铁碳合金的相图的详细讲解.ppt

2-5 铁碳合金的组织与状态图,铁碳合金碳钢和铸铁，是工业应用最广的合金。 含碳量为0.0218% 2.11%的称钢 含碳量为 2.11% 6.69%的称铸铁。 铁和碳可形成一系列稳定化合物： fe3c、 fe2c、 fec，都可作为纯组元看待。 含碳量大于fe3c成分（6.69%）时，合金太脆，已无实用价值。,一、铁碳合金的基本组织,是体心立方间隙固溶体。铁素体的溶碳能力很低,在727时最大为0.0218%，室温下仅为0.0008%。 铁素体的组织为多边形晶粒，性能与纯铁相似。,铁素体, 组元：fe、 fe3c 相 铁素体： 碳在-fe中的固溶体称铁素体, 用f 或 表示。,铁素体组织金相图, 奥氏体: 碳在 -fe中的固溶体称奥氏体。用a或 表示。 是面心立方晶格的间隙固溶体。溶碳能力比铁素体大，1148时最大为2.11%。727 时为0.77%,组织为不规则多面体晶粒，晶界较直。强度低、塑性好，钢材热加工都在 区进行. 碳钢室温组织中无奥氏体。,奥氏体,奥氏体组织金相图, 渗碳体：即fe3c, 含碳6.69%, 用fe3c或cm表示。 fe3c硬度高、强度低(b35mpa), 脆性大, 塑性几乎为零,fe3c是一个亚稳相，在一定条件下可发生分解：fe3c3fe+c(石墨), 该反应对铸铁有重要意义。 由于碳在-fe中的溶解度很小，因而常温下碳在铁碳合金中主要以fe3c或石墨的形式存在。,渗碳体组织金相图,珠光体：铁素体与fe3c的机械混合物，用p表示。,珠光体的组织特点是两相呈片层相间分布,性能介于两相之间。,珠光体,珠光体 ( p ),莱氏体： 与fe3c的机械混合物 高温莱氏体：727 以上，奥氏体与渗碳体，以le表示 低温莱氏体：727 以下，珠光体与渗碳体，以le表示 为蜂窝状, 以fe3c为基，性能硬而脆。,莱氏体,莱氏体 ( ld ),相图的建立,相图的建立,热 分 析 法,温度,a,b,ab : 液相线,ab : 固相线,l,l + s,s,l : 液相区,s : 固相区,l+s:液固共存区,铁碳合金相图是研究铁碳合金最基本的工具，是研究碳钢和铸铁的成分、温度、组织及性能之间关系的理论基础,是制定热加工、热处理、冶炼和铸造等工艺依据.,二、铁碳合金状态图,含碳量大于fe3c成分（6.69%）时，合金太脆，已无实用价值。 实际所讨论的铁碳合金相图是fe- fe3c相图。,fe - fe3c 相图,五个重要的成份点: p、s、e、c、k。 四条重要的线: ef、es、gs、fk。 三个重要转变: 包晶转变、共晶转变、共析转变。 二个重要温度: 1148 、727 。,(一)铁碳合金状态图中主要点和线的意义,fe - fe3c 相图,a,c,d,e,f,g,s,p,q,1148,727,l,a,l+a,l+ fe3c,6.69%c,( a+fe3c ),ld,ld+fe3c,a+ld+fe3c,f,a+f,a+ fe3c,( f+ fe3c ),p,p+f,p+fe3c,ld,ld+fe3c,p+ld+fe3c,k,( p+fe3c ), 特征点, 特征线 液相线acd， 固相线aecf 水平线： ecf：共晶线lc e+fe3c 共晶产物是a与fe3c的机械混合物，称作莱氏体, 用le表示。为蜂窝状, 以fe3c为基，性能硬而脆。,莱氏体,（二）铁碳合金的组织转变,工业纯铁 ( ingot iron ) 共析钢 ( eutectoid steel ) 亚共析钢 ( hypoeutectoid steel ) 过共析钢 ( hypereutectoid steel ) 共晶白口铁 ( eutectoid white iron ) 亚共晶白口铁( hypoeutectoid white iron ) 过共晶白口铁( hypereutectoid white iron ),1.工业纯铁 ( wc 0.0218% ),工业纯铁组织金相图,2. 共析钢 ( wc = 0.77% ),共析钢组织金相图,3.亚共析钢 ( wc = 0.45% ),亚共析钢组织金相图,4.过共析钢 ( wc = 1.2% ),过共析钢组织金相图,5.共晶白口铁 ( wc = 4.3% ),共晶白口铁组织金相图,6.亚共晶白口铁 ( wc = 3.0% ),亚共晶白口铁组织金相图,7.过共晶白口铁 ( wc = 5.0% ),过共晶白口铁组织金相图,fe - fe3c 相图的应用,一.选择材料方面的应用,1. 分析零件的工作条件, 根据铁碳合金 成分、组织、性能之间的变化规律进 行选择材料。,2. 根据铁碳合金成分、组织、性能之间 的变化规律 , 确定选定材料的工作范 围。,二.制定