鐵碳合金的結(jié)構(gòu)和相圖培訓(xùn)課件

工程材料海洋科學(xué)與技術(shù)學(xué)院賈非DalianUniversityofTechnology第2章

鐵碳合金的結(jié)構(gòu)和相圖*工程材料海洋科學(xué)與技術(shù)學(xué)院賈非DalianUniv

主要內(nèi)容Fe-Fe3C合金相圖分析

鐵碳合金相圖中的基本相Fe-Fe3C合金相圖

鐵碳合金的結(jié)晶過(guò)程及組織

共析鋼亞共析鋼過(guò)共析鋼鐵碳合金性能與成分、組織的關(guān)系

合金性能與相圖的關(guān)系Fe-Fe3C合金相圖的應(yīng)用*主要內(nèi)容Fe-Fe3C合金相圖分析*鐵碳合金—碳鋼和鑄鐵，是工業(yè)應(yīng)用最廣的合金。含碳量為0.0218%~2.11%的稱(chēng)鋼。含碳量為2.11%~6.69%的稱(chēng)鑄鐵。鐵碳合金鐵碳合金—碳鋼和鑄鐵，是工業(yè)應(yīng)用最廣的合金。鐵碳合金鐵和碳可形成一系列穩(wěn)定化合物：Fe3C、Fe2C、FeC，它們都可以作為純組元看待。含碳量大于Fe3C成分（6.69%）時(shí)，合金太脆，已無(wú)實(shí)用價(jià)值。實(shí)際所討論的鐵碳合金相圖是Fe-Fe3C相圖。鐵碳合金相圖鐵和碳可形成一系列穩(wěn)定化合物：Fe3C、Fe2C、Fe鐵碳合金相圖中的基本相碳在δ-Fe中的固溶體稱(chēng)δ-鐵素體，用δ表示。都是體心立方間隙固溶體。鐵素體的溶碳能力很低,在727℃時(shí)最大為0.0218%，室溫下僅為0.008%。鐵素體的組織為多邊形晶粒，性能與純鐵相似。鐵素體⒈組元：Fe、Fe3C⒉相⑴鐵素體：碳在-Fe中的固溶體稱(chēng)鐵素體,用F

或

表示。鐵碳合金相圖分析鐵碳合金相圖中的基本相碳在δ-Fe中的固溶體稱(chēng)δ-鐵素體，⑵奧氏體:碳在

-Fe中的固溶體稱(chēng)奧氏體。用A或

表示。是面心立方晶格的間隙固溶體。溶碳能力比鐵素體大，1148℃時(shí)最大為2.11%。組織為不規(guī)則多面體晶粒，晶界較直。強(qiáng)度低、塑性好，鋼材熱加工都在區(qū)進(jìn)行。碳鋼室溫組織中無(wú)奧氏體。奧氏體鐵碳合金相圖中的基本相⑵奧氏體:組織為不規(guī)則多面體晶粒，晶界較直。強(qiáng)度低、塑性好⑶滲碳體：即Fe3C,含碳6.69%,用Fe3C或Cm表示。Fe3C硬度高、強(qiáng)度低(b35MPa),脆性大,塑性幾乎為零Fe3C是一個(gè)亞穩(wěn)相，在一定條件下可發(fā)生分解：Fe3C→3Fe+C(石墨),該反應(yīng)對(duì)鑄鐵有重要意義。由于碳在-Fe中的溶解度很小，因而常溫下碳在鐵碳合金中主要以Fe3C或石墨的形式存在。鑄鐵中的石墨鋼中的滲碳體鐵碳合金相圖中的基本相⑶滲碳體：即Fe3C,含碳6.69%,用Fe3C或Cm⒈相圖中特征點(diǎn)的溫度和含碳量?????LJNG+Fe3C+Fe3CL+Fe3CL++

鐵碳合金相圖⒈相圖中特征點(diǎn)的溫度和含碳量?????LJNG+Fe⒉特征線⑴液相線—ABCD，

固相線—AHJECFD⑵三條水平線：HJB：包晶線LB+δH?

J

ECF：共晶線LC?

E+Fe3C共晶產(chǎn)物是與Fe3C的機(jī)械混合物，稱(chēng)作萊氏體,用Le表示。為蜂窩狀,以Fe3C為基，性能硬而脆。萊氏體鐵碳合金相圖⒉特征線萊氏體鐵碳合金相圖PSK：共析線

S

?FP+Fe3C共析轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物是

與Fe3C的機(jī)械混合物，稱(chēng)作珠光體，用P表示。L+δL+L+Fe3Cδ++Fe3C+F+Fe3C珠光體的組織特點(diǎn)是兩相呈片層相間分布,性能介于兩相之間。PSK線又稱(chēng)A1線。珠光體鐵碳合金相圖PSK：共析線L+δL+L+Fe3Cδ++F⑶其它相線GS,GP—

?

固溶體轉(zhuǎn)變線,GS又稱(chēng)A3線。HN,JN—δ?

