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复习 相 组织组成物 工业纯铁 室温相：Ｆ+Fe3C 室温组织：Ｆ+Fe3CⅢ 组织特点：　在缓慢冷却条件下，Fe3CⅢ以断续沿Ｆ晶界析出。 钢的结晶过程分析 亚共析钢的室温组织 α＋Ｐ 亚共析钢的室温相 α＋Ｆe3C 相分数、组织分数 过共析钢的室温组织 Ｆe3CⅡ＋Ｐ 亚共析钢的室温相 Ｆ＋Ｆe3C 相分数、组织分数 钢的金相组织 共析钢的金相组织 珠光体 (P) 　工业纯铁及钢的金相组织 白口铸铁的结晶过程分析 亚共晶白口铁的高温组织 Ld+γ+Fe3CⅡ 相及组织组成物质量分数 过共晶白口铁的高温组织 Ｌd＋Fe3CⅠ 相及组织物分数 白口铸铁的相及组织 共晶白口铁的金相组织 L’d =P + Fe3CⅡ + Fe3C(共晶） 白口铁的金相组织 四、含碳量对组织及性能的影响 组织组成物相图 wC↑,组织发生相应改变 wC↑,Fe3C的数量↑ wC↑,Fe3C的形态会发生变化 (二) 对性能的影响 强度和硬度↗ 塑性、韧性↘ 五、 铁碳合金相图的应用 设计选材 制定热加工工艺 六、合金性能与相图的关系 2)工艺性能 铸造 压力加工 焊接性 切削加工性能 热处理 第四节 钢中杂质元素对钢性能的影响 硅、锰 硫、磷 氢、氮、氧 一、硅和锰的影响 二、硫和磷的影响 适当增加钢的含Mn量，可使S优先与Mn结合生成高熔点（1620℃）的MnS，可避免热脆。但MnS会降低钢的塑韧性，常成为裂纹源。 适当增加硫、磷含量 (wS=0.18~0.35%,wP=0.08~0.15%) 可提高钢的切削加工性能，适于一些强度要求不高的标准件的批量生产； 磷可增加钢在大气中的耐腐蚀性能，同时在钢中加入RE、Ti抑制冷脆 如国产Cu-P-RE, Cu-P-Ti钢 三、钢中气体的影响 氮固溶于铁素体中产生“应变时效”，增加钢的脆性。 Fe3C是钢中的强化相，当渗碳体与F基体组成P时，随其含量↗ 当渗碳体以网状（Fe3CII）、特别是作为基体（共晶Fe3C）或以板条粗针状（Fe3CI）分布于Ld上时 塑韧性下降 强度也会下降。 HB σb Ak 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 HB σb δ、 ψ Ak wC % δ ψ 铁碳合金的性能是随含碳量而变化的，根据零件的性能要求，可以确定铁碳合金的成分范围。 塑性、韧性 低碳钢 wC%(0.10,0.25) 塑性、韧性、强度 中碳钢 wC%(0.25,0.60) 硬度、耐磨性 高碳钢 wC%(0.60,1.30) 铸造工艺：确定浇注温度 锻造工艺：确定锻造温度 焊接工艺：分析HAZ的组织和性能 热处理工艺：是制订热处理工艺的基础。 成分 性能 1）力学性能与物理性能 成分 温度 Ｌ ? Ｌ＋? 强度 电导率 A B 温度 A B 流动性 B 缩孔体积 A A B 温度 A B 流动性 A B 缩孔体积 分散 集中 分散 集中 溶入铁素体中，产生固溶强化作用，提高钢的强、硬度 少量 有利 形成SiO2及MnS，形成夹杂物，降低钢的性能 较多 有害 硅和锰是钢中的脱氧剂 是炼钢的原料中带来的，是钢中的有害元素 硫 S不溶于Fe, 而形成FeS熔点1190℃，且FeS与γ-Fe会形成低熔点（989℃）共晶体，分布在奥氏体晶界上。热加工时，共晶体熔化，沿奥氏体晶界开裂―热脆 磷 磷可固溶于铁素体中，提高钢的强度，但剧烈降低钢的塑韧性，特别是使钢低温下变脆―冷脆。且磷在钢中偏析严重。 硫、磷均会降低钢的焊接性。 钢中要严格控制硫、磷含量。 普通钢 优质钢 高级优质钢 wS ≤0.035~0.050% wP ≤0.035~0.045% wS ≤0.030~0.035% wP ≤0.030~0.035% wS ≤0.020% wP ≤0.030% * Fe-Fe3C相图 工业纯铁的结晶过程分析 点 线 相区 A B C D E F G H J N K P P S Q L γ α δ A B E G H J N P P S Q 1 2 3 1 2 3 3’ 时间 温度 2、共析钢 Ｌ P Ｌ→γ γ→α+Fe3C γ 共析钢的组织为 P，是Ｆ和Ｆe3C的机械混合物。 A B E G H J N P P S Q 3 、亚共析钢wC=0.4% 1 2 3 4 5 1 2 3 5’ 时间 温度 2’ 4 5 Ｌ Ｌ→? Ｌ＋ ?→γ Ｌ→γ γ γ→α γ→P α+P α P E G P P S Q K r r’ K’ 室温下有α＋Fe3C两个相 室温下有α＋P两种组织 A B E G H J N