工材第三章鐵碳相圖(2‘)

1、(1) 奧氏體A() 碳溶于-Fe中形成的固溶體，面心立方，強(qiáng)度低, 塑性好。 (2) 鐵素體F( )碳溶于 Fe中形成的固溶體，體心立方，強(qiáng)度、硬度低, 塑性、韌性好。 (3) 滲碳體Fe3C(Cm) 金屬化合物。成分固定,為6.69%C。 性質(zhì)硬而脆。是鐵碳合金的強(qiáng)化相。3.2 鐵碳相圖3.2.1 鐵碳合金的基本相滲碳體滲碳體Fe3C(Cm)是鐵碳合金中最重要的強(qiáng)化相，是鐵碳合金中最重要的強(qiáng)化相，它的數(shù)量、分布、形態(tài)等都對(duì)材料的機(jī)械性能有很大影響。根據(jù)生成條件不同可分為： Fe3C：直接從液體中結(jié)晶出來的，條、塊狀； Fe3C：從奧氏體中析出的，易聚集在晶界上； Fe3C：從鐵素體中析出的

2、，粒狀，量少； 共晶Fe3C：共晶反應(yīng)產(chǎn)物，作為基體； 共析Fe3C：共析反應(yīng)產(chǎn)物，呈片狀；3.2.1 鐵碳合金的基本組織（基本的機(jī)械混合物、基本相組成方式） 萊氏體（Ld） ：共晶產(chǎn)物，以Cm為基體,脆性大,1148進(jìn)行， L ( + Cm ) 珠光體（P）:共析產(chǎn)物，片層狀機(jī)械混合物,有一定綜合機(jī)械性能, 727進(jìn)行， ( +Cm )3.2.2 Fe-Fe3C相圖分析(點(diǎn)、線、區(qū)，組成相）0.026.695006007008009001000110012001300140015001600T12270.772.114.3奧+鐵鐵素體+滲碳體液體+奧氏體液體 +滲碳體液體奧氏體+滲碳體G(9

3、13 )7271148C%鐵素體A(1538 )SPECKFD奧氏體d液+d奧+d液體液+奧ABNJ奧氏體A3A1Acm鐵碳合金分類工業(yè)純鐵-0.0218%C鑄鐵過共晶鑄鐵-4.36.69%C亞共晶鑄鐵-2.114.3%C共晶鑄鐵-4.3%C共析鋼-0.77%C過共析鋼-0.772.11%C亞共析鋼-0.02180.77%C鋼3.2.2 Fe-Fe3C相圖分析（共晶部分）0.026.695006007008009001000110012001300140015001600T12270.772.114.3珠光體奧+鐵鐵 + 珠滲碳體II+珠光體奧氏體+ 滲碳體II液體+奧氏體液體 +滲碳體液體奧

4、氏體+滲碳體II+萊氏體滲碳體+萊氏體滲碳體+低溫萊氏體珠光體+滲碳體II+低溫萊氏體萊氏體低溫萊氏體G(913 )7271148C%鐵素體A(1538 )3-7 Fe- Fe3CSPECKFD奧氏體d液+d奧+d液體液+奧ABNJ奧氏體A3A1Acm 共晶:L (A+Fe3C) Ld4.311483.2.2 Fe-Fe3C相圖分析（共析部分）0.026.695006007008009001000110012001300140015001600T12270.772.114.3珠光體珠光體奧+鐵鐵 + 珠滲碳體II+珠光體奧氏體+ 滲碳體II液體+奧氏體液體 +滲碳體液體奧氏體+滲碳體II+萊氏

5、體滲碳體+萊氏體滲碳體+低溫萊氏體珠光體+滲碳體II+低溫萊氏體萊氏體低溫萊氏體G(913 )7271148C%鐵素體A(1538 )Fe- Fe3CSPECKFD奧氏體d液+d奧+d液體液+奧ABNJ奧氏體A3A1Acm共析:A (F+Fe3C) P Ld Ld3.2.2 Fe-Fe3C相圖分析（各組成相的組織形態(tài)）0.026.695006007008009001000110012001300140015001600T12270.772.114.3珠光體奧+鐵鐵 + 珠滲碳體II+珠光體奧氏體+ 滲碳體II液體+奧氏體液體 +滲碳體液體奧氏體+滲碳體II+萊氏體滲碳體+萊氏體滲碳體+低溫萊氏