固溶體轉(zhuǎn)變線，ES—碳在

-Fe中的固溶線。又稱(chēng)Acm線。PQ—碳在-Fe中的固溶線。鐵碳合金相圖⑶其它相線鐵碳合金相圖⑶三個(gè)三相區(qū)：即HJB(L++)、ECF(L++Fe3C)、PSK(++Fe3C)三條水平線

⒊相區(qū)⑴五個(gè)單相區(qū)：

L、、、、Fe3C⑵七個(gè)兩相區(qū):L+、L+、L+Fe3C、+、+Fe3C、+

、+Fe3C

鐵碳合金相圖⑶三個(gè)三相區(qū)：即HJB(L++)、ECF(L++⑵鋼(0.0218~2.11%C)高溫組織為單相

①亞共析鋼

(0.0218~0.77%C)

②共析鋼(0.77%C)③過(guò)共析鋼

(0.77~2.11%C)鐵碳相圖上的合金，按成分可分為三類(lèi)：⑴工業(yè)純鐵(<0.0218%C)組織為單相鐵素體。亞共析鋼共析鋼過(guò)共析鋼共晶白口鐵過(guò)共晶白口鐵亞共晶白口鐵工業(yè)純鐵典型鐵碳合金的結(jié)晶過(guò)程及組織⑵鋼(0.0218~2.11%C)高溫組織為單相⑶白口鑄鐵

(2.11~6.69%C)

鑄造性能好,硬而脆①亞共晶白口鑄鐵

(2.11~4.3%C)②共晶白口鑄鐵(4.3%C)③過(guò)共晶白口鑄鐵

(4.3~6.69%C)典型鐵碳合金的結(jié)晶過(guò)程及組織⑶白口鑄鐵典型鐵碳合金的結(jié)晶過(guò)程及組織㈠工業(yè)純鐵的結(jié)晶過(guò)程合金液體在1-2點(diǎn)

間轉(zhuǎn)變?yōu)椋?-4點(diǎn)間→，5-6點(diǎn)間→。到7點(diǎn)，從中析

出Fe3C。NSJBHL+++

典型鐵碳合金的結(jié)晶過(guò)程及組織㈠工業(yè)純鐵的結(jié)晶過(guò)程N(yùn)SJBHL+++典

隨溫度下降，F(xiàn)e3CⅢ量不斷增加，合金的室溫下組織為F+Fe3CⅢ。室溫下Fe3CⅢ最大量為:

從鐵素體中析出的滲碳體稱(chēng)三次滲碳體，用Fe3CⅢ表示。Fe3CⅢ以不連續(xù)網(wǎng)狀或片狀分布于晶界。典型鐵碳合金的結(jié)晶過(guò)程及組織隨溫度下降，F(xiàn)e3CⅢ量不斷增加，合金的室溫下組織為㈡共析鋼的結(jié)晶過(guò)程合金液體在1-2點(diǎn)間轉(zhuǎn)變?yōu)?。到S點(diǎn)發(fā)生共析轉(zhuǎn)變：

S?P+Fe3C,

全部轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w。典型鐵碳合金的結(jié)晶過(guò)程及組織㈡共析鋼的結(jié)晶過(guò)程合金液體在1-2點(diǎn)間轉(zhuǎn)變?yōu)?。典型鐵珠光體在光鏡下呈指紋狀.變結(jié)束時(shí)，珠光體中相的相對(duì)重量百分比為：珠光體中的滲碳體稱(chēng)共析滲碳體。S點(diǎn)以下，共析中析出Fe3CⅢ，與共析Fe3C結(jié)合不易分辨。室溫組織為P.珠光體Q共析鋼的結(jié)晶過(guò)程珠光體在光鏡下呈指紋狀.珠光體中的滲碳體稱(chēng)共析滲碳體。珠光體室溫下，珠光體中兩相的相對(duì)重量百分比是多少？Q43219共析鋼的結(jié)晶過(guò)程室溫下，珠光體中兩相的相對(duì)重量百分比是多少？Q43219共㈢亞共析鋼的結(jié)晶過(guò)程0.09~0.53%C亞共析鋼冷卻時(shí)發(fā)生包晶反應(yīng).以0.45%C的鋼為例合金在4點(diǎn)以前通過(guò)勻晶—包晶—?jiǎng)蚓Х磻?yīng)全部轉(zhuǎn)變?yōu)?。?點(diǎn)，由中析出

。到5點(diǎn),成分沿GS線變到S點(diǎn)，

發(fā)生共析反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w。溫度繼續(xù)下降，

中析出Fe3CⅢ，由于與共析Fe3C結(jié)合,且量少,忽略不計(jì).典型鐵碳合金的結(jié)晶過(guò)程及組織㈢亞共析鋼的結(jié)晶過(guò)程中析出。到5點(diǎn),成分沿G利用平衡組織中珠光體所占的面積百分比，可以近似估算亞共析鋼的含碳量:

C%=P面積%×0.77%(忽略中含碳量，P面積%=QP)共析溫度下相的相對(duì)重量為：

組織組成物的相對(duì)重量為：

S’亞共析鋼的結(jié)晶過(guò)程利用平衡組織中珠光體所占的面積百分比，可以近似估算亞共析鋼的室溫下相的相對(duì)重量百分比為：室溫下組織組成物的相對(duì)重量百分比為：S’亞共析鋼的結(jié)晶過(guò)程室溫下相的相對(duì)重量百分比為：室溫下組織組成物的相對(duì)重量百分比亞共析鋼室溫下的組織為F+P。在0.0218~0.77%C

范圍內(nèi)珠光體的量隨含碳量增加而增加。含0.45%C鋼的組織含0.20%C鋼的組織含0.60%C鋼的組織亞共析鋼的結(jié)晶過(guò)程亞共析鋼室溫下的組織為F+P。含0.45%C鋼的組織含0.2㈣過(guò)共析鋼的結(jié)晶過(guò)程合金在1~2點(diǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

,到3點(diǎn),開(kāi)始析出Fe3C。從奧氏體中析出的Fe3C稱(chēng)二次滲碳體,用Fe3CⅡ表示,其沿晶界呈網(wǎng)狀分布.溫度下降,Fe3CⅡ量增加。到4點(diǎn)，

