3.3铁碳合金相图讲解.pptVIP

第3章 材料相变基础 3.3 铁碳合金相图 3.3.1 铁碳合金的组元及基本相 3.3.2 相图分析 3.3.3 铁碳合金的平衡结晶过程及组织 3.3.4 含碳量对铁碳合金平衡组织和性能的影响 3.3.5 铁碳相图的应用 纯铁的结晶过程 Fe- C相图 Fe - Fe3C 相图 3.3.1 铁碳合金的组元及基本相 1.铁素体( F ) 2.奥氏体( A ) 3.渗碳体( Fe3C ) 4.珠光体( P ) 5.莱氏体( Ld ) 1.铁素体 ( F ) 2.奥氏体 ( A ) 3. 渗碳体 ( Fe3C ) 4.珠光体 ( P ) 5.莱氏体 ( Ld ) 3.3.2 相图分析 Fe - Fe3C 相图 Fe - Fe3C 相图的分析 1. 状态图上点的意义 3.3.3 铁碳合金的平衡结晶过程及组织 铁碳合金相图中的重要点、线及其组织的微观示意图 3.含碳量对工艺性能的影响 3.3.5 Fe - Fe3C 相图的应用 生产应用: 由于保管员疏忽,不慎将两类不同成分钢材(均为碳钢)上的标签遗失,为确保生产用材准确,现对二类材料进行取样分析,金相照片及分析结果如下,试确定这两类材料分别是哪种碳钢? P F P Fe3CⅡ 图1 图2 解答 对图1: ωc%=ωP%×0.77%+ωF%×0 ωc% =58% × 0.77%=0.45% ∴该钢为45号钢 对图2: ωc%=ωP%×0.77%+ωFe3C%×6.67% ωc%=93%×0.77%+7%×6.67%=1.2% ∴该钢为T12号钢 (2)亚共析钢 (Wc=0.4%) 室温组织: F + P 500× 各组织组成物的相对量： P % = ( 0.4 – 0.0218 ) / ( 0.77 – 0.0218 )　　≈ 51 %F % ≈ 1 – 51 % = 49 % 各相的相对量： Fe3C % ≈ 0.4 / 6.69 = 6 %F % ≈ 1 – 6 % = 94 % (3)过共析钢 (Wc=1.2%) 室温组织:P + Fe3CII 400× 各组织组成物的相对量： Fe3CII % = ( 1.2 – 0.77 ) / ( 6.69 – 0.77 )　　≈ 7 %P % ≈ 1 – 7 % = 93 % 各相的相对量： Fe3C% ≈ 1.2 / 6.69 = 18 %F % ≈ 1 – 18 % = 82 % (4)共晶白口铁 (Wc=4.3%) 室温组织: 低温莱氏体 Ld′ （P + Fe3CII + 共晶 Fe3C ） 500× 莱氏体 Ld′的性能：硬而脆 (5)亚共晶白口铁 (Wc=3%) 室温组织: Ld′+ P + Fe3CII 200× (6)过共晶白口铁 (Wc=5%) 室温组织: Ld′+ Fe3CI 500× 总 结 标注了组织组成物的相图 2 3 1 L A A L+ P 1 L A A L+ A+ P+F 4 3 2 F 4 1 L L+ A+ P+Fe3C 2 3 A A Fe3C 1 L 2 Ld Ld ’ 1 L A+ L+ Ld P+Fe3C+Ld’ A+Ld + 3 2 A Fe3C 3 1 L 2 L+ Fe3C Fe3C+ Fe3C+Ld’ Ld 1．钢 2．生铁 共析钢: 亚共析钢: 过共析钢: 共晶生铁: 亚共晶生铁: 过共晶生铁: 铁碳合金的结晶过程及组织转变 渗碳体的熔点 共晶点 共析线 共析点 纯铁的熔点 共晶线 ACD线—液相线 AECF线—固相线 碳在奥氏体中的最大溶解度 A3线 Acm F F+P P P+ Fe3C P+ Fe3C +Ld’ Ld’ Ld’+ Fe3C C% 0 0.77 2.11 4.3 6.69 0.02 F P Ld’ Fe3CⅠ Fe3CⅡ 3.3.4含碳量对铁碳合金组织和性能的影响 1.含碳量对铁碳合金平衡组织的影响 0.9~1.0 HB ? C% HB ? 2.含碳量对力学性能的影响 C%↑→Fe3C↑→P%↑→ 强硬度↑,塑/韧性↓ C%↑↑→网状Fe3C