铁碳合金及碳钢剖析PPT学习教案

1、会计学1铁碳合金及碳钢剖析铁碳合金及碳钢剖析 第一节 铁碳合金的组织 第二节 铁碳合金相图 第三节 铁碳合金的分类第四节 典型铁碳合金的结晶过程第五节 碳素钢第1页/共39页第一节 铁碳合金的组织-铁素体碳溶解在-Fe中形成的间隙固溶体称为铁素体,用符号或F表示。 铁素体的胞晶 铁素体的显微组织强度和硬度低，而塑性和韧性好。 第2页/共39页第一节 铁碳合金的组织-奥氏体碳溶解在-Fe中形成的间隙固溶体称为奥氏体，用符号或A表示。 奥氏体强度、硬度较低，塑性、韧性较高，适于锻压成形。 第3页/共39页第一节 铁碳合金的组织-渗碳体渗碳体是碳质量分数为6.69%的铁与碳的金属化合物（Fe3C）。

2、 Fe3C硬度很高而塑性和韧性几乎为零，脆性很大。 渗碳体的晶胞示意图 第4页/共39页第一节 铁碳合金的组织-珠光体珠光体是铁素体和渗碳体的混合物，用符号P表示。 珠光体的强度较高、硬度适中，具备一定的塑性。 珠光体显微组织图 第5页/共39页第一节 铁碳合金的组织-莱氏体莱氏体是碳质量分数为4.3%的奥氏体和渗碳体组成的两相机械混合物，用符号“Ld”表示 。莱氏体的力学性能硬度很高，塑性、韧性很低 。莱氏体显微组织 第6页/共39页第二节 铁碳合金相图铁碳合金相图是表示在缓慢冷却或缓慢加热的条件下，不同成分的铁碳合金的状态或组织随温度变化的图形，是研究铁碳合金的重要工具。 第7页/共39页

3、FeFe3CSQPKGFEDCAA+ Fe3CA+FL+AALL+ Fe3CF+ Fe3CA+ Fe3CA+ Fe3C+LdLdLd+ Fe3CLd+ Fe3CLdP+ Fe3C+LdP+ Fe3CP+FPF+ Fe3CC%温度一、简化后的铁碳合金相图第8页/共39页二、FeFe3C相图中主要点的意义A点： 纯铁的熔点，1538。 D点： 渗碳体的熔点，1227。 G点： 铁的同素异构转变点 。 E点： 碳在-Fe中最大溶解度点。 P点： 碳在-Fe中最大溶解度点。 第9页/共39页Q点： 室温下碳在-Fe中的溶解度 C点： 共晶点，共晶转变： S点： 共析点，共析转变： 二、FeFe3C相图

4、中主要点的意义第10页/共39页三、Fe-Fe3C相图中主要线的意义ACD线：ACD线是液相线。AECF线：AECF线是固相线。GS线：也叫A3线，冷却时从奥氏体中析出 铁素体的开始线。 第11页/共39页ES线：ES线是碳在奥氏体中的溶解度曲线 PQ线：PQ线是碳在铁素体中的溶解度曲线 ECF线：ECF线是共晶线 PSK线：PSK线是共析线 三、Fe-Fe3C相图中主要线的意义第12页/共39页四、Fe-Fe3C相图中的相区Fe-Fe3C相图中的四个单相区：ACD线以上是液相区；AESG为奥氏体区（或A）；GPQG为铁素体区（或F）；DFKL为渗碳体区（Fe3C）。第13页/共39页Fe-F

5、e3C相图中的五个两相区L+A两相区；L+ Fe3C两相区；A+ Fe3C两相区；A+F两相区及F+ Fe3C两相区。四、Fe-Fe3C相图中的相区第14页/共39页第三节 铁碳合金的分类工业纯铁（Wc0.0218%） 钢（Wc=0.0218%2.11%）l亚共析钢（Wc=0.0218%0.77%） 室温平衡组织为铁素体加珠光体。l共析钢（Wc=0.77%） 室温平衡组织为珠光体。l过共析钢（Wc=0.77%2.11%） 室温平衡组织为珠光体加二次渗碳体。第15页/共39页铸铁（Wc=2.11%6.69%）l亚共晶白口铸铁（Wc=2.11%4.3%） 室温平衡组织为珠光体加二次渗碳体加低温莱氏

