FeC相圖解析PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1FeC相圖解析相圖解析改變改變物質(zhì)狀態(tài)物質(zhì)狀態(tài)壓力成分溫度相圖：物質(zhì)的狀態(tài)和溫度、壓力、成分之間的關(guān)系的簡(jiǎn)明圖解；由于涉及的材料一般為凝聚態(tài)，壓力影響小，所以通常的相圖是指在恒壓下物質(zhì)的狀態(tài)與溫度、成分之間的關(guān)系圖。第1頁(yè)/共25頁(yè)1394 C912 C體心立方體心立方面心立方面心立方體心立方體心立方 - Fe - Fe - Fe一一 Fe - C相圖的基礎(chǔ)知識(shí)相圖的基礎(chǔ)知識(shí)第2頁(yè)/共25頁(yè)Fe-C相圖與Fe-Fe3C相圖第3頁(yè)/共25頁(yè)Fe3CFe2CFeC溫度FeC(6.69%C)第4頁(yè)/共25頁(yè)第5頁(yè)/共25頁(yè)。Fe-Fe3C合金中的相第6頁(yè)/共25頁(yè)第7頁(yè)/共25頁(yè)第8頁(yè)/共2

2、5頁(yè)第9頁(yè)/共25頁(yè)第10頁(yè)/共25頁(yè)第11頁(yè)/共25頁(yè)第12頁(yè)/共25頁(yè)平衡態(tài)下的相變過(guò)程合金的wc=0.77%，是共析成分的鐵碳合金共析鋼。在1點(diǎn)以上合金處于均勻的液相狀態(tài)。在12點(diǎn)之間是它的結(jié)晶溫度區(qū)間，是液相與奧氏體相的兩相共存區(qū)。即當(dāng)冷到1點(diǎn)以下從液相（L）中產(chǎn)生奧氏體（A）相晶核并長(zhǎng)大，冷卻直到2點(diǎn)時(shí)，全部液相都結(jié)晶成奧氏體。23點(diǎn)之間是奧氏體單相區(qū)，這個(gè)溫度區(qū)間沒(méi)有相變，只是A的簡(jiǎn)單冷卻。當(dāng)冷到3點(diǎn)發(fā)生共析轉(zhuǎn)變。AP(F+Fe3C)。奧氏體相變成F和Fe3C的兩相機(jī)械混合物的珠光體（P）。珠光體中的F和Fe3C分別被稱為共析鐵素體和共析滲碳體。其形態(tài)一般情況下是片層狀分布。片層位

3、向基本相同的區(qū)域稱為一個(gè)珠光體團(tuán)。共析鋼第13頁(yè)/共25頁(yè)室溫組織其顯微組織由單一地珠光體組成。第14頁(yè)/共25頁(yè)平衡態(tài)下的相變過(guò)程合金是wc =0.45%的亞共析鋼。單相奧氏體冷卻到4點(diǎn)溫度開始析出先共析鐵素體。隨著溫度的下降鐵素體不斷增多，其含碳量沿GP線變化。當(dāng)溫度達(dá)到5點(diǎn)（727）時(shí)，剩余奧氏體的含碳量達(dá)到0.77，發(fā)生共析反應(yīng)形成珠光體。在溫度降到5點(diǎn)之下直到室溫，由于碳在F中的溶解度逐漸下降則先共析F中多余的碳以Fe3C形式析出。因此，在室溫下合金的顯微組織是F+Fe3C+P。但是Fe3C的含量很少，可以忽略不計(jì)。因此，合金所代表的亞共析鋼在室溫時(shí)的顯微組織可近似的看作是F十P。亞

