相圖的基本知識(shí)

1、第二章相圖的基礎(chǔ)知識(shí)教學(xué)章節(jié)：第二章2.1教學(xué)內(nèi)容：合金及其組織教學(xué)要求：1、掌握合金的概念及相的概念。2、掌握合金的組織概念、性能特點(diǎn)。3、掌握固溶解，金屬化合物質(zhì)、混合物4、了解二元合全相同的建立。重點(diǎn)難點(diǎn)：1、掌握合金的概念是教學(xué)重點(diǎn)；2、掌握三種合金組織的名稱及性能。教學(xué)過(guò)程（板書設(shè)計(jì)）：一、金屬材料的分類：二、合金的基本概念1、合金：以一種金屬為基礎(chǔ)，加入其他金屬或非金屬，經(jīng)過(guò)熔合而 獲得的具有金屬特性的材料。即合金是由兩種或兩種以上的元素所組 成的金屬材料。2、組元：組成合金最簡(jiǎn)單的、最基本的、能夠獨(dú)立存在的元物質(zhì)， 簡(jiǎn)稱元3、相：合金中成分、結(jié)構(gòu)及性能相同的組成部分。4、組織：合

2、金中不同相之間相互組合配置的狀態(tài)。換言之，數(shù)量、大小和分布方式不同的相構(gòu)成了合金不同的組織。提問(wèn)：相與組元的區(qū)別：答：1、相是合金中同一化學(xué)成分、同一聚集狀態(tài)，并以界面相互分開(kāi)的各個(gè)均勻組成部分。2、組元是組成合金的基本獨(dú)立物質(zhì)， 組元可以是金屬和非金屬, 也可以是化合物。三、合金的組織合金組織的分類：1、固熔體固熔體是一種組元的在子深入另一組元的晶格中所形成的均勻 固相。溶入的元素稱為溶質(zhì)，而基體元素稱為溶劑。固溶體仍然保持 溶劑的晶格類型。1）隙固溶體溶質(zhì)原子分布于溶劑晶格間隙之中而形成的固溶體稱為間隙固 溶體。o 3溶質(zhì)原子:溶劑原子2）置換固溶體溶質(zhì)原子置換了溶劑晶格結(jié)點(diǎn)上某些原子而形

3、成的固容體稱為 置換固溶體。3）金屬化合物合金組元間發(fā)生相互作用而形成一種具有金屬特性的物質(zhì)稱為 金屬化合物。其性能物特點(diǎn)是熔點(diǎn)高，硬度高，脆性大。金屬化合物 能提高合金的硬度和耐磨性，但塑性和韌性會(huì)降低。4）混合物兩種或兩種以上的相按一定質(zhì)量分類組成的物質(zhì)稱為混合物。課后習(xí)題：1 .合金是一種<或通過(guò)熔煉或其他方法結(jié)合而成的具有的物質(zhì)。2 .合金中成分、結(jié)構(gòu)、及性能相同的組成部分稱為 3.根據(jù)合金中各組元之間的相互作用不同，合金組織可分為 > 口三種類型。教學(xué)章節(jié)：第二章2.2教學(xué)內(nèi)容：合金的基本組織與性能教學(xué)要求：掌握鐵碳合金基本組織的種類及性能。重點(diǎn)難點(diǎn)：鐵碳合金基本組織的性

4、能及特點(diǎn)。教學(xué)過(guò)程（板書設(shè)計(jì)）：一、鐵碳合金的相及組織1、鐵素體：1）概念：碳溶解在-Fe中形成的間隙固溶體稱為鐵素體。2）符號(hào)：F,體心立方晶格3）溶解能力：溶解度很小，在 727c時(shí)，碳在-Fe中的最大溶碳量 為0.0218%,隨溫度的降低逐漸減小。4）性能：由于鐵素體的含碳量低，所以鐵素體的性能與純鐵相似。即有良好的塑性和韌性，強(qiáng)度和硬較低。2、奧氏體：1）概念：碳溶解在y- Fe中形成的間隙固溶體稱為奧氏體。2）符號(hào)：A,面心立方晶格3）溶碳能力：較強(qiáng)。在1148c時(shí)可溶C為2.11%,在727c時(shí)，可 溶 C 為 0.77%。4）性能：強(qiáng)度、硬度不高，具有良好的塑性，是絕大多數(shù)鋼在高

