Fe-Fe3C相图分析ppt课件.ppt

1,复习,相组织组成物,Fe-Fe3C相图,工业纯铁的结晶过程分析,点线相区,2,3,工业纯铁,室温相：+Fe3C室温组织：+Fe3C组织特点：在缓慢冷却条件下，Fe3C以断续沿晶界析出。,4,钢的结晶过程分析,5,2、共析钢,P,+Fe3C,6,共析钢的组织为P，是和e3C的机械混合物。,7,3、亚共析钢wC=0.4%,8,亚共析钢的室温组织亚共析钢的室温相e3C,P,9,相分数、组织分数,室温下有Fe3C两个相,室温下有P两种组织,10,4、过共析钢wC=1.2%,11,过共析钢的室温组织e3C亚共析钢的室温相e3C,P,Fe3CII,12,相分数、组织分数,室温下有Fe3C两个相,室温下有P+Fe3CII两种组织,13,钢的金相组织,共析钢的金相组织珠光体(P),亚共析钢的金相组织铁素体+珠光体(+P),过共析钢的金相组织珠光体+渗碳体(P+Fe3CII),钢在室温下有两个相：Fe3C,14,工业纯铁及钢的金相组织,15,白口铸铁的结晶过程分析,16,5、共晶白口铸铁,17,共晶白口铁的高温组织为Ld+e3C(共晶)+Fe3C,共晶白口铁的室温组织为Ld+e3C(共晶)+Fe3C,18,6、亚共晶白口铸铁wC=3.0%,Fe3CII,Ld+P+Fe3CII,19,亚共晶白口铁的高温组织Ld+Fe3C,亚共晶白口铁的室温组织Ld+P+Fe3C,Ld,P,20,相及组织组成物质量分数,K,室温下共有两个相：Fe3C,21,室温下有三种组织Ld+P+Fe3CIILd来自Ld,P和Fe3CII来自,22,7、过共晶白口铸铁wC=5.0%,dFe3C,23,过共晶白口铁的高温组织dFe3C,过共晶白口铁的室温组织LdFe3C,Ld,Fe3CI,24,相及组织物分数,K,室温下共有两个相：Fe3C,室温下有两种组织：Ld+Fe3CI,25,白口铸铁的相及组织,共晶白口铁的金相组织Ld=P+Fe3C+Fe3C(共晶）,亚共晶白口铁的金相组织P+Fe3C+Ld,过共晶白口铁的金相组织Fe3CI+Ld,白口铸铁的室温相为+Fe3C,26,白口铁的金相组织,27,四、含碳量对组织及性能的影响,（一）对平衡组织的影响,将Fe-Fe3C相图中的相区按组织组成物填写,组织组成物相图：,28,组织组成物相图,F+Fe3CIII,A+F,F,L+,+A,A,L,L+A,L+Fe3C,A+Fe3C,A+Fe3C+Ld,Fe3C+Ld,Ld,P+Fe3C+Ld,Fe3C+Ld,Ld,F+P,P+Fe3C,P,Fe3C,29,wC,组织发生相应改变,P,工业纯铁,钢,白口铸铁,30,组织组成物相对量%,相组成物相对量%,F,P,Ld,Fe3C,F,Fe3CII,Fe3CI,wC,Fe3C的数量,31,wC,Fe3C的形态会发生变化,Fe3CIII(薄片状)共析Fe3C(层片状)Fe3CII(网状)共晶Fe3C(连续基体)Fe3CI(粗大片状),32,(二)对性能的影响,强度和硬度塑性、韧性,Fe3C是钢中的强化相，当渗碳体与F基体组成P时，随其含量,33,当渗碳体以网状（Fe3CII）、特别是作为基体（共晶Fe3C）或以板条粗针状（Fe3CI）分布于Ld上时,塑韧性下降强度也会下降。,34,HB,b,Ak,35,五、铁碳合金相图的应用,设计选材,铁碳合金的性能是随含碳量而变化的，根据零件的性能要求，可以确定铁碳合金的成分范围。,塑性、韧性,低碳钢wC%(0.10,0.25),塑性、韧性、强度,中碳钢wC%(0.25,0.60),硬度、耐磨性,高碳钢wC%(0.60,1.30),36,制定热加工工艺,铸造工艺：确定浇注温度,锻造工艺：确定锻造温度,焊接工艺：分析HAZ的组织和性能,热处理工艺：是制订热处理工艺的基础。,37,六、合金性能与相图的关系,1）力学性能与物理性能,38,2)工艺性能,铸造压力加工焊接性切削加工性能热处理,39,分散,集中,分散,集中,40,第四节钢中杂质元素对钢性能的影响,硅、锰硫、磷氢、氮、氧,41,一、硅和锰的影响,硅和锰是钢中的脱氧剂,42,二、硫和磷的影响,是炼钢的原料中带来的，是钢中的有害元素,硫,S不溶于Fe,而形成FeS熔点1190，且FeS与-Fe会形成低熔点（989）共晶体，分布在奥氏体晶界上。热加工时，共晶体熔化，沿奥氏体晶界开裂热脆,43,适当增加钢的含Mn量，可使S优先与Mn结合生成高熔点（1620）的MnS，可避免热脆。但MnS会降低钢的塑韧性，常成为裂纹源。,磷,磷可固溶于铁素体中，提高钢的强度，但剧烈降低钢的塑韧性，特别是使钢低温下变脆冷脆。且磷在钢中偏析严重。,硫、磷均会降低钢的焊接性。,钢中要严格控制硫、磷含量。,44,wS0.0350.050%wP0.0350.045%,wS0.0300.035%wP0.0300.035%,wS0.020%wP0.030%,45,适当增加硫、磷含量(wS=0.180.35%,wP=0.080.15%)可提高钢的切削加工性能，适于一些强度要求不高的标准件的批量生产；磷可增加钢在大气中的耐腐蚀性能，同时在钢中加入RE、Ti抑制冷脆如国产Cu-P-RE,Cu-P-Ti钢,46,三、钢中气体的影响,氢,微量的氢（0.53mL/100g）就可引起“氢脆”，使钢的塑韧性显著下降，甚至产生微裂纹。氢是引起焊接接头延迟裂纹的重要因素。,47,氮固溶于铁素体中产生“应变时效”，增加钢的脆性。,氮,应变