工程材料及制造基础第二讲铁碳合金Fe-CAlloy.ppt

上讲知识点 一 金属材料性能二 金属晶体构造1 晶体 晶体结构2 金属结晶过程 过冷 过冷度 冷却速度3 金属同素异晶转变4 合金基本组成物及二元合金相图 第二讲铁碳合金Fe CAlloy一 铁碳合金基本组织BasicStructureofFe CAlloy1 铁素体 Ferrite 0 008 0 02 C碳溶解在 Fe中形成的固溶体 特点 塑性 韧性好 延伸率 45 50 但强度和硬度低 应用 工业用纯铁 组织 100 铁素体 F 2 奥氏体 Austenite 0 77 2 08 C碳溶解在 Fe中形成的固溶体 特点 只在723 以上存在 塑性好 硬度低 应用 钢的压力加工就在奥氏体状态下进行 3 渗碳体Cementite Fe3C 6 67 CFe与C形成的金属化合物 特点 硬度高 塑性差 在钢中起骨架作用 注意 条件许可时 渗碳体会分解成铁 石墨 4 机械混合物 珠光体Pearlite 莱氏Ledeburite珠光体 P 室温组织组成 铁素体 渗碳体 F Fe3C 性能 强度和硬度高 塑性较差莱氏体 Le 高温组织组成 奥氏体 渗碳体 A Fe3C 性能 强度和硬度高 塑性较差在室温下 因A转变成 P Fe3C 莱氏体转变为变态莱氏体 Le 二 铁 碳合金相图Fe CEquilibriumDiagram1 特征点 A C D E G P S和Q点含义 2 特性线 ABCD线 液相线 Liquidus AHJECF线 固相线 Solidus ECF线 EutecticLine 共晶线 1147 PSK线 EutectoidLine 共析线 727 GS线 A3 奥氏体中开始析出铁素体线 ES线 Acm 碳在 铁中的溶解度线 PQ线 碳在 铁中的溶解度线 3 区域 两相区液相 固相 固相 固相 图1 铁 碳合金相图 Liquid Austenite 三 铁碳合金分类ClassofFe CAlloy1 工业纯铁 PureIron C 0 02 2 钢 Steel 0 02 C 2 11 注 以含碳0 77 为界 有亚共析和过共析钢 3 生铁 CastIron 2 11 C 6 69 注 以碳4 30 为界 分亚共晶和过共晶铁 四 举例分析不同成分铁 碳合金结晶过程分析五种成分的铁 碳合金 从冷却 结晶和直到室温的组织形成过程 亚共析钢LAF P 共析钢LAP 过共析钢LAFe3C P 亚共晶生铁LA LeP Le 共晶生铁LLeLe 过共晶生铁LFe3C LeFe3C Le 图2分析 六个成分冷却 结晶过程 图3共析钢组织转变示意图Eutectoidtransformation 共析钢金相组织图Eutectoidtransformation 图4亚共析钢组织转变示意图Sub eutectoid 亚共析钢金相组织图Sub eutectoid 图5过共析钢组织转变示意图Over eutectoid 过共析钢组织金相图Over eutectoid 图6共晶成分组织转变示意图Eutectictransformation 图7亚共晶成分组织转变示意图Sub Eutectictransformation 图8过共晶成分组织转变示意图Sub Eutectictransformation 六 碳对铁碳合金组织和性能影响1 组织变化 随碳含量增加 渗碳体 Fe3C 量增多 基体由铁素体 F 变成珠光体 P 继而又转变成莱氏体 Le 形态也由片状变成网状 2 性能变化 小于1 0 时 随碳含量增加 强度和硬度提高 韧性和塑性降低 大于1 0 时 网状渗碳体出现 硬度虽增大 但强度下降 所以高碳钢适于制造模具和工具 工业用钢碳小于1 4 钢的性能随碳含量的变化变化 七 铁碳合金相图应用ApplicationofFe CEquilibriumDiagram1 在铸造中应用 ApplicationinFoundry 1 确定钢和铸铁浇注温度 2 判断其流动性好坏和收缩大小 2 在锻造中应用 ApplicationinForging确保钢在奥氏体区域内变形 3 在热处理中应用 ApplicationinHeattreatment制定热处理工艺依据 Questions Statethedifferencebetweensteelandcastiron Statehowthecarboncontentinfluencesthestrengthandductilityofsteel Describethecoolingprocessoftypicalferrousalloys 词汇 二元合金相图 EquilibriumDiagramofBinaryAlloy铁碳合金 Fe CAlloy铁碳合金基本组织 BasicStructureofFe CAlloy铁素体 Ferrite奥氏体 Austenite渗碳体 Cementite珠光体 Pearlite 莱氏体 Ledeburite铁 碳合金相图 Fe CEquilibriumDiagram液相线 Liquidus固相线 Solidus共晶线 EutecticLine共析线 EutectoidLine铁碳合金分类 ClassofFe CAlloy工业纯铁 PureIron 共析转变 EutectoidTransformation亚共析转变 Sub EutectoidTransform过共析转变 Over EutectoidTransformation共晶转变 EutecticTransformation亚共晶转变 Sub EutecticTransformation钢 Steel生铁 CastIron 铁碳合金相图应用