第三章铁碳合金

1

第三章铁碳合金

§3-1铁碳合金相图分析一、概述(一)单相区21、奥氏体(1)定义：碳在面心立方结构γ铁中的间隙固溶体。(2)常用A或γ表示。(3)碳的溶解度较大，最大为2.11%。(4)在727℃以上存在，是组成铁碳合金高温组织的基体相。(5)硬度很低，塑性很好。342、铁素体(1)定义：碳在体心立方结构α铁中的间隙固溶体。(2)常用F或α表示。(3)碳的溶解度很小，最大为0.02%，室温仅为0.0008%。(4)在912℃以下存在，是组成铁碳合金室温组织的基体相。(5)硬度低，塑性、韧性好。5673、渗碳体(1)含碳量为6.69%，用Fe3C表示。(2)硬度较高，脆性大，常作为铁碳合金室温组织的强化相。(3)可以作为一个组元，常研究Fe-Fe3C相图。89(二)三相共存水平线1、共晶反应线(1)1148℃，含碳量为4.3%的液相发生共晶反应。(2)莱氏体(Ld)：共晶反应产物，是树枝状奥氏体分布在渗碳体的基体上。(3)莱氏体脆性大，不能进行压力加工。(4)变态莱氏体(Ld´)：奥氏体转变为珠光体的莱氏体组织。

10112、共析反应线(1)727℃，含碳量为0.77%的奥氏体发生共析反应。(2)珠光体(P)：共析反应产物，是片层状铁素体和渗碳体的机械混合物。(3)珠光体强度较高，有一定的塑性和韧性，可作为铁碳合金的室温组织。12500×131000×143800×15(三)溶解诊度线1、CD线：括碳在静液相奏中的参溶解愈度线可。(1家)低于舱该线足时会股从液碑相中籍析出译渗碳多体。(2物)一次袜渗碳摇体（Fe3CⅠ）：渠从液冻相中饰析出眯的渗冬碳体朝，为左粗大饼片状柳。162、ES线：悦碳在踪蝶奥氏迁体中够的溶惩解度勒线。(1捉)低于吵该线顶时会缺从奥哨氏体格中析疼出渗甚碳体组。(2殖)二次贤渗碳悬体（Fe3CⅡ）：岩从奥精氏体肯中析现出的恰渗碳厘体，俊常沿逃奥氏种体晶铁界分眠布。173、PQ线：上碳在床铁素勤体中拉的溶因解度鸟线。(1菜)低于帮该线洋时从脆铁素恼体中及析出航渗碳破体。(2紫)三次饰渗碳论体（Fe3CⅢ）：只从铁丑素体苍中析滑出的斥渗碳祝体，睬常沿库铁素懂体晶无界分示布。(3屈)三次相渗碳够体因牌数量梦极少垫，除熟低碳纹钢外样一般孕可忽服略。18(四)铁碳袖合金凉的分议类1、工男业纯谊铁：C＜0.绪02认%2、钢周：C：0.尝02执-2悠.1贤1%。(1波)亚共叹析钢遭：C＜0.倘77柳%(2疮)共析绕钢：C=肥0.屯77肌%(3否)过共役析钢勺：C＞0.糕77的%3、白嚷口铸皇铁C：2.推11埋-6抽.6医9%(1神)亚共店晶白汽口铸伪铁：C＜4.俊3%(2逐)共晶抽白口偷铸铁石：C=浑4.蕉3%(3坡)过共川晶白繁口铸麦铁：C＞4.酒3%1920二、株钢和浩白口汤铸铁葵结晶想过程路分析(一)共析责钢的厌结晶违过程炒分析1以上画：液会相。1-塞2：液比相中唯析出刻奥氏撑体。2-葵3：单毛相奥芽氏体犬。3-迹3＇：发抱生共辣析反桶应，通奥氏月体转雨变为宵珠光缠体（F+巩F匀e3C）。3＇以下即：珠亿光体玩。212223(二)亚共今析钢兰的结膜晶过皮程分翁析1以上赖：液废相。1-赛2：液鞭相中屡析出星奥氏狼体。2-魂3：单般相奥堂氏体丽。3-孔4：奥瓦氏体蹲中析械出铁揭素体顷，奥踪蝶氏体洽数量管减少竟，含欧碳量约沿GS线变利化；尚铁素剥体数时量增右加，脱含碳加量沿GP线变粥化。244：由均成分左为P的先赞共析弃铁素步体和炉成分睁为S的奥狱氏体棍组成撤，其豆相对裕数量惹符合鸟杠杆抹定律少。4-腹4＇：发算生共丈析反脾应，贝奥氏恶体转表变为患珠光乳体；暗先共看析铁忠素体俘不发尺生变奇化。4＇：勺奥氏炒体消膏失，净组织失为先扶共析山铁素伐体和雾珠光甲体。4＇以锤下：F+炭P。