鐵碳合金及碳鋼剖析PPT學習教案

1、會計學1鐵碳合金及碳鋼剖析鐵碳合金及碳鋼剖析 第一節(jié) 鐵碳合金的組織 第二節(jié) 鐵碳合金相圖 第三節(jié) 鐵碳合金的分類第四節(jié) 典型鐵碳合金的結晶過程第五節(jié) 碳素鋼第1頁/共39頁第一節(jié) 鐵碳合金的組織-鐵素體碳溶解在-Fe中形成的間隙固溶體稱為鐵素體,用符號或F表示。 鐵素體的胞晶 鐵素體的顯微組織強度和硬度低，而塑性和韌性好。 第2頁/共39頁第一節(jié) 鐵碳合金的組織-奧氏體碳溶解在-Fe中形成的間隙固溶體稱為奧氏體，用符號或A表示。 奧氏體強度、硬度較低，塑性、韌性較高，適于鍛壓成形。 第3頁/共39頁第一節(jié) 鐵碳合金的組織-滲碳體滲碳體是碳質量分數(shù)為6.69%的鐵與碳的金屬化合物（Fe3C）。

2、 Fe3C硬度很高而塑性和韌性幾乎為零，脆性很大。 滲碳體的晶胞示意圖 第4頁/共39頁第一節(jié) 鐵碳合金的組織-珠光體珠光體是鐵素體和滲碳體的混合物，用符號P表示。 珠光體的強度較高、硬度適中，具備一定的塑性。 珠光體顯微組織圖 第5頁/共39頁第一節(jié) 鐵碳合金的組織-萊氏體萊氏體是碳質量分數(shù)為4.3%的奧氏體和滲碳體組成的兩相機械混合物，用符號“Ld”表示 。萊氏體的力學性能硬度很高，塑性、韌性很低 。萊氏體顯微組織 第6頁/共39頁第二節(jié) 鐵碳合金相圖鐵碳合金相圖是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，是研究鐵碳合金的重要工具。 第7頁/共39頁

3、FeFe3CSQPKGFEDCAA+ Fe3CA+FL+AALL+ Fe3CF+ Fe3CA+ Fe3CA+ Fe3C+LdLdLd+ Fe3CLd+ Fe3CLdP+ Fe3C+LdP+ Fe3CP+FPF+ Fe3CC%溫度一、簡化后的鐵碳合金相圖第8頁/共39頁二、FeFe3C相圖中主要點的意義A點： 純鐵的熔點，1538。 D點： 滲碳體的熔點，1227。 G點： 鐵的同素異構轉變點 。 E點： 碳在-Fe中最大溶解度點。 P點： 碳在-Fe中最大溶解度點。 第9頁/共39頁Q點： 室溫下碳在-Fe中的溶解度 C點： 共晶點，共晶轉變： S點： 共析點，共析轉變： 二、FeFe3C相圖

4、中主要點的意義第10頁/共39頁三、Fe-Fe3C相圖中主要線的意義ACD線：ACD線是液相線。AECF線：AECF線是固相線。GS線：也叫A3線，冷卻時從奧氏體中析出 鐵素體的開始線。 第11頁/共39頁ES線：ES線是碳在奧氏體中的溶解度曲線 PQ線：PQ線是碳在鐵素體中的溶解度曲線 ECF線：ECF線是共晶線 PSK線：PSK線是共析線 三、Fe-Fe3C相圖中主要線的意義第12頁/共39頁四、Fe-Fe3C相圖中的相區(qū)Fe-Fe3C相圖中的四個單相區(qū)：ACD線以上是液相區(qū)；AESG為奧氏體區(qū)（或A）；GPQG為鐵素體區(qū)（或F）；DFKL為滲碳體區(qū)（Fe3C）。第13頁/共39頁Fe-F

5、e3C相圖中的五個兩相區(qū)L+A兩相區(qū)；L+ Fe3C兩相區(qū)；A+ Fe3C兩相區(qū)；A+F兩相區(qū)及F+ Fe3C兩相區(qū)。四、Fe-Fe3C相圖中的相區(qū)第14頁/共39頁第三節(jié) 鐵碳合金的分類工業(yè)純鐵（Wc0.0218%） 鋼（Wc=0.0218%2.11%）l亞共析鋼（Wc=0.0218%0.77%） 室溫平衡組織為鐵素體加珠光體。l共析鋼（Wc=0.77%） 室溫平衡組織為珠光體。l過共析鋼（Wc=0.77%2.11%） 室溫平衡組織為珠光體加二次滲碳體。第15頁/共39頁鑄鐵（Wc=2.11%6.69%）l亞共晶白口鑄鐵（Wc=2.11%4.3%） 室溫平衡組織為珠光體加二次滲碳體加低溫萊氏

