第三章 铁碳合金及碳钢

1、第3章铁碳合金和碳钢第1节铁碳合金的显微组织第2节铁碳合金的相图第3节铁碳合金的分类第4节典型铁碳合金的结晶过程第5节碳钢第1节铁碳合金-铁素体的显微组织，由碳溶解在-铁中形成的间隙固溶体称为铁素体，用符号或f表示。蜂窝状铁素体的显微组织、强度和硬度较低，但塑性和韧性较好。第一节铁碳合金奥氏体的结构，碳溶解在-铁中形成的间隙固溶体称为奥氏体，用符号或A表示。奥氏体强度和硬度低，塑性和韧性高，适合锻造和成形。在第一部分，铁-碳合金的微观结构是渗碳体，它是铁和碳的金属化合物(Fe3C)，碳含量为6.69%。Fe3C具有高硬度、几乎为零的塑性和韧性以及很大的脆性。渗碳体示意图，第1节铁碳合金-珠光体

2、的结构，是铁素体和渗碳体的混合物，用符号P表示。珠光体具有高强度、中等硬度和一定的塑性。铁碳合金莱氏体是由奥氏体和渗碳体组成的两相机械混合物，含碳量为4.3%，其显微组织用符号“Ld”表示。莱氏体的力学性能为高硬度、低塑性和低韧性。第二节铁碳合金相图是在缓冷或缓热条件下，不同成分的铁碳合金随温度变化的状态或微观结构图，是研究铁碳合金的重要工具。1.简化的铁碳合金相图，2。Fe-Fe3C相图要点的意义，a点：纯铁熔点，1538。点d:渗碳体的熔点，1227。g点：铁的同构转变点。e点：碳在-Fe中的最大溶解点。p点：碳在-铁中的最大溶解点。Q:室温下碳在-铁中的溶解度，C:共晶点，共晶转变，S:

3、共析点，共析转变，2。铁-Fe3C相图要点的意义，3。主线在铁-铁3C相图中的意义，自动线：自动线是液相线。AECF线：AECF线是一条固相线。GS线：也称为A3线，是冷却过程中铁素体从奥氏体中析出的起始线。ES线：ES线是碳在奥氏体中的溶解度曲线，PQ线：PQ线是碳在铁素体中的溶解度曲线，ECF线：ECF线是共晶线，PSK线：PSK线是共析线，iii。主线在铁-Fe3C相图中的意义。铁-Fe3C相图中的相面积，铁-Fe3C相图中的相面积AESG为奥氏体区(或)；GPQG为铁素体区(或f)；DFKL是渗碳体区(Fe3C)。铁-Fe3C相图中的五个两相区；L Fe3C两相区；Af3c两相区；A

4、F两相区和F3C两相区。(4)铁-Fe3C相图中的相区；(3)铁碳合金的分类。工业纯铁(碳化钨0.0218%)、钢(碳化钨=0.0218% 2.11%)和亚共析钢(碳化钨=0.0218% 0.77%)在室温下的平衡组织为铁素体加珠光体。共析钢(Wc=0.77%)在室温下的平衡组织为珠光体。室温下过共析钢(WC=0.77% 2.11%)的平衡组织为珠光体+二次渗碳体。室温下铸铁(WC=2.11% 6.69%)和亚共晶白口铸铁(WC=2.11% 4.3%)的平衡组织为珠光体+次渗碳体+低温莱氏体。室温下共晶白口铸铁(Wc=4.3%)的平衡组织为低温莱氏体。室温下过共晶白口铸铁(WC=4.3% 6.

5、69%)的平衡组织为初生渗碳体+低温莱氏体。铁碳合金的分类、典型铁碳合金的结晶过程、共析钢的结晶过程、共析钢的显微组织图、亚共析钢的结晶过程、亚共析钢的显微组织图、过共析钢的结晶过程、过共析钢的显微组织图和共晶白口铸铁的结晶过程碳含量与铁碳合金显微组织和性能的关系、碳质量分数与铁碳合金显微组织的关系、碳质量分数对机械性能的影响， 其在铁碳合金、第5节碳钢的选材、铸造、锻造、焊接和相图中的应用，碳质量分数大于0.0218%但小于2.0% 1。 钢中杂质元素对钢性能的影响，硅：的有益元素一般控制在0.17% 0.37%。锰：有益元素一般控制在0.25% 0.80%。硫(S):是一种有害元素，会导致

6、热脆性。一般来说，钢中的硫含量不应超过0.05%。磷(P):是一种有害元素，会引起冷脆。一般来说，钢中磷的质量分数不应超过0.04%。碳钢按碳质量分数分类：低碳钢的碳化钨 0.25%。中碳钢的Wc为0.25% 0.60%。高碳钢的碳化钨 0.60%。按质量分类：普通碳钢WS 0.055%，WP 0.045%。Ws WS 0.045%，WP 0.040%优质碳钢。优质碳钢WS 0.030%，WP 0.035%。超高品质碳钢WS 0.025%，WP 0.030%。碳钢分类按用途分类碳结构钢用于制造各种机械零件和工程部件，碳质量分数一般小于0.70%。碳素工具钢：用于制造各种工具、模具、量具等。并且碳质量分数通常大于0.70%。2.碳钢的分类，根据冶炼过程中的脱氧程度：钢水脱氧程度不完全的钢。完全脱氧的废钢。半镇静钢的脱氧程度介于沸腾钢和镇静钢之间。碳钢的分类，碳钢的等级和应用。普通碳素结构钢和碳素结构钢的牌号如下：如Q235-AF，优质碳素结构钢，优质碳素结构钢的牌号用两位数表示。这两个数字代表了平均碳质量分数的万分之几。例如，45号钢意味着钢中的平均碳含量为0.45%。碳钢碳素工具钢的等级和用途用汉字“碳”拼音中的第一个字母“T”来表示，后面的数字表示钢中碳质量分数的千分之几。例如，T13A代表平均碳质量分数为1.3%的高质量碳工具钢。碳钢、铸钢的等级和应用等级由汉字“铸