课题4铁碳合金相图的应用及局限性

1、 Fe- Fe Fe- Fe3 3C C相图在生产中具有巨大的实际意义相图在生产中具有巨大的实际意义, , 主要应用主要应用在钢铁材料的选用和加工工艺的制订两个方面。在钢铁材料的选用和加工工艺的制订两个方面。 建筑结构和各种型钢需用塑性、韧性好的材料建筑结构和各种型钢需用塑性、韧性好的材料, , 选用碳选用碳含量较低的钢材。含量较低的钢材。 机械零件需要强度、塑性及韧性都较好的机械零件需要强度、塑性及韧性都较好的材料材料, , 应选用碳含量适中的中碳钢。应选用碳含量适中的中碳钢。 工具要用硬度高和耐磨性好的材料工具要用硬度高和耐磨性好的材料, , 则选则选碳含量高的钢钟。碳含量高的钢钟。 纯铁

2、的强度低纯铁的强度低, , 不宜用做结构材不宜用做结构材料料, , 但由于其导磁率高但由于其导磁率高, , 矫顽力低矫顽力低, , 可作软磁材料使用可作软磁材料使用, , 例如做电磁铁的例如做电磁铁的铁芯等。铁芯等。 白口铸铁硬度高、脆性大，不能白口铸铁硬度高、脆性大，不能切削加工，也不能锻造，但其耐磨性切削加工，也不能锻造，但其耐磨性好，铸造性能优良，适用于作要求耐好，铸造性能优良，适用于作要求耐磨、不受冲击、形状复杂的铸件，例磨、不受冲击、形状复杂的铸件，例如拔丝模、冷轧辊、犁铧、球磨机的如拔丝模、冷轧辊、犁铧、球磨机的磨球等。磨球等。 根据根据Fe- FeFe- Fe3 3C C相图确定

3、合金相图确定合金的浇注温度。浇注温度一般在液相的浇注温度。浇注温度一般在液相线以上线以上5050100100。纯铁和共晶。纯铁和共晶白口铸铁的铸造性能最好白口铸铁的铸造性能最好, , 它们的它们的凝固温度区间最小凝固温度区间最小, , 因而流动性好因而流动性好, , 分散缩孔少分散缩孔少, , 可以获得致密的铸件可以获得致密的铸件, , 所以选在共晶成分附近。在铸钢生所以选在共晶成分附近。在铸钢生产中产中, , 碳含量规定在碳含量规定在0.15-0.6%0.15-0.6%之之间间, , 因为这个范围内钢的结晶温度因为这个范围内钢的结晶温度区间较小区间较小, , 铸造性能较好。铸造性能较好。 钢

4、处于奥氏体状态时钢处于奥氏体状态时强度较低强度较低, , 塑性较好塑性较好, , 因因此锻造或轧制选在单相奥此锻造或轧制选在单相奥氏体区进行。一般始锻、氏体区进行。一般始锻、始轧温度控制在固相线以始轧温度控制在固相线以下下100100200200范围内。范围内。一般始锻温度为一般始锻温度为115011501 2 5 0 , 1 2 5 0 , 终 锻 温 度 为终 锻 温 度 为750750850850。 焊接过程中，焊接件从焊缝到母材各区域的距离不同，各区域受到焊缝影响的程度不同，导致各区域的加热温度不同，可以根据铁碳合金相图分析，受不同加热温度的各个区域在随后的冷却过程中可能会出现的不同组

5、织结构，为热处理改善其性能提供依据。 一些热处理工艺如退火、正火、淬火的一些热处理工艺如退火、正火、淬火的加加热温度热温度都是依据都是依据Fe- FeFe- Fe3 3C C相图确定的。因此有重相图确定的。因此有重要的意义。要的意义。在热处理工艺方面的应用在热处理工艺方面的应用在运用在运用Fe-FeFe-Fe3 3C C相图时应注意以下两点：相图时应注意以下两点： Fe-FeFe-Fe3 3C C相图只反映相图只反映铁碳二元合金铁碳二元合金中相的中相的平衡状态平衡状态, , 如含有其它元素如含有其它元素, , 相图将发生变相图将发生变化。化。 Fe-FeFe-Fe3 3C C相图反映的是相图反映的是平衡条件下平衡条件下铁碳合铁碳合金中相的状态金中相的状态, , 若冷却或加热速度较快时若冷却或加热速度较快时, , 其组织转变就不能只用相图来分析了。其组织转变就不能只用相图来分析了。 Fe-Fe3C相图在应用时的局限性相图在应用时的局限性任务实施 一、铁碳合金材料进行锻造的条件分析锻造在力的作用下，使材料发生塑性变形，获得一定形状、尺寸和力学性能的原材料、零件或毛坯的加工方法。可锻性金属的塑性和变形抗力来衡量。纯铁、低碳钢、高碳钢可