《工程材料》第五章 铁碳合金相图及应用

1、第五章铁元素碳合金相图与应用、铁元素碳合金：以铁元素和碳为基本元素体的合金。 钢：0.02182.11%C，铸造铁元素大于2.11%C。 低碳钢：0.60C。 铁元素和碳可以形成间隙固态溶液、化合物Fe3C、Fe2C、FeC等。 铁元素碳相图中的构成元素体为Fe和Fe3C。 第一节铁元素碳合金基本相、一、镍锌铁氧体相高温镍锌铁氧体：固态溶液。 相镍锌铁氧体：-Fe中的固态溶液，“f”是。 f的强度、硬度低，塑性溶解度好： 727:0.0218% C； 室温： 0.0008% C，镍锌铁氧体力学性能，二，奥氏体不锈钢碳溶于-Fe的固态溶液，“a”是。 溶解度： 1148点2.11C。 百分之七十

2、七点七十七。 A(727以上)强度低，容易变形加工的a化是热处理的重要步骤。 三、由渗碳体Fe3C相、Fe和c组成的复杂结构的间隙化合物。 Fe3C中的c含量为6.69，熔点高，坚硬脆，塑性、韧性几乎为零。 Fe3C在钢中的形态：筋状、网状、板状、粒状等，对机械性能有很大影响。 F 0.0218%C的Fe-C合金、板条高碳马氏体(过饱和f)f0.2%c的Fe-C合金(2.0钢)、过共晶白口铸铁元素5.0%C的Fe-C合金、P Fe3C针状高碳马氏体(过饱和F) 1.0%C的Fe-C合金(T10 )、第二节Fe-Fe3C相图分析，一、相图中的1495，C%=0.09-0.53% L L A，(2

3、)共晶过渡线ECF，c点是共晶点。 是LA(2.11%C) Fe3C(6.69%C )奥氏体不锈钢和渗碳体的混合物，称为轻质。 (3)共析转换线PSK、s点为共析点。 727、在s点成分的a发生共析反应：由A F Fe3C (渗碳体) (0.0218%C)(6.69% C )镍锌铁氧体和渗碳体的混合物、珍珠岩、p表示。 珍珠岩强度高，塑性、韧性和硬度介于渗碳体和镍锌铁氧体之间：极限拉伸强度极限b 770MPa伸长率205%硬度： 180 HB，p中f和Fe3C的质量分数，F Fe3C，双组分固相线液相线ABCD固相线AECF，2， Fe-C合金的平衡结晶过程7种典型的Fe-C合金的平衡结晶过程

4、： 1、工业纯铁元素2、共析钢3、亚共析钢4、过共析钢5、共晶白口铁元素6、亚共晶白口铸铁元素7、过共晶白口铸铁元素、熔点或冻结点： 1538； 密度7.87； 二次同位素异构化： 1394 A 912 A，1工业纯铁元素(C%0.0218% )，laaaffffF Fe3Ciii相组合物： ffe3c相对量： F%=Fe3C%=组织组合物： f和Fe3CIII，1工业纯铁元素(C%0.0218% )， 2共析钢C%=0.77%、2共析钢C%=0.77%、相组合物： f和Fe3C相对量：组织组合物： p、F Fe3C、共析钢的结晶过程图和金相组织、三亚共析钢0.0218%C%0.77%、laa

5、fapfff、亚共析钢0.0218%C%0.77%、 相组合物： f Fe3C相对量： F%=Fe3C%=组织组合物： f，P P%=F%=，三亚共析钢为0.0218%C%0.77%，4过共析钢，4过共析钢， L L A A A Fe3CII A P Fe3CII P Fe3CII相组合物： F%=Fe3C%=组织相对量： Fe3CII%=P%=过共晶钢，llle (AFE3c ) le (AFE3cf e3c ii ) le (pfe3c )，6亚共晶白口铸铁元素，2.11 % c % 4 相组合物： F%=Fe3C%=组织组合物： p，Le，Fe3CII，7过共晶白口铸铁元素，相组合物：

6、F%=Fe3C%=组织组合物： Le%=LC%=Fe3C%=，第三节，Fe-C合金的成分-组织-性能关系，碳含量和性能： C%硬度C% C% 0.9% 汽车零部件等相图的应用、机械零件要求强度、塑性和韧性好的材料，选择碳含量适度的中碳钢。手工工具是硬度和耐磨损性优异的材料，选择碳含量高的钢(0.60 C以上)。 相图的应用，相图的应用，白口铸铁元素硬度高，脆性大，不能切削加工，不能锻造。 但是，耐磨耗性好，铸造性能好，耐磨耗性，不受冲击，用于复杂形状的铸造件，如拉丝模具、冷辊、犁刀、泵体、阀门等。相图在应用浇铸工艺中的应用，共晶白口铸造铁元素性能最好，凝固温度区间最小，流变性好，色散收缩孔少，

7、精密铸造件优选在共晶成分附近. 铸钢零配件碳含量在0.15-0.6%之间，在该范围内钢的结晶温度区间小，铸造性能良好。 相图的应用在热锻、热轧技术中的应用是，钢在奥氏体不锈钢状态下强度低、塑性好，锻造和轧制在单相奥氏体不锈钢区进行。 一般初锻温度为11501250，终锻温度为750850。 制定钢的热处理工艺(退火、正火、淬火等)，需要参照Fe- Fe3C相图。 相图在应用热处理技术中的应用，在运用fefe 3c相图时，必须注意的是，fefe 3c相图只是反映了铁元素碳二元合金中的相的平衡态，如果含有其他元素体，相图就会发生变化。 Fe-Fe3C相图反映了平衡条件下的铁元素碳合金的组织状态，如果快速蒸发制冷或加热，组织状态会发生变化。 作业：1)T12碳素工具钢为碳的质量分数为1.2的过共析钢。 简单叙述该钢的平衡结晶(缓冷)过程，描绘其示意图的T12钢的平衡结晶后的组织组