铁炭合金相图案例分析.ppt

回顾：常见二元合金相图特征 第四章 二元合金相图及其应用 第4节 铁碳合金相图 ( Iron – Carbon Phase Diagram ) 授课内容 铁碳合金的组元； Fe - Fe3C 合金的基本相； Fe - Fe3C合金 相图分析； 典型合金结晶过程分析。 一、铁碳合金的组元 二、 Fe - Fe3C 合金的基本相 碳在铁中的存在形式 1.铁素体 ( Ferrite ) 概念：碳溶于α–Fe中形成 的间隙固溶体，用F或α表示。 组织形态：白亮色的等轴多 边形（4％硝酸酒精浸蚀）。 性能：强度、硬度低，韧 性、塑性好。 附注： 高温铁素体：碳在δ-Fe中 形成的间隙固溶体称为δ铁素 体，也叫高温铁素体。 简化了的Fe - Fe3C 相图 2. 相区分析 四、典型合金结晶过程分析 1.铁碳合金分类 （按含碳量分类） 1） 工业纯铁：C%0.0218％； 2） 钢： 共析钢：0.77％C； 亚共析钢：0.0218％-0.77％C； 过共析钢：0.77％-2.11％C。 3） 白口铸铁： 共晶白口铁：4.30%C； 亚共晶白口铁：2.11-4.30%C； 过共晶白口铁：4.30%-6.69%C。 2.典型合金的结晶 室温组织：F，Fe3CIII ； 室温时，组织组成物的相对量计算： 2） 共析钢 （C%为0.77％） 室温组织为：P 相组成： 3）亚共析钢（0.0218％＜C%＜0.77％） 组织组成：F＋P； 4）过共析钢的结晶过程（0.77％＜C%＜2.11％） 组织组成物： P＋Fe3CII； 有关组织和相的相对量计算的说明： 首先要正确判断出该合金在某个温度下的组织组成和相组成； 然后再找出对应该相和组织的的成分点； 最后应用杠杆定律进行计算 。 小结 * * γ β α L α β L α β 共晶反应 共析反应 包晶反应 共晶相图： 共析相图： 包晶相图： Fe ( Iron ) C (Carbon) 组元 铁与碳可以形成 Fe3C、Fe2C、FeC等一 系列化合物。 C/% Fe3C Fe C (6.69%C) Fe2C FeC ① ② ③ ④ 温度/℃ 不同的 固溶体 δ-Fe（体心立方晶格） 碳 γ-Fe（面心立方晶格） α-Fe（体心立方晶格） 溶入 化合物的形式：金属化合物（Fe3C） 单质：石墨（G） 铁素体的晶体结构 铁原子 碳原子 2. 奥氏体 (Austenite ) 概念：碳溶于γ-Fe中形成的间隙固溶体，用A或γ表示。 组织形态：白亮色的多边形（4％硝酸酒精浸蚀），晶界较直。 性能：硬度较低而塑性较高，易于塑性成形。 奥氏体的晶体结构 铁原子 碳原子 3.渗碳体（Cementite） 概念： 铁与碳形成的稳定的金属化合物，含碳量为6.69％，用Fe3C表示。 组织形态：白亮色（4％硝酸酒精浸蚀），一般呈片状、球状或网状。 性能：硬度很高，脆性极大，塑性和韧性几乎等于零 。 渗碳体的晶体结构 铁原子 碳原子 三、Fe - Fe3C 合金相图分析 1. Fe - Fe3C 相图 Fe3C C/％ Fe T/ ℃ A C D E F G S P Q 1148℃ 727℃ L A L+A L+ Fe3C 6.69%C A+Fe3C F A+F K 共晶相图 共析相图 匀晶相图 F+Fe3C Fe Fe3C C/％ T/ ℃ A C D E F G S P Q 1148℃ 727℃ L A 6.69%C Fe F K Fe3C A+F L+A F＋Fe3C A+Fe3C L+ Fe3C  单相区——4个，L、A、F 、Fe3C ； C%   两相区——5个，L＋A、L＋Fe3C、F＋A、A＋Fe3C、F＋ Fe3C；   三相区——两个，ECF线、PSK线。 Fe3C T/ ℃ 3.特性点 A C D E F G S P Q 1148℃ L A L+A 4.3%C 2.11%C 0.0218%C 6.69%C Fe A+F 0.77%C K F＋Fe3C L+ Fe3C Fe3C C％ 727℃ 纯铁的熔点(1