铁碳相图专题讲解

铁碳合金相图详解,(1)奥氏体A()碳溶于-Fe中形成的固溶体，面心立方，强度低,塑性好。(2)铁素体F()碳溶于Fe中形成的固溶体，体心立方，强度、硬度低,塑性、韧性好。(3)渗碳体Fe3C(Cm)金属化合物。成分固定,为6.69%C。性质硬而脆。是铁碳合金的强化相。,3.2铁碳相图,3.2.1铁碳合金的基本相,渗碳体Fe3C(Cm)是铁碳合金中最重要的强化相，它的数量、分布、形态等都对材料的机械性能有很大影响。根据生成条件不同可分为：Fe3C：直接从液体中结晶出来的，条、块状；Fe3C：从奥氏体中析出的，易聚集在晶界上；Fe3C：从铁素体中析出的，粒状，量少；共晶Fe3C：共晶反应产物，作为基体；共析Fe3C：共析反应产物，呈片状；,3.2.1铁碳合金的基本组织（基本的机械混合物、基本相组成方式）,莱氏体：共晶产物，1148进行，L(+Cm)（Ld）,珠光体：共析产物，727进行，(+Cm)（P）,3.2.2Fe-Fe3C相图分析(点、线、区，组成相）,0.02,6.69,500,600,700,800,900,1000,1100,1200,1300,1400,1500,1600,T,1227,0.77,2.11,4.3,奥+铁,铁素体+渗碳体,液体+奥氏体,液体+渗碳体,液体,奥氏体+渗碳体,G(913),727,1148,铁素体,A(1538),S,P,E,C,K,F,D,奥氏体,d,液+d,奥+d,液体,液+奥,A,B,N,J,奥氏体,A3,A1,Acm,铁碳合金分类,3.2.2Fe-Fe3C相图分析（共晶部分）,共晶:L(A+Fe3C)Ld,3.2.2Fe-Fe3C相图分析（共析部分）,共析:A(F+Fe3C)PLdLd,3.2.2Fe-Fe3C相图分析（各组成相的组织形态）,0.02,6.69,500,600,700,800,900,1000,1100,1200,1300,1400,1500,1600,T,1227,0.77,2.11,4.3,珠光体,奥+铁,铁+珠,渗碳体II+珠光体,奥氏体+渗碳体II,液体+奥氏体,液体+渗碳体,液体,奥氏体+渗碳体II+莱氏体,渗碳体+莱氏体,渗碳体+低温莱氏体,珠光体+渗碳体II+低温莱氏体,莱氏体,低温莱氏体,G(913),727,1148,铁素体,A(1538),S,P,E,C,K,F,D,奥氏体,A3,A1,Acm,3.2.3典型合金结晶过程1.共析钢的结晶过程(含碳0.77%珠光体)珠光体：由铁素体和渗碳体组成的片层状共析体。其中铁素体约占80%，渗碳体约占12%。,3-7Fe-Fe3C,P,0.02,6.69,500,600,700,800,900,1000,1100,1200,1300,1400,1500,1600,T,1227,0.77,2.11,4.3,珠光体,奥+铁,铁+珠,渗碳体II+珠光体,奥氏体+渗碳体II,液体+奥氏体,液体+渗碳体,液体,奥氏体+渗碳体II+莱氏体,渗碳体+莱氏体,渗碳体+低温莱氏体,珠光体+渗碳体II+低温莱氏体,莱氏体,低温莱氏体,G(913),727,1148,铁素体,A(1538),S,P,E,C,K,F,D,奥氏体,A3,A1,Acm,1,2,3,1,2,3,3,2.亚共析钢的结晶过程含碳量为0.02%0.77%。铁素体+珠光体组织。