金属材料任务三之活动3.pptx

金属材料与热处理任务三 铁碳合金 铁碳合金相图学习活动3建议：4课时学习目的与要求 掌握铁碳合金相图的重要性。熟悉并掌握铁碳合金的组成。熟悉并掌握Fe—Fe3C相图中特征点、线的含义及各区域的组织了解、熟悉并掌握Fe—Fe3C相图的应用（选材的依据、铸造、锻造、热处理）学习重点与难点铁碳合金相图的重要性、铁碳合金的组成、Fe—Fe3C相图中特征点、线的含义及各区域的组织Fe—Fe3C相图的应用（选材、铸造、锻造、热处理）一、铁碳合金相图的组成 铁碳合金相图是表示在缓慢冷却（或缓慢加热）条件下，不同成分的铁碳合金的状态或组织随温度变化的图形。是研究铁碳合金的基础，是研究铁碳合金的成分、温度和组织结构之间关系的图形。铁碳合金是人类经过长期实践并进行大量科学实验总结出来的。 在铁碳合金中，铁和碳可以形成一系列的化合物，如Fe3C、Fe2C、Fe等。生产中实际使用的铁碳合金的含碳量不超过5%。因为含碳量高的材料脆性大，难以加工，没有实用价值，所以只研究相图中含碳量在0%~6.69%的部分。所以铁碳合金相图也可以认为是Fe-Fe3C相图。一）铁碳合金相图（全图） 铁碳合金相图（简图）黑色部分是什么组织二）铁碳相图分析1、相图的坐标纵坐标：代表温度。横坐标：代表含碳量。2、几个概念 纯铁 钢 亚共析钢 共析钢 过共析钢 铸铁 共晶白口铸铁 亚共晶白口铸铁 过共晶白口铸铁点、线、区及其意义 液相线 ABCD 固相线 AHJECF 包晶线 HJB (1495℃) LB+δH γJ 共晶线 ECF (1148℃) LC γE+Fe3C 共析线 PSK （727℃） γS αP+Fe3C ES线―γ的溶解度曲线 PQ线―α的溶解度曲线 GS线―先共析α析出线J点―包晶点 1495℃ 0.17% CC点―共晶点 1148℃ 4.3% CS点―共析点 727℃0.77% CE点―γ的最大溶碳量 2.11% C P点―α的最大溶碳量 0.0218% C3、特性点 A点：纯铁的熔点1538℃ C点：共晶点1148℃ D点：渗碳体的熔点1227℃ S点：共析点727℃ G点：纯铁的同素异晶转变点912℃ E点：C在γ-Fe中最大溶解度1148℃ P点：C在α-Fe中最大溶解度727℃ Q点：室温时C在α-Fe中最大溶解度4、特性线 ACD：液相线，液相冷却至此开始析出固相，固相加热至此全部转化为液相。 AECF：固相线，液态合金至此线全部结晶为固相，固相加热至此开始转化。 GS：A开始析出F的转变线，加热时F全部溶入A，又称A3线。 ES：C在A中的溶解度曲线，又称Acm线。 ECF：共晶线，含C量2.11 % --6.69%的铁碳合金至此发生共晶反应，结晶出A与Fe3C混合物---莱氏体Ld。 PSK：共析线，含C量在0.0218 % --6.69%的铁碳合金至此反生共析反应，产生珠光体P ，又称A1线。二、铁碳合金分类 工业纯铁 0＜ Wc＜0.0218％ 钢―含碳量0.0218％ ＜ Wc＜2.11％ 铸铁―含碳量2.11Wc ＜6.69％根据组织特征，将铁碳合金分为七种类型： Wc 平均含碳量（1）工业纯铁Wc＜0.0218％（2）共析钢Wc=0.77％（3）亚共析钢Wc=0.0218％～0.77％（4）过共析钢Wc=0.77％～2.11％（5）共晶白口铁Wc=4.3％（6）亚共晶白口铁 Wc=2.11％～4.3％（7）过共晶白口铁 Wc=4.30％～6.69％计算珠光体中铁素体和渗碳体的相对含量？WF=SK/PK=[(6.69－0.77)/(6.69－0.0008]×100%=88%W Fe3C = 1－88% = 12%11482.114.3727 P点0.0218K6.690.77727℃F + Fe3C 相 区0.02186.690.40.77计算WC=0.4%钢中的组织组成物 ― 先共析F 和 P 的含量？W F先 = [(0.77－0.40)/(0.77－0.0008)]×100% = 48%WP = 1－48% = 52%计算相组成物 ―铁素体 和 Fe3C 的含量？WF =[(6.69－0.40)/(6.69－0.0008)]×100% =94%WFe3C = 1－94% = 6%1、工业纯铁冷却组织（冷却曲线）分析 详细分析工业纯铁冷却组织的变化及其性能变化2、共晶铁冷却的组织分析 详细分析共晶铁冷却组织的变化及其性能变化1L+Fe3C23(A + Fe3C? + Fe3C)=Ld(P + Fe3C? + Fe3C)=Ld′共晶白口铁的室温组织请同学详细分析各点铁碳合金的冷却组织的变化及其性能变化3、典型铁碳合金冷却分析12L+Fe3C34亚共晶白口铁组织构成： P + Fe3C?