汽车工程材料 教学课件 王大鹏 等 3.2铁碳合金.pdfVIP

§4.3 铁碳相图 概述 概述  钢铁是现代工业中应用最广泛的材料，其  钢铁是现代工业中应用最广泛的材料，其 基本组成元素是铁和碳，故称为铁碳合金。 基本组成元素是铁和碳，故称为铁碳合金。 普通碳钢和铸铁就属于铁碳合金的范畴， 普通碳钢和铸铁就属于铁碳合金的范畴， 而合金钢则是有意加入一些合金元素的铁 而合金钢则是有意加入一些合金元素的铁 碳合金。 碳合金。  为了研究铁碳合金的组织和性能以及它们  为了研究铁碳合金的组织和性能以及它们 与成分、温度的关系，就必须学习铁碳合 与成分、温度的关系，就必须学习铁碳合 金相图。 金相图。 纯铁的同素异构转变 纯铁的同素异构转变  α-Fe γ-Fe δ-Fe  α-Fe γ-Fe δ-Fe BCC （912℃） FCC 1394℃） BCC BCC （912℃） FCC 1394℃） BCC  金属的同素异晶转变为其热处理提供基础，  金属的同素异晶转变为其热处理提供基础， 钢能够进行多种热处理就是因为铁能够在 钢能够进行多种热处理就是因为铁能够在 固态下发生同素异晶转变。 固态下发生同素异晶转变。 铁碳合金中的基本相 铁碳合金中的基本相  铁碳合金中的 Fe 和 C 可形成铁素体（F ）、  铁碳合金中的 Fe 和 C 可形成铁素体（F ）、 奥氏体（A ）、渗碳体三个基本相。这些基 奥氏体（A ）、渗碳体三个基本相。这些基 本相以机械混合物的形式结合还可形成珠 本相以机械混合物的形式结合还可形成珠 光体（P ）和莱氏体（Ld) 。铁碳合金中这些 光体（P ）和莱氏体（Ld) 。铁碳合金中这些 基本组织性能各异，其数量、形态、分布 基本组织性能各异，其数量、形态、分布 直接决定了铁碳合金的性能。 直接决定了铁碳合金的性能。 铁碳合金中的基本相 铁碳合金中的基本相 1、铁素体 （ferrite ） 1、铁素体 （ferrite ）  铁素体是碳在 α-Fe 中的间隙固溶体，用符  铁素体是碳在 α-Fe 中的间隙固溶体，用符 号“F” （或α）表示，体心立方晶格； 号“F” （或α）表示，体心立方晶格；  虽然BCC 的间隙总体积较大，但单个间隙体  虽然BCC 的间隙总体积较大，但单个间隙体 积较小，所以它的溶碳量很小，最多只有 积较小，所以它的溶碳量很小，最多只有 0.0218%(727 ℃时) ，室温时几乎为0 ，因此铁 0.0218%(727 ℃时) ，室温时几乎为0 ，因此铁 素体的性能与纯铁相似，硬度低而塑性高， 素体的性能与纯铁相似，硬度低而塑性高， 并有铁磁性。 并有铁磁性。 铁碳合金中的基本相 铁碳合金中的基本相  铁素体的力学性能特点是塑性、韧性好，  铁素体的力学性能特点是塑性、韧性好， 而强度、硬度低。 而强度、硬度低。  δ=30%~50%，A =128~160J σ  δ=30%~50%，AKU =128~160J σ KU =180~280MPa，50~80HBS 。 b =180~280MPa，50~80HBS 。 b 铁碳合金中的基本相