中石油-考研课件第五章：二元相图与合金的凝固幻灯片.pptVIP

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * ? （1）含碳量对平衡组织的影响? ? （2）含碳量对力学性能的影响? 铁素体：强度、硬度低，韧塑性好 珠光体：强度、硬度高，韧塑性介于F和Fe3C之间 渗碳体：硬度高，强度低，塑性极低δ=0 退火：随炉缓冷，室温组织接近平衡组织。 亚共析钢：C%↑,F↓,P↑,HB↑,σb↑,δ↓aK↓ 过共析钢：C%↑,Fe3CII↑,HB↑, σb↓, δ↓,aK↓ C%1.0%时，Fe3CII连续网，C↑,网变厚，塑、韧性↓↓ 白口铁：由于组织为Ld’,极脆，很少用。 ??????? 常将Fe3C处理分解成石墨→灰口铸铁 （3）含碳量 对加工性能的影响 ● 可锻性：碳含量过高，可锻性差，铸铁不能锻造 锻造温度选在γ区， 锻造温度：固相线以下100-200℃ ● 流动性 ：液固线温差小，流动性好，接近共晶成分的铸铁铸造性能好 ? 5．4铁碳相图和铁碳合金 5．4．3杂质元素对碳钢性能的影响 ?碳钢中除Fe、C外，还不可避免存在杂质元素，Mn、Si、S、P、N、H、O…… 杂质元素：不是有意加入，在冶炼时残余在钢中的元素。 1．锰的影响 ?? 冶炼时，用锰铁脱氧，残留于钢中，Mn=0.25~0.8% ?? Mn-----有益元素 ①强化F??????? 固溶强化,使σb↑ ②细化P片，增加P量，?? 细晶强化、第二相强化，σb↑ ③与S结合MnS，取代FeS,减轻S的有害作用→降低“热脆性” 2．Si的影响 ? 冶炼时，用硅铁脱氧残留? Si0.5% ? 有益作用：强化铁素体 ???????????? 当含量高时，使δ↓,aK↓ ? 5．4铁碳相图和铁碳合金 5．4．3杂质元素对钢性能的影响 3．硫的影响 ? 有害元素：矿石中带来 ? 在钢中形成：（熔点989℃） ( F+FeS)共晶→FeS分布晶界→离异共晶 ??????? ?锻造时（T1100℃）,晶界熔化，锻造裂纹→“热脆性” 所以，钢中必须严格控制S 4．磷的影响 ?? 有害：矿石带来 溶入F中：a.使σb↑，HB↑ ????????? b.但-δ↓↓,aK↓↓--产生低温脆性（“冷脆”） 所以，钢中必须严格控制磷(P) 根据硫、磷含量，将钢分为下列3个等级 a.高级优质钢： S0.025% P0.025% b. 优质钢： S0.035% P0.035% c. 普通钢： S0.05% P0.045% ? 5．4铁碳相图和铁碳合金 5．4．3杂质元素对钢性能的影响 5.氮的影响 ? 炉料带来，炉气中吸入。 ? N在α—Fe最大溶解度：0.1%(595℃) N在α—Fe室温溶解度：0.001% ①淬火时效：高温下快冷，N在F中过饱和，长期放置，析出氮化铁。 使： a.使σb↑，HB↑ ? b.δ↓,aK↓ ②应变时效：含N钢塑性变形后，长期放置，析出氮化铁。 ??使：a.使σb↑，HB↑ ?? b.δ↓,aK↓ 二者均使钢变脆。 防止办法：冶炼时加Al:? a.细化晶粒 b.AlN→弥散分布。 ? 5．4铁碳相图和铁碳合金 5．4．3杂质元素对钢性能的影响 6．氢的影响 ?? 来源：a.炉料含水； ???????? b.炉气中吸入 ?? H对钢材危害极大，使钢脆化。 ? ①氢脆： ? ②H+H→H2,在钢内部产生裂纹；纵向断口：白点 ????????????????????????????? 横向断口：发纹 浇注成钢锭后，应进行去氢退火。 7．氧的影响 ?? 以氧化物夹杂存在钢中，破坏金属连续性，裂纹起源 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * ? 5．4铁碳相图和铁碳合金 5.4.1铁碳合金的组元和基本相 ②纯铁的力学性能 ? 根据晶粒大小和纯度不同，性能在一定范围内变化。 强度、硬度低；韧性、塑性高；不用于工程结构件。 1、纯铁 ? 5．4铁碳相图和铁碳合金 5.4.1铁碳合金的组元和基本相 2、铁的固溶体 ①铁素体（F）→Ferrite ? 碳溶入α-Fe中的间隙固溶体（用F或α表示） ??? α-Fe最大溶碳能力：0.0218%C(727℃) ???? 室温下：0.0008%C(忽略不计) ? 碳溶入δ-Fe中的间隙固溶体称为δ-铁素体(用δ-F) ?? δ-铁素体最大溶碳能力：0.09%C(1495℃) ②奥氏体（A）→Austenite 碳溶入