第四章第四节铁碳合金相图.pptVIP

第四章 二元合金相图第四节 铁碳合金相图Iron－Carbon Alloy Phase Diagram 钢铁是现代工业中应用最广泛的材料，其基本组成元素是铁和碳，故称为铁碳合金。普通碳钢和铸铁就属于铁碳合金的范畴，而合金钢则是有意加入一些合金元素的铁碳合金。因此，了解和掌握铁碳合金相图，对于研究和使用铁碳合金，制定各种热加工工艺路线以及良好的质量品质保证等都有十分重要的意义。 （2）共晶点C与共晶转变线ECF 1148 ℃ ，C%=4.3% Lc——AE + Fe3C 即L4.3—— A2.11+Fe3C（共晶渗碳体） ——Ld4.3 高温莱氏体 碳的质量分数在2.11%～6.69%之间的铁碳合金，在平衡结晶过程中均发生共晶反应。 Ⅳ ．溶解度线 ES线：碳在A中的固溶线——Acm， 1148 ℃ ，2.11%；727 ℃，0.77%， A——A+Fe3CII 碳的质量分数大于0.77%的铁碳合金自1148℃冷至 727℃的过程中，将从A中析出Fe3C，称为二次渗碳体（Fe3CⅡ）。 PQ线：碳在F中的固溶线， 727 ℃，0.0218%—0.0008%室温。 铁碳合金自727℃冷至室温的过程中，将从F中析出Fe3C，称为三次渗碳体（Fe3CⅢ）。Fe3CⅢ数量极少，往往予以忽略。 Microstructure of hypoeutectoid steel Hypoeutectoid alloys contain proeutectoid ferrite (formed above the eutectoid temperature) + the eutectoid pearlite that contain eutectoid ferrite and cementite. Hypereutectoid alloys contain proeutectoid cementite (formed above the eutectoid temperature) plus pearlite that contain eutectoid ferrite and cementite. L→L+Ld→Ld(A+Fe3C共晶) →Ld(A+Fe3C共晶+Fe3CII) →Ld’(P+Fe3C共晶+Fe3CII) 相组成物：F，Fe3C ? F%= Fe3C%= 组织组成物：Ld 25μ 共晶白口铁的显微组织 Ⅵ 亚共晶白口铸铁 ——2.11%C%4.3% 相组成物：F，Fe3C F%= ? Fe3C%= 组织组成物： P，Ld’，Fe3CII 亚共晶白口铸铁金相 Ⅶ 过共晶白口铸铁----- 4.3%C% 相组成物： F%= Fe3C%= 组织组成物：Ld’，Fe3C ? Fe3C%= Ld’%=Ld%= 60μ 过共晶白口铁的显微组织 总结：铁碳合金相图 组织组成物标注 相区标注 点：符号、成分、温度 线：液固相线、水平线、固溶线、固溶体转变线 A 1538℃ D 1227℃ N 1394℃ G 912℃ PSK 727℃ ECF 1148℃ HJB 1495℃ Fe Fe3C S Q P N J H G E C B A A+ Fe3C A+F L+A A+ ? L+ ? F ? A L L+ Fe3C F+ Fe3C A+ Fe3CⅡ A+ Fe3CⅡ+Ld Ld Ld+ Fe3CⅠ Ld’+ Fe3CⅠ Ld’ P+ Fe3CⅡ+Ld’ P+ Fe3CⅡ P+F P F+ Fe3CⅢ 温度 K F D C% 含碳3.0%亚共晶白口铁 T10钢 45钢 组织组成物的相对重量百分比 相的相对重量百分比 合金 杠杆定律的应用 五、 铁碳合金的成分-组织-性能关系 1、成分变化： 铁碳合金在室温下的组织皆由F和Fe3C两相组成。随碳 含量的增加，F的含量逐渐变少，由100%按直线关系减少 到0%，Fe3C的含量则由0%增加到100%。 2、组织变化： 铁碳合金碳含量增加，组织按下列顺序变化： F、F+P、P、P+Fe3CⅡ、P+ Fe3CⅡ+ Ld′、Ld′、Ld′+ Fe3CⅠ、Fe3C （1）力学性能 硬度主要决定于组织中组成相或组织组成物的硬度和质量分数，随碳含量的增加，合金的硬度呈直线关系增大。 强度对组织形态很敏感。随碳含量的增加，亚共析钢中P增多而F减少。P的强度比较高，所以亚共析钢的强度随碳含量的增大而增大。过共析钢到约wc 0.9