6、體珠光體+滲碳體II+低溫萊氏體萊氏體低溫萊氏體G(913 )7271148C%鐵素體A(1538 )SPECKFD奧氏體A3A1Acm3.2.3 典型合金結(jié)晶過程1. 共析鋼的結(jié)晶過程(含碳0.77%珠光體)珠光體：由鐵素體和滲碳體組成的片層狀共析體。其中鐵素體約占80%，滲碳體約占12%。P0.026.695006007008009001000110012001300140015001600T12270.772.114.3珠光體奧+鐵鐵 + 珠滲碳體II+珠光體奧氏體+ 滲碳體II液體+奧氏體液體 +滲碳體液體奧氏體+滲碳體II+萊氏體滲碳體+萊氏體滲碳體+低溫萊氏體珠光體+滲碳體II+低

7、溫萊氏體萊氏體低溫萊氏體G(913 )7271148C%鐵素體A(1538 )SPECKFD奧氏體A3A1AcmA2-331LA1-2L12312332.亞共析鋼的結(jié)晶過程含碳量為0.02%0.77%。鐵素體+珠光體組織。FP40.026.695006007008009001000110012001300140015001600T12270.772.114.3珠光體奧+鐵鐵 + 珠滲碳體II+珠光體奧氏體+ 滲碳體II液體+奧氏體液體 +滲碳體液體奧氏體+滲碳體II+萊氏體滲碳體+萊氏體滲碳體+低溫萊氏體珠光體+滲碳體II+低溫萊氏體萊氏體低溫萊氏體G(913 )7271148C%鐵素體A(1

8、538 )SPECKFD奧氏體A3A1AcmA2-3AF3-4A1-2LL123412343. 過共析鋼的結(jié)晶過程含碳在0.77%2.1%之間的鐵碳合金。珠光體+滲碳體。0.026.695006007008009001000110012001300140015001600T12270.772.114.3珠光體奧+鐵鐵 + 珠滲碳體II+珠光體奧氏體+ 滲碳體II液體+奧氏體液體 +滲碳體液體奧氏體+滲碳體II+萊氏體滲碳體+萊氏體滲碳體+低溫萊氏體珠光體+滲碳體II+低溫萊氏體萊氏體低溫萊氏體G(913 )7271148C%鐵素體A(1538 )SPECKFD奧氏體A3A1AcmA3-41LA

9、1-2LA2-3LP4Fe3CFe3C123412340.026.695006007008009001000110012001300140015001600T12270.772.114.3珠光體奧+鐵鐵 + 珠滲碳體II+珠光體奧氏體+ 滲碳體II液體+奧氏體液體 +滲碳體液體奧氏體+滲碳體II+萊氏體滲碳體+萊氏體滲碳體+低溫萊氏體珠光體+滲碳體II+低溫萊氏體萊氏體低溫萊氏體G(913 )7271148C%鐵素體A(1538 )SPECKFD奧氏體A3A1AcmAA1-2L1LPA0.026.695006007008009001000110012001300140015001600T122

10、70.772.114.3珠光體奧+鐵鐵 + 珠滲碳體II+珠光體奧氏體+ 滲碳體II液體+奧氏體液體 +滲碳體液體奧氏體+滲碳體II+萊氏體滲碳體+萊氏體滲碳體+低溫萊氏體珠光體+滲碳體II+低溫萊氏體萊氏體低溫萊氏體G(913 )7271148C%鐵素體A(1538 )SPECKFD奧氏體A3A1AcmAA1-2L1LPA0.026.695006007008009001000110012001300140015001600T12270.772.114.3珠光體奧+鐵鐵 + 珠滲碳體II+珠光體奧氏體+ 滲碳體II液體+奧氏體液體 +滲碳體液體奧氏體+滲碳體II+萊氏體滲碳體+萊氏體滲碳體+低