4、共析鋼第15頁(yè)/共25頁(yè)室溫組織含鋼量在0.02180.77范圍內(nèi)的碳鋼合金其組織由先共析鐵素體和珠光體所組成，隨著含碳量的增加，鐵素體的數(shù)量逐漸減少，而珠光體的數(shù)量則相應(yīng)地增多；亮白色為鐵素體，暗黑色為珠光體。20鋼室溫顯微組織（250）60鋼室溫顯微組織（250）第16頁(yè)/共25頁(yè)在平衡態(tài)下的相變過(guò)程當(dāng)溫度在1點(diǎn)以上合金是均勻的液相狀態(tài)。在12點(diǎn)之間是該合金的結(jié)晶溫度區(qū)間，是A和L兩相共存區(qū)。即當(dāng)溫度降到1點(diǎn)以下從L相中按成核長(zhǎng)大方式結(jié)晶出A相，當(dāng)溫度降到2點(diǎn)則L相全部結(jié)晶成單相A。23點(diǎn)之間A單相區(qū)只有A的簡(jiǎn)單冷卻，無(wú)相變。34點(diǎn)之間是A和Fe3C的兩相區(qū)。即溫度降到3點(diǎn)以下，由于碳在奧

5、氏作中的溶解度下降，因而從奧氏體中以二次滲碳體（Fe3C）的形式析出多余的碳。這種滲碳體也稱先共析滲碳體。隨溫度下降Fe3C的相對(duì)質(zhì)量百分?jǐn)?shù)逐漸增加，而A的相對(duì)質(zhì)量百分?jǐn)?shù)逐漸減少，并且二次滲碳體沿著A的晶界呈網(wǎng)狀分布。與此同時(shí)A中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)沿ES線也不斷的減少。當(dāng)溫度降到4點(diǎn)（727C）時(shí)A的Wc0.77%。于是A就發(fā)生恒溫的共析轉(zhuǎn)變，全部A轉(zhuǎn)變成P。這時(shí)合金的顯微組織是P+網(wǎng)狀Fe3C；直到室溫這個(gè)顯微組織保持不變。過(guò)共析鋼第17頁(yè)/共25頁(yè)室溫組織過(guò)共析鋼其組織由珠光體和先共析滲碳體（即二次滲碳體）組成。鋼中含碳量越多，二次滲碳體數(shù)量就越多。圖為含碳量1.2的過(guò)共析鋼的顯微組織。組織中存

6、在片狀珠光體和網(wǎng)絡(luò)狀二次滲碳體，經(jīng)浸蝕后珠光體成暗黑色，而二次滲碳體則呈白色網(wǎng)絡(luò)狀。過(guò)共析鋼(1.2C)室溫顯微組織第18頁(yè)/共25頁(yè)平衡態(tài)下的相變過(guò)程合金是碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為共晶成分（wc=4.3%）的共晶鐵碳合金。從相圖上可看到當(dāng)溫度在1點(diǎn)（1148C）之上是均勻的液相狀態(tài)，當(dāng)溫度降到1點(diǎn)之后發(fā)生恒溫共晶轉(zhuǎn)變。即L4.3(A2.11+Fe3C)Ld。液相全部以共晶轉(zhuǎn)變的方式結(jié)晶成高溫萊氏體（Ld）。組成高溫萊氏體的奧氏體和滲碳體分別被稱為共晶奧氏體和共晶滲碳體。共晶奧氏體通常以樹枝狀分布在共晶滲碳體的基體上。但當(dāng)溫度降到1點(diǎn)以下，隨溫度的下降，碳在奧氏體中溶解度的下降，Ld中的共晶奧氏體也同樣

7、會(huì)析出Fe3C，并與Ld中作為基體的共晶滲碳體混成一體。在12點(diǎn)之間合金的顯微組織是Ld。當(dāng)Ld中的共晶奧氏體析出Fe3C，時(shí)其本身的碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)也不斷下降，當(dāng)溫度降到2點(diǎn)（727）時(shí)共晶奧氏體的wc0.77%，隨即發(fā)生共析轉(zhuǎn)變，共晶奧氏體轉(zhuǎn)變成珠光體，從2點(diǎn)直到室溫，合金的顯微組織是在滲碳體的基體上分布著樹枝狀的珠光體。這種顯微組織稱為低溫萊氏體，也稱為變態(tài)萊氏體，符號(hào)是Fe3C+Ld。共晶白口鑄鐵第19頁(yè)/共25頁(yè)室溫組織共晶白口鑄鐵其室溫下的組織由單一的共晶萊氏體組成。經(jīng)浸蝕后，在顯微鏡下，珠光體呈暗黑色細(xì)條或斑點(diǎn)狀，共晶滲碳體呈亮白色，如圖所示。第20頁(yè)/共25頁(yè)平衡態(tài)下相變過(guò)程合金是