,0.02,6.69,500,600,700,800,900,1000,1100,1200,1300,1400,1500,1600,T,1227,0.77,2.11,4.3,珠光体,奥+铁,铁+珠,渗碳体II+珠光体,奥氏体+渗碳体II,液体+奥氏体,液体+渗碳体,液体,奥氏体+渗碳体II+莱氏体,渗碳体+莱氏体,渗碳体+低温莱氏体,珠光体+渗碳体II+低温莱氏体,莱氏体,低温莱氏体,G(913),727,1148,铁素体,A(1538),S,P,E,C,K,F,D,奥氏体,A3,A1,Acm,1,2,3,4,1,2,3,4,3.过共析钢的结晶过程含碳在0.77%2.1%之间的铁碳合金。珠光体+渗碳体。,0.02,6.69,500,600,700,800,900,1000,1100,1200,1300,1400,1500,1600,T,1227,0.77,2.11,4.3,珠光体,奥+铁,铁+珠,渗碳体II+珠光体,奥氏体+渗碳体II,液体+奥氏体,液体+渗碳体,液体,奥氏体+渗碳体II+莱氏体,渗碳体+莱氏体,渗碳体+低温莱氏体,珠光体+渗碳体II+低温莱氏体,莱氏体,低温莱氏体,G(913),727,1148,铁素体,A(1538),S,P,E,C,K,F,D,奥氏体,A3,A1,Acm,Fe3C,Fe3C,1,2,3,4,1,2,3,4,0.02,6.69,500,600,700,800,900,1000,1100,1200,1300,1400,1500,1600,T,1227,0.77,2.11,4.3,珠光体,奥+铁,铁+珠,渗碳体II+珠光体,奥氏体+渗碳体II,液体+奥氏体,液体+渗碳体,液体,奥氏体+渗碳体II+莱氏体,渗碳体+莱氏体,渗碳体+低温莱氏体,珠光体+渗碳体II+低温莱氏体,莱氏体,低温莱氏体,G(913),727,1148,铁素体,A(1538),S,P,E,C,K,F,D,奥氏体,A3,A1,Acm,L,Ld,Ld,1,2,1,2,2,1,4.共晶白口铁的结晶过程,5.亚共晶(白口)铸铁的结晶过程含碳量为2.1%4.3%之间的铁碳合金。室温组织为P+Fe3C+Ld。,0.02,6.69,500,600,700,800,900,1000,1100,1200,1300,1400,1500,1600,T,1227,0.77,2.11,4.3,珠光体,奥+铁,铁+珠,渗碳体II+珠光体,奥氏体+渗碳体II,液体+奥氏体,液体+渗碳体,液体,奥氏体+渗碳体II+莱氏体,渗碳体+莱氏体,渗碳体+低温莱氏体,珠光体+渗碳体II+低温莱氏体,莱氏体,低温莱氏体,G(913),727,1148,铁素体,A(1538),S,P,E,C,K,F,D,奥氏体,A3,A1,Acm,1,2,3,1,2,3,3.3.1判断合金的组织根据相图可以判断在温度缓慢变化条件下，任一成分的合金在某个温度时的组织是由哪些相组成的，各相的化学成分以及各相所占的比例。,3.3相图的应用,铁碳合金室温组织比例图,100%,F,Fe3C,Fe3C,P,Ld,0,0.77,2.11,4.3,6.69,C%,1.单相固溶体固溶体的强度、硬度高于纯金属，固溶度越高，强度、硬度越高，塑性、韧性一般随固溶度增加而下降。,3.3.2根据相图分析机械性能,溶剂晶格畸变亦使其电阻增大，所以，高电阻合金都是固溶体合金。单相固溶体在电解质中不会象多相固溶体那样构成微电池，故单相固溶体合金的耐蚀性较高。,B%,A,B,sbHB,B%,A,B,3必须指出，双相合金，特别是含共析体和共晶体的合金的机械性能，与其组织的细密程度有关。组织细密、强度、硬度升高。,2.两相混合物当合金为两相混合物时(如P、P+F等)。合金的性能大致为两相的体积加权平均值。=1V1+2V2HB=HB1V1+HB2V2,3.碳钢的机械性能,铁素体珠光体渗碳体,1.相图与材