金属学及热处理 教学课件 作者 杨秀英 第4章.pptVIP

三、亚共析钢 合金溶液在 1-2 点温度区间结晶出δ固溶体。冷却至 2 点（1495℃）时，δ固溶体的含碳量为 0.09%，液相的含碳量为 0.53%，此时液相和δ相发生包晶转变： 亚共析钢的室温组织为 P+α。 组织形态：白色块状α和层片状P 利用杠杆定律，可以计算出含碳量为0.40%的亚共析钢，在室温下组织组成物和相组成物的相对含量。 组织组成物的相对含量： 先共析铁素体： wα ＝(0.77?0.40)/(0.77?0.0218)×100%＝49.5% 珠光体： w p ＝1 ? 49.5%＝50.5% 相组成物的相对含量： wα ＝(6.69 ?0.40)/(6.69 ?0.0218)×100%＝94.3% w Fe3C ＝1 ? 94.3%＝5.7% 四、过共析钢 过共析钢的室温组织为 P+Fe3CII。 先共析Fe3C 多沿γ晶界呈网状分布，量较多时还在晶内呈针状分布 组织形态：层片状的P和呈网状分布Fe3CII 五、共晶白口铸铁 合金溶液冷却至 1 点（1148℃）时，在恒温下发生共晶转变： 转变产物为γ和 Fe3C 的机械混合物，即莱氏体 Ld，其形态为短棒状的γ分布在 Fe3C 基体上。冷至 1 点以下，共晶γ中不断析出二次渗碳体 Fe3CII， 它室温下的组织保留了高温下共晶转变产物 Ld 的形态特征，但组成相γ已发生了转变，因此称为变态莱氏体，用符号 Ld’表示。因此共晶白口铸铁的室温组织为 Ld’。 组织形态：粒状或条状P分布在共晶Fe3C基体上 六、亚共晶白口铸铁 亚共晶白口铸铁的室温组织为 Ld’+P+Fe3CII。 组织形态：小颗粒状的P和渗碳体基体构成的 Ld’和大块黑色的珠光体 七、过共晶白口铸铁 过共晶白口铸铁平衡凝固时，初晶相是 Fe3C，其余的转变同共晶合金。过共晶白口铸铁的室温组织为 Ld’+Fe3CI，初晶 Fe3CI呈板片状。 组织形态：小颗粒状的P和渗碳体基体构成的Ld’和粗大条状的一次渗碳体 一、含碳量对平衡组织的影响 二、含碳量对力学性能的影响 三、含碳量对工艺性能的影响 §4.4铁碳合金的成分、组织和性能的关系 一、对平衡组织的影响 随着含碳量的增加，组织变化趋势为： 根据结晶过程分析并运用杠杆定律计算的结果，可把铁碳合金的成分与组织的关系总结如下图 当含碳量增高时，组织中不仅 Fe3C 的数量增加，而且 Fe3C 的存在形式也在变化，由分布在α的基体内（如 P）,变为分布在γ的晶界上（Fe3CII），最后当形成 Ld 时，Fe3C 已作为基体出现。可见，不同含碳量的铁碳合金具有不同的组织，而这也正是决定它们具有不同性能的原因。 二、对力学性能的影响 Fe3C 是个强化相。如果合金的基体是α，则若 Fe3C 的量越多，分布越均匀，材料的强度就越高。但是当这种硬脆的 Fe3C 相分布在晶界，特别是作为基体时，材料的塑性和韧性就将大大下降。这也正是高碳钢和白口铁脆性高的原因。下图表示了含碳量对碳钢的机械性能的影响。 HB：取决于相及相对量 含碳量——性能 强度：C%↑→σ↑ 0.9%↑→σ↓ 塑性、韧性：C%↑→塑性↓、韧性↓ 三、对工艺性能的影响 1、切削性能：中碳钢比较合适。 2、可锻性能：低碳钢比高碳钢好。 3、铸造性能：共晶成分附近的合金铸造性能好。 4、焊接性能：低碳钢好于高碳钢 （1）?? 切削加工性 金属的切削加工性能是指其经切削加工成工件的难易程度。 钢的硬度在170～230HBw时，切削加工性最好。 上一级 （2）?? 可锻性和可焊性 金属的可锻性是指金属压力加工时，能改变形状而不产生裂纹的性能。 低碳钢的可锻性优于高碳钢，铸铁不可锻造。 金属的可焊性是以焊接接头的可靠性和出现焊缝裂纹的倾向性为其技术判断指标。 钢中含碳量越高，其可焊性越差，故焊接用钢主要是低碳钢和低碳合金钢。 上一级 （3）?? 铸造性能 共晶成分的铸铁，不仅液相与固相线的距离最小，而且熔点亦最低，故流动性好，分散缩孔小，偏析小，是铸造性能好的铁碳合金。 上一级 § 4.5 铁碳相图的应用 1、在钢铁选材方面的应用 2、在铸造工艺方面的应用 3、在热锻、热轧工艺方面的应用 4、在热处理工艺方面的应用 §4.6应用Fe-Fe3C 相图应注意的问题 1、相图只能反映相的平衡状态 2、相图只能反映相的组成，不能反映相的形状、大小和分布 11 铁碳合金相图练习题 一、 名词解释 铁素体 奥氏体 珠光体 渗碳体 二、问答题 1、合金结晶有哪些类型？各自的结晶特征？ 2、按铁碳相图，铁碳合金如何分类？其中三种钢室温组织 是什么？ 3、含碳量为0.4％、0.77％、1.2％、三种钢在700℃