[工学]工程材料-第四章二元相图及应用.pptVIP

第四章 二元相图及应用 合金是通过熔炼等方法,将一种金属元素同一种或几种其它元素溶合在一起所形成的具有金属特性的物质。 组成合金最基本的能独立存在的稳定物质称为组元。 具有两个组元的合金称为二元合金。 第一节 二元相图的建立 2.二元相图的测绘： 3.二元相图的基本规律： 两相区平衡结晶过程的基本规律： 4.杠杆定律： 5.晶内偏析： 实际结晶过程中，由于冷速较快使晶粒内部化学成分不均匀的现象称为晶内偏析。 固溶体按树枝状方式生长，使得先结晶的枝干与后结晶的分枝干成分不同的晶内偏析现象称为枝晶偏析。 Cu-Ni合金的枝晶偏析： 第二节 二元相图的基本类型及应用 一、二元共晶相图（图4-3）： 1.相图分析： 基本相：L、α、β； 两个不完整的匀晶两相区：L+α、L+β； 共晶点、共晶温度及共晶反应： 对Pb-Sn合金相图的构成作归纳： 特殊点：熔点、共晶点、最大溶解度点； 线：液相线、固相线、共晶线（三相区）、溶解度曲线（析出线）； 相区：三个单相区、三个两相区、一个三相区。 2.典型合金的结晶过程： 1）合金Ⅰ的平衡结晶过程： 2）合金Ⅱ的平衡结晶过程： 3）合金Ⅲ平衡结晶过程： 4)合金Ⅳ平衡结晶过程： 二、二元共晶相图的其它形式及二元共析相图 1.在固态下组元之间不溶解的共晶相图： 2.二元共析相图： 三、其它相图 Fe-C合金相图包晶转变： 2.具有稳定化合物的二元相图： 第三节 相图与性能的关系 第四节 铁碳合金相图 简化的Fe-C相图： 一、Fe-C合金中的基本相 1.铁素体（Ferrite)：α或F表示； 2.奥氏体(Austenite)：γ或A表示； 3.渗碳体（Cementite):Fe3C或Cm表示； 二、Fe-Fe3C合金相图分析 1.特性点（表4-1）：A、C、D、E、S、P； 2.特性线：ES线（Acm） 、PQ线、GS线（A3） 、ECF线（1148℃）、PSK线（727℃）； 3.共晶转变： 形成莱氏体（Ledeburite) 4.共析转变： 形成珠光体（Pearite) Fe-Fe3C相图的二元共晶转变： Fe-Fe3C相图的二元共晶转变的典型合金： Fe-Fe3C相图二元共晶转变的组织： Fe-Fe3C相图二元共析转变的组织： 三、铁碳合金的结晶过程： 铁碳合金的分类： （1）工业纯铁（wC0.0218%）； （2）钢（wC=0.0218%~2.11%）； 共析钢；亚共析钢；过共析钢； （3）白口铸铁（ wC= 2.11%~6.69%）。 共晶白口铸铁；亚共晶白口铸铁； 过共晶白口铸铁 1.共析钢： 共析钢珠光体组织的金相照片： 共析钢珠光体组织的TEM照片： 共析钢珠光体组织的TEM照片： 2.亚共析钢： 亚共析钢金相组织： 亚共析钢组织组成物相对量计算： 亚共析钢相组成物相对量计算： 亚共析钢P中的F、Fe3C相相对量计算： 工业纯铁中的三次渗碳体计算： 3.过共析钢： 过共析钢结晶过程图: 过共析钢的平衡组织： 过共析钢组织组成物相对量计算： 过共析钢相组成物相对量计算： Fe-Fe3C合金相的计算小结： 室温：F和Fe3C相； 共析温度： F和Fe3C相； 4.共晶白口铸铁： 共晶白口铸铁平衡组织： Le′(P+Fe3CⅡ+Fe3C共晶)组织组成物计算： 5.亚共晶白口铸铁： 亚共晶白口铸铁平衡组织： 亚共晶白口铸铁组织计算： 6.过共晶白口铸铁： 过共晶白口铸铁平衡组织： 过共晶白口铸铁组织计算： Fe-Fe3C合金组织的计算小结： 室温： 四、含碳量对铁碳合金组织和性能的影响： 碳钢的力学性能与含碳量的关系： Fe-Fe3C相图的应用及局限性： 1.在选择钢铁材料方面的应用： 建筑材料； 一般机械零件； 各种工具； 耐磨材料。 2.在制定热加工工艺方面的应用： 铸造: 锻造: 焊接: 热处理: 3.铁碳相图的局限性： 实际钢中含有杂质和合金元素； Fe-Fe3C相图反映的是平衡组织； 本章要求： 1.默画Fe-Fe3C相图。 2.熟练应用杠杆原理计算Fe-Fe3C相图中组织组成物或相组成物的相对含量。 Fe-Fe3C相图的二元共析转变： G S P γ α Fe Q C% 0.77 0.0218 E 2.11 珠光体内F和Fe3C相对量计算： 共析钢中的三次渗碳体量极少，约为0.3%。 室温时： 室温时： 思考题:如何计算亚共析钢中的三次渗碳体? 例：当含碳量为0.6%时，先析铁素体为22.7%，则在先析铁素体中的三次渗碳体有： 思考题： 如何计算含碳量为0.6%的铁-碳合金平衡冷却至室温下的三次渗碳体？ TT1 T1