成物片為鐵懷素體榴和滲溉碳體屑。Wα=[張(6抓.6盟9-立1.臣2)貝/(伙6.覺69菜-0維.0伴21茫8)游]×聯(lián)10糕0%=8違2.紛3%WF賀e3百C=[絲式(1巨.2劈燕-0售.0褲21銜8)蘆/(逝6.貸69飲-0自.0拜21搜8)看]×榨10卡0%=1塑7.辦7%47四、鞭含碳吧量對劍鐵碳乎合金帝平衡固組織敏和性羞能的字影響(一)對相孕組成避的影步響鐵碳?xì)Ш辖饒D的室辱溫平禍衡相估組成對均由肥鐵素賴體和偽滲碳日體兩針相組磚成，魯并且縱隨著痰含碳派量的戚增加鄰，滲工碳體失逐慚好增加爬，鐵條素體盛量逐哭慚減朱少。484950(二)對組盯織組全成的丘影響隨著棚含碳我量的宜增加鹽，鐵際碳合摸金的雞組織懷變化圈：鐵冒素體普→→膠珠光論體→數(shù)→萊蒜氏體部。(三)對性毫能的棋影響1、隨洪含碳龍量的暮增加驕，鋼取的硬首度升響高，昂而塑柱性、喬韌性鳴降低鼓。2、隨南含碳戲量的棉增加宮，鋼欺的強(qiáng)家度升乘高，見在含伍碳量射接近1%時(shí)強(qiáng)站度達(dá)吃到最征高值膚，含沈碳量裕繼續(xù)細(xì)增加截，強(qiáng)弊度下卷降。51§3碧-2碳鋼一、輛鋼中騾常存亭雜質(zhì)援元素恐的影賀響雜質(zhì)花元素窮：由咬于冶坊煉工雄藝、蹦原料捆等原吹因，幼不可胞避免慎地存深在于喂鋼中顆的元早素，火含量激要求芳低于果某一境標(biāo)準(zhǔn)主值。常存腿元素改：Si，Mn，S，P，N，H，O殘余竄元素拿：Cr，Ni，Mo，W，Cu，V，Ti52(一)錳來源堆：煉濁鋼時(shí)椅脫氧夾、脫胃硫而得殘留貓?jiān)阡撜碇?。存在德形式抓：大嘉部分蛇溶于停鐵素燃體，秀小部保分溶秧于滲瘋碳體獲。作用衛(wèi)：1、強(qiáng)桂化鐵仰素體景。2、提足高過廉冷奧炊氏體演的穩(wěn)脾定性巡壽。含量儲(chǔ)：0.膽25送-0謹(jǐn).5資0%0.既50叔-0踢.8靜0%。（插含0.陸3－0.組5%可C需要獻(xiàn)淬火嚴(yán)處理叢）53(二)硅來源紀(jì)：煉綿鋼時(shí)蔑脫氧見而殘麥留鋼搶中。存在巡壽形式廉：溶僻于鐵搖素體奏。作用箏：強(qiáng)攔化鐵州素體揀。含量櫻：鎮(zhèn)產(chǎn)靜鋼搜：0.之17狠-0析.3黨7%，沸騰里鋼：<0碰.0亦7%。5455(三)硫來源魯：煉腰鋼原起料。存在攀形式窄：形版成（α－Fe＋Fe沾S）二迷元共睜晶。熱脆訪：共悉晶體狡分布私在奧鋪氏體攻晶界牌，熔慨點(diǎn)為98陵9℃。熱指加工綢一般暖加熱搜到12承00宿℃，此押時(shí)低訪熔點(diǎn)貍共晶互已融證化，疫在熱菠加工啄時(shí)晶俘界開簽裂。消除墻：加Mn形成輪高熔期點(diǎn)（16筑20府℃）的Mn限S。56(四)磷來源婦：煉貪鋼原隸料。存在瓣形式刑：固慎溶于榜鐵素應(yīng)體，水在偏妖析處瓣生成Fe隆3P。冷脆損：室由溫時(shí)申的塑醬性、脅韌性賣急劇殲下降株。57二、百碳鋼蓬的分傲類、做編號(hào)疼和用流途(一)碳鋼則的分任類1、按求鋼的檢含碳設(shè)量分任類(1搬)低碳禿鋼：扎≤0.且25臺(tái)%C(2亮)中碳弟鋼：0.偽30恭—0疾.5盯5%釘C(3嚴(yán))高碳望鋼：兔≥0.怖60短%C582、按蕩鋼的減質(zhì)量暑分類(1糟)普通辜碳素姓鋼：S≤蠟0.且05贏5%，P≤洪0.槽04乖5%(2刃)優(yōu)質(zhì)董碳素賭鋼：S、P辯≤0殼.0年40秋%(3犁)高級(jí)從優(yōu)質(zhì)魂碳素陰鋼：S≤妹0.嫌03西0%，P≤辣0.朽03刃5%593、按溪鋼的塔用途竿分類(1海)碳素棟結(jié)構(gòu)扒鋼：戶用于機(jī)制造補(bǔ)工程膝結(jié)構(gòu)哲和機(jī)摩械零狐件，背為低租、中肌碳鋼腿。(2駕)碳素劑工具捧鋼：時(shí)用于沃制造地刀具擠、模歸具和牽量具和，一鵲般為陽高碳繁鋼。60(二)碳素乞結(jié)構(gòu)騎鋼的揚(yáng)編號(hào)難和用紋途1、碳搬素工承程結(jié)下構(gòu)鋼(1潮)編號(hào)仙：Q＋屈街服點(diǎn)舅＋質(zhì)摘量等助級(jí)＋被脫氧膨。Q：表超示屈帶服強(qiáng)拌度。屈服蜻點(diǎn)：轟分為5個(gè)等稈級(jí)：19吊5，21濟(jì)5，23擇5，25診5，27襯5（MP魚a）61質(zhì)量殲等級(jí)裙：分A，B，C，D四個(gè)銹等級(jí)掠，表于示沖堪擊試們驗(yàn)的鞭要求轉(zhuǎn)不一魚樣。如Q2圾35：A：不抽要求命，B：20侍℃時(shí)≥27啞JC:額0℃時(shí)≥27厲J，D:－20驕℃≥柴27欣J。脫氧奇：鎮(zhèn)序靜鋼記：不怕表示;沸騰捉鋼：F；半不鎮(zhèn)靜雞鋼：b。62(2遇)特點(diǎn)西：產(chǎn)量杰大，姑用途腿廣。碳含份量較橡低。誓（