5、溫 進(jìn)行鍛造和扎制時(shí)所要求的組織。3、滲碳體：1）概念：含碳量為6.69%的鐵與碳的金屬化合物。2）符號(hào)：Fe3C復(fù)雜的斜方晶體3）溶碳能力：C=6.69%4）性能：熔點(diǎn)1227c硬度很高，塑性很差，伸長(zhǎng)率和沖擊韌度幾乎為零，是一個(gè)硬而脆的組織。4、珠光體：1）概念：是鐵素體與碳光體的混合物2）符號(hào)： P ,是鐵素體和滲碳體片層相間，交替排列。3）溶碳能力：在727c時(shí)，C=0.77%4）性能特點(diǎn)：取決于鐵素體和滲碳體的性能，強(qiáng)度較高，硬度適中，具有一定的塑性。5、萊氏體：1）概念：是含碳量為4.3%的液態(tài)鐵碳合金在1148c時(shí)從液體上中間 結(jié)晶出的奧氏體和滲碳體的混合物。2）符號(hào)：Ld （高

6、溫萊氏體，溫度727 C）由于奧氏體在727c時(shí)轉(zhuǎn) 變?yōu)橹楣怏w，所以在室溫下的萊氏體由珠光體和滲碳體組成叫低溫萊 氏體。L'短示3）溶碳能力：C=4.3%4）性能特點(diǎn)：硬度很高，塑性很差。注意：F、A、Fe3c是單相組織，稱鐵碳合金的基本相。P、Ld是由基本相混合組成的多相組織。課后習(xí)題：?奧氏體、滲1 .鐵碳合金的5種基本組織是 碳體和萊氏體。2 .滲碳體是鐵與碳的混合物。教學(xué)章節(jié)：第二章2.3教學(xué)內(nèi)容：合金相圖教學(xué)要求：1、掌握鐵碳合金相圖，簡(jiǎn)化圖各區(qū)域組織符號(hào)及名稱。2、掌握鐵碳合金相圖重要點(diǎn)線的含義，特別是共晶點(diǎn)， 共析點(diǎn)及轉(zhuǎn)變式。3、熟悉掌握鐵碳合金的分類。重點(diǎn)難點(diǎn)：1、教學(xué)

7、重點(diǎn)是簡(jiǎn)化相圖各區(qū)域的組織符號(hào)及轉(zhuǎn)變。2、難點(diǎn)是共晶、共析轉(zhuǎn)變成的寫法及共晶、共析轉(zhuǎn)變線 教學(xué)過(guò)程（板書設(shè)計(jì)）： 一、鐵碳合金相圖1、定義：鐵碳合金相圖一表示在緩慢冷卻（或緩慢加熱）的條件下， 不同成分的鐵碳合金的狀態(tài)或組織隨溫度變化的圖形。簡(jiǎn)化后的Fe-Fe3c相圖二、Fe-Fe 3c相圖中特性點(diǎn)、線的含義及各區(qū)域內(nèi)的組織1、主要特征點(diǎn)A點(diǎn)：純鐵的熔點(diǎn)，1538 CD點(diǎn)：滲碳體的熔點(diǎn)，1227 CC 點(diǎn)：共晶點(diǎn)，1148 C LC* （A+Fe 3CI）E點(diǎn)：C在rFe中最大溶解度，C=2.11 %G點(diǎn)：純鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變點(diǎn)，912 C, %Feu 丫 Fe 7270C_ 一 一、S 點(diǎn)：共