成分沿ES線變化到S點(diǎn)，余下的轉(zhuǎn)變?yōu)镻。在共析溫度下Fe3CⅡ的相對(duì)量？典型鐵碳合金的結(jié)晶過(guò)程及組織㈣過(guò)共析鋼的結(jié)晶過(guò)程溫度下降,Fe3CⅡ量增加。到4點(diǎn)過(guò)共析鋼室溫組織為P+Fe3CⅡ。Fe3CⅡ量隨含碳量而增加,含碳量為2.11%時(shí),Fe3CⅡ量最大：含1.4%C鋼的組織過(guò)共析鋼的結(jié)晶過(guò)程過(guò)共析鋼室溫組織為P+Fe3CⅡ。含1.4%C鋼的組織室溫下兩相的相對(duì)重量百分比：室溫下兩組織組成物的相對(duì)重量百分比：亞共析鋼的結(jié)晶過(guò)程室溫下兩相的相對(duì)重量百分比：室溫下兩組織組成物的相對(duì)重量百分㈤共晶白口鐵的結(jié)晶過(guò)程合金冷卻到C點(diǎn)發(fā)生共晶反應(yīng)全部轉(zhuǎn)變?yōu)槿R氏體(Le),萊氏體是共晶

與共晶Fe3C的機(jī)械混合物,呈蜂窩狀.Fe3C典型鐵碳合金的結(jié)晶過(guò)程及組織㈤共晶白口鐵的結(jié)晶過(guò)程Fe3C典型鐵碳合金的結(jié)晶過(guò)程共晶轉(zhuǎn)變結(jié)束時(shí)，兩相的相對(duì)重量百分比為:C點(diǎn)以下,

成分沿ES線變化，共晶

將析出Fe3CⅡ。Fe3CⅡ與共晶Fe3C

結(jié)合，不易分辨。1’2Fe3C共晶白口鐵的結(jié)晶過(guò)程共晶轉(zhuǎn)變結(jié)束時(shí)，兩相的相對(duì)重量百分比為:C點(diǎn)以下,成分溫度降到2點(diǎn),

成分達(dá)到0.77%,此時(shí),相的相對(duì)重量:在2點(diǎn),共晶

發(fā)生共析反應(yīng)，轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w，這種由P與Fe3C組成的共晶體稱(chēng)低溫萊氏體,用Le’表示.

2點(diǎn)以下，共晶體中P的變化同共析鋼。S共晶白口鐵的結(jié)晶過(guò)程溫度降到2點(diǎn),成分達(dá)到0.77%,此時(shí),相的相對(duì)重共晶白口鐵室溫組織為L(zhǎng)e’(P+Fe3C),它保留了共晶轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的形態(tài)特征。室溫下兩相的相對(duì)重量百分比為：共晶白口鐵的結(jié)晶過(guò)程共晶白口鐵室溫組織為L(zhǎng)e’(P+Fe3C),它保留了㈥亞共晶白口鐵的結(jié)晶過(guò)程合金在1~2點(diǎn)間析出

。到2點(diǎn)，液相成分變到C點(diǎn),并轉(zhuǎn)變?yōu)長(zhǎng)e。2~3點(diǎn)間從中析出Fe3CⅡ，一次的Fe3CⅡ被共晶襯托出來(lái)。到3點(diǎn)，轉(zhuǎn)變?yōu)镻。典型鐵碳合金的結(jié)晶過(guò)程及組織㈥亞共晶白口鐵的結(jié)晶過(guò)程典型鐵碳合金的結(jié)晶過(guò)程及組織亞共晶白口鐵室溫組織為P+Fe3CⅡ+Le’。室溫下組織組成物相對(duì)重量百分比為：ECFD1234N室溫下相的相對(duì)重量百分比?亞共晶白口鐵的結(jié)晶過(guò)程亞共晶白口鐵室溫組織為P+Fe3CⅡ+Le’。ECFD123㈦過(guò)共晶白口鐵的結(jié)晶過(guò)程1~2點(diǎn)間從液相中析出Fe3C,這種滲碳體稱(chēng)一次滲碳體，用Fe3CⅠ表示，呈粗條片狀。到2點(diǎn)，余下的液相成分變到C點(diǎn)并轉(zhuǎn)變?yōu)長(zhǎng)e。典型鐵碳合金的結(jié)晶過(guò)程及組織㈦過(guò)共晶白口鐵的結(jié)晶過(guò)程典型鐵碳合金的結(jié)晶過(guò)程及組織組織組成物與相組成物標(biāo)注區(qū)別主要在+Fe3C和+Fe3C兩個(gè)相區(qū).+Fe3C相區(qū)中有四個(gè)組織組成物區(qū)，+Fe3C相區(qū)中有七個(gè)組織組成物區(qū)。㈧組織組成物在鐵碳合金相圖上的標(biāo)注+Fe3C+Fe3C典型合金的平衡結(jié)晶過(guò)程組織組成物與相組成物標(biāo)注區(qū)別主要在+Fe3C和+Fe3FeFe3CSQPNKJHGFEDCBAA+Fe3CA+FL+AA+L+FALL+Fe3CF+Fe3CA+Fe3CⅡA+Fe3CⅡ+LeLeLe+Fe3CⅠLe’+Fe3CⅠLe’P+Fe3CⅡ+Le’P+Fe3CⅡP+FPF+Fe3CⅢC%溫度FeFe3CSQPNKJHGFEDCBAA+Fe3CA+F合金性能與相圖的關(guān)系含碳量對(duì)室溫平衡組織的影響

