第四章铁碳合金 §1 纯铁、铁碳合金

1、第四章第四章 铁碳合金铁碳合金1 纯铁、铁碳合金纯铁、铁碳合金 1 纯铁、铁碳合金纯铁、铁碳合金铁碳合金应用最广泛的合金 一、 铁碳合金中的基本相和基本组织 (一) 纯铁冷却中晶体结构变化： 1538 1394 912 L Fe Fe Fe bcc fcc bccANG纯铁的冷却曲线Fe-Fe3C相图（局部）（二）（二） 铁碳合金中的基本相和基本组织铁碳合金中的基本相和基本组织 1 基本组元： Fe、C 2 基本相：铁素体() ：C在BCCFe中的固溶体；奥氏体() ：C在FCCFe中的固溶体；渗碳体(Fe3C)：Fe与C形成的金属化合物。良好塑韧性钢中基体相硬、脆钢中强化相3 组织组织 Fe

2、-C合金成分范围宽，相构成只三个，但性能差别大，原因：相之间具体组合方式不同，或单相或混合相存在 不同组织，不同的组织结构对Fe-C合金的机械性能有重要影响。 F P Fe3Cb(MN/m2) 230 750 30 (%) 50 20 0 a k ( j/cm2) 160 30 0HB 80 200 800 L+Fe3CFe-Fe3C 相图相图点、线、区及其意义 液相线 ABCD 固相线 AHJECF 包晶线 H J B (1495) LB+H J 共晶线 E C F (1148) LC E+Fe3C 共析线 P S K （727） S P+Fe3C ES线的溶解度曲线 PQ线的溶解度曲线 G

3、S线先共析析出线J点包晶点 1495 0.17% CC点共晶点 1148 4.3% CS点共析点 727 0.77% CE点的最大溶碳量 2.11% C P点的最大溶碳量 0.0218% C铁碳合金的平衡结晶过程及组织铁碳合金的平衡结晶过程及组织 铁碳合金分类 工业纯铁工业纯铁Wc0.0218 钢钢含碳量 Wc2.11 铸铁铸铁含碳量 Wc2.11 根据组织特征，将铁碳合金分为七种类型： （1）工业纯铁 Wc0.0218 （2）共析钢 Wc=0.77 （3）亚共析钢 Wc=0.02180.77 （4）过共析钢 Wc=0.772.11 （5）共晶白口铁 Wc=4.3 （6）亚共晶白口铁 Wc=2

4、.114.3 （7）过共晶白口铁 Wc=4.306.691245678工业纯铁的室温组织1234727时发生共析转变：时发生共析转变： S (PFe3C)=P计算珠光体中铁素体和渗碳体的相对含量？计算珠光体中铁素体和渗碳体的相对含量？2.114.30.771148727 P点0.02186.69KWF=SK/PK=(6.690.77)/(6.690.0008100%=88%W Fe3C = 188% = 12%123456Wc=0.20%Wc=0.40%亚共析钢的室温组织0.02186.690.77727F + Fe3C 相 区0.4计算WC=0.4%钢中的组织组成物 先共析F 和 P 的含量？W F先 = (0.770.40) / (0.770.0218) 100% = 49.5%WP = 149.5% = 50.5%计算相组成物 铁素体 和 Fe3C 的含量？WF = (6.690.40) / (6.690.0218) 100% = 94.3%WFe3C = 194.3% = 5.7% 过共析钢相构成：F+ Fe3C组织构成： Fe3C+P硝酸酒精浸蚀苦味酸浸蚀过共析钢的室温组织123L+Fe3C(A + Fe3C + Fe3C)=Ld(P + Fe3C + Fe3C)=Ld共晶白口铁的室温组织K1234L+Fe3C亚