第三節(jié)鐵碳合金

1、第三節(jié) 鐵碳合金 WORD文檔使用說明：第三節(jié) 鐵碳合金 來源于PDFWORDPDF轉(zhuǎn)換成WROD 本W(wǎng)OED文件是采用在線轉(zhuǎn)換功能下載而來，因此在排版和顯示效果方面可能不能滿足您的應用需求。如果需要查看原版WOED文件，請訪問這里第三節(jié) 鐵碳合金 文件原版地址: 鐵碳合金 第三節(jié) 鐵碳合金|PDF轉(zhuǎn)換成WROD_PDF閱讀器下載第三節(jié) 鐵碳合金? 一、鐵碳合金的基本相及組織 ? 1、鐵素體：碳在-Fe中的間隙固溶體稱為鐵素體，簡稱 鐵素體：碳在 Fe中的間隙固溶體稱為鐵素體， 中的間隙固溶體稱為 為鐵素體( 最大溶碳量為727時的w =%,最小為 727時的 為鐵素體()；最大溶碳量為727

2、時的wc=%,最小為 室溫時的w .0008%；性能為： 180280MPa、 室溫時的wc=.0008%；性能為：b180280MPa、 100170MPa、30%50%， 160200J/M 170MPa、30%50%，k160200J/M2 、硬度 80HBS 。 ? 碳在 - Fe 中形成的間隙固溶體稱為 鐵素體 ， () ， 最大 碳在 Fe中形成的間隙固溶體稱為 鐵素體，()， 中形成的間隙固溶體稱為 溶碳量為1495時的。 溶碳量為1495時的0 09 1495 ? 2 、 奧氏體 ： 碳在 - Fe 中形成的間隙固溶體稱為奧氏體 (A) ， 奧氏體：碳在 Fe中形成的間隙固溶體

3、稱為奧氏體(A)， 中形成的間隙固溶體稱為奧氏體(A) 1148 727 最高溶碳量為 1148 時的 w c = 2 . 11 ， 最小為 727 時的wc=；奧氏體具有高塑性、低硬度和強度，其力學性能 77 奧氏體具有高塑性、低硬度和強度，400MPa MPa、 40% 50% 170220HBS HBS。 為：b400MPa、40%50%、170220HBS。 ? 奧氏體主要存在于 727以上的高溫范圍內(nèi) ， 利用這一特性 ， 奧氏體主要存在于727 以上的高溫范圍內(nèi)，利用這一特性， 727 工程上常將鋼加熱到高溫奧氏體狀態(tài)下進行塑性成形。 工程上常將鋼加熱到高溫奧氏體狀態(tài)下進行塑性成形

4、。? 3、滲碳體：滲碳體是指晶體點陣為正交點陣，化學式近似 滲碳體：滲碳體是指晶體點陣為正交點陣， 的一種間隙式化合物，用符號Fe 表示， 于Fe3C的一種間隙式化合物，用符號Fe3C表示，其含碳量為 wc=%，滲碳體具有很高的硬度和耐磨性、脆性很大，其 =%，滲碳體具有很高的硬度和耐磨性、脆性很大， 力學性能指標大致為：硬度800HBW 抗拉強度( )30MPa、 800HBW、 力學性能指標大致為：硬度800HBW、抗拉強度(b)30MPa、 伸長率( 0、沖擊韌度( )0。 伸長率()0、沖擊韌度(k)0。 ? 4、珠光體： FFe3C的一種機械 珠光體： 混合物，用符號P 混合物，用符

5、號P表 示，其組織為層片狀 結構， 結構，綜合了鐵素體 和滲碳體優(yōu)點， 和滲碳體優(yōu)點，其綜 合力學性能好。 合力學性能好。 ? 5、萊氏體：萊氏體是由AFe3C組 萊氏體：萊氏體是由A ? 成的一種機械混合物，用符號Ld表 成的一種機械混合物，用符號L ? 示，其組織結構為滲碳體基體上分 ? 布的奧氏體，主要體現(xiàn)了滲碳體特 布的奧氏體， ? 點，硬而脆。 硬而脆。珠光體Fe二、 Fe-Fe3C相圖簡化相圖FeFe-Fe3C相圖分析 ? 點：A、G、Q、(D)； 、 、 、 ； E、P；C、S 、 ； 、 ? 線：ACD、AECF； 、 ； ECF、PSK； 、 ； ES、PQ； 、 ； AE、