含碳量與緩冷后相及組織組成物之間的定量關(guān)系為：鋼鐵素體亞共析鋼過(guò)共析鋼亞共晶白口鑄鐵過(guò)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(lèi)組織組成物相對(duì)量%相組成物相對(duì)量%含碳量%00.02180.772.114.36.6910010000三次滲碳體鐵碳合金性能與成分、組織的關(guān)系合金性能與相圖的關(guān)系鋼鐵素體亞共析鋼過(guò)共析鋼亞共晶白口鑄鐵含碳量對(duì)力學(xué)性能的影響亞共析鋼隨含碳量增加，P量增加，鋼的強(qiáng)度、硬度升高，塑性、韌性下降。0.77%C時(shí)，組織為100%P,。＞0.9%C，F(xiàn)e3CⅡ?yàn)榫Ы邕B續(xù)網(wǎng)狀，升。＞2.11%C，組織中有以Fe3C為基的Le’,合金太脆.典型合金的平衡結(jié)晶過(guò)程含碳量對(duì)力學(xué)性能的影響0.77%C時(shí)，組織為100%P,鋼鐵選材的成分依據(jù)①要求塑性和韌性較好

型鋼和容器：一般選用低碳鋼（含碳量為0.1%~0.25%）②要求塑性和強(qiáng)度較好:

軸類(lèi)零件：一般選用中碳鋼（含碳量為0.25%~0.6%）低碳鋼好③要求硬度和耐磨性較好

工具和模具：一般選用高碳鋼（含碳量為0.6%~1.3%）鐵碳合金相圖的應(yīng)用鋼鐵選材的成分依據(jù)鐵碳合金相圖的應(yīng)用含碳量對(duì)工藝性能的影響①切削性能:中碳鋼合適②可鍛性能:低碳鋼好③焊接性能:低碳鋼好④鑄造性能:共晶合金好⑤熱處理性能:鑄造焊縫組織模鍛切削加工的基本形式車(chē)刨鉆銑磨鐵碳合金相圖的應(yīng)用含碳量對(duì)工藝性能的影響鑄造焊縫組織模鍛切削加工的基本形式車(chē)刨

課后作業(yè)2P29：習(xí)題和思考題1、2、5、6、7、8。*課后作業(yè)2P29：習(xí)題和思考題1、2、5、6、7、8。謝謝！*謝謝！*1、Geniusonlymeanshard-workingallone'slife.(Mendeleyer,RussianChemist)

天才只意味著終身不懈的努力。20.8.58.5.202011:0311:03:10Aug-2011:032、Ourdestinyoffersnotonlythecupofdespair,butthechaliceofopportunity.(RichardNixon,AmericanPresident)命運(yùn)給予我們的不是失望之酒，而是機(jī)會(huì)之杯。二〇二〇年八月五日2020年8月5日星期三3、Patienceisbitter,butitsfruitissweet.(JeanJacquesRousseau,Frenchthinker)忍耐是痛苦的，但它的果實(shí)是甜蜜的。11:038.5.202011:038.5.202011:0311:03:108.5.202011:038.5.20204、Allthatyoudo,dowithyourmight;thingsdonebyhalvesareneverdoneright.----R.H.Stoddard,Americanpoet做一切事都應(yīng)盡力而為，半途而廢永遠(yuǎn)不行8.5.20208.5.202011:0311:0311:03:1011:03:105、Youhavetobelieveinyourself.That'sthesecretofsuccess.----CharlesChaplin人必須相信自己，這是成功的秘訣。-Wednesday,August5,2020August20Wednesday,August5,20208/5/20206、Almostanysituation---goodorbad---isaffectedbytheattitudewebringto.----LuciusAnnausSeneca差不多任何一種處境---無(wú)論是好是壞---都受到我們對(duì)待處境態(tài)度的影響。11時(shí)3分11時(shí)3分5-Aug-208.5.20207、Althoughtheworldisfullofsuffering,itisfullalsooftheovercomingofit.----HellenKeller,Americanwriter雖然世界多苦難，但是苦難總是能戰(zhàn)勝的。20.8.520.8.520.8.5。2020年8月5日星期三二〇二〇年八月五日8、Formanismanandmasterofhisfate.----Tennyson人就是人，是自己命運(yùn)的主人11:0311:03:108.5.2020Wednesday,August5,20209、Whensuccesscomesinthedoor,itseems,loveoftengoesoutthewindow.-----JoyceBrothers成功來(lái)到門(mén)前時(shí)，愛(ài)情往往就走出了窗外。11:038.5.202011:038.5.202011:0311:03:108.5.202011:038.5.202010、Lifeismeasuredbythoughtandaction,notbytime.——Lubbock衡量生命的尺度是思想和行為，而不是時(shí)間。8.5.20208.5.202011:0311:0311:03:1011:03:1011、Tomakealastingmarriagewehavetoovercomeself-centeredness.要使婚姻長(zhǎng)久，就需克服自我中心意識(shí)。Wednesday,August5,2020August20Wednesday,August5,20208/5/202012、Treatotherpeopleasyouhopetheywilltreatyou.你希望別人如何對(duì)待你，你就如何對(duì)待別人。11時(shí)3分11時(shí)3分5-Aug-208.5.202013、Todowhateverneedstobedoneto

preservethislastandgreatestbastionof

freedom.(RonaldReagan,AmericanPresident)為了保住這最后的、最偉大的自由堡壘，我們必須盡我們所能。20.8.520.8.5Wednesday,August5,202014、Wherethereisawill,thereisaway.(ThomasEdison,Americaninventor)有志者，事竟成。11:01:1911:01:1911:018/5/202011:01:19AM15、

