工程材料及制造基础第二讲铁碳合金Fe-CAlloy课件

上讲知识点：一、金属材料性能二、金属晶体构造

1、晶体、晶体结构2、金属结晶过程、过冷、过冷度、冷却速度3、金属同素异晶转变4、合金基本组成物及二元合金相图第二讲铁碳合金Fe-CAlloy一、铁碳合金基本组织BasicStructureofFe-CAlloy1.铁素体（Ferrite）：（0.008-0.02）%C碳溶解在α-Fe中形成的固溶体。特点：塑性、韧性好，延伸率δ=（45-50）%；但强度和硬度低。应用：工业用纯铁,组织：100%铁素体（F)2.奥氏体（Austenite）：（0.77-2.08）%C碳溶解在γ-Fe中形成的固溶体。特点：只在723℃以上存在，塑性好、硬度低。应用：钢的压力加工就在奥氏体状态下进行。3.渗碳体Cementite

：（Fe3C）

6.67%C

Fe与C形成的金属化合物。

特点：硬度高，塑性差；在钢中起骨架作用。

注意：条件许可时，渗碳体会分解成铁+石墨。二、铁-碳合金相图Fe-C

EquilibriumDiagram1.特征点：A、C、D、E、G、P、S和Q点含义；2.特性线：ABCD线——液相线(Liquidus)AHJECF线——固相线(Solidus)

ECF线(EutecticLine)——共晶线（1147℃）

PSK线(EutectoidLine)——共析线（727℃）GS线（A3）——奥氏体中开始析出铁素体线。ES线（Acm）——碳在γ-铁中的溶解度线。

PQ线——碳在α-铁中的溶解度线。3.区域：两相区

液相+固相；固相+固相图1.铁-碳合金相图LiquidAustenite四、举例分析不同成分铁-碳合金结晶过程分析五种成分的铁-碳合金，从冷却、结晶和直到室温的组织形成过程：Ⅰ：亚共析钢LAF+PⅡ：共析钢LAPⅢ：过共析钢LAFe3C+PⅣ：亚共晶生铁LA+LeP+Le’Ⅴ：共晶生铁LLeLe’Ⅵ：过共晶生铁LFe3C+LeFe3C+Le’ⅠⅡⅢⅣⅤⅤ图2分析Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ六个成分冷却、结晶过程Ⅵ图3共析钢组织转变示意图Eutectoidtransformation图4亚共析钢组织转变示意图Sub-eutectoid亚共析钢金相组织图Sub-eutectoid图5过共析钢组织转变示意图Over-eutectoid图6共晶成分组织转变示意图Eutectictransformation图7亚共晶成分组织转变示意图Sub-Eutectictransformation图8过共晶成分组织转变示意图Sub-Eutectictransformation钢的性能随碳含量的变化变化：七、铁碳合金相图应用

ApplicationofFe-CEquilibriumDiagram

1.在铸造中应用：ApplicationinFoundry（1）确定钢和铸铁浇注温度；（2）判断其流动性好坏和收缩大小。

2.在锻造中应用：ApplicationinForging

确保钢在奥氏体区域内变形。

3.在热处理中应用：ApplicationinHeattreatment制定热处理工艺依据。Questions:Statethedifferencebetweensteelandcastiron!Statehowthecarboncontentinfluencesthestrengthandductilityofsteel!Describethecoolingprocessoftypicalferrousalloys!莱氏体：Ledeburite铁-碳合金相图：Fe-C

EquilibriumDiagram液相线：Liquidus固相线：Solidus共晶线：EutecticLine共析线：EutectoidLine铁碳合金分类：ClassofFe-CAlloy工业纯铁：PureIron共析转变：EutectoidTransformation亚共析转变：Sub-EutectoidTransform过共析转变：Over-E