铁碳合金的基本组织

1.2.1

铁碳合金的基本组织1.2铁碳合金的组织与状态图1.2.1铁碳合金的基本组织1.2.2铁碳合金状态图一、金属的结晶结晶：金属液体－－→固态晶体金属原子无序－－→有序排列的过程一次结晶：金属液体－－→固态晶体二次结晶或重结晶：一种固态晶体－－→另一种固态晶体1.2.1铁碳合金的基本组织纯金属由液态向固态的冷却过程，可用冷却过程中所测得的温度与时间的关系曲线———冷却转变曲线来表示，这种方法称热分析法。热分析法：在程序控制温度下，测量物质的物理性质与温度之间关系的一类技术分析。1.纯金属结晶的条件a）理论结晶温度b）实际结晶温度1.纯金属结晶的条件T0——理论结晶温度，液态金属在无限缓慢冷却条件下的结晶温度;T1——实际结晶温度金属的实际结晶温度低于理论结晶温度的现象，称为过冷现象。

ΔT=T0－T1——过冷度理论结晶温度与实际结晶温度之差，称为过冷度。过冷是金属结晶的一个必要条件。2.结晶过程单晶体和多晶体·晶核的不断形成和长大2.结晶过程晶核的形成一是由液态金属中一些原子自发地聚集在一起，按金属晶体的固有规律排列起来称为自发晶核二是由液态金属中一些外来的微细固态质点而形成的，称为外来晶核晶核的长大液态金属的原子以晶核为中心，按一定的几何形状不断地排列起来，形成晶体。当金属液体消耗完时，就形成晶粒。单晶体：水晶，雪花、食盐小颗粒，单晶硅

晶核；晶轴，

晶粒，晶界；单晶体；多晶体3.细晶强化的手段增加过冷度变质处理附加振动热处理、压力加工二、纯铁的晶体结构1.晶体的基本概念

抽象化最小单元棱边常数晶体————→晶格————→晶胞————→晶格常数2.纯铁的晶体结构体心立方晶格强度高、塑性较好。单位晶胞原子数为2；

配位数是8（配位数：晶格中与某一布拉维格子相距最近的格子个数。配位数与晶体结构或晶胞类型有关，且决定原子堆积的紧密程度

）具有体心立方晶格的金属有

钾（K）、钼（Mo)、钨（W）、钒（V）、α-铁面心立方晶格：γ-铁，很好的塑性。单位晶胞原子数为4；

配位数是12具有这种晶格的金属有：铝（Al）、铜（Cu）、镍（Ni）、金（Au）、银（Ag）、γ-铁等密排六方晶格：单位晶胞内含有原子数目为6。配位数为12具有这种晶格的金属有镁、锌、铍、钛、镉等3.金属的实际晶体结构多晶体：由多晶粒组成的晶体结构3.金属的实际晶体结构晶体缺陷：偏离晶体完整性的微观区域。有点缺陷、线缺陷、面缺陷。点缺陷：空位、间隙原子、置换原子。线缺陷：最常见的是位错，它是在晶体中某处有一列或若干列原子发生了有规律的错排现象。面缺陷：包括晶界和亚晶界。实际金属中的缺陷对材料力学性能的影响：点缺陷和线缺陷，可提高硬度和强度，降低塑性和韧性面缺陷能同时提高强度和塑性故：细化晶粒是改善金属力学性能的有效手段思考题：如果其它条件相同，试比较下列铸造条件下铸件晶粒大小：（1）金属型浇注与砂型浇注；（2）铸成薄壁件与铸成厚壁件；（3）厚大壁件的表面部分与中心部分；（4）浇注时采用振动与不采用振动。三、纯铁的同素异构转变金属在固态下，其晶格类型随温度发生转变的现象，称为同素异构转变。Fe、Co、Sn、Mn等元素都具有同素异构特性。广义上讲，属于结晶，称为二次结晶。有晶核的形成和长大有过冷现象转变时放出潜热，冷却曲线有水平段四、铁碳合金的基本组织1.基本概念：合金：由两种或两种以上的元素组成的具有金属特性的物质。组元：组成合金的基本的物质称为组元。简称元。相：化学成分相同、结构相同并与其他部分以界面分开的均匀组成部分称为相。组织：是指合金中用肉眼或显微镜所观察到的材料的微观形貌，也称为显微组织。2.铁碳合金的基本组织（1）固溶体固溶体：溶质原子溶入溶剂晶格而仍保持溶剂晶格类型的金属晶体。按溶解方式的不同：置换固溶体：间隙固溶体：固溶强化：溶质原子使固溶体的强度和硬度升高的现象。铁素体奥氏体铁素体F：碳溶于α-Fe中形成的间隙固溶体奥氏体A：碳溶于γ-Fe中形成的间隙固溶体(2)化合物由合金组元化合而成的一种新的晶体。结构：复杂的晶格结构；性能：硬而脆渗碳体Fe3C：铁与碳形成的金属化合物。(3)机械混合物由两种以上的相混合而成。结构：各相均保持其原有的晶格。性能：介于各组成相之间，取决于各相的形状、大小、分布。珠光体：P＝F＋Fe3C莱氏体：高温莱氏体：Ld＝A＋Fe3C727℃以上低温莱氏体：Ld’＝P＋Fe3C铁碳合金的基本组织思考题：1.如果结晶时晶核不多而生长速