铁碳合金的结构及其相图.pptVIP

纯铁的同素异构转变 金属的多晶型性（同素异构现象） 多晶型性转变（同素异构转变） 纯铁的同素异构转变 δ-Fe γ-Fe α-Fe 纯铁的成分及性能 纯铁（工业纯铁）：含杂质0.10%～0.20% 性能：σb=180～230MPa σ0.2=100～170MPa δ=30%～50% ψ=70%～80% Ak=128～160J HBS=50～80 §4—1 纯铁及其同位素转变 纯铁及其同位素转变 1394 ℃ 912 ℃ 铁素体（F或α） 定义：碳溶于α-Fe中所形成的间隙固溶体 晶格结构：bcc 最大溶解度：0.02%（727℃） 性能： σb=180～230MPa σ0.2=100～170MPa HBS=50～80 δ=30%～50% ψ=70%～80% ak=160～200J/cm 2 δ-铁素体：碳溶于δ-Fe中所形成的间隙固溶体，最大溶解度：0.09%（1495℃） §4—2 铁碳合金的相和组织组成 铁碳合金的相和组织组成 奥氏体（A或γ） 定义：碳溶于γ-Fe中所形成的间隙固溶体（高温组织） 晶格结构：fcc 最大溶解度：2.11%（1148℃） 性能： σb≈400MPa HBS=170～220 δ=40%～50% 高塑性、无磁 铁碳合金的相和组织组成 渗碳体（Fe3C） 定义：Fe 与 C 所形成的金属化合物 晶格结构：复杂正交 性能：σb≈30MPa HBS=800 δ≈0 ψ≈0 硬而脆（耐磨性好） Fe3C 3Fe+C（石墨） 合金渗碳体： （Fe、Me）3C Fe3（ C、N）或 Fe3（ C、B） 石墨碳 晶格结构：简单六方 性能: 加工性能 机械性能 铁碳合金的相和组织组成 高温 珠光体（P） 定义：F与 Fe3C 所形成的机械混合物（平均含碳量：0.77%） 性能：σb≈750MPa HBS=180 δ≈20%～25% ak=30～40J/cm 2 综合性能 铁碳合金的相和组织组成 莱氏体（Ld、 或 Le 、 ） 定义：A与 Fe3C 所形成的机械混合物（平均含碳量：4.3%） 性能：硬而脆 铁碳合金的相和组织组成 Fe-Fe3C亚稳平衡相图 相区 重要线 ABCD AHJECF CD HJB ECF PSK（A1） GS（A3） ES（Acm） PQ 铁碳合金相图分析 §4—2 铁碳合金相图分析 δ L+A F A L+Fe3C A+F F+Fe3C A+Fe3C δ+L δ+A L A B 0.53 C 4.3 D E 2.11 F G S 0.77 P0.02 K Q J0.17 H Fe Fe3C 0.09 6.69 1148 ℃ 727 ℃ 1394 ℃ WC(%) T(℃) 重要点 N、G —— 同素异构转变点 H、E、P、Q ——最大溶解度点 J、C、S —— 包晶、共晶、共析点 A、D —— Fe、Fe3C 熔点 包晶反应 共晶反应 共析反应 铁碳合金相图分析 Ld Ld P P δ L+A F A L+Fe3C A+F F+Fe3C A+Fe3C δ+L δ+A L A B 0.53 C 4.3 D E 2.11 F G S 0.77 P0.02 K Q J0.17 H Fe Fe3C 0.09 6.69 铁碳合金分类 铁碳合金的结晶过程分析 共析钢[wc =0.77%] 铁碳合金相图分析 室温平衡组织:100% P（F和Fe3C） 组成相的质量分数为： 亚共析钢[0.0218% wc 0.77%] 铁碳合金相图分析 0.20%C 组成相的质量分数为： 0.40%C 室温平衡组织:F+P，其相对量为： 过共析钢[0.077% wc 2.11%] 铁碳合金相图分析 硝酸酒精侵蚀 苦味酸侵蚀 室温平衡组织:P+ Fe3CⅡ ，其相对量为： 工业纯铁[wc 0.02%] 铁碳合金相图分析 室温平衡组织:F+ Fe3CⅢ 共晶白口铁[wc=4.3%] 铁碳合金相图分析 室温平衡组织:100% 亚共晶白口铁[2.11% wc 4.3%] 铁碳合金相图分析 室温平衡组织:P+ Fe3CⅡ+ 过共晶白口铁[4.3% wc 6.69%] 铁碳合金相图分析 室温平衡组织: + Fe3C 典型合金的结晶过程 共析钢的结晶过程 共晶白口铁的结晶过程 亚共晶白口铁的结晶过程 铁