5铁碳合金和铁碳相图探析.pptVIP

5 铁碳合金和铁碳相图 5.1 铁碳合金的组元与基本相 5.2 铁碳合金相图 5.3 铁碳合金成分、组织与性能的关系 5.4 铁碳合金相图的应用 ; 铁碳合金主要由铁和碳两种元素组成,包括碳钢和铸铁，是现代工农业生产上使用最多的金属材料。 铁碳合金相图是研究铁碳合金最基本的工具，是研究碳钢和铸铁的成分、温度、组织及性能之间关系的理论基础,是制定热加工、热处理、冶炼和铸造等工艺依据。;铁和碳可形成一系列稳定化合物： Fe3C、 Fe2C、 FeC，它们都可以作为纯组元看待。 含碳量大于Fe3C成分（6.69%）时，合金太脆，已无实用价值。 实际所讨论的铁碳合金相图是Fe- Fe3C相图。;5.1 铁碳合金的组元与基本相;铁碳合金中的相：;Fe-Fe3C相图;5.2 铁碳合金相图1.相图分析特征点;●J点：包晶点，金金在平衡结晶的过程中冷却到1495℃时，B点成分的L与H点成分的δ发生包晶反应，生成J点成分的γ： L0.53 + δ0.09=== γ0.17 反应过程中L、δ、γ三相共存。 ●C点：共晶点，金金在平衡结晶的过程中冷却到1148℃时,C点成分的L发生共晶反应，生成E点成分的γ和Fe3C： L4.3 === （γ2.11 +Fe3C） 反应过程中L、Fe3C、γ三相共存。 (γ2.11 +Fe3C)称之为莱氏体，用Ld表示。莱氏体中的Fe3C为共晶渗碳体。 为蜂窝状,在显微镜下莱氏体的形态是：块状或粒状A（室温时转变成珠光体）分布在渗碳体基体上。Ld以Fe3C为基，性能硬而脆。;● S点：共析点，金金在平衡结晶的过程中冷却到727℃时，S点成分的γ发生共晶反应，生成P点成分的α和Fe3C： γ0.77=====（ α0.0218+Fe3C） 反应过程中α、Fe3C、γ三相共存。 (α0.0218 +Fe3C)称之为珠光体，用P表示。珠光体中的Fe3C为共析渗碳体，珠光体在显微镜下呈片层状，在放大倍数很高时，可清楚看到相间分布的渗碳体片（窄条）与铁素体（宽条）。强度较高，塑性、韧性和硬度介于渗碳体和铁素体之间。 ;特征线 ABCD：液相线 AHJECFD：固相线。 HJB：包晶线，碳含量为0.09—0.53%的铁碳合金在平衡结晶过程中均发生包晶反应。 ECF：共晶线,碳含量为2.11—6.69%的铁碳合金在平衡结晶过程中均发生共晶反应。 PSK：共析线，碳含量为0.0218—6.69%的铁碳合金在平衡结晶过程中均发生共析反应。通常称A1。 GS线：合金冷却时从γ中开始析出α的临界温度线。通常称A3。（γ＝α转变称固溶体的同素异晶转变。） ES线:碳在γ中的固溶线，通常叫做Acm线。由于在1148℃时γ中溶碳量最大,可达2.11%，而在727℃时仅为0．77％，因此碳含量大于0.77%的铁碳合金自1148℃冷至727℃的过程中，将从γ中析出Fe3C。析出的渗碳体称为二次渗碳体Fe3CⅡ。Acm线亦为从γ中开始析出Fe3C的临界温度线。;补充：Fe-Fe3C相图中Fe3C的五种来源;2.典型铁碳合金的平衡结晶过程;;(1)工业纯铁(C≤0．0218％);工业纯铁的结晶过程 ;工业纯铁室温平衡状态显微组织;(2)共析钢( C=0.77％);共析钢的结晶过程;共析钢室温平衡状态显微组织;(3)亚共析钢(0.0218＜C＜0.77％);亚共析钢的结晶过程;亚共析钢的室温组织组成物为 p+α。在0.0218~0.77%C 范围内珠光体的量随含碳量增加而增加。 含0.4％C钢中组织组成物的相对重量为： p=100%*(0.4-0.02)/(0.77-0.02)=51％; α= 1-51％=49％ 组成相为α、 Fe3C ，它们的相对重量为： α=100%*(6.69-0.4)/6.69=94％; α= 1-94％=6％ 利用平衡组织中珠光体所占的面积百分比，可以近似估算亚共析钢的含碳量:C%=P面积%×0.77% (忽略?中含碳量，P面积%=QP);(4)过共析钢(0.77＜C＜2.11％);过共析钢的结晶过程;过共析钢室温平衡状态显微组织;(5)共晶白口铸铁(ｃ=4.3%);共晶白口铁的结晶过程;共晶白口铸铁室温平衡状态显微组织;(6)亚共晶白口铸铁(2.11％＜ｃ＜4.3％ );亚共晶白口铁的结晶过程;亚共晶白口铸铁室温平衡状态显微组织;(7)过共晶白口铸铁( 4.3%＜ c 6.69% );过共晶白口铁的结晶过程;过共晶白口铸铁室温平衡状态显微组织; 组织组成物与相组成物标注区别主要在?+ Fe3C和?+Fe3C两个相区. ?+ Fe3C相区中有四个组织组成物区，?+Fe3C相区中有七个组织组成物区。;Fe;