8、析點(diǎn)， As*P= （F+Fe3CI）P點(diǎn)：碳在鐵素體（%Fe）中最大溶解度1）在保持溫度不變的情況下，從一個(gè)液相中同時(shí)結(jié)晶出兩種固相（奧 氏體和滲碳體），這種轉(zhuǎn)變稱為共晶轉(zhuǎn)變。具產(chǎn)物為共晶體。2）在保持溫度不變的情況下，從一個(gè)固相（奧氏體）中同時(shí)結(jié)晶出 兩種固相（鐵素體和滲碳體），這種轉(zhuǎn)變稱為共析轉(zhuǎn)變。其產(chǎn)物為共 析體。2、主要特征線ACD線：液相線，在此線的上方所有的鐵碳合金都為液體。稱 為液相區(qū)，用L表示。線上的點(diǎn)對(duì)應(yīng)不同成分合金的結(jié)晶開(kāi)始溫度。 AC線以下結(jié)晶出奧氏體，在 CD線以下結(jié)晶出滲碳體。AECF線：固相線，在此線的下方所有的鐵碳合金都為固體。此 線以下為固相區(qū)。線上的點(diǎn)對(duì)應(yīng)不

9、同成分合金的結(jié)晶終了溫度。在 ACD線與AECF線之間是結(jié)晶區(qū)，即過(guò)渡區(qū)。此區(qū)域液相與固相并 存。AEC區(qū)內(nèi)為液相合金和固相奧氏體，CDF區(qū)內(nèi)為液相合金與固 相滲碳體。GS線：從A中析出F的開(kāi)始線，又稱A3線。奧氏體向鐵素體 的轉(zhuǎn)變是鐵發(fā)生同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變的結(jié)果。ES線：C在A中溶解度曲線，亦稱為 Acm線。在AGSE區(qū)內(nèi) 為單相奧氏體。ECF:共晶線，溫度為1148 C。共晶轉(zhuǎn)變是可逆轉(zhuǎn)變。PSK線：共析線，727 c , A1線。共析轉(zhuǎn)變是可逆轉(zhuǎn)變。 三、鐵碳合金的分類鋼：0.0218% <C<2.11%的鐵碳合金亞共析鋼：0.0718% <C<0.77%共析鋼：C=0

10、.77%過(guò)共析鋼：0.77% < C< 2.11%白口鑄鐵：2.11% <C<6.69%亞共晶白口鑄鐵：2.11% <C<4.3%共晶白口鑄鐵：C=4.3%過(guò)共晶白口鑄鐵：4.3% < CC6.69%四、鐵碳合金的成分、組織與性能的關(guān)系含碳量越高，鋼的強(qiáng)度和硬度越高，而塑性和韌性越低。II 1 IIIVIV VI00+772,1 14.36.691、共析鋼：(C=0.77% )珠光體. -L L A A P 、一一一、一 、一.合金I： 一""？ 一"室溫強(qiáng)度局、硬度適中，具有一定的塑性和韌性2、亞共析鋼：(0.0218%

11、 <C<0.77%)LL ：AAA FP F合金II： 號(hào);室溫白色相的為鐵素體，黑色相為珠光體，隨著含碳量的增大，強(qiáng)度、硬度逐漸提 高，有較好的塑性和韌性。3、過(guò)共析鋼：-L _ L_A _ A _ A Fe3C合金 III: 0.77% <C<2.11%" )_ P Fe3C室溫珠光體+網(wǎng)狀二次滲碳體(沿晶界分布白色相)硬度較高、塑性差，隨著網(wǎng)狀二次滲碳體增加，強(qiáng)度降低。4、共晶白口鑄鐵：一 .L- Ld - L'd - -.合金IV: (C=4.3% ) -*“室溫低溫萊氏體硬度大、脆性大、幾乎沒(méi)有塑性。5、亞共晶白口鑄鐵：L i LA 小 Ld A FeCI 小合金 V: （2.11% <C<4.3% ） J # * L'd P Fe3CII,室溫珠光體（黑色相）+網(wǎng)狀二次滲碳體（珠光體周邊白 色相）+低溫萊氏體（黑白相間的麻點(diǎn)狀）硬度大、脆性大、幾乎沒(méi) 有塑性。6、過(guò)共晶白口鑄鐵：合金 VI: （4.3% < C< 6.69% ） -LT 一才竺t一巴?吧_> Ld Fe3CI室溫一次滲碳體（白色條相狀）+低溫萊氏體 硬度大、脆 性大、幾乎沒(méi)有塑性。五、FeFe3c相圖的應(yīng)用。1、作為選用鋼材料的依據(jù)：如制造要求塑性、韌