6、GS； 、 ； ? 區(qū)：單相區(qū) 兩相區(qū) 三相區(qū) 簡化相圖特性線1）ACD：液相線，液相冷卻至此開始析出固相，固相加熱至 此全部轉(zhuǎn)化為液相。 2）AECF：固相線，液態(tài)合金至此線全部結晶為固相，固相 加熱至此開始轉(zhuǎn)化。 3） GS：A開始析出F的轉(zhuǎn)變線，加熱時F全部溶入A，又稱A3線。4）ES：C在A中的溶解度曲線，又稱Acm線。5）ECF：共晶線，含C量 % %的鐵碳合金至此發(fā)生 共晶反應，結晶出A與Fe3C混合物-萊氏體Ld。 11480 + Fe3C 6）PSK：共析線，含C量在 % %的鐵碳合金至此 反生共析反應，產(chǎn)生珠光體P ，又稱A1線。 7270 + Fe3C三、典型合金的結晶過程

7、 ? 根據(jù)成分，鐵碳合金的分類： 根據(jù)成分，鐵碳合金的分類：C 工業(yè)純鐵：Wc 工業(yè)純鐵： C 鋼： ? 亞共析鋼（wc 亞共析鋼（ ? 共析鋼（wc） 共析鋼（ ? 過共析鋼（wc）； 過共析鋼（ 77 11C 白口鐵（生鐵）： 白口鐵（生鐵）： ? 亞共晶白口鑄鐵（ c 亞共晶白口鑄鐵（ w ? 共晶白口鑄鐵（wc） 共晶白口鑄鐵（ ） ? 過共晶白口鑄鐵（ c）； 過共晶白口鑄鐵（ w ）；共析鋼的結晶過程顯 微 組 織亞共析鋼的結晶過程顯 微 組 織過共析鋼的結晶過程顯 微 組 織過共析鋼的顯微組織共晶白口鐵的結晶過程顯 微 組 織亞共晶白口鐵的結晶過程? 過共晶白口鐵的結晶過程： 過

8、共晶白口鐵的結晶過程：四、鐵碳合金的成分與性能的關系? Fe-C合金相組成物、組織組成物的相對量 合金相組成物、 合金相組成物FF+Fe3CF+PPP+Fe3CP+Fe3C+Ld/Ld/Ld/+Fe3C力 學 性 能 的 影 響含 碳 量 對 鐵 碳 合 金五、鐵碳相圖的應用1、選用材料： 、選用材料： 由鐵碳相圖可知，合金中隨著含碳量的不同， 由鐵碳相圖可知，合金中隨著含碳量的不同，其組織各 不相同，從而導致其力學性能不同。因此， 不相同，從而導致其力學性能不同。因此，我們就可以根據(jù) 機器零件所要求的性能來選擇不同含碳量的材料。 機器零件所要求的性能來選擇不同含碳量的材料。 2、叛斷切削加性

9、能： 、叛斷切削加性能： 低碳鋼中鐵素體較多 塑性好，加工性不好；中碳鋼中 中鐵素體較多， 低碳鋼中鐵素體較多，塑性好，加工性不好；中碳鋼中 鐵素體含量比例適當，鋼的硬度適當，易于加工。 鐵素體含量比例適當，鋼的硬度適當，易于加工。 3、制定熱加工工藝： 、制定熱加工工藝： 鑄造工藝方面 工藝方面， 在鑄造工藝方面，根據(jù)相圖可以確定合適的熔化溫度和澆 注溫度，含碳量為%的鑄鐵鑄造性最好；在鍛造工藝方 注溫度，含碳量為 的鑄鐵鑄造性最好； 鍛造工藝方 的鑄鐵鑄造性最好 可以選擇鋼材的軋制和鍛造的溫度范圍應在奧氏體區(qū)。 面，可以選擇鋼材的軋制和鍛造的溫度范圍應在奧氏體區(qū)。 4、應用于熱處理生產(chǎn)：

10、、應用于熱處理生產(chǎn)： 由相圖可知合金在固態(tài)加熱和冷卻過程中均有組織的變化， 由相圖可知合金在固態(tài)加熱和冷卻過程中均有組織的變化， 可以進行熱處理。并且可以正確選擇加熱溫度。 可以進行熱處理。并且可以正確選擇加熱溫度。例題? 例1：求Wc=%的亞共析鋼的F和P的相對含量。已知 FHBS=80，PHBS=240，6b=， ? 求HBS及6b。 ? 解：因為鐵素體中含碳量很少，可忽略不計，亞共析鋼中 的碳可看作全部存在于珠光體中，所以珠光體相對含量為： ? P= X 100% = 58%, ? 鐵素體相對含量為： ? F= 1-58% =42% ? HBS= + 240X = 173 ? 6b= X 173 = 623 MPa? 例2：求Wc= % 的過共析鋼的Fe3C和P的相對含量。已知 Fe3C HBS =800，PHBS=240，6b=， ? 求HBS及6b。 ? 解：設珠光體的相對含量為x，則滲碳體的相對含量為 ? （1-x），則有： ? x