【2017年整理】机械基础——一金属材料的性能、二黑色金属.pptVIP

复习提问;Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.;二、碳钢;（一）、纯铁的同素异晶转变;1394℃;?-Fe、 ?-Fe为体心立方结构，?-Fe为面心立方结构。都是铁的同素异构体。; (二)铁碳合金的基本组织 纯铁有良好的塑性，但强度较低，一般不用其制造机械零件。但在纯铁中加入少量碳后，铁和碳互相结合，形成了合金组织，强度和硬度有明显的提高。 铁和碳的结合方式有两种：一种是碳原子溶解到铁的晶格中形成固溶体；另一种是铁和碳原子按一定比例相互化合形成化合物。 铁和碳形成的基本组织有：铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体和莱氏体。;(二)铁碳合金的基本组织 铁素体（F） 碳溶解在α-Fe中形成的间隙固溶体称为铁素体，用符号F表示。铁素体保持α-Fe的体心立方晶格结构。 铁素体强度、硬度很低，塑性和韧性好，性能近似工业纯铁，一般很少单独用作工程结构材料。 奥氏体（A） 碳溶解在γ-Fe中所形成的间隙固溶体称为奥氏体，用符号A表示。奥氏体保持γ-Fe的面心立方晶格结构。 奥氏体一般只能在高温下存在。 奥氏体有一定的强度、硬度和良好的塑性、韧性，适于进行锻压加工。 ;(二)铁碳合金的基本组织 渗碳体（Fe3C） 渗碳体是铁和碳所形成的具有复杂晶格结构的间隙化合物，用分子式Fe3C表示，碳的质量分数为6.69%。 渗碳体硬度高而塑性、韧性极低。铁碳合金中渗碳体含量影响了合金的硬脆性能。 珠光体（P） 珠光体是铁素体和渗碳体组成的机械混合物，常用符号P表示。珠光体中碳的质量分数平均值为wC=0.77%。 珠光体是碳的质量分数wC=0.77%的奥氏体在727℃同时析出两种互不相溶的组织，即铁素体和渗碳体，组成两相复合组织，这一转变称为共析转变。 珠光体的力学性能介于铁素体与渗碳体之间，具有较高的强度、硬度和足够的塑性、韧性，综合性能良好。;莱氏体（Ld） 莱氏体是wC=4.3%的铁碳合金，缓慢冷却到1148℃时从液相中同时结晶出由奥氏体和渗碳体组成的机械混合物，这种混合物称为高温莱氏体，用符号Ld表示。冷却到727℃时，奥氏体将转变为珠光体，所以室温下莱氏体由珠光体和渗碳体组成，称为低温莱氏体，用符号Ldˊ表示。 莱氏体的渗碳体含量大，性能与渗碳体相近，硬度高、脆性大、塑性差，是铁碳合金组织中的脆性组织。 ;（三）铁碳合金相图 ;Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.;（2）铁碳合金分类 ;（3） Fe-Fe3C状态图的应用 在选材方面的应用 Fe-Fe3C相图表明了钢铁材料成分、组织的变化规律，依此可判断出力学性能的变化，从而为选材提供了可靠的依据。 例如，各种型钢需要塑性、韧性好的材料，应采用低碳钢； 各种机械零件需要强度、塑性及韧性都好的材料，应采用中碳钢； 各种工具需要硬度高、耐磨性好的材料，应采用高碳钢。 ;（3） Fe-Fe3C状态图的应用 在制定热加工工艺方面的应用 1、在铸造工艺方面的应用 依据Fe-Fe3C相图的液相线，可以确定合适的浇注温度。由相图可知，共晶成分的合金，其凝固温度区间最小，故流动性好，分散缩孔较小，可得到致密的铸件。另外，共晶成分的合金熔化温度较低，其所需熔炼设备较简易。故具有良好的铸造性能。因此，接近共晶成分的铸铁在铸造生产中被广泛应用。 2、在锻造工艺方面的应用 由Fe-Fe3C相图可知，钢在高温时可获得单相奥氏体组织，而奥氏体的强度较低，塑性较好，有利于塑性变形加工。因此，钢材的轧制或锻造温度范围多选在单一奥氏体范围内。一般始锻温度不宜过高，以免钢材氧化严重；而终锻温度也不能太低，以免钢材塑性较差，而导致产生裂纹。 ;Fe-Fe3C状态图的应用 在制定热加工工艺方面的应用 3、在焊接方面的应用 由于焊接时焊缝到母材各区域的加热温度是不同的，由Fe-Fe3C相