Everymanisthemasterofhisownfortune.----RichardSteele每個(gè)人都主宰自己的命運(yùn)。20.8.511:01:1911:01Aug-205-Aug-2016、Asselfishnessandcomplaintcloudthemind,solovewithitsjoyclearsandsharpensthevision.----HelenKeller自私和抱怨是心靈的陰暗，愉快的愛(ài)則使視野明朗開(kāi)闊。11:01:1911:01:1911:01Wednesday,August5,202017、Donot,foronerepulse,giveupthepurposethatyouresolvedtoeffect.----WillianShakespeare,Britishdramatist不要只因一次失敗，就放棄你原來(lái)決心想達(dá)到的目的。20.8.520.8.511:01:1911:01:19August5,202018、Thereisnoabsolutesuccessintheworld,onlyconstantprogress.世界上的事沒(méi)有絕對(duì)成功，只有不斷的進(jìn)步。2020年8月5日星期三上午11時(shí)1分19秒11:01:1920.8.519、Nothingismorefataltohappinessthantheremembranceofhappiness.

沒(méi)有什么比回憶幸福更令人痛苦的了。2020年8月上午11時(shí)1分20.8.511:01August5,202020、Nomanishappywhodoesnotthinkhimselfso.——PubliliusSyrus認(rèn)為自己不幸福的人就不會(huì)幸福。2020年8月5日星期三11時(shí)1分19秒11:01:195August202021、Theemperortreatstalentastools,usingtheirstrongpointtohisadvantage.

君子用人如器，各取所長(zhǎng)。上午11時(shí)1分19秒上午11時(shí)1分11:01:1920.8.5謝謝觀看THEEND1、Geniusonlymeanshard-worki42工程材料海洋科學(xué)與技術(shù)學(xué)院賈非DalianUniversityofTechnology第2章

鐵碳合金的結(jié)構(gòu)和相圖*工程材料海洋科學(xué)與技術(shù)學(xué)院賈非DalianUniv

主要內(nèi)容Fe-Fe3C合金相圖分析

鐵碳合金相圖中的基本相Fe-Fe3C合金相圖

鐵碳合金的結(jié)晶過(guò)程及組織

共析鋼亞共析鋼過(guò)共析鋼鐵碳合金性能與成分、組織的關(guān)系

合金性能與相圖的關(guān)系Fe-Fe3C合金相圖的應(yīng)用*主要內(nèi)容Fe-Fe3C合金相圖分析*鐵碳合金—碳鋼和鑄鐵，是工業(yè)應(yīng)用最廣的合金。含碳量為0.0218%~2.11%的稱(chēng)鋼。含碳量為2.11%~6.69%的稱(chēng)鑄鐵。鐵碳合金鐵碳合金—碳鋼和鑄鐵，是工業(yè)應(yīng)用最廣的合金。鐵碳合金鐵和碳可形成一系列穩(wěn)定化合物：Fe3C、Fe2C、FeC，它們都可以作為純組元看待。含碳量大于Fe3C成分（6.69%）時(shí)，合金太脆，已無(wú)實(shí)用價(jià)值。實(shí)際所討論的鐵碳合金相圖是Fe-Fe3C相圖。鐵碳合金相圖鐵和碳可形成一系列穩(wěn)定化合物：Fe3C、Fe2C、Fe鐵碳合金相圖中的基本相碳在δ-Fe中的固溶體稱(chēng)δ-鐵素體，用δ表示。都是體心立方間隙固溶體。鐵素體的溶碳能力很低,在727℃時(shí)最大為0.0218%，室溫下僅為0.008%。鐵素體的組織為多邊形晶粒，性能與純鐵相似。鐵素體⒈組元：Fe、Fe3C⒉相⑴鐵素體：碳在-Fe中的固溶體稱(chēng)鐵素體,用F

或

表示。鐵碳合金相圖分析鐵碳合金相圖中的基本相碳在δ-Fe中的固溶體稱(chēng)δ-鐵素體，⑵奧氏體:碳在

-Fe中的固溶體稱(chēng)奧氏體。用A或

表示。是面心立方晶格的間隙固溶體。溶碳能力比鐵素體大，1148℃時(shí)最大為2.11%。組織為不規(guī)則多面體晶粒，晶界較直。強(qiáng)度低、塑性好，鋼材熱加工都在區(qū)進(jìn)行。碳鋼室溫組織中無(wú)奧氏體。奧氏體鐵碳合金相圖中的基本相⑵奧氏體:組織為不規(guī)則多面體晶粒，晶界較直。強(qiáng)度低、塑性好⑶滲碳體：即Fe3C,含碳6.69%,用Fe3C或Cm表示。Fe3C硬度高、強(qiáng)度低(b35MPa),脆性大,塑性幾乎為零Fe3C是一個(gè)亞穩(wěn)相，在一定條件下可發(fā)生分解：Fe3C→3Fe+C(石墨),該反應(yīng)對(duì)鑄鐵有重要意義。由于碳在-Fe中的溶解度很小，因而常溫下碳在鐵碳合金中主要以Fe3C或石墨的形式存在。鑄鐵中的石墨鋼中的滲碳體鐵碳合金相圖中的基本相⑶滲碳體：即Fe3C,含碳6.69%,用Fe3C或Cm⒈相圖中特征點(diǎn)的溫度和含碳量?????LJNG+Fe3C+Fe3CL+Fe3CL++

鐵碳合金相圖⒈相圖中特征點(diǎn)的溫度和含碳量?????LJNG+Fe⒉特征線⑴液相線—ABCD，

固相線—AHJECFD⑵三條水平線：HJB：包晶線LB+δH?

J

ECF：共晶線LC?

