Fe-C相圖分析

1、2.3 Fe-Fe3C相圖分析相圖分析Fe C 相圖的基礎(chǔ)知識。相圖的基礎(chǔ)知識。Fe -C 合金的基本相合金的基本相Fe - Fe3C 相圖分析。相圖分析。碳的質(zhì)量分數(shù)對鐵碳合金組織、性能的碳的質(zhì)量分數(shù)對鐵碳合金組織、性能的影響。影響。Fe - Fe3C 相圖的應(yīng)用。相圖的應(yīng)用。鐵碳合金的生產(chǎn)及分類。鐵碳合金的生產(chǎn)及分類。純鐵的結(jié)晶過程純鐵的結(jié)晶過程-Fe-Fe-Fe 固態(tài)下，一種元固態(tài)下，一種元素的晶體結(jié)構(gòu)隨溫度素的晶體結(jié)構(gòu)隨溫度發(fā)生變化的現(xiàn)象發(fā)生變化的現(xiàn)象 同素異構(gòu)轉(zhuǎn)同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變變 Fe - C相圖的基礎(chǔ)知識相圖的基礎(chǔ)知識1.鐵與碳可以形成鐵與碳可以形成 Fe3C、Fe2C、FeC 等一系

2、列化合物。等一系列化合物。2.穩(wěn)定的化合物可以作為一個獨的組穩(wěn)定的化合物可以作為一個獨的組 元。元。3.Fe C 二元相圖。二元相圖。 Fe C 二元相圖二元相圖Fe3C Fe2CFeC溫度FeC(6.69%C)鐵碳合金的基本相鐵碳合金的基本相鐵素體鐵素體 F：碳在：碳在-Fe中的間隙固溶體中的間隙固溶體 體心立方，體心立方，b, HB, , k,鐵鐵磁性磁性奧氏體奧氏體 A：碳在：碳在-Fe中的間隙固溶體中的間隙固溶體 面心立方，面心立方，HB, , 順磁性順磁性滲碳體滲碳體 Fe3C : Fe與與C的間隙化合物的間隙化合物 復(fù)雜斜方晶格，硬而脆，幾乎復(fù)雜斜方晶格，硬而脆，幾乎無塑性，無塑性

3、， 230以下鐵磁性以下鐵磁性高溫鐵素體高溫鐵素體 ：碳在：碳在-Fe中的間隙固溶體中的間隙固溶體 體心立方，順磁性體心立方，順磁性鐵碳合金的組織鐵碳合金的組織鐵素體鐵素體 ( F ) ( Ferrite ) 鐵素體組織金鐵素體組織金相圖相圖2.奧氏體奧氏體 ( A ) - Austenite 奧氏體組織金相圖奧氏體組織金相圖3. 滲碳體滲碳體 ( ( Fe3C ) - Cementite滲碳體組織金相圖滲碳體組織金相圖4.珠光體珠光體 ( P ) - Pearlite 鐵素體和滲碳體組成的機械混合物。鐵素體和滲碳體組成的機械混合物。5.萊氏體萊氏體 ( Ld ) - Ledeburite 奧

4、氏體和滲碳體組成的機械混合物。奧氏體和滲碳體組成的機械混合物。 Fe - Fe3C 相圖相圖FeTFe3C Fe - Fe3C 相圖相圖 簡化簡化Fe - Fe3C 相圖相圖ACDEFGSPQ1148727LAL+AL+ Fe3C4.3%C2.11%C0.0218%C6.69%CFe Fe3C T( A+Fe3C )LdLd+Fe3CA+Ld+Fe3CFA+FA+ Fe3C( F+ Fe3C )PP+F0.77%CP+Fe3CLdLd+Fe3CP+Ld+Fe3CK共晶相圖共晶相圖共析相圖共析相圖勻晶相圖勻晶相圖( P+Fe3C )Fe - Fe3C 相圖的分析相圖的分析五個重要的成份點五個重要

