《工程材料及热成型工艺》课件——3.铁碳合金.pptxVIP

3.1铁碳合金的基本组织——工程材料及热成型工艺

目录Content纯铁的同素异晶体转变1铁素体2奥氏体3渗碳体4铁碳合金的基本组织珠光体5莱氏体6

转变规律：恒温转变，有一定的过冷度固态转变过程：形核、长大转变前后体积变化，产生内应力。意义：钢铁固态下热处理改变组织和性能的依据钢铁材料性能多样、用途广泛的主要原因之一。1、纯铁的同素异晶体转变1538~1394℃：体心立方δ-Fe1394~912℃：面心立方γ-Fe912℃以下：体心立方α-Fe图1纯铁的冷却曲线及晶体结构变化

基本相：铁素体（F）：碳溶于ɑ-Fe中的间隙固溶体奥氏体（A）：碳溶于γ-Fe中的间隙固溶体渗碳体（Fe3C）：金属化合物机械混合物：珠光体（P）：F+Fe3C,铁素体与渗碳体的机械混合物莱氏体（Ld)：A+Fe3C,奥氏体与渗碳体的机械混合物铁碳合金基本组织

——碳溶于ɑ-Fe中的间隙固溶体2.铁素体（Ferrite，用“F”表示）成分：室温时碳的溶解度为0.0008%，在727℃时溶解度达最大达0.0218%晶体结构：体心立方晶格；铁素体晶格铁素体显微组织力学性能：塑性、韧性好，而强度、硬度低显微组织：为多边形晶粒

3.奥氏体（Austenite，用“A”表示）

成分：在727℃时碳的溶解度为0.77%，在1148℃时碳的溶解度最大，可达2.11%晶体结构：面心立方晶格；力学性能：具有良好塑性和韧性，适宜高温下塑性加工奥氏体晶体结构奥氏体显微组织显微组织：多边形晶粒显微组织——碳溶于γ-Fe中的间隙固溶体，是一种高温组织，铁碳合金在727℃以上温度存在

4.渗碳体（Cementite，用“Fe3C”表示））成分：碳质量分数Wc=6.67％熔点：为1227℃组织：是钢中的强化相，根据生成条件有条状、网状、片状、粒状等。分布大小、数量对铁碳合金性能影响很大。性能：硬度高，脆性大，塑性几乎为零。渗碳体晶体结构——是铁和碳形成的一种具有复杂晶格的金属化合物用化学分子式“Fe3C”表示

结构：（F+Fe3C）片状组织：球状（也称粒状珠光体）5.珠光体（Pearite，用“P”表示））成分：在727℃共析转变的产物，碳质量分数为Wc=0.77%力学性能：介于铁素体与渗碳体之间，强度较高，硬度适中，塑性和韧性较好片状珠光体显微组织球状珠光体显微组织——由铁素体和渗碳体组成的机械混合物

6.莱氏体（Ledeburite，用“Ld”表示））成分：1148℃时共晶转变的产物，碳的质量分数Wc=4.3%组织：1148℃~727℃，高温莱氏体“Ld”，由奥氏体和渗碳体组成；727℃以下低温莱氏体“Ldˊ”，由珠光体和渗碳体组成力学性能：与渗碳体相似，硬度很高，塑性极差，几乎为零莱氏体显微组织——由奥氏体和渗碳体组成的机械混合物

3.2铁碳合金相图——工程材料及热成型工艺

目录CONTENTS铁碳合金相图分析1铁碳合金的平衡结晶过程及其组织2铁碳合金的成分、组织、性能之间的关系3铁碳合金相图的应用4

图相简介相图:表示合金成分、温度和组织之间关系的图形，又称平衡状态图简化的Fe-Fe3C相图

一、Fe-Fe3C相图分析Fe-Fe3C相图特性点

一、Fe-Fe3C相图分析Fe-Fe3C相图特性线（相变线）

一、Fe-Fe3C相图分析Fe-Fe3C相图中的相区（标注于相图中简化的Fe-Fe3C相图单相区：L，A，F，Fe3C两相区:L+A，L+Fe3CI，A+Fe3C，F+A，F+Fe3C三相区（线）：共晶线L+A+Fe3C共析线A+F+Fe3C

二、典型铁碳合金平衡组织铁碳合金分类工业纯铁0.0218%亚共析钢0.0218~0.77%钢共析钢0.77%过共析钢0.77~2.11%亚共晶白口铸铁2.11~4.3%白口铸铁共晶白口铸铁4.3%过共晶白口铸铁4.3~6.69%铁碳合金

典型合金的结晶过程、平衡组织共析钢亚共析钢过共析钢共晶白口铁亚共晶白口铁过共晶白口铁工业纯铁

碳钢室温平衡组织204565T8T12共析钢：P亚共析钢：F+P过共析钢：P+Fe3CIIT8T12

白口铸铁的平衡组织共晶白口铁Ld’亚共晶白铁P+Fe3CII+Ld过共晶白口铁Ld+Fe3CI

共析钢结晶过程分析共析钢显微组织P:片层状共析钢（T8）显微组织

亚共析钢结晶过程分析显微组织:F+PF--图中白亮色P--图中深色(片状层）亚共析钢亚共析钢显微组织（例：45、