11、溫萊氏體珠光體+滲碳體II+低溫萊氏體萊氏體低溫萊氏體G(913 )7271148C%鐵素體A(1538 )SPECKFD奧氏體A3A1AcmLLdLd1212214.共晶白口鐵的結(jié)晶過程5. 亞共晶(白口)鑄鐵的結(jié)晶過程含碳量為2.1%4.3%之間的鐵碳合金。室溫組織為P+Fe3C+Ld 。0.026.695006007008009001000110012001300140015001600T12270.772.114.3珠光體奧+鐵鐵 + 珠滲碳體II+珠光體奧氏體+ 滲碳體II液體+奧氏體液體 +滲碳體液體奧氏體+滲碳體II+萊氏體滲碳體+萊氏體滲碳體+低溫萊氏體珠光體+滲碳體II+低溫

12、萊氏體萊氏體低溫萊氏體G(913 )7271148C%鐵素體A(1538 )SPECKFD奧氏體A3A1AcmA2-3Ld3LdPA1-2L1L1231233.3.1 判斷合金的組織根據(jù)相圖可以判斷在溫度緩慢變化條件下，任一成分的合金在某個(gè)溫度時(shí)的組織是由哪些相組成的，各相的化學(xué)成分以及各相所占的比例。3.3 相圖的應(yīng)用鐵碳合金室溫組織比例圖100%FFe3CFe3C PLd00.772.114.36.69C%0.026.695006007008009001000110012001300140015001600T12270.772.114.3珠光體奧+鐵鐵 + 珠滲碳體II+珠光體奧氏體+ 滲

13、碳體II液體+奧氏體液體 +滲碳體液體奧氏體+滲碳體II+萊氏體滲碳體+萊氏體滲碳體+低溫萊氏體珠光體+滲碳體II+低溫萊氏體萊氏體低溫萊氏體G(913 )7271148C%鐵素體A(1538 )SPECKFD奧氏體d液+d奧+d液體液+奧ABNJ奧氏體A3A1Acm1. 單相固溶體單相固溶體固溶體的強(qiáng)度、硬度高于純金屬，固溶度越高，強(qiáng)度、硬度越高，塑性、韌性一般隨固溶度增加而下降。B%ABAs sbHBs sbHBB%AB3.3.2 根據(jù)相圖分析機(jī)械性能溶劑晶格畸變亦使其電阻增大，所以，高電阻合金都是固溶體合金。單相固溶體在電解質(zhì)中不會(huì)象多相固溶體那樣構(gòu)成微電池，故單相固溶體合金的耐蝕性較高

14、。 B%ABs sbHBB%AB3必須指出，雙相合金，特別是含共析體和共晶體的合金的機(jī)械性能，與其組織的細(xì)密程度有關(guān)。組織細(xì)密、強(qiáng)度、硬度升高。2. 兩相混合物當(dāng)合金為兩相混合物時(shí)(如P、P+F等)。合金的性能大致為兩相的體積加權(quán)平均值。s=s1V1+s2V2HB=HB1V1+HB2V23. 碳鋼的機(jī)械性能400MPa800MPa1200MPaHB(100HB)(200HB)(300HB)00.40.81.2akdysbsbHB60%14J/cm2d,y40%12J/cm220%8J/cm2akC%鐵素體珠光體滲碳體1. 相圖與材料工藝性的關(guān)系(1) 鑄造工藝性有較好的流動(dòng)性，產(chǎn)生分散縮孔(縮松)的傾向小。共晶或近共晶合金3-23 集中縮孔分散縮孔縮孔傾向流動(dòng)性3.3.3 相圖與加工工藝之間的關(guān)系 (2) 鍛壓工藝性鍛壓要求材料有較好的塑性和較小的變形抗力(強(qiáng)度)。奧氏體區(qū)好2. 制定工藝參數(shù)相圖是制定熱加工及熱處理工藝參數(shù)的重要依據(jù)。1. 畫出鐵碳相圖，標(biāo)明C、S、B、E、F點(diǎn)的碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)及ECF、PSK線的溫度，標(biāo)明各相區(qū)。2. 畫出鐵的冷卻曲線，并說明它的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變。3. 說明鐵碳合金中各相的本質(zhì)，指出-Fe與相、-Fe與相的區(qū)別。4. 寫出相圖中C、S兩點(diǎn)進(jìn)行相變的反應(yīng)式，指出各是什么反應(yīng)，說