6、體。l共晶白口鑄鐵（Wc=4.3%） 室溫平衡組織為低溫萊氏體。l過共晶白口鑄鐵（Wc=4.3%6.69%） 室溫平衡組織為一次滲碳體加低溫萊氏體。第三節(jié) 鐵碳合金的分類第16頁/共39頁亞共析鋼共析鋼過共析鋼共晶白口鐵過共晶白口鐵亞共晶白口鐵工業(yè)純鐵第四節(jié) 典型鐵碳合金的結晶過程第17頁/共39頁一、共析鋼的結晶過程共析鋼顯微組織圖 第18頁/共39頁+Fe3CGSPABJH二、亞共析鋼的結晶過程亞共析鋼的顯微組織圖 第19頁/共39頁三、過共析鋼的結晶過程過共析鋼的顯微組織圖 第20頁/共39頁四、共晶白口鑄鐵的結晶過程Fe3C第21頁/共39頁五、亞共晶白口鑄鐵的結晶過程第22頁/共39

7、頁六、過共晶白口鑄鐵的結晶過程DFK3Fe3C124第23頁/共39頁七、含碳量與鐵碳合金組織及性能的關系鋼鐵素體亞共析鋼過共析鋼亞共晶白口鑄鐵過共晶白口鑄鐵共晶白口鑄鐵共析鋼白 口 鑄 鐵二次滲碳體工業(yè)純鐵珠光體萊氏體一次滲碳體Fe3C鋼 鐵分 類組織組成物相對量%相組成物相對量%含碳量%0 0.02180.772.114.36.6910010000三次滲碳體鐵碳合金碳質量分數(shù)與組織的關系第24頁/共39頁碳質量分數(shù)對力學性能的影響第25頁/共39頁在選材方面的應用 在鑄造方面的應用 在可鍛性方面的應用 在焊接方面的應用 鐵碳合金相圖的應用第26頁/共39頁第五節(jié) 碳素鋼碳質量分數(shù)大于0.0

8、218%小于2.11%，且不含有特意加入合金元素的鐵碳合金，稱為碳素鋼簡稱碳鋼。 第27頁/共39頁一、鋼中雜質元素對鋼性能的影響硅(Si):有益元素，一般控制在0.17%0.37% 。錳(Mn):有益元素，一般控制在0.25%0.80% 。硫（S）:有害元素，引起熱脆，一般鋼中的硫質量分數(shù)不得超過0.05% 。磷（P）:有害元素，引起冷脆，一般鋼中的磷質量分數(shù)不得超過0.04% 。第28頁/共39頁二、碳素鋼的分類按碳質量分數(shù)分類：低碳鋼 Wc0.25%。中碳鋼 Wc為0.25%0.60%。高碳鋼 Wc0.60%。第29頁/共39頁按質量分類 ：普通碳素鋼 WS 0.055%, WP 0.0

9、45%。優(yōu)質碳素鋼 WS 0.045%, WP 0.040%。高級優(yōu)質碳素鋼 WS 0.030%, WP 0.035%。特級優(yōu)質碳素鋼 WS 0.025%, WP 0.030%。二、碳素鋼的分類第30頁/共39頁按用途分類： 碳素結構鋼：用于制造各種機械零件和工程構件， 碳質量分數(shù)一般小于0.70%。碳素工具鋼：用于制造各種刀具、模具及量具等， 碳質量分數(shù)一般大于0.70%。二、碳素鋼的分類第31頁/共39頁按冶煉時脫氧程度分類： 沸騰鋼 脫氧程度不完全的鋼。鎮(zhèn)靜鋼 脫氧程度完全的鋼。半鎮(zhèn)靜鋼 脫氧程度介于沸騰鋼與鎮(zhèn)靜鋼之間的鋼。二、碳素鋼的分類第32頁/共39頁三、碳素鋼的牌號及應用普通碳素結構鋼： 碳素結構鋼的牌號順序如圖所示： 例如：Q235-AF第33頁/共39頁優(yōu)質碳素結構鋼： 優(yōu)質碳素結構鋼的牌號用兩位數(shù)字表示。這兩位數(shù)字表示平均碳質量分數(shù)的萬分之幾。 如45號鋼表示鋼中平均碳質量分數(shù)為0.45%。 三、碳素鋼的牌號及應用第34頁/共39頁碳素工具鋼是以漢字“碳”字拼音的首位字母“T”為符號，后面的數(shù)字表示鋼中碳質量分數(shù)的千分之幾。 如T13A表示平均碳質量分數(shù)為1.3%的高級優(yōu)質碳素工具鋼。三、碳素鋼的牌號及應用第35