2526Wc=明0.筒20筹%肥40巨0X27Wc=洗0.劲45尊%孝4卖00殊X28Wc=称0.脸60窄%怖30钉0X29(三)过共佳析钢眉的结卵晶过深程分养析1以上如：液案相。1-输2：液屋相中林析出件奥氏怀体。2-左3：单跳相奥鬼氏体皮。3-撇4：奥震氏体山中析拥出渗楼碳体豆，奥恼氏体夫数量果减少谁，含孔碳量圆沿ES线变纵化，溪渗碳说体数写量增挡加。304：由静渗碳排体和狭成分愤为S的奥呼氏体药组成糟，其亏相对袖数量云符合陡杠杆胀定律帽。4-役4＇：发钞生共没析反固应，顶奥氏世体转基变为抚珠光誉体；而渗碳末体不榆变化卡。4＇：息奥氏仗体消欢失，塑组织砍为二羽次渗苍碳体邪和珠烘光体办。4＇以划下：P+荡F桥e3刚CⅡ。313233WC辈=1斧.2粥%聪5迈00韵X34(四)共晶拨白口丙铸铁敢的结介晶过荡程1以上屋：液宿相。1-纠1＇：号恒温格，发捧生共垂晶反歇应，LC→（AE+轻Fe3C），短得到守莱氏瘦体。1＇：群液相兆完全旋消失顺，全含部为Ld（AE+凉Fe3C）。1-抱2：共皱晶奥肥氏体沾中析庸出渗被碳体霞，含惯碳量师沿ES线变雹化。352：共郑晶奥合氏体商含碳从量降痒至S点。组织战为Ld（AS+糖Fe3CⅡ+珍Fe3C）。2-印2＇：发喝生共励析反地应，怕共晶季奥氏席体转祖变为链珠光透体；情渗碳得体不狠变化伯。2以下已：组纠织为俯变态妻莱氏粘体。Ld＇（p逗+谎Fe3CⅡ+陆Fe3C）。36(五)亚共傲晶白婶口铸纳铁的厅结晶傅过程液相每中先赚析出混奥氏片体，文液相化成分响沿BC线增哗加。达到C点后春发生汗共晶楚反应验得到守莱氏慕体。温度保继续佳下降训，奥棚氏体浑中析撞出Fe劈燕3CⅡ。室温酒组织毅：珠光丙体+二次井渗碳缩慧体+变态爽莱氏筒体。P+描F俯e3洒CⅡ+L装d＇（p嫂+敲Fe缴3CⅡ+博Fe奶3C）3738(六)过共舌晶白服口铸床铁的疼结晶规过程液相羽中先惊析出介一次笼渗碳勇体，灾成分炸沿DC线降俱低。液相顷达到C点成权分后闹发生显共晶佛反应判得到乱莱氏出体。室温贵组织性：Fe快3CⅠ+L临d＇3940过共旨晶白僚口铁10讲0X4142三、辟组织妙组成款物计殿算1、珠秀光体恋中铁兄素体站和渗羽碳体波的相谣对含勉量？WF拘=(证6.意69洗-0乘.7枯7)东/(贝6.亡69欠-0有.0番21霞8)耐=8登8.负7%WF彩e3届C=色1-烈88灯.7篇%=惰11过.3岗%432、计嫌算WC惠=0台.4番%钢组般织组靠成物告的含废量？组织烛组成伐物为爸先共搂析铁傍素体肿和珠喊光体笑。WF先=[哲(0柄.7辜7-爱0.宽40姻)/煮(0挨.7呆7-乎0.衔02样18部)]统×1话00俱%=4手9.都5%WP哭=1口-4伤9.府5%兰=帝5鸡0.态5%443、计丑算WC云=0谁.4损%钢中饭的相度组成概物的非含量勿？相组筹成物背为铁温素体律和渗址碳体律。WF=[宽(6蔑.6佳9-盲0.费40语)/城(6义.6涝9-谣0.贩02朗18窃)]眯×1企00义%=9喘4.紫3%WF酿e3C=旋1-匙94览.3仗%决=霉5.种7%454、计脆算WC骆=1留.2凤%钢组租织组椒成物某的含贤量？组织盯组成饰物为伟珠光座体和植二次歉渗碳要体。WP=[训(6悦.6志9-啊1.援2)出/(童6.强69穗-0听.7搂7)栽]×庸10龙0%=9舟2.跃7%WF垒e3狱CⅡ=[纤(1界.2坡-0旁.7街7)亩/(治6.继69蔬-0奴.7厚7)棒]×夜10霉0%=7电.3冲%465、计宿算WC良=吼1扶.2期%钢相剃组成帮物的课含量原？相组甜成物片为铁怀素体榴和渗溉碳体屑。Wα=[张(6抓.6盟9-立1.臣2)贝/(伙6.觉69菜-0维.0伴21茫8)游]×联10糕0%=8违2.纷3%WF贺e3百C=[丝式(1巨.2劈燕-0售.0裤21衔8)芦/(逝6.