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 b 35MPa 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 Fe3C 3Fe 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L e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 ingotiron 共析钢 eutectoidsteel 亚共析钢 hypoeutectoidsteel 过共析钢 hypereutectoidsteel 共晶白口铁 eutectoidwhiteiron 亚共晶白口铁 hypoeutectoidwhiteiron 过共晶白口铁 hypereutectoidwhiteiron 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 制定热加工工