E+Fe3C共晶產(chǎn)物是與Fe3C的機(jī)械混合物，稱(chēng)作萊氏體,用Le表示。為蜂窩狀,以Fe3C為基，性能硬而脆。萊氏體鐵碳合金相圖⒉特征線萊氏體鐵碳合金相圖PSK：共析線

S

?FP+Fe3C共析轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物是

與Fe3C的機(jī)械混合物，稱(chēng)作珠光體，用P表示。L+δL+L+Fe3Cδ++Fe3C+F+Fe3C珠光體的組織特點(diǎn)是兩相呈片層相間分布,性能介于兩相之間。PSK線又稱(chēng)A1線。珠光體鐵碳合金相圖PSK：共析線L+δL+L+Fe3Cδ++F⑶其它相線GS,GP—

?

固溶體轉(zhuǎn)變線,GS又稱(chēng)A3線。HN,JN—δ?

固溶體轉(zhuǎn)變線，ES—碳在

-Fe中的固溶線。又稱(chēng)Acm線。PQ—碳在-Fe中的固溶線。鐵碳合金相圖⑶其它相線鐵碳合金相圖⑶三個(gè)三相區(qū)：即HJB(L++)、ECF(L++Fe3C)、PSK(++Fe3C)三條水平線

⒊相區(qū)⑴五個(gè)單相區(qū)：

L、、、、Fe3C⑵七個(gè)兩相區(qū):L+、L+、L+Fe3C、+、+Fe3C、+

、+Fe3C

鐵碳合金相圖⑶三個(gè)三相區(qū)：即HJB(L++)、ECF(L++⑵鋼(0.0218~2.11%C)高溫組織為單相

①亞共析鋼

(0.0218~0.77%C)

②共析鋼(0.77%C)③過(guò)共析鋼

(0.77~2.11%C)鐵碳相圖上的合金，按成分可分為三類(lèi)：⑴工業(yè)純鐵(<0.0218%C)組織為單相鐵素體。亞共析鋼共析鋼過(guò)共析鋼共晶白口鐵過(guò)共晶白口鐵亞共晶白口鐵工業(yè)純鐵典型鐵碳合金的結(jié)晶過(guò)程及組織⑵鋼(0.0218~2.11%C)高溫組織為單相⑶白口鑄鐵

(2.11~6.69%C)

鑄造性能好,硬而脆①亞共晶白口鑄鐵

(2.11~4.3%C)②共晶白口鑄鐵(4.3%C)③過(guò)共晶白口鑄鐵

(4.3~6.69%C)典型鐵碳合金的結(jié)晶過(guò)程及組織⑶白口鑄鐵典型鐵碳合金的結(jié)晶過(guò)程及組織㈠工業(yè)純鐵的結(jié)晶過(guò)程合金液體在1-2點(diǎn)

間轉(zhuǎn)變?yōu)椋?-4點(diǎn)間→，5-6點(diǎn)間→。到7點(diǎn)，從中析

出Fe3C。NSJBHL+++

典型鐵碳合金的結(jié)晶過(guò)程及組織㈠工業(yè)純鐵的結(jié)晶過(guò)程N(yùn)SJBHL+++典

隨溫度下降，F(xiàn)e3CⅢ量不斷增加，合金的室溫下組織為F+Fe3CⅢ。室溫下Fe3CⅢ最大量為:

從鐵素體中析出的滲碳體稱(chēng)三次滲碳體，用Fe3CⅢ表示。Fe3CⅢ以不連續(xù)網(wǎng)狀或片狀分布于晶界。典型鐵碳合金的結(jié)晶過(guò)程及組織隨溫度下降，F(xiàn)e3CⅢ量不斷增加，合金的室溫下組織為㈡共析鋼的結(jié)晶過(guò)程合金液體在1-2點(diǎn)間轉(zhuǎn)變?yōu)椤５絊點(diǎn)發(fā)生共析轉(zhuǎn)變：

S?P+Fe3C,

全部轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w。典型鐵碳合金的結(jié)晶過(guò)程及組織㈡共析鋼的結(jié)晶過(guò)程合金液體在1-2點(diǎn)間轉(zhuǎn)變?yōu)椤５湫丸F珠光體在光鏡下呈指紋狀.變結(jié)束時(shí)，珠光體中相的相對(duì)重量百分比為：珠光體中的滲碳體稱(chēng)共析滲碳體。S點(diǎn)以下，共析中析出Fe3CⅢ，與共析Fe3C結(jié)合不易分辨。室溫組織為P.珠光體Q共析鋼的結(jié)晶過(guò)程珠光體在光鏡下呈指紋狀.珠光體中的滲碳體稱(chēng)共析滲碳體。珠光體室溫下，珠光體中兩相的相對(duì)重量百分比是多少？Q43219共析鋼的結(jié)晶過(guò)程室溫下，珠光體中兩相的相對(duì)重量百分比是多少？Q43219共㈢亞共析鋼的結(jié)晶過(guò)程0.09~0.53%C亞共析鋼冷卻時(shí)發(fā)生包晶反應(yīng).以0.45%C的鋼為例合金在4點(diǎn)以前通過(guò)勻晶—包晶—?jiǎng)蚓Х磻?yīng)全部轉(zhuǎn)變?yōu)?。?點(diǎn)，由中析出

。到5點(diǎn),成分沿GS線變到S點(diǎn)，

發(fā)生共析反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w。溫度繼續(xù)下降，

中析出Fe3CⅢ，由于與共析Fe3C結(jié)合,且量少,忽略不計(jì).典型鐵碳合金的結(jié)晶過(guò)程及組織㈢亞共析鋼的結(jié)晶過(guò)程中析出。到5點(diǎn),成分沿G利用平衡組織中珠光體所占的面積百分比，可以近似估算亞共析鋼的含碳量:

