第05章+铁碳合金6学时.pptVIP

第五章 铁碳合金 第一节 铁碳合金基本组元组织及其性能 2、渗碳体（Fe3C）－Cementite Fe3C为复杂结构的间隙化合物，属于正交晶系，含碳量为6.69％ 。通常称为“渗碳体”，用符号Cm表示。熔点1227℃。 二、铁碳合金中的基本组织及性能 二、铁碳合金中的基本组织及性能 第二节 铁碳合金相图分析 铁碳合金—碳钢和铸铁，是工业应用最广的合金。 含碳量为0.0218% ~2.11%的称钢 含碳量为 2.11%~ 6.69%的称铸铁。 铁碳合金相图表示平衡条件下铁碳合金的成分、温度和状态的关系及其变化规律的图解。 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。 但实际生产中，钢的含碳量不超过2.11%，铁的含碳量不超过5%，而含碳量大于Fe3C成分（6.69%）时，合金太脆，已无实用价值。 因而所讨论的铁碳合金相图是Fe- Fe3C相图。 应用：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. 二、铁碳合金相图的分析 ⒈ 特性点（各特性点的符号是国际通用，不能更换） ⒈ 特性点 （1）熔点：A(1538℃)，D（1227℃） （2）同素异构转变点： N(1394℃), δ-Fe转变为γ-Fe，G(912℃) γ-Fe转变为α-Fe （3）碳在铁中的最大溶解度点： H(1495℃,0.09%)碳在δ-Fe中的最大溶解度 E(1148℃,2.11%)碳在γ-Fe中的最大溶解度 P(727℃,0.0218%)碳在α-Fe中的最大溶解度 Q(0℃,0.0008%)在室温下碳α-Fe中的最大溶解度 （4）三相共存点： J(1495℃,0.17% )包晶转变点（δ+L=γ） C（1148℃，4.3%）共晶转变点（L=γ+ Fe3C） S (727℃,0.77% )共析转变点（γ=F+ Fe3C） （5）其他点: B(1495℃,0.53%) 发生包晶反应的液相成分点 F（1148℃） 渗碳体 K（727℃） 渗碳体 ⒉ 特征线 （1） 液相线—ABCD （2）固相线—AHJECFD （3） 恒温转变线： 包晶线HJB：LB+δH? ?J 共晶线ECF：LC? ?E+Fe3C 共析线PSK： ?S ?FP+ Fe3C （4） 固溶线 ES—碳在? -Fe中的固溶线。凡是含碳量大于0.77的合金，自1148℃降到727℃时，均会沿着奥氏体晶界析出二次渗碳体。又称Ac m线。 PQ—碳在?-Fe中的固溶线。一般铁合金，从 727℃降到室温时，均会析出三次渗碳体。 （5）同素异构转变线 GS,GP—? ? ? 固溶体转变线, GS又称A3 线。 NH, NJ—δ ? ? 固溶体转变线。 ⑶ 三个三相区：即HJB (L+?+?)、ECF(L+?+ Fe3C)、PSK(?+?+ Fe3C)三条水平线 4、四种转变 （1）匀晶转变 L ?δ，由液相直接结晶成δ固溶体，合金成分线与AB相交。含碳量：0-0.53% L ?A（ ? ），由液相直接结晶成γ固溶体，合金成分线与BC相交，含碳量：0.53-4.3% L ? Fe3C，与液相直接生成Fe3C，合金成分线与CD相交，含碳量：4.3-6.69% （2）包晶转变（ HJB ） 在1495℃的温度下，一定成分的液相wc=0.53%与一定成分的固相wc=0.09%，生成一定成分的固相wc=0.17%. （3）共晶转变（ECF） 在1148℃的恒温下，由含碳量为4.3%的液相转变为WC含量为2.11%的奥氏体和渗碳体的混合物。 第三节 典型合金的平衡结晶过程及室温平衡组织 ⑵ 钢(0.0218~2.11%C)高温组织为单相? ① 亚共析钢 (0.0218~0.77%C) ② 共析钢 (0.77%C) ③ 过共析钢 (0.77~2.11%C) ⑶ 铸铁（端口亮白色，又称白口铸铁） (2.11~6.69%C) ① 亚共晶白口铸铁 (2.11~4.3%C) ② 共晶白口铸铁(4.3%C) ③ 过共晶白口铸铁 (4.3~6.69%C) 以（含碳量为0.01%）为例的平衡结晶过程 合金液体在1-2点间转变为L→?，发生匀晶转变。到达2点，全部变成?铁素体，3-4点间?→?，到达5点，全部转变为?奥氏体，5-6点间?→?。到7点，奥氏体全部转变为铁素体。进一步降温，从?中析出Fe3C。因此室温组织为：?+ Fe3CⅢ 随温度下降，Fe3CⅢ量不断增加，合金的室温下组织为F+ Fe3CⅢ。 室温下Fe3CⅢ最大量为: ㈡ 共析钢(0.77%C)的结晶过程