材料科學(xué)基礎(chǔ)2.4鐵碳合金及其平衡狀態(tài)

1、1第四節(jié)第四節(jié) 鐵碳合金及其平衡狀態(tài)圖鐵碳合金及其平衡狀態(tài)圖 p 2一、鐵碳合金中的基本相與基本組織一、鐵碳合金中的基本相與基本組織v鐵碳合金中的基本相中有鐵素體（F）、奧氏體(A)和滲碳體(Fe3C)。v1、基本相0.00060.0008%p 3v2、基本組織、基本組織Ldp 4五種基本組織的關(guān)系C溶入溶入-Fe溶入溶入-FeFAFe3C與與Fe化化合合P混混合合LdLd混混合合混合混合p 5二、鐵碳合金平衡狀態(tài)圖二、鐵碳合金平衡狀態(tài)圖v1、何謂相圖？v2、相圖的組成v（1）縱坐標：溫度；v（2）橫坐標：成分；v（3）圖中的每一條相變線；v（4）每一相變線組成的相區(qū)。p 6鐵碳合金平衡狀態(tài)圖

2、 p 7C共晶點，1148 4.3%C 共晶點發(fā)生共晶反應(yīng)的點。 共晶反應(yīng) 在一定的溫度下，由一定成分的液體同時結(jié)晶出一定成分的兩個固相的反應(yīng)。 共晶反應(yīng)的產(chǎn)物共晶體機械混合物 L L（4.3%C4.3%C） A A（2.06%C 2.06%C ）+ Fe+ Fe3 3C C （6.69%C 6.69%C ）1148L Ld d G 純鐵的同素異晶轉(zhuǎn)變點。 912 P C在-Fe中的最大溶解度點。727 0.02%C p 8 S 共析點。 727 0.77% 共析點 發(fā)生共析反應(yīng)的點。 共析反應(yīng)在一定的溫度下，由一定成分的固相同時結(jié)晶出一定成分的另外兩個固相另外兩個固相的反應(yīng)。 共析反應(yīng)的產(chǎn)物

3、 共析體 機械混合物 A A（0.77%C0.77%C） F F（0.002%C 0.002%C ）+ Fe+ Fe3 3C C（6.67%C 6.67%C ）727727P Pp 9ES線 C在-Fe中的溶解度曲線。析出二次Fe3CGS線 溶解度曲線 AF GP線 F析出終了線。PSK線 共析線 727PQ線 碳在-Fe中的溶解度曲線。p 103. 鐵碳合金圖各相區(qū)的組織（1）單相區(qū)：L、F、A、Fe3C （2）兩相區(qū)： L+A、L+Fe3C、 A+F、F+ Fe3C（3）三相區(qū)： L+A+ Fe3C、 A+F+ Fe3Cp 11三、典型鐵碳合金的組織轉(zhuǎn)變?nèi)?、典型鐵碳合金的組織轉(zhuǎn)變 v工業(yè)純

4、鐵、鋼和生鐵的分類、成分及室溫組織如表所示 p 12231LAAL+P1LAAL+A+P+F432F41LL+A+P+Fe3C23AAFe3C1L2LdLd1LA+L+LdP+Fe3C+LdA+Ld +32AFe3C31L2L+ Fe3CFe3C+Fe3C+LdLd1鋼2 2生鐵生鐵 共析鋼: 亞共析鋼: 過共析鋼: 共晶生鐵: 亞共晶生鐵: 過共晶生鐵:p 13鐵碳合金平衡狀態(tài)圖 p 14v舉例：分析含碳量分別為0.4%、1.2%的鐵碳合金在平衡條件下由高溫液態(tài)冷卻到室溫過程中的組織轉(zhuǎn)變。 p 15四、鐵碳合金的化學(xué)成分、組織四、鐵碳合金的化學(xué)成分、組織和性能的關(guān)系和性能的關(guān)系 v 按照鐵碳

5、相圖, 鐵碳合金在室溫下的組織都由F和Fe3C兩相組成。隨碳含量的增加, F的量逐漸變少, 由100%按直線關(guān)系變至0%(碳質(zhì)量分數(shù)為6.69%C時); Fe3C的量則逐漸增多, 由0%按直線關(guān)系變至100%。 v 在室溫下, 碳含量不同時, 不僅F和Fe3C的質(zhì)量分數(shù)變化, 而且兩相相互組合的形態(tài)即合金的組織也在變化。 p 16 碳質(zhì)量分數(shù)小于0.0218%的合金的組織全部為F; 0.77%C時全部為P; 4.3%C時全部為Ld; 0.69%C時全部為Fe3C。在上述碳含量之間, 則為相應(yīng)組織組成物的混合物。 p 17隨碳含量增大, 組織按下列順序變化：FF+PPP+Fe3CIIP+Fe3CII+ LdLdLd+Fe3CIFe3Cp 18五、鐵碳合金狀態(tài)圖的應(yīng)用五、鐵碳合金狀態(tài)圖的應(yīng)用v1. 在鋼鐵材料選用方面的應(yīng)用； v2. 在鑄造工藝方面的應(yīng)用； v3. 在熱鍛、熱軋工藝方面的應(yīng)用；v4. 在熱處理工藝方面的應(yīng)用。p 19作 業(yè)v1、Fe-C合金中的基本相和基本組織有哪些？各具有什么性能特點？v2、為什么不同含碳