5、的成份點: P、S、E、C、K。四條重要的線四條重要的線: EF、ES、GS、FK。三個重要轉(zhuǎn)變?nèi)齻€重要轉(zhuǎn)變: 包晶轉(zhuǎn)變反應(yīng)式、共晶包晶轉(zhuǎn)變反應(yīng)式、共晶 轉(zhuǎn)變反應(yīng)式、共析轉(zhuǎn)變反應(yīng)式。轉(zhuǎn)變反應(yīng)式、共析轉(zhuǎn)變反應(yīng)式。二個重要溫度二個重要溫度: 1148 、727 。1.包晶轉(zhuǎn)變反應(yīng)式包晶轉(zhuǎn)變反應(yīng)式:LB + H AJ14953.共析轉(zhuǎn)變反應(yīng)式共析轉(zhuǎn)變反應(yīng)式:AS ( FP + Fe3C ) P 7272.共晶轉(zhuǎn)變反應(yīng)式共晶轉(zhuǎn)變反應(yīng)式:LC ( AE + Fe3C ) Le 1148典型鐵碳合金的結(jié)晶過程分析典型鐵碳合金的結(jié)晶過程分析工業(yè)純鐵工業(yè)純鐵 ( ingot iron )共析鋼共析鋼 ( eu

6、tectoid steel )亞共析鋼亞共析鋼 ( hypoeutectoid steel )過共析鋼過共析鋼 ( hypereutectoid steel )共晶白口鐵共晶白口鐵 ( eutectoid white iron )亞共晶白口鐵亞共晶白口鐵( hypoeutectoid white iron )過共晶白口鐵過共晶白口鐵( hypereutectoid white iron )1.工業(yè)純鐵工業(yè)純鐵 ( Wc 0.0218% ) 工業(yè)純鐵組織金相圖工業(yè)純鐵組織金相圖2. 共析鋼共析鋼 ( Wc = 0.77% ) 共析鋼組織金相圖共析鋼組織金相圖3.亞共析鋼亞共析鋼 ( Wc = 0

7、.45% ) 亞共析鋼組織金相亞共析鋼組織金相圖圖4.過共析鋼過共析鋼 ( Wc = 1.2% ) 過共析鋼組織金相過共析鋼組織金相圖圖5.共晶白口鐵共晶白口鐵 ( Wc = 4.3% ) 共晶白口鐵組織金相共晶白口鐵組織金相圖圖6.亞共晶白口鐵亞共晶白口鐵 ( Wc = 3.0% ) 亞共晶白口鐵組織金相圖亞共晶白口鐵組織金相圖7.過共晶白口鐵過共晶白口鐵 ( Wc = 5.0% ) 過共晶白口鐵組織金相圖過共晶白口鐵組織金相圖 組織組成物組織組成物:F ; Fe3CF ; P 0.77-0.45F = 100%=43% 0.77-0.02 0.45-0.02P = 100% = 57% 0

8、.77-0.02相組成物相組成物: 6.69-0.45F = 100% = 94% 6.69-0.02P = 1 WF = 57%Fe3C = 1 - WF = 6%0.020.450.776.69碳的質(zhì)量分數(shù)對鐵碳碳的質(zhì)量分數(shù)對鐵碳 合金組織、性能的影響合金組織、性能的影響 碳的質(zhì)量分數(shù)對碳的質(zhì)量分數(shù)對平衡組織平衡組織的影響。的影響。碳的質(zhì)量分數(shù)對碳的質(zhì)量分數(shù)對力學(xué)性能力學(xué)性能的影響。的影響。碳的質(zhì)量分數(shù)對碳的質(zhì)量分數(shù)對工藝性能工藝性能的影響。的影響。1.1.碳的質(zhì)量分數(shù)對平衡組織的影響碳的質(zhì)量分數(shù)對平衡組織的影響2.2.碳的質(zhì)碳的質(zhì) 量分數(shù)對量分數(shù)對 力學(xué)性能力學(xué)性能 的影響的影響3.3.碳的質(zhì)量分數(shù)對碳的質(zhì)量分數(shù)對 工藝性能的影響工藝性能的影響對對鑄造性能鑄造性能的影響。的影響。對對鍛造性能鍛造性能的影響。的影響。對對焊接性能焊接性能的影響。的影響。對對切削加工性能切削加工性能的影響。的影響。 Fe - Fe3C 相圖的應(yīng)用相圖的應(yīng)用選擇材料方面的應(yīng)用選擇材料方面的應(yīng)用制定熱加工工藝方面的應(yīng)用制定熱加工工藝方面的應(yīng)用1.1.選擇材料方面的應(yīng)用選擇材料方面的應(yīng)用（1） 分析零件的工作條件分析零件的工作條件, , 根據(jù)鐵碳合金根據(jù)鐵碳合金 成分、組織、性能之間的變化規(guī)律進成分、組織、性能之間的變化規(guī)律進 行選擇材料。行選擇