8、一種亞共晶白口鑄鐵。從FeFe3C相圖上可見(jiàn)，當(dāng)溫度高于1點(diǎn)時(shí)合金處于均勻的液相（L）狀態(tài)。在12之間是合金的結(jié)晶溫度區(qū)間。是L和A兩相共存區(qū)。即當(dāng)溫度降到1點(diǎn)以下液相中先以成核長(zhǎng)大方式產(chǎn)生A相，稱為先共晶奧氏體。隨溫度下降，先共晶奧氏體相的比例增加，L相比例減少。但是剩余液相的wc沿BC線增加，當(dāng)溫度降到2點(diǎn)（1148C)時(shí)剩余液相的wc4.3%。于是剩余液相發(fā)生共晶轉(zhuǎn)變生成高溫萊氏體（Ld），當(dāng)溫度低于2點(diǎn)（1148C）后先共晶奧氏體由于對(duì)碳溶解度的下降開始析出Fe3C。并使先共晶奧氏體的wc下降。在23點(diǎn)之間合金的顯微組織是A+Fe3C+Ld，當(dāng)溫度降到3點(diǎn)（727C）時(shí)先共晶奧氏體中的

9、碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)降到0.77%，于是先共晶奧氏體發(fā)生共析轉(zhuǎn)變成為珠光體，而高溫萊氏體（Ld）也轉(zhuǎn)變成低溫萊氏體（Ld），因此，自3點(diǎn)以下直到室溫合金的顯微組織是P+Fe3C+Ld。并且隨著亞共晶白口鑄鐵的wc增加，P和Fe3C所占比例減少。直到wc=4.3成為共晶白口鑄鐵時(shí)，P和Fe3C所占比例為0。亞共晶白口鑄鐵第21頁(yè)/共25頁(yè)室溫組織在室溫下亞共晶白口鑄鐵的組織為珠光體、二次滲碳體和萊氏體，如圖所示。用硝酸酒精溶液浸蝕后，在顯微鏡下呈現(xiàn)黑色枝晶狀的珠光體和斑點(diǎn)狀萊氏體，其中二次滲碳體與共晶滲碳體混在一起，不易分辨。第22頁(yè)/共25頁(yè)在平衡態(tài)下的相變過(guò)程合金是一種過(guò)共晶白口鑄鐵。從FeFe3C

10、相圖上可見(jiàn)，當(dāng)溫度高于1點(diǎn)時(shí)合金處于均勻的液相(L)狀態(tài)。在12點(diǎn)之間是合金的結(jié)晶溫度區(qū)間，是L和Fe3C兩相共存區(qū)。即當(dāng)溫度降到1點(diǎn)以下時(shí)，液相中以成核長(zhǎng)大方式產(chǎn)生一次滲碳體相（Fe3C），稱為先共晶滲碳體。隨著溫度的下降，F(xiàn)e3C不斷增加，而剩余的液相不斷減少，而且其wc也沿著DC線不斷降低。當(dāng)溫度降到2點(diǎn)（1148C）時(shí)剩余液相的。wc也降到4.3%。于是剩余的液相發(fā)生共晶轉(zhuǎn)變形成高溫榮氏作（Ld）。23點(diǎn)之間的顯微組織是先共晶滲碳體和高溫萊氏體（Fe3C+Ld）。當(dāng)溫度降到3點(diǎn)時(shí)Ld中的奧氏體變成珠光體。于是高溫萊氏體變成低溫萊氏體（Ld）。從3點(diǎn)直到室溫合金的顯微組織是Fe3C+Ld。并且隨著過(guò)共晶白口鑄鐵中w