铁碳合金的基本组织及合金相图分析ppt课件.ppt

课题四铁碳合金的基本组织 铁碳合金的基本组织有 铁素体 奥氏体 渗碳体 珠光体和莱氏体 1 铁素体 F 碳与 Fe形成的间隙固溶体 体心立方晶格 单相组织 C在Fe中的溶解度小 性能 强度和硬度低 塑性和韧性好 2 奥氏体 A 碳与 Fe形成的间隙固溶体 面心立方晶格 单相组织 高温组织 在大于727 时存在 C在Fe中的溶解度较大 性能 塑性好 强度和硬度高于F 在锻造 轧制时常要加热到A 可提高塑性 易于加工 模块二金属学的基本知识 1 3 渗碳体 Fe3C 铁与碳形成的金属化合物 单相组织 Wc 6 69 性能 硬度极高 800HBS 脆性大 0 不能单独使用 有条状 网状 片状 粒状 4 珠光体 P F与Fe3C组成的机械混合物 A共析产物 二相组织 根据片层厚度分为 P S T Wc 0 77 性能 力学性能介于F与Fe3C两者之间 5 莱氏体 Ld A与Fe3C组成的机械混合物 二相组织 分为高温莱氏体 Ld 和低温 室温 变态莱氏体 L d Wc 4 3 L d由P与Fe3C组成 性能 力学性能与Fe3C相似 硬度高 塑性极差 模块二金属学的基本知识 2 课题五铁碳合金相图 引言 关于铁碳合金状态图1 概念 表示铁碳合金在不同成分和不同温度下的组织 性能以及它们之间相互关系的图形 又称铁碳合金相图或铁碳合金平衡图 是通过实验的方法建立起来的 2 作用 是研制新材料 制定合金熔炼 铸造 压力加工和热处理等工艺的重要工具 3 Fe C相图包括 Fe Fe3C Fe3C Fe2C Fe2C FeC FeC C等几部分 仅研究Fe Fe3C 模块二金属学的基本知识 3 模块二金属学的基本知识 4 一 铁碳合金相图分析 1 相图的坐标 相图的绘制 纵坐标 代表温度 横坐标 代表含碳量 2 几个概念及其室温组织纯铁 F 钢铸铁共析钢 P 亚共析钢 F P 过共析钢 P Fe3CII 共晶白口铸铁 L d 亚共晶白口铸铁 P Fe3CII L d 过共晶白口铸铁 L d Fe3CI 模块二金属学的基本知识 5 3 特性点A点 纯铁的熔点 1538 Wc 0C点 共晶点 1148 Wc 4 3 D点 渗碳体的熔点 1227 Wc 6 69 S点 共析点 727 Wc 0 77 G点 纯铁的同素异晶转变点 912 E点 C在 Fe中最大溶解度 1148 Wc 2 11 P点 C在 Fe中最大溶解度 727 Q点 600 时C在 Fe中的溶解度 模块二金属学的基本知识 6 4 特性线ACD 液相线 液相冷却至此开始析出固相 固相加热至此全部转化为液相 冷至AC线开始结晶出A 冷至CD线 开始结晶出一次渗碳体 AECF 固相线 液态合金至此线全部结晶为固相 固相加热至此开始转化为液相 反应式 ECF 共晶线 含C量2 11 6 69 的铁碳合金至此发生共晶转变 结晶出A与Fe3C混合物 莱氏体Ld 1148 CLcLd A Fe3C 模块二金属学的基本知识 7 PSK 共析线 含C量在0 0218 6 69 的铁碳合金至此反生共析转变 产生珠光体P 又称A1线 727 CAsP F Fe3C ES C在 Fe中的溶解度曲线 又称Acm线 二次渗碳体析出 GS A开始析出F的转变线 加热时F全部溶入A 又称A3线 PQ C在 Fe中的溶解度曲线 三次渗碳体析出 模块二金属学的基本知识 8 5 相区及其组织4个单相区 5个两相区 2个三相共存线1 4个单相区 液相区ACD线以上区域 L AESGA区 A GPQG区 F DFK直线区 Fe3C2 5个单相区 ACEA区域 L A CDFC区域 L Fe3C EFKSE区域 A Fe3C GSPG区域 F A PSK线以下区域 室温 F Fe3C 模块二金属学的基本知识 9 3 2个三相共存线 ECF线 共晶线 L A Fe3C PSK线 共析线 F A Fe3C下面复习一下 模块二金属学的基本知识 10 二 应用相图分析铁碳合金组织转变 1 共析钢 Wc 0 77 I线 冷却曲线及其组织2 亚共析钢 Wc 0 45 II线 冷却曲线及其组织3 过共析钢 Wc 1 2 III线 冷却曲线及其组织4 白口铸铁 IV V VI线 冷却曲线及其组织 模块二金属学的基本知识 11 三 铁碳相图的应用 1 选用材料 由铁碳相图可知 合金中随着含碳量 低碳钢 中碳钢 高碳钢 白口铸铁 的不同 其组织各不相同 从而导致其力学性能 强度 硬度 塑性 韧性 不同 因此 我们就可以根据机器零件所要求的性能来选择不同含碳量的材料 2 判断切削加性能 低碳钢中铁素体较多 塑性好 加工性不好 中碳钢中铁素体含量比例适当 钢的硬度适当 易于加工 高碳钢中渗碳体含量较多 钢硬而脆 难以加工 模块二金属学的基本知识 12 3 制定热加工工艺 在铸造工艺方面 根据相图可确定合适的熔化温度和浇注温度 含碳量为4 3 的铸铁铸造性最好 在锻造工艺方面 可以选择钢材的轧制和锻造的温度范围 800 左右