贷69饮-0自.0拜21搜8)看]×榨10卡0%=1塑7.办7%47四、鞭含碳吧量对剑铁碳乎合金帝平衡固组织敏和性羞能的字影响(一)对相孕组成避的影步响铁碳毁合金图的室辱温平祸衡相估组成对均由肥铁素赖体和伪渗碳日体两针相组砖成，鲁并且纵随着痰含碳派量的戚增加邻，渗工碳体失逐惭好增加爬，铁条素体盛量逐哭惭减朱少。484950(二)对组盯织组全成的丘影响随着棚含碳我量的宜增加盐，铁际碳合摸金的鸡组织怀变化圈：铁冒素体普→→胶珠光论体→数→莱蒜氏体部。(三)对性毫能的棋影响1、随洪含碳龙量的暮增加骄，钢取的硬首度升响高，昂而塑柱性、乔韧性鸣降低鼓。2、随南含碳戏量的棉增加宫，钢欺的强家度升乘高，见在含伍碳量射接近1%时强站度达吃到最征高值肤，含沈碳量裕继续细增加截，强弊度下卷降。51§3碧-2碳钢一、辆钢中骡常存亭杂质援元素恐的影贺响杂质花元素穷：由咬于冶坊炼工雄艺、蹦原料捆等原吹因，幼不可胞避免慎地存深在于喂钢中颗的元早素，火含量激要求芳低于果某一境标准主值。常存腿元素改：Si，Mn，S，P，N，H，O残余窜元素拿：Cr，Ni，Mo，W，Cu，V，Ti52(一)锰来源堆：炼浊钢时椅脱氧夹、脱胃硫而得残留猫在钢枕中。存在德形式抓：大嘉部分蛇溶于停铁素燃体，秀小部保分溶秧于渗疯碳体获。作用卫：1、强桂化铁仰素体景。2、提足高过廉冷奥炊氏体演的稳脾定性巡寿。含量储：0.胆25送-0谨.5资0%0.既50叔-0踢.8静0%。（插含0.陆3－0.组5%可C需要献淬火严处理丛）53(二)硅来源纪：炼绵钢时蔑脱氧见而残麦留钢抢中。存在巡寿形式廉：溶僻于铁摇素体奏。作用筝：强拦化铁州素体拣。含量樱：镇产静钢搜：0.之17狠-0析.3党7%，沸腾里钢：<0碰.0亦7%。5455(三)硫来源鲁：炼腰钢原起料。存在攀形式窄：形版成（α－Fe＋Fe沾S）二迷元共睁晶。热脆访：共悉晶体狡分布私在奥铺氏体攻晶界牌，熔慨点为98陵9℃。热指加工绸一般暖加热搜到12承00宿℃，此押时低访熔点狸共晶互已融证化，疫在热菠加工啄时晶俘界开签裂。消除墙：加Mn形成轮高熔期点（16筑20府℃）的Mn限S。56(四)磷来源妇：炼贪钢原隶料。存在瓣形式刑：固慎溶于榜铁素应体，水在偏妖析处瓣生成Fe隆3P。冷脆损：室由温时申的塑酱性、胁韧性卖急剧歼下降株。57二、百碳钢蓬的分傲类、做编号疼和用流途(一)碳钢则的分任类1、按求钢的检含碳设量分任类(1搬)低碳秃钢：扎≤0.且25台%C(2亮)中碳弟钢：0.伪30恭—0疾.5盯5%钉C(3严)高碳望钢：兔≥0.怖60短%C582、按荡钢的减质量暑分类(1糟)普通辜碳素姓钢：S≤蜡0.且05赢5%，P≤洪0.槽04乖5%(2刃)优质董碳素赌钢：S、P辩≤0壳.0年40秋%(3犁)高级从优质魂碳素阴钢：S≤妹0.嫌03西0%，P≤辣0.朽03刃5%593、按溪钢的塔用途竿分类(1海)碳素栋结构扒钢：户用于机制造补工程膝结构哲和机摩械零狐件，背为低租、中肌碳钢腿。(2驾)碳素剂工具捧钢：时用于沃制造地刀具挤、模归具和牵量具和，一鹊般为阳高碳繁钢。60(二)碳素乞结构骑钢的扬编号难和用纹途1、碳搬素工承程结下构钢(1潮)编号仙：Q＋屈街服点舅＋质摘量等助级＋被脱氧膨。Q：表超示屈带服强拌度。屈服蜻点：轰分为5个等秆级：19吊5，21济5，23择5，25诊5，27衬5（MP鱼a）61质量歼等级裙：分A，B，C，D四个锈等级掠，表于示冲堪击试们验的鞭要求转不一鱼样。如Q2圾35：A：不抽要求命，B：20侍℃时≥27哑JC:额0℃时≥27厉J，D:－20骄℃≥柴27欣J。脱氧奇：镇序静钢记：不怕表示;沸腾捉钢：F；半不镇静鸡钢：b。62(2遇)特点西：产量杰大，姑用途腿广。碳含份量较橡低。誓（