C%=P面積%×0.77%(忽略中含碳量，P面積%=QP)共析溫度下相的相對(duì)重量為：

組織組成物的相對(duì)重量為：

S’亞共析鋼的結(jié)晶過(guò)程利用平衡組織中珠光體所占的面積百分比，可以近似估算亞共析鋼的室溫下相的相對(duì)重量百分比為：室溫下組織組成物的相對(duì)重量百分比為：S’亞共析鋼的結(jié)晶過(guò)程室溫下相的相對(duì)重量百分比為：室溫下組織組成物的相對(duì)重量百分比亞共析鋼室溫下的組織為F+P。在0.0218~0.77%C

范圍內(nèi)珠光體的量隨含碳量增加而增加。含0.45%C鋼的組織含0.20%C鋼的組織含0.60%C鋼的組織亞共析鋼的結(jié)晶過(guò)程亞共析鋼室溫下的組織為F+P。含0.45%C鋼的組織含0.2㈣過(guò)共析鋼的結(jié)晶過(guò)程合金在1~2點(diǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

,到3點(diǎn),開(kāi)始析出Fe3C。從奧氏體中析出的Fe3C稱(chēng)二次滲碳體,用Fe3CⅡ表示,其沿晶界呈網(wǎng)狀分布.溫度下降,Fe3CⅡ量增加。到4點(diǎn)，

成分沿ES線變化到S點(diǎn)，余下的轉(zhuǎn)變?yōu)镻。在共析溫度下Fe3CⅡ的相對(duì)量？典型鐵碳合金的結(jié)晶過(guò)程及組織㈣過(guò)共析鋼的結(jié)晶過(guò)程溫度下降,Fe3CⅡ量增加。到4點(diǎn)過(guò)共析鋼室溫組織為P+Fe3CⅡ。Fe3CⅡ量隨含碳量而增加,含碳量為2.11%時(shí),Fe3CⅡ量最大：含1.4%C鋼的組織過(guò)共析鋼的結(jié)晶過(guò)程過(guò)共析鋼室溫組織為P+Fe3CⅡ。含1.4%C鋼的組織室溫下兩相的相對(duì)重量百分比：室溫下兩組織組成物的相對(duì)重量百分比：亞共析鋼的結(jié)晶過(guò)程室溫下兩相的相對(duì)重量百分比：室溫下兩組織組成物的相對(duì)重量百分㈤共晶白口鐵的結(jié)晶過(guò)程合金冷卻到C點(diǎn)發(fā)生共晶反應(yīng)全部轉(zhuǎn)變?yōu)槿R氏體(Le),萊氏體是共晶

與共晶Fe3C的機(jī)械混合物,呈蜂窩狀.Fe3C典型鐵碳合金的結(jié)晶過(guò)程及組織㈤共晶白口鐵的結(jié)晶過(guò)程Fe3C典型鐵碳合金的結(jié)晶過(guò)程共晶轉(zhuǎn)變結(jié)束時(shí)，兩相的相對(duì)重量百分比為:C點(diǎn)以下,

成分沿ES線變化，共晶

將析出Fe3CⅡ。Fe3CⅡ與共晶Fe3C

結(jié)合，不易分辨。1’2Fe3C共晶白口鐵的結(jié)晶過(guò)程共晶轉(zhuǎn)變結(jié)束時(shí)，兩相的相對(duì)重量百分比為:C點(diǎn)以下,成分溫度降到2點(diǎn),

成分達(dá)到0.77%,此時(shí),相的相對(duì)重量:在2點(diǎn),共晶

發(fā)生共析反應(yīng)，轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w，這種由P與Fe3C組成的共晶體稱(chēng)低溫萊氏體,用Le’表示.

2點(diǎn)以下，共晶體中P的變化同共析鋼。S共晶白口鐵的結(jié)晶過(guò)程溫度降到2點(diǎn),成分達(dá)到0.77%,此時(shí),相的相對(duì)重共晶白口鐵室溫組織為L(zhǎng)e’(P+Fe3C),它保留了共晶轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的形態(tài)特征。室溫下兩相的相對(duì)重量百分比為：共晶白口鐵的結(jié)晶過(guò)程共晶白口鐵室溫組織為L(zhǎng)e’(P+Fe3C),它保留了㈥亞共晶白口鐵的結(jié)晶過(guò)程合金在1~2點(diǎn)間析出

