铁碳合金相图及应用

铁碳合金相图及应用第1页，课件共31页，创作于2023年2月§1相图的相关概念1．组元：组成合金的最简单、最基本，能够独立存在的物质称为组元。但在所研究的范围内既不分解也不发生任何化学反应的稳定化合物也可称为组元，如Fe3C看作一组元。2．合金系：由两个或两个以上组元按不同比例配制成的一系列不同成分的合金，称为合金系。3．相图：用来表示合金系中各个合金的结晶过程的简明图解称为相图，又称状态图或平衡图。第2页，课件共31页，创作于2023年2月§2铁碳合金基本相一.组元的性质

——多晶型性纯铁的同素异构转变:室温~912℃体心立方（b、c、c）称912℃~1394℃面心立方（f、c、c）称1394℃~熔点体心立方（b、c、c）称

第3页，课件共31页，创作于2023年2月二.

铁与碳构成的基本相

铁素体

铁素体是碳在中形成的固溶体。

奥氏体

奥氏体是碳在中形成的固溶体

渗碳体

渗碳体是铁和碳相互作用形成的具有复杂晶格的间隙化合物，分子式Fe3C，是铁碳相图中的另一个组元。第4页，课件共31页，创作于2023年2月

三．特性点、特性线

图4-1Fe-Fe3C相图第5页，课件共31页，创作于2023年2月§3铁碳合金相图分析

一、铁碳合金按其含碳量及室温组织分类

二、典型铁碳合金结晶过程分析

第6页，课件共31页，创作于2023年2月一、铁碳合金按其含碳量及室温组织分类纯铁

钢亚共析钢共析钢过共析钢

白口铸铁

亚共晶白口铁共晶白口铁过共晶白口铁第7页，课件共31页，创作于2023年2月典型铁碳合金结晶过程图

图4-2第8页，课件共31页，创作于2023年2月二、典型铁碳合金结晶过程分析1.含碳0.01%的工业纯铁

2.含碳0.77%的共析钢（合金②）

3.含碳0.40%的亚共析钢（合金③）

4.含碳1.2%的过共析钢（合金④）

5.含碳4.3%的共晶白口铁(合金⑤）

6.含碳3.0%的亚共晶白口铁(合金⑥）7.含碳5.0%的过共晶白口铁（合金⑦）

第9页，课件共31页，创作于2023年2月1.含碳0.01%的工业纯铁

图4-3工业纯铁结晶过程第10页，课件共31页，创作于2023年2月工业纯铁组织金相图图4-4第11页，课件共31页，创作于2023年2月2.0.77%共析钢结晶过程

图4-5共析钢结晶过程示意图

第12页，课件共31页，创作于2023年2月共析钢金相组织图图4-6第13页，课件共31页，创作于2023年2月3.亚共析钢结晶过程

图4-7亚共析钢结晶过程示意图

第14页，课件共31页，创作于2023年2月亚共析钢组织金相图图4-8第15页，课件共31页，创作于2023年2月4.1.2%C的过共析钢的结晶过程

图4-9过共析钢的结晶过程

第16页，课件共31页，创作于2023年2月过共析钢组织金相图图4-10第17页，课件共31页，创作于2023年2月铁碳合金组织特征图(a)0.01%C铁素体500×(c).0.77%C珠光体

500×(b)0.45%C铁素体+珠光体

500×d).1.2%C

铁素体+二次渗碳体

500×图4-11第18页，课件共31页，创作于2023年2月5.共晶白口铁的结晶过程

图4-12共晶白口铁的结晶过程示意图

第19页，课件共31页，创作于2023年2月共晶白口铁组织金相图图4-13第20页，课件共31页，创作于2023年2月6.亚共晶白口铁结晶过程

图4-14亚共晶白口铁结晶过程示意图

第21页，课件共31页，创作于2023年2月亚共晶白口铁组织金相图图4-15第22页，课件共31页，创作于2023年2月7.过共晶白口铁结晶过程

图4-16过共晶白口铁结晶过程示意图第23页，课件共31页，创作于2023年2月过共晶白口铁组织金相图图4-17第24页，课件共31页，创作于2023年2月§4合金成分、组织与性能关系含碳量对平衡组织的影响

含碳量对铁碳合金机械性能的影响第25页，课件共31页，创作于2023年2月含碳量对平衡组织的影响

铁碳合金随含碳量增高，其组织发生如下变化：（沿F晶界分布的基片）→共析渗碳体（分布在铁素体内的片层状）→（沿A晶界呈网状分布）→共晶渗碳体（为莱氏体的基体）→（分布在莱氏体上的粗大片状）。

第26页，课件共31页，创作于2023年2月含碳量对平衡组织的影响图4-18含碳量对平衡组织的影响示意图第27页，课件共31页，创作于2023年2月含碳量对铁碳合金机械性能的影响图4-19含碳量对铁碳合金机械性能的影响第28页，课件共31页，创作于2023年2月§5铁碳合金相图应用简介1．为选材提供成分依据

2．为制定热加工工艺提供依据

第29页，课件共31页，创作于2023年2月1．为选材提供成分依据若零件要求塑性，韧性好，如建筑结构和容器等，应选用低碳钢（0.10~0.25%C）；若零件要求强度、塑性、韧性都较好，如轴等，应选用中碳钢（0.25~0.60%C）；若零件要求硬度高、耐磨性好，如工具等，应选用高碳钢（0.6~1.3%C）。白口铁具有很高的硬度和脆性，应用很少，但因其具有很高的抗磨损能力，可应用于少数需要耐磨而不受冲击的零件，如：拔丝模、轧辊和球磨机的铁球等。第30页，课件共31页，创作于2023年2月2.为制定热加工工艺提供依据对铸造：确定铸