第3章 铁碳合金

工程材料

铁碳合金黄石理工学院问题纯铁结晶过程中,结构的变化?非纯铁(Fe+C)的结晶过程怎样?随C成分的增多,相如何变化?何谓铁素体（F）,奥氏体（A），渗碳体（Fe3C），珠光体（P）,莱氏体（Ld）？它们的结构、形态、性能等各有何特点？铁碳合金相图中各点,线的意义不同成分的铁碳合金温度与相的转变分析铁碳合金铁碳合金：以铁为主、加入少量碳而形成的合金。

典型铁碳合金：钢、铁。铁碳合金相图可以为钢的熔炼,铸造,锻造和钢的热处理等工艺规程的重要依据.铁碳合金相图铁碳合金相图铁素体：碳在α-Fe中形成的间隙固溶体。用F表示。体心立方结构，固溶碳非常有限(0.0218%以下)。性能：与纯铁相近，强度硬度低(σb=180-280Mpa，50-80HB)，塑性韧性好(δ=30-50%)，易于进行塑性变形。铁碳合金中的相奥氏体：碳在γ-Fe中形成的间隙固溶体。用A表示。面心立方结构，溶碳能力强(最大可达2.11%)。性能：强度硬度比F高，塑性韧性良好，同样易于进行塑性变形。铁碳合金中的相铁碳合金中的相渗碳体：铁和碳形成的、具有金属特性的金属化合物。碳含量为6.69%。用Fe3C表示。性能：硬度高(可以划玻璃)，强度低(b~35MPa)，脆性大，塑性几乎为零。珠光体：铁素体和渗碳体组成的机械混合物。碳含量为0.77%。用P表示。性能：介于铁素体和渗碳体之间，强度硬度较高，一定的塑性韧性。铁碳合金中的相莱氏体：奥氏体和渗碳体组成的机械混合物。碳含量为4.3%。用Ld表示。性能：与纯渗碳体相近。铁碳合金中的相工业纯铁含碳：小于0.022%组织：F性能：强度低、塑性好加热转变成A进行塑性加工应用：一般做原材料亚共析钢含碳：0.022～＜0.77%组织：F+P性能：很大程度可变加热转变成A进行塑性加工应用：机械结构件等共析钢

含碳：0.77%组织：P性能：很大程度可变加热转变成A进行塑性加工应用：工具等过共析钢含碳：＞0.77%组织：P+Fe3C性能：很大程度可变加热转变成A进行塑性加工应用：工具等耐磨制件亚共晶白口铁含碳：2.11～＜4.3%组织：P+Ld共晶白口铁含碳：4.3%组织：Ld过共晶白口铁含碳：＞4.3～6.69%组织：Fe3C+Ld四碳对铁碳合金组织的影响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%00.02180.772.114.36.6910010000三次渗碳体铁碳合金FeFe3CSQPNKJHGFEDCBAA+Fe3CA+FL+AA+L+FALL+Fe3CF+Fe3CA+Fe3CⅡA+Fe3CⅡ+LeLeLe+Fe3CⅠLe’+Fe3CⅠLe’P+Fe3CⅡ+Le’P+Fe3CⅡP+FPF+Fe3CⅢC%温度五碳对铁碳合金力学性能的影响

强度：先升后降硬度：不断升高塑性：持续下降韧性：迅速降低六碳对铁碳合金工艺性能的影响切削性能:

中碳钢合适可锻性能:

低碳钢好焊接性能:

低碳钢好铸造性能:

共晶合金好为什么细化晶粒既可提高金属的强度又可提高金属塑性强度提高：因为晶界增加，晶界阻碍位错运动，因此强度提高。

塑性提高：因为晶粒细小，有利于协调变形，同时，同样的延伸率，每个晶粒的变形量减小；因而每个小晶粒的变形量与大晶粒时一样的话，合金总体的延