。到2點(diǎn)，液相成分變到C點(diǎn),并轉(zhuǎn)變?yōu)長(zhǎng)e。2~3點(diǎn)間從中析出Fe3CⅡ，一次的Fe3CⅡ被共晶襯托出來(lái)。到3點(diǎn)，轉(zhuǎn)變?yōu)镻。典型鐵碳合金的結(jié)晶過(guò)程及組織㈥亞共晶白口鐵的結(jié)晶過(guò)程典型鐵碳合金的結(jié)晶過(guò)程及組織亞共晶白口鐵室溫組織為P+Fe3CⅡ+Le’。室溫下組織組成物相對(duì)重量百分比為：ECFD1234N室溫下相的相對(duì)重量百分比?亞共晶白口鐵的結(jié)晶過(guò)程亞共晶白口鐵室溫組織為P+Fe3CⅡ+Le’。ECFD123㈦過(guò)共晶白口鐵的結(jié)晶過(guò)程1~2點(diǎn)間從液相中析出Fe3C,這種滲碳體稱(chēng)一次滲碳體，用Fe3CⅠ表示，呈粗條片狀。到2點(diǎn)，余下的液相成分變到C點(diǎn)并轉(zhuǎn)變?yōu)長(zhǎng)e。典型鐵碳合金的結(jié)晶過(guò)程及組織㈦過(guò)共晶白口鐵的結(jié)晶過(guò)程典型鐵碳合金的結(jié)晶過(guò)程及組織組織組成物與相組成物標(biāo)注區(qū)別主要在+Fe3C和+Fe3C兩個(gè)相區(qū).+Fe3C相區(qū)中有四個(gè)組織組成物區(qū)，+Fe3C相區(qū)中有七個(gè)組織組成物區(qū)。㈧組織組成物在鐵碳合金相圖上的標(biāo)注+Fe3C+Fe3C典型合金的平衡結(jié)晶過(guò)程組織組成物與相組成物標(biāo)注區(qū)別主要在+Fe3C和+Fe3FeFe3CSQPNKJHGFEDCBAA+Fe3CA+FL+AA+L+FALL+Fe3CF+Fe3CA+Fe3CⅡA+Fe3CⅡ+LeLeLe+Fe3CⅠLe’+Fe3CⅠLe’P+Fe3CⅡ+Le’P+Fe3CⅡP+FPF+Fe3CⅢC%溫度FeFe3CSQPNKJHGFEDCBAA+Fe3CA+F合金性能與相圖的關(guān)系含碳量對(duì)室溫平衡組織的影響

含碳量與緩冷后相及組織組成物之間的定量關(guān)系為：鋼鐵素體亞共析鋼過(guò)共析鋼亞共晶白口鑄鐵過(guò)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(lèi)組織組成物相對(duì)量%相組成物相對(duì)量%含碳量%00.02180.772.114.36.6910010000三次滲碳體鐵碳合金性能與成分、組織的關(guān)系合金性能與相圖的關(guān)系鋼鐵素體亞共析鋼過(guò)共析鋼亞共晶白口鑄鐵含碳量對(duì)力學(xué)性能的影響亞共析鋼隨含碳量增加，P量增加，鋼的強(qiáng)度、硬度升高，塑性、韌性下降。0.77%C時(shí)，組織為100%P,。＞0.9%C，F(xiàn)e3CⅡ?yàn)榫Ы邕B續(xù)網(wǎng)狀，升。＞2.11%C，組織中有以Fe3C為基的Le’,合金太脆.典型合金的平衡結(jié)晶過(guò)程含碳量對(duì)力學(xué)性能的影響0.77%C時(shí)，組織為100%P,鋼鐵選材的成分依據(jù)①要求塑性和韌性較好

型鋼和容器：一般選用低碳鋼（含碳量為0.1%~0.25%）②要求塑性和強(qiáng)度較好:

軸類(lèi)零件：一般選用中碳鋼（含碳量為0.25%~0.6%）低碳鋼好③要求硬度和耐磨性較好

工具和模具：一般選用高碳鋼（含碳量為0.6%~1.3%）鐵碳合金相圖的應(yīng)用鋼鐵選材的成分依據(jù)鐵碳合金相圖的應(yīng)用含碳量對(duì)工藝性能的影響①切削性能:中碳鋼合適②可鍛性能:低碳鋼好③焊接性能:低碳鋼好④鑄造性能:共晶合金好⑤熱處理性能:鑄造焊縫組織模鍛切削加工的基本形式車(chē)刨鉆銑磨鐵碳合金相圖的應(yīng)用含碳量對(duì)工藝性能的影響鑄造焊縫組織模鍛切削加工的基本形式車(chē)刨

課后作業(yè)2P29：習(xí)題和思考題1、2、5、6、7、8。*課后作業(yè)2P29：習(xí)題和思考題1、2、5、6、7、8。謝謝！*謝謝！*1、Geniusonlymeanshard-workingallone'slife.(Mendeleyer,RussianChemist)

天才只意味著終身不懈的努力。20.8.58.5.202011:0311:03:10Aug-2011:032、Ourdestinyoffersnotonlythecupofdespair,butthechaliceofopportunity.(RichardNixon,AmericanPresident)命運(yùn)給予我們的不是失望之酒，而是機(jī)會(huì)之杯。二〇二〇年八月五日2020年8月5日星期三3、Patienceisbitter,butitsfruitissweet.(JeanJacquesRousseau,Frenchthinker)忍耐是痛苦的，但它的果實(shí)是甜蜜的。11:038.5.202011:038.5.202011:0311:03:108.5.202011:038.5.20204、Allthatyoudo,dowithyourmight;thingsdonebyhalvesareneverdoneright.----R.H.Stoddard,Americanpoet做一切事都應(yīng)盡力而為，半途而廢永遠(yuǎn)不行8.5.20208.5.202011:0311:0311:03:1011:03:105、Youhavetobelieveinyourself.That'sthesecretofsuccess.----CharlesChaplin人必須相信自己，這是成功的秘訣。-Wednesday,August5,2020August20Wednesday,August5,20208/5/20206、Almostanysituation---goodorbad---isaffectedbytheattitudewebringto.----LuciusAnnausSeneca差不多任何一種處境---無(wú)論是好是壞---都受到我們對(duì)待處境態(tài)度的影響。11時(shí)3分11時(shí)3分5-Aug-208.5.20207、Althoughtheworldisfullofsuffering,itisfullalsooftheovercomingofit.----HellenKeller,Americanwriter雖然世界多苦難，但是苦難總是能戰(zhàn)勝的。20.8.520.8.520.8.5。2020年8月5日星期三二〇二〇年八月五日8、Formanismanandmasterofhisfate.----Tennyson人就是人，是自己