Fe-C相图（课堂PPT）

1、19.1铁碳合金目录铁碳合金目录铁碳合金系相图铁碳合金系相图铁碳合金的平衡结晶过程铁碳合金的平衡结晶过程铁碳合金的成分铁碳合金的成分-组织组织-性能关系性能关系铁碳合金中的组元铁碳合金中的组元2铁碳合金中的组元铁碳合金中的组元钢与铁的区别钢与铁的区别Fe-CFe-C与与Fe-FeFe-Fe3 3C C相图的区别相图的区别3铁是过渡族元素铁是过渡族元素; ;熔点：熔点：1538;1538;密度：密度：7.87 g /cm7.87 g /cm3 3; ;有三种同素异构转变有三种同素异构转变 -Fe-Fe -Fe-Fe -Fe-Fe性能特点性能特点C-Fe3C4FeFe3 3C C渗碳体渗碳体CEM

2、ENTITECEMENTITE的晶体结构的晶体结构FeFe3 3C C：铁与碳的一种具有复杂结构的：铁与碳的一种具有复杂结构的间隙化合物，通常称为间隙化合物，通常称为渗碳体。渗碳体。铁碳合金中的相56包晶点包晶点J和和包晶线HJB7共晶点C和共晶线ECF8温度：温度： 11481148；成分：成分：4.3%C4.3%C。共晶反应共晶反应L LC C A AE E+ Fe+ Fe3 3C C 即即 L L4.34.3 A A2.112.11+ Fe+ Fe3 3C CL L4.3 4.3 L Ld d莱氏体中的渗碳体称共晶渗碳体。莱氏体中的渗碳体称共晶渗碳体。 莱氏体的形态：块状或粒状奥氏体分布

3、在渗碳体基体上。莱氏体的形态：块状或粒状奥氏体分布在渗碳体基体上。莱氏体的性能：硬而脆。莱氏体的性能：硬而脆。s水平线水平线ECFECF为共晶反应线。为共晶反应线。共析点S和共析线PSK9GS、ES、PQ线的含义线的含义10Fe-Fe3C相图中各点的温度、碳含量及含义相图中各点的温度、碳含量及含义11铁碳合金的分类12铁碳合典型铁碳合金的平衡结晶过程分析13典型铁碳合金的平衡结晶过程分析典型铁碳合金分类工业纯铁工业纯铁共析钢共析钢亚共析钢亚共析钢过共析钢过共析钢共晶白口铸铁共晶白口铸铁亚共晶白口铸铁亚共晶白口铸铁过共晶白口铸铁过共晶白口铸铁工业纯铁的结晶过程分析工业纯铁的结晶过程分析14室温组

4、织:铁素体三次渗碳体 F+ Fe3CIII工业纯铁的显微组织工业纯铁的显微组织计算组织组成物的相对量计算组织组成物的相对量15工工业业纯纯铁铁的的显显微微组组织织: :共析钢的结晶过程分析共析钢的结晶过程分析16共析钢的室温共析钢的室温组织组织: 珠光体珠光体 P共析钢的室温组织共析钢的室温组织17%12%881%88%10069. 677. 069. 63CFeF亚共析钢的结晶过程分析亚共析钢的结晶过程分析18亚共析钢室温亚共析钢室温组织组织: : 铁素体铁素体+ +珠光体珠光体 F+PF+P19组织、相组成物计算组织、相组成物计算20%6%941%94%1000218. 069. 64 .

5、 069. 63CFeF%1000218. 077. 00218. 04 . 0%51%491%49%1000218. 077. 04 . 077. 0PF根据金相组织中的根据金相组织中的 所占的面积百分比，反推含碳量所占的面积百分比，反推含碳量亚共析钢的显微组织:F+P21亚共析钢的显20钢(0.2%C)40钢(0.4%C)60钢(0.6%C)根据金相组织中的根据金相组织中的 所占的面积百分比，反推含碳量所占的面积百分比，反推含碳量过共析钢的结晶过程分析22过共析钢室温过共析钢室温组织组织: :珠光体珠光体+ +网状二次渗碳体网状二次渗碳体 P+FeP+Fe3 3C CII II过共析钢过共

6、析钢(0.77%-2.11%C)(0.77%-2.11%C)T12钢退火组织23T12钢退火组织 400显微组织：珠光体网状渗碳体T12钢退火组织 400硝酸酒精腐蚀显微组织：珠光体(P)网状渗碳体PROEUTECTOID CEMENTITE NETWORK(Fe3CII )T12钢退火组织 400苦味酸钠酒精腐蚀显微组织特征: 渗碳体网被染黑组织组成物计算组织组成物计算24组组织织组组%93%71%7%10077. 069. 677. 02 . 13PCFeFCFeFc1%1000218. 069. 669. 63共晶白口铸铁的结晶过程分析25LLdLdLdLdLdLd共晶白口铸铁室温组织:

7、莱氏体Ld (P+ Fe3CII +Fe3C)26亚共晶白口铸铁的结晶过程分析27亚共晶白口铸铁亚共晶白口铸铁室温组织:珠光体+网状二次渗碳体+莱氏体 P+ Fe3CII +Ld (P+ Fe3CII +Fe3C)28过共晶白口铸铁结晶过程分析29过共晶白口铸铁室温过共晶白口铸铁室温组织组织: :一次渗碳体莱氏体一次渗碳体莱氏体 FeFe3 3C C1 1 Ld Ld (P+ (P+ Fe Fe3 3C CII II + +FeFe3 3C)C)30铁碳 合金组织 组成物31铁铁碳碳合合金金碳对铁碳合金的影响碳对铁碳合金的影响32碳对铁碳合金的影响碳对铁碳合金的影响组织组织性能性能铁碳合金成分

8、铁碳合金成分-组织的关系组织的关系33铁碳合金成分铁碳合金成分- -组织组织- -性能的关系性能的关系铁碳合金成分铁碳合金成分-力学性能的关系力学性能的关系34铁碳合金成分铁碳合金成分- -工艺性能的关系工艺性能的关系Fe-FeFe-Fe3 3C C相图的应用相图的应用选材选材加工加工铸造铸造锻压锻压焊接焊接热处理热处理总之：适合锻造：总之：适合锻造：C%2.11%，可得到单相组织。，可得到单相组织。 适合铸造：适合铸造：C%4.3%，流动性好。，流动性好。 适合冷塑变：适合冷塑变：C%0.25%，变形阻力小。，变形阻力小。 适合热处理：适合热处理：0.0218-2.11，有固态相变。，有固态相变。钢中杂质元素及其对性能的影响钢中杂质元素及其对性能的影响35者者小小而而后后者者大。大。u2、727 C是是铁铁素素体体与与奥奥氏氏体体的的同同素素异异构构转转变变温温度。度。u3、在在Fe-Fe3C系系合合金金中，中，只只有有过过共共析析钢钢的的平平衡衡结结晶晶组组织织中中才才有有二二次次渗渗碳碳体体存存在在u4、凡凡是是碳碳钢钢的的平平衡衡结结晶晶过过程程都都具具有有共共析析转转变，变，而而没没有有共共晶晶转转变；变；相相反，