兰理工金属材料及热处理课件05铁碳合金相图

1538℃1394℃912℃bccfccbcc(铁的同素异构转变)四、铁碳合金相图及铁碳合金纯铁：Lδ-Feγ-Feα-Fe1.铁碳合金相图的组元1）铁σb=180～280MPaψ=70％～80％σ0.2=100～170MPaHB=50～80αk=1.8～2.5MJ/m2δ=30％～50％HB=170～220δ=40％～50％纯铁冷却曲线及重结晶后的组织示意图2）渗碳体具有复杂晶格的间隙化合物，以Fe3C表示。分解点：1227℃硬度高（约800HBW）脆性大，塑性几乎为零，σb≈30Mpa分布形态：片状、网状或球状2.铁碳合金相图的组成1)铁碳合金相图分析基本组成相：L，δ，F，A，Fe3Cδ相、A、F均是碳在Fe中的间隙固溶体。相区：5个单相区，7个两相区，3个三相区主要相变：三条水平线对应三个恒温反应包晶反应

LB+δH

Aj

(高温相，强度低、高塑性）1495℃特性点：14个共晶反应

LCAE+Fe3C(莱氏体LD,极脆)共析反应

ASFP+Fe3C(珠光体P,两相混合物，具一定强度及塑性）1148℃912℃重要的转变线（溶解度变化曲线）DC线：L→L+Fe3CⅠES线（Acm）：A→A+Fe3CⅡGS线（A3）：A→A+FPQ线：F→F+Fe3CⅢ5种渗碳体（Fe3C）共晶Fe3C、共析Fe3C、Fe3CⅠ、Fe3CⅡ、Fe3CⅢ渗碳体与铁素体相形成了多种多样的组织2）铁碳合金分类：亚共析钢过共析钢过共晶白口铁亚共晶白口铁工业纯铁共析钢共晶白口铁工业纯铁金相照片500×亚共析钢金相照片500×共析钢金相照片500×过共析钢金相照片500×亚共晶白口铸铁金相照片500×共晶白口铸铁金相照片500×过共晶白口铸铁金相照片500×典型碳钢冷却时的组织转变过程分析示意图共析钢平衡条件下的固态相变过程示意图共析钢室温下的平衡组织亚共析钢平衡条件下的固态相变过程示意图亚共析钢室温下的平衡组织示意图过共析钢平衡条下固态相变过程示意图含1.2%C的过共析钢室温下平衡组织2.3材料的组织与性能1.平衡组织与非平衡组织平衡组织：由合金相图平衡结晶决定的相及组织。(1)凝固非平衡组织成分不均匀性（偏析）(2)热处理非平衡组织加热固态材料→快冷→热处理组织。非平衡组织：在非平衡凝固条件下，得到的组织。与相图组织很不相同Cu-Ni合金铸态组织2.单相组织与多相组织一般，多相组织的性能优于单相组织，工程上多采用相组织。纯铁、45钢、T8钢显微组织示意图3.金属材料的组织与性能材料的组织结构决定材料的性能常温下晶粒越细小强度、硬度越高塑性、韧性越好晶界易腐蚀冷塑性变形金属强度、硬度增高塑性、韧性、耐蚀性下降产生各相异性钢中ωc↑→P%↑→强度↑、硬度↑，塑性↓第二相强化网状分布：强度、塑性下降球状分布：韧性及切削性提高弥散分布：强度、硬度提高塑性、韧性仅略有下降或不下降化合物形状四、陶瓷和高分子材料的组织性能1.陶瓷★晶体相：主晶相、次晶相和第三晶相★玻璃相作用：将晶相粘结成一体，充填空隙，致密化。缺点：降低熔点、降低性能，故要控制其含量。★气相粉粒制坯（存有空隙）—烧结密实化—5%～