6、体。l共晶白口铸铁（Wc=4.3%） 室温平衡组织为低温莱氏体。l过共晶白口铸铁（Wc=4.3%6.69%） 室温平衡组织为一次渗碳体加低温莱氏体。第三节 铁碳合金的分类第16页/共39页亚共析钢共析钢过共析钢共晶白口铁过共晶白口铁亚共晶白口铁工业纯铁第四节 典型铁碳合金的结晶过程第17页/共39页一、共析钢的结晶过程共析钢显微组织图 第18页/共39页+Fe3CGSPABJH二、亚共析钢的结晶过程亚共析钢的显微组织图 第19页/共39页三、过共析钢的结晶过程过共析钢的显微组织图 第20页/共39页四、共晶白口铸铁的结晶过程Fe3C第21页/共39页五、亚共晶白口铸铁的结晶过程第22页/共39

7、页六、过共晶白口铸铁的结晶过程DFK3Fe3C124第23页/共39页七、含碳量与铁碳合金组织及性能的关系钢铁素体亚共析钢过共析钢亚共晶白口铸铁过共晶白口铸铁共晶白口铸铁共析钢白 口 铸 铁二次渗碳体工业纯铁珠光体莱氏体一次渗碳体Fe3C钢 铁分 类组织组成物相对量%相组成物相对量%含碳量%0 0.02180.772.114.36.6910010000三次渗碳体铁碳合金碳质量分数与组织的关系第24页/共39页碳质量分数对力学性能的影响第25页/共39页在选材方面的应用 在铸造方面的应用 在可锻性方面的应用 在焊接方面的应用 铁碳合金相图的应用第26页/共39页第五节 碳素钢碳质量分数大于0.0

8、218%小于2.11%，且不含有特意加入合金元素的铁碳合金，称为碳素钢简称碳钢。 第27页/共39页一、钢中杂质元素对钢性能的影响硅(Si):有益元素，一般控制在0.17%0.37% 。锰(Mn):有益元素，一般控制在0.25%0.80% 。硫（S）:有害元素，引起热脆，一般钢中的硫质量分数不得超过0.05% 。磷（P）:有害元素，引起冷脆，一般钢中的磷质量分数不得超过0.04% 。第28页/共39页二、碳素钢的分类按碳质量分数分类：低碳钢 Wc0.25%。中碳钢 Wc为0.25%0.60%。高碳钢 Wc0.60%。第29页/共39页按质量分类 ：普通碳素钢 WS 0.055%, WP 0.0

9、45%。优质碳素钢 WS 0.045%, WP 0.040%。高级优质碳素钢 WS 0.030%, WP 0.035%。特级优质碳素钢 WS 0.025%, WP 0.030%。二、碳素钢的分类第30页/共39页按用途分类： 碳素结构钢：用于制造各种机械零件和工程构件， 碳质量分数一般小于0.70%。碳素工具钢：用于制造各种刀具、模具及量具等， 碳质量分数一般大于0.70%。二、碳素钢的分类第31页/共39页按冶炼时脱氧程度分类： 沸腾钢 脱氧程度不完全的钢。镇静钢 脱氧程度完全的钢。半镇静钢 脱氧程度介于沸腾钢与镇静钢之间的钢。二、碳素钢的分类第32页/共39页三、碳素钢的牌号及应用普通碳素结构钢： 碳素结构钢的牌号顺序如图所示： 例如：Q235-AF第33页/共39页优质碳素结构钢： 优质碳素结构钢的牌号用两位数字表示。这两位数字表示平均碳质量分数的万分之几。 如45号钢表示钢中平均碳质量分数为0.45%。 三、碳素钢的牌号及应用第34页/共39页碳素工具钢是以汉字“碳”字拼音的首位字母“T”为符号，后面的数字表示钢中碳质量分数的千分之几。 如T13A表示平均碳质量分数为1.3%的高级优质碳素工具钢。三